ఆప్ ఉపయోగించి సాధారణ బ్యాటరీ స్థాయి సూచిక

ఆధునిక ప్రపంచంలో, మేము మీ హ్యాండ్‌హెల్డ్ మొబైల్ ఫోన్, డిజిటల్ థర్మామీటర్, స్మార్ట్ వాచ్ నుండి ఎలక్ట్రిక్ వెహికల్స్, విమానాలు, ఉపగ్రహాలు మరియు అంగారక గ్రహంపై ఉపయోగించిన రోబోటిక్ రోవర్స్ నుండి దాదాపు ప్రతి ఎలక్ట్రానిక్ గాడ్జెట్‌లో బ్యాటరీలను 700 సోల్స్ (మార్టిన్ రోజులు) వరకు ఉపయోగిస్తాము. ఈ ఎలెక్ట్రోకెమికల్ స్టోరేజ్ పరికరాల ఆవిష్కరణ లేకుండా చెప్పడం సురక్షితం అకా బ్యాటరీస్, మనకు తెలిసిన ప్రపంచం ఉనికిలో ఉండదు. లీడ్-యాసిడ్, ని-సిడి, లిథియం-అయాన్ వంటి అనేక రకాల బ్యాటరీలు ఉన్నాయి. సాంకేతిక పరిజ్ఞానం రావడంతో, లి-ఎయిర్ బ్యాటరీలు, సాలిడ్ స్టేట్ లిథియం బ్యాటరీలు మొదలైనవి కనుగొన్న కొత్త బ్యాటరీలను మనం చూస్తున్నాము. శక్తి నిల్వ సామర్థ్యం మరియు అధిక ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత పరిధి. బ్యాటరీల గురించి మరియు అవి మా మునుపటి కథనాలలో ఎలా పనిచేస్తాయో మేము ఇప్పటికే చర్చించాము. ఈ వ్యాసంలో, సరళమైన రూపకల్పన ఎలా చేయాలో నేర్చుకుంటాము Op-Amp ఉపయోగించి 12V బ్యాటరీ ఛార్జ్ స్థాయి సూచిక.

బ్యాటరీ స్థాయి అస్పష్టమైన పదం అయినప్పటికీ, బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థను ఉపయోగించి సంక్లిష్ట లెక్కలు మరియు కొలతలను ఉపయోగించకపోతే బ్యాటరీలో మిగిలి ఉన్న ఛార్జీని మనం నిజంగా కొలవలేము. సాధారణ అనువర్తనాల్లో, మనకు ఈ పద్ధతి యొక్క లగ్జరీ లేదు, కాబట్టి మేము సాధారణంగా సరళమైన ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ ఆధారిత బ్యాటరీ స్థాయి అంచనా పద్ధతిని ఉపయోగిస్తాము, ఇది లీడ్ యాసిడ్ 12 వి బ్యాటరీలకు బాగా పనిచేస్తుంది, ఎందుకంటే వాటి ఉత్సర్గ వక్రత 13.8V నుండి 10.1V వరకు సరళంగా ఉంటుంది, సాధారణంగా దాని ఎగువ మరియు దిగువ తీవ్ర పరిమితులుగా పరిగణించబడతాయి. ఇంతకుముందు మేము ఆర్డునో ఆధారిత బ్యాటరీ స్థాయి సూచిక మరియు బహుళ సెల్ వోల్టేజ్ పర్యవేక్షణ సర్క్యూట్‌ను కూడా నిర్మించాము, మీకు ఆసక్తి ఉంటే మీరు కూడా వాటిని తనిఖీ చేయవచ్చు.

