UPSバッテリー電圧インジケーター。スキーム、説明

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UPSのバッテリー電圧インジケーター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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著者は、Masterguard A1000 無停電電源装置にマイクロコントローラーのバッテリー電圧インジケーターを取り付けることを提案しています。

Masterguard A1000 無停電電源装置 (UPS) では、バッテリーの保証期間が終了すると、バッテリー交換の必要性に関する警告が自動的にオンになり、バッテリー電圧しきい値インジケーターが点滅し、信号音が定期的に鳴ります。このモードでは、通常のバッテリー電圧レベルインジケーターはその機能を実行しません。この現象は、電池を新しいものと独立して交換した後でも観察されます。もちろん、この問題はサービスセンターに連絡することで解決でき、バッテリーを交換して警告信号をリセットしてもらえます。適切なソフトウェアが利用可能な場合は、ユーザーがこれらすべてを自分で行うこともできます。ただし、何らかの理由でそのような機会がない場合は、以下で説明する方法を使用できます。

この問題を解決するために、段階的なバッテリ電圧インジケータと UPS 動作モードのロジックアナライザであるデバイスが提案されています。このデバイスを使用すると、UPS の設計への介入を最小限に抑えて、バッテリの電圧を表示する機能と音声信号の供給を復元できます。電圧インジケーターは PIC12F675-I / P MK に組み込まれており、ADC、LED を直接制御できる出力、内部クロックジェネレーターから動作する機能など、インジケーターを構成するために必要なすべてが含まれています。 UPS 動作モードアナライザーは、K561LA7 マイクロ回路の論理要素に基づいて作成され、警告音信号を生成します。

デバイスのスキームを図に示します。 1. デバイスは UPS 制御ボードから +5 V 電力を直接受け取ります。 DD2 チップには、バッテリーの電圧レベルのインジケーターが組み込まれています。抵抗 R1 と R3 は、公称電圧 12 V、容量 7,2 Ah の 36 つの直列接続された電池で構成される蓄電池から取得した入力電圧を分圧するために使用されます。この分圧器を使用すると、バッテリーの電圧 (5 V) が MK の許容値と一致します。マイクロコントローラー DD2 のピン 2 はプログラムによって ADC 入力として構成され、ピン 3、6、7、および XNUMX は出力として構成されます。後者は、しきい値電圧インジケータ LED に接続されており、クエンチング抵抗とともに UPS 制御基板に取り付けられ、前面コントロールパネル上で XNUMX つのインジケータの列として設計されています。

米。 1. デバイス図 (クリックして拡大)

適用されるMKに必要な数のピンが不足しているため、1つのLEDは使用されず、常に光ります。そのカソードはデバイスのマイナスラインに接続されています。残りの LED は、回路に従って抵抗 R33 の上部出力の電圧に応じて点灯します。したがって、バッテリー電圧が 36 V (最小値)、37,8 番目 - 41,4 V、3 番目 - 13,8 V、41,4 番目 - XNUMX V に達すると XNUMX 番目の LED が点灯します。最後の値は、各バッテリーのフル充電状態 (XNUMXxXNUMX = XNUMX V) に対応します。したがって、電圧インジケータの XNUMX つの LED の発光コラムにより、UPS バッテリが充電状態にあると判断できます。

MK のメモリに入力される係数の計算を表に示します。完全に充電された13,8つのバッテリーの電圧は11 V、完全に放電された場合は5 Vであると想定されており、中間の値は任意に選択されます。係数は、ADC MK 1024 V の入力電圧が XNUMX の値に相当するという条件から計算されます。

テーブル

バッテリー電圧、V		分圧器 R1R3 を通る電流、mA	入力電圧 AN2、V	MKに記録された係数
1	すべて	分圧器 R1R3 を通る電流、mA	入力電圧 AN2、V	MKに記録された係数
13,6	41,4	0,4670586	4,870588	997
12,6	37,8	0,4447059	4,447059	911
12	36	0,4235294	4,235294	867
11	33	0,3882353	3,882353	795

前述したように、UPS 動作モードのアナライザーは DD1 チップの論理要素に組み込まれており、音声信号を与える役割を果たします。

DD1.1 要素の入力は UPS の「緊急」LED のカソードに接続されており、カソードに低レベルを印加することで制御されます。通常の状態では、「緊急」LED は点灯せず、そのカソードと DD1.1 入力には高レベルがあります。 UPS で緊急事態が発生すると、「緊急」LED が点灯し、DD1.1 エレメントの入力に低レベルが表示されます。したがって、単一の信号が出力に現れ、GP3 DD2 の入力に供給され、MK の出力に接続されている 1 つの LED をすべて点滅モードに切り替えます。電圧計の LED は 2 秒間隔で点灯および消灯します。同じ単一信号がオープンダイオード VD1 と制限抵抗 R1 を通過してトランジスタ VT2 のベースに到達し、トランジスタ VT1 を開きます。これによりリレー KXNUMX がトリガーされます。閉じた接点は UPS ブザーに電力を供給し、ビープ音が連続的に鳴ります。緊急事態が解除されると、「緊急」LED が消灯します。 MK DDXNUMX の電圧インジケータは UPS バッテリ電圧測定モードに戻り、リレー KXNUMX が放音器の電源回路を開きます。 UPS の通常の状態でこの回路が開いたままになっていると、ブザーが周期的にビープ音を発します。