ఈ ప్రాజెక్ట్‌లో, మేము క్వాడ్ కంపారిటర్ OPAMP ఆధారిత IC LM324 సహాయంతో 12V బ్యాటరీ స్థాయి సూచికను రూపకల్పన చేసి నిర్మిస్తాము, ఇది ఒకే చిప్‌లో 4 OPAMP ఆధారిత పోలికలను ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది. మేము బ్యాటరీ యొక్క వోల్టేజ్‌ను కొలుస్తాము మరియు దానిని LM324 IC ని ఉపయోగించి ముందుగా నిర్ణయించిన వోల్టేజ్‌తో పోల్చి చూస్తాము మరియు మనకు లభించే అవుట్‌పుట్‌ను ప్రదర్శించడానికి LED లను డ్రైవ్ చేస్తాము. మనం దానిలోకి దూకుదాం, మనం?

భాగాలు అవసరం

• LM324 క్వాడ్ OPAMP IC
• 4 × LED లైట్స్ (ఎరుపు)
• 1 × 2.5kΩ రెసిస్టర్
• 5 × 1kΩ రెసిస్టర్
• 1 × 1.6kΩ రెసిస్టర్
• 4 × 0.5 కేΩ రెసిస్టర్
• 14 పిన్ ఐసి హోల్డర్
• పిసిబి స్క్రూ టెర్మినల్
• పెర్ఫ్బోర్డ్
• టంకం కిట్

LM324 క్వాడ్ OPAMP IC

LM324 అనేది ఒక క్వాడ్ ఆప్-ఆంప్ ఐసి, ఇది ఒక సాధారణ విద్యుత్ సరఫరాతో నడిచే నాలుగు ఆప్- ఆంప్స్‌తో అనుసంధానించబడి ఉంది. అవకలన ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ పరిధి విద్యుత్ సరఫరా వోల్టేజ్కు సమానంగా ఉంటుంది. డిఫాల్ట్ ఇన్పుట్ ఆఫ్సెట్ వోల్టేజ్ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది 2mV మాగ్నిట్యూడ్. ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత పరిసరాల వద్ద 0˚C నుండి 70˚C వరకు ఉంటుంది, అయితే గరిష్ట జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత 150˚C వరకు ఉంటుంది. సాధారణంగా, ఆప్-ఆంప్స్ గణిత కార్యకలాపాలను చేయగలవు మరియు యాంప్లిఫైయర్, వోల్టేజ్ ఫాలోయర్, కంపారిటర్ మొదలైన వివిధ కాన్ఫిగరేషన్లలో ఉపయోగించవచ్చు. కాబట్టి, ఒకే ఐసిలో నాలుగు OPAMP లను ఉపయోగించడం ద్వారా, మీరు సర్క్యూట్ యొక్క స్థలం మరియు సంక్లిష్టతను ఆదా చేస్తారు. -3V నుండి 32V వరకు విస్తృత వోల్టేజ్ పరిధిలో ఒకే విద్యుత్ సరఫరా ద్వారా ఇది శక్తినివ్వగలదు, ఇది ఈ సర్క్యూట్లో 24V బ్యాటరీ స్థాయి పరీక్షకు సరిపోతుంది.

12 వి బ్యాటరీ స్థాయి సూచిక కోసం సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

12 వి బ్యాటరీ సూచికలో ఉపయోగించిన పూర్తి సర్క్యూట్ క్రింద చూడవచ్చు. నేను క్రింద ఉన్న చిత్రంలో ఇలస్ట్రేషన్ ప్రయోజనం కోసం 9V బ్యాటరీని ఉపయోగించాను, కాని దానిని 12V బ్యాటరీగా భావించండి.

మీకు గ్రాఫికల్ సర్క్యూట్లు నచ్చకపోతే, మీరు స్కీమాటిక్స్ కోసం క్రింది చిత్రాన్ని తనిఖీ చేయవచ్చు. ఇక్కడ Vcc మరియు గ్రౌండ్ వరుసగా 12V బ్యాటరీ పాజిటివ్ మరియు నెగటివ్‌తో అనుసంధానించవలసిన టెర్మినల్స్.

ఇప్పుడు, సర్క్యూట్ యొక్క పనిని అర్థం చేసుకుందాం. సరళత కొరకు, మేము సర్క్యూట్‌ను 2 వేర్వేరు భాగాలుగా విభజించవచ్చు.

సూచన వోల్టేజీల విభాగం:

మొదట, మేము సర్క్యూట్లో ఏ వోల్టేజ్ స్థాయిలను కొలవాలనుకుంటున్నామో నిర్ణయించుకోవాలి మరియు తదనుగుణంగా మీ రెసిస్టర్ ఆధారిత సంభావ్య డివైడర్ సర్క్యూట్‌ను మీరు రూపొందించవచ్చు. ఈ సర్క్యూట్లో, D2 అనేది రిఫరెన్స్ జెనర్ డయోడ్, ఇది 5.1V 5W గా రేట్ చేయబడింది, కనుక ఇది అవుట్పుట్ను 5.1V కి నియంత్రిస్తుంది. GND కి సిరీస్‌లో 4 1 కె రెసిస్టెన్స్ అనుసంధానించబడి ఉంది, కాబట్టి బ్యాటరీ వోల్టేజ్‌తో పోలికలు చేయడానికి మేము ఉపయోగించే ప్రతి రెసిస్టర్‌లో సుమారు 1.25V డ్రాప్ ఉంటుంది. పోలిక కోసం రిఫరెన్స్ వోల్టేజీలు సుమారు 5.1 వి, 3.75 వి, 2.5 వి మరియు 1.25 వి.

అలాగే, జెనర్ అంతటా అనుసంధానించబడిన వోల్టేజ్ డివైడర్ ఇచ్చిన వోల్టేజ్‌లతో బ్యాటరీ వోల్టేజ్‌లను పోల్చడానికి మేము ఉపయోగించే మరొక వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్ ఉంది. ఈ వోల్టేజ్ డివైడర్ ముఖ్యం ఎందుకంటే దాని విలువను కాన్ఫిగర్ చేయడం ద్వారా, మీరు సంబంధిత LED లను వెలిగించాలనుకుంటున్న వోల్టేజ్ పాయింట్లను మించి నిర్ణయిస్తారు. ఈ సర్క్యూట్లో, 2.6 యొక్క విభజన కారకాన్ని అందించడానికి మేము సిరీస్‌లో 1.6 కె రెసిస్టర్ మరియు 1.0 కె రెసిస్టర్‌లను ఎంచుకున్నాము.

కాబట్టి బ్యాటరీ యొక్క ఎగువ పరిమితి 13.8V అయితే, సంభావ్య డివైడర్ ఇచ్చిన సంబంధిత వోల్టేజ్ 13.8 / 2.6 = 5.3V అవుతుంది, ఇది జెనర్ డయోడ్ నుండి మొదటి రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ ఇచ్చిన 5.1V కన్నా ఎక్కువ, అందువల్ల అన్ని LED లు ఉంటాయి బ్యాటరీ యొక్క వోల్టేజ్ 12.5V అయితే పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడదు లేదా పూర్తిగా విడుదల చేయకపోతే, సంబంధిత వోల్టేజ్ 12.5 / 2.6 = 4.8 వి అవుతుంది, అంటే ఇది 5.1 వి కన్నా తక్కువ కాని ఇతర మూడు రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్‌ల కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది కాబట్టి మూడు ఎల్‌ఇడిలు వెలిగించండి మరియు ఒకటి ఉండదు. కాబట్టి, ఈ విధంగా, మేము ఒక వ్యక్తి LED ని వెలిగించటానికి వోల్టేజ్ పరిధులను నిర్ణయించవచ్చు.