このスキームによるDD1.2要素の下部入力は、「バイパス」LED（バイパス）のカソードに接続されており、これも低レベル電源によって制御されます。通常の状態では、「バイパス」LED も点灯せず、そのカソードと DD6 素子のピン 1.2 に高レベルがあります。このスキームによれば、上部入力 DD1.2 にも単一信号があるため、その出力にはローレベルが設定されます。「バイパス」モードをオンにすると、DD6 エレメントのピン 1.2 で高レベルが低レベルに変化し、その出力に高レベルが現れます。これにより、最初のケースと同様に、K1 リレーがトリガーされ、UPS サウンドエミッタが接続されます。エミッターは音声信号を発し、電圧インジケーターモードは変わりません。バッテリーの電圧が測定され、表示されます。「バイパス」モードを無効にすると、対応する LED が消灯し、可聴信号が停止します。

要素 DD1.3 の入力は、UPS の「ネットワーク」LED のカソードに接続されます。通常の状態では、入力主電圧が存在すると LED が点灯し、この要素の入力にはローレベルが存在します。要素 DD1.4 の出力にもゼロ信号があります - リレー K1 は通電されておらず、バッテリー電圧インジケーターが動作しています。ネットワークに停電が発生した場合、UPS はバッテリ電源に切り替わり、「ネットワーク」LED が消灯します。DD1.4 要素の出力に 1 つの信号が表示され、リレー K1 がオンになり、閉じた接点を介してサウンドエミッタに電力が供給され、サウンド信号がオンになります。インジケーターは UPS バッテリーの電圧レベルを示します。主電源電圧が表示されると、UPS は主電源に切り替わり、バッテリ充電モードになり、「ネットワーク」LED が点灯します。リレー KXNUMX がオフになります。電圧インジケーターは、充電モードでのバッテリーの電圧レベルを示します。

UPS動作モードアナライザ回路を備えたバッテリ電圧インジケータは、43x43 mmのブレッドボードに取り付けられています。リレー RES55A はデバイス、パスポート RS4.569.607 で使用されます。 PIC12F675-I/P マイクロコントローラは、不揮発性メモリに保存されたプログラムの制御下で動作します。このプログラムは、「MikroBasic PRO for PIC V3.2」環境で開発およびコンパイルされました。プログラムコードは 2 kb を超えないため、最新バージョンは mikroe.com Web サイトからダウンロードしてデモライセンスで使用できます。

提案された装置の欠点として、UPS バッテリ状態テストモードをオンにした後、音声信号が存在しないことに注意する必要があります。

作業を行う前に、UPS から適切な外部ケーブルをすべて取り外し、U 字型のカバーを取り外し、バッテリーを分解する必要があります。 UPS コントロールパネルはフロントカバーに固定されており、ケース内の 511 本のネジを緩めると取り外すことができます。デバイスが実装されたプロトタイピングボードは、図に示されている UPS コントロールパネル上の点に導体によって接続されます。図中の名称は、UPS コントロールパネルの部品側の表記に対応しています。図の左側に示されているすべての導体は、示された点にはんだ付けされています。ただし、右図の導体は接続点に特徴があります。 MK の出力を UPS コントロールパネルのポイントに接続した後、これらのポイントから出ているプリント導体を切断する必要があります。 LD10 LED のカソードを U502 チップのピン 511 に接続することもできます。この接続が行われていない場合、LD2 LED (バッテリ電圧インジケータの下側) が常に点滅します。上記の接続を行った後、コントロールパネルをフロントカバー内の所定の位置に固定し、デバイスボードをその近くの空きセクションにホットグルーを使用して固定します。得られた構造の外観を図に示します。 XNUMX.

UPSバッテリー電圧インジケーター
米。 2. 構造物の外観

次に、リレー接点が上部の細長い UPS ボードにあるサウンドエミッターと直列に接続されます。これを行うには、コンデンサ C35 とサウンドエミッタ BZ1 の間の基板上部のプリント導体を慎重に切断し、リレーからのワイヤを基板の底部からコンデンサ C35 のプラス端子と C35 に最も近いサウンドエミッタの出力にはんだ付けします。デバイスの分圧器 R1R3 からの導体を UPS バッテリーのプラス端子に接続することが残っています。これは、バッテリーのプラス端子とメインボードの 30 A ヒューズの接続点で行うことができます。これを行うには、デバイスからの導体を 10 mm の距離で絶縁を剥がし、バッテリーからのプラスのケーブルコネクタ (赤いワイヤ) にクランプします。次に、前面カバーを元に戻し、バッテリを取り付けて接続し、U 字型カバーを閉じます。UPS は動作準備完了です。

マイコンのプログラムとファームウェアをダウンロード可能 ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/08/meter_bat.zip から.

著者: M. Tkachuk

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