కంపారిటర్ మరియు LED విభాగం:

సర్క్యూట్ యొక్క ఈ భాగంలో, మేము వేర్వేరు వోల్టేజ్ స్థాయిల కోసం వేర్వేరు LED లను నడుపుతున్నాము. IC LM324 ఒక OPAMP ఆధారిత పోలిక కాబట్టి, ఒక నిర్దిష్ట OPAMP యొక్క నాన్-ఇన్వర్టింగ్ టెర్మినల్ విలోమ టెర్మినల్ కంటే ఎక్కువ సామర్థ్యంతో ఉన్నప్పుడు, OPAMP అవుట్పుట్ సుమారు VCC వోల్టేజ్ స్థాయికి లాగబడుతుంది, ఇది మా విషయంలో బ్యాటరీ వోల్టేజ్. ఇక్కడ LED వెలిగించదు ఎందుకంటే LED యొక్క యానోడ్ మరియు కాథోడ్ రెండింటిలోని వోల్టేజీలు సమానంగా ఉంటాయి కాబట్టి కరెంట్ ప్రవహించదు. ఇన్వర్టింగ్ టెర్మినల్ యొక్క వోల్టేజ్ నాన్-ఇన్వర్టింగ్ టెర్మినల్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, అప్పుడు OPAMP యొక్క అవుట్పుట్ GND స్థాయికి లాగబడుతుంది, అందువల్ల దాని టెర్మినల్స్ అంతటా సంభావ్య వ్యత్యాసం ఉన్నందున LED వెలిగిపోతుంది.

మా సర్క్యూట్లో, మేము ప్రతి OPAMP యొక్క నాన్-ఇన్వర్టింగ్ టెర్మినల్‌ను బ్యాటరీ అంతటా అనుసంధానించబడిన సంభావ్య డివైడర్ సర్క్యూట్ యొక్క 1kΩ రెసిస్టర్‌కు అనుసంధానించాము మరియు ఇన్వర్టింగ్ టెర్మినల్స్ జెనర్ అంతటా అనుసంధానించబడిన సంభావ్య డివైడర్ నుండి వేర్వేరు వోల్టేజ్ స్థాయిలకు అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి. కాబట్టి, బ్యాటరీ యొక్క విభజించబడిన వోల్టేజ్ ఆ OPAMP యొక్క సంబంధిత రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అవుట్‌పుట్ అధికంగా లాగబడుతుంది మరియు ముందు వివరించిన విధంగా LED వెలిగిపోదు.

సవాళ్లు మరియు మెరుగుదలలు:

ఇది బ్యాటరీ యొక్క వోల్టేజ్‌ను అంచనా వేయడానికి బదులుగా ముడి మరియు ప్రాథమిక పద్ధతి మరియు 5.1V జెనర్ డయోడ్‌లో అనుసంధానించబడిన సంభావ్య డివైడర్‌తో సిరీస్‌లో అదనపు రెసిస్టర్‌ను జోడించడం ద్వారా మీ ఎంపికకు వోల్టేజ్ పరిధిని చదవడానికి మీరు దీన్ని మరింత సవరించవచ్చు, ఈ విధంగా, మీరు చిన్న పరిధిలో మరింత ఖచ్చితత్వాన్ని పొందవచ్చు, తద్వారా మీరు లీడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీ వంటి వాస్తవ-ప్రపంచ అనువర్తనాల కోసం చిన్న పరిధిలో ఎక్కువ వోల్టేజ్ స్థాయిలను గుర్తించవచ్చు.

మీరు వేర్వేరు వోల్టేజ్ స్థాయిల కోసం వేర్వేరు రంగుల LED లను కూడా ఇంటర్ఫేస్ చేయవచ్చు మరియు మీకు బార్ గ్రాఫ్ కావాలంటే. సరళంగా ఉంచడానికి నేను ఈ సర్క్యూట్లో ఒకే LM324 ను మాత్రమే ఉపయోగించాను, మీరు n కంపారిటర్ IC ల సంఖ్యను మరియు n రెసిస్టర్‌లతో ఉపయోగించవచ్చు, రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ జెనర్ డయోడ్‌తో సిరీస్‌లో, మీకు కావలసినంత పోల్చడానికి మీకు చాలా రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్‌లు ఉండవచ్చు ఇది మీ సూచిక యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని మరింత పెంచుతుంది.

మా 12V బ్యాటరీ స్థాయి సూచికను నిర్మించడం మరియు పరీక్షించడం

ఇప్పుడు మేము సర్క్యూట్ రూపకల్పన పూర్తి చేసినందున, మేము దానిని పెర్ఫ్ బోర్డులో కల్పించాలి. మీకు కావాలంటే, మీరు మొదట బ్రెడ్‌బోర్డులో దాని పనిని చూడటానికి పరీక్షించవచ్చు మరియు సర్క్యూట్లో మీరు చూడగలిగే తప్పులను డీబగ్ చేయవచ్చు. మీరు అన్ని భాగాలను కలపడం యొక్క ఇబ్బందిని సేవ్ చేయాలనుకుంటే, మీరు ఆటోకాడ్ ఈగిల్, ఈజీఇడిఎ, లేదా ప్రోటీయస్ ఆరేస్ లేదా మీకు నచ్చిన ఇతర పిసిబి డిజైనింగ్ సాఫ్ట్‌వేర్‌లలో మీ స్వంత పిసిబిని కూడా డిజైన్ చేయవచ్చు.

LM324 -3V నుండి 32V వరకు విస్తృత విద్యుత్ సరఫరాలో పనిచేయగలదు కాబట్టి, LM324 IC కి ప్రత్యేకమైన విద్యుత్ సరఫరాను అందించడం గురించి మీరు ఆందోళన చెందాల్సిన అవసరం లేదు, కాబట్టి మేము ఒక జత PCB స్క్రూ టెర్మినల్స్ మాత్రమే ఉపయోగించాము నేరుగా బ్యాటరీ టెర్మినల్‌లకు కనెక్ట్ చేయబడింది మరియు మొత్తం పిసిబికి శక్తినిస్తుంది. ఈ సర్క్యూట్ ఉపయోగించి మీరు మిన్ 5.5 వి నుండి గరిష్టంగా 15 వి వరకు వోల్టేజ్ స్థాయిలను తనిఖీ చేయవచ్చు. జెనర్ అంతటా సంభావ్య డివైడర్‌లో సిరీస్‌లో మరొక రెసిస్టర్‌ను జోడించాలని మరియు ప్రతి LED యొక్క వోల్టేజ్ పరిధిని తగ్గించమని నేను గట్టిగా సిఫార్సు చేస్తున్నాను.

LM324 24V బ్యాటరీని పరీక్షించగల సామర్థ్యం ఉన్నందున మీరు వోల్టేజ్ పరీక్ష పరిధిని 12V నుండి 24V కి పెంచాలనుకుంటే, మీరు ఇచ్చిన వోల్టేజ్ స్థాయిలతో పోల్చడానికి బ్యాటరీ అంతటా కనెక్ట్ చేయబడిన వోల్టేజ్ డివైడర్ యొక్క వోల్టేజ్ విభజన కారకాన్ని మార్చాలి. జెనర్ రిఫరెన్స్ సర్క్యూట్ ద్వారా మరియు, వాటి ద్వారా అధిక విద్యుత్ ప్రవాహానికి వ్యతిరేకంగా రక్షించడానికి LED లతో అనుసంధానించబడిన ప్రతిఘటనలను రెట్టింపు చేయండి.

ఈ ట్యుటోరియల్ యొక్క పూర్తి పని క్రింద లింక్ చేయబడిన వీడియోలో కూడా చూడవచ్చు. మీరు ట్యుటోరియల్‌ను ఆస్వాదించారని మరియు మీకు ఏవైనా ప్రశ్నలు ఉంటే వాటిని ఉపయోగకరంగా నేర్చుకున్నారని, వాటిని వ్యాఖ్య విభాగంలో ఉంచండి లేదా మీరు ఇతర ఫోరమ్ ప్రశ్నలకు మా ఫోరమ్‌లను ఉపయోగించవచ్చని ఆశిస్తున్నాము.