Piccolo indicatore di carica batteria due led + isteresi

[IsidoroKZ]

Prova a montare il circuito con il differenziale e guarda cosa viene fuori!

Questa la simulazione con il differenziale, con i valori dell'ultimo schema. Le due tracce rappresentano le correnti nei due led, sull'asse orizzontale la tensione di alimentazione da 0V a 20V

La soglia e` a circa 12.5V, ed e` data dal partitore sulla base del transistore. La larghezza della commutazione e` di mezzo volt circa, sono i 200mV che servono per saturare il differenziale da un lato o dall'altro divisi per il rapporto di partizione sulla base del transistor (0.41).
Il transistor rosso esce dalla saturazione quando l'alimentazione arriva a 6V e da li` in avanti comincia ad erogare una corrente costante di circa 4.5mA. La corrente del verde sale con la tensione perche' la base del suo transistore viene "trascinata su" dal partitore e fa aumentare la corrente attraverso la resistenza di emettitore.

Appena lo hai montato e verificato che funziona, aggiungiamo l'isteresi, sempre con approssimazioni per fare i conti facili.
Visto che vuoi controllare lo stato di carica di tre batterie al litio, e` opportuno che specifichi le tensioni delle due soglie, cosi` si prova a fare i conti "giusti".

[Superfelix]

Grazie per il grafico IsidoroKZ,
Sto mettendo i componenti su BB e faccio qualche prova reale, vediamo come si comporta e posto i risultati.

Sul discorso del funzionamento del differenziale, mi basterebbe soltanto il lavoro sulla soglia di 12,5V, in modo che, raggiunta la soglia il led cambia stato ( passando per l'accensione parziale dei due led che andrebbe anche bene come indicazione di un 80-90% di carica completa ).

[Etemenanki]

Solo come idea, potresti usare un led singolo rosso-verde con anodo in comune (cosi nella fase di accensione intermedia hai anche il giallo)

[Superfelix]

Veramente mi era balenata l'idea dell'RGB SMD perche ne ho una stringa di un metro ma si sarebbero mescolati troppo i colori a caso . ( Avrei dovuto utilizzare R singolo e GB insieme per fare il verde... capirai, chissà che usciva fuori... poi sono ad alta luminosità, perché volevo farci un piccolo pannello tipo "led Wall"... sarebbero stati esagerati come indicatori )
SMD, al momento, ho solo colori singoli, potrei fare un prova con THT, ma servirebbe solo per curiosità visto che poi andrà tutti in SMD...

P.S. Ho preparato post della prova su BB del differenziale ma siccome ero con lo smartphone e le foto erano grandi non sono riuscito a caricarle. adesso le ridimansione e invio post di questa mattina.

[Etemenanki]

... Avrei dovuto utilizzare R singolo e GB insieme per fare il verde...

Be', no, G e' gia verde per conto suo (Red Green Blue )

[Superfelix]

Dunque,
provo a inviare messaggio di questa mattina con foto allegate.
Allora, il circuito funziona abbastanza bene:
- range 6V - 11,6V solo led rosso
- range 11,6V - 12,4V entrambi accesi
- range 12,5V solo verde acceso

La forbice con cui si passa dal solo rosso al solo verde acceso e di circa 0,8 - 0,9 volt invece dei 0,4 che mi era sembrato di capire. Questo non so' se dipende dai transistor SS8050 cinesotti che ho utilizzato al posto dei BC237. Ho provato a selezionare anche Hfe più uguale possibile che è attorno a 250 ( ma non so' se serve a qualcosa... ).
In questo caso, con THT, ho dimezzato R emettitori a 470 Ohm perché vedevo il verde poco luminoso rispetto al rosso ( i led sono di forniture di un trentennio di differenza, quindi probabilmente hanno caratteristiche diverse, oltre che per il colore, anche per la costruzione pre garibaldina credo

Vorrei fare la prova con dei 237 p 547 o 2222 per vedere se quel delta 0,8V si comprime oppure se dipende da altro.

Altra modifica che ho fatto è che con il trim 4K7, per poco, non avevo corsa sufficiente per centrare la soglia "verde" lato alto comodamente, arrivavo corto per un pelo. Ho messo un 5K e adesso regola bene la soglia. Forse potrebbe dipendere dalla tolleranza dello zener(?!?)

Per quanto riguardale soglie IsidoroKZ, praticamente, mi andrebbe bene il taglio sui soli 12,5V, in modo che i led si alternino a quel valore, come stanno facendo ora... ( anche se con quel delta 0,8V che devo comprendere meglio... ). Led rosso, indicherebbe carica inserita... led verde carica completata.
Poi si potrebbe migliorare l'indicazione, volendo, con la soglia bassa di 8V diciamo per delle Li-Ion ( solo rosso fino a un tot, poi entrambi accesi sui 12V e solo verde a 12,5V)

Buona serata.

P.S. il piccolo voltmetro a segmenti è tarato al decimo e segue l'alimentatore da banco... l'ho messo solo per comodità fotografica per comprensione intervalli led.

[Superfelix]

Be', no, G e' gia verde per conto suo (Red Green Blue

Porca miseria che tordo, hai ragione... ho scambiata G con il giallo che invece è Yellow...
Si vede che sono dei led RYB

[IsidoroKZ]

Vorrei fare la prova con dei 237 p 547 o 2222 per vedere se quel delta 0,8V si comprime oppure se dipende da altro.

Anche se cambi transistori, il comportamente non dovrebbe cambiare di molto (a meno che i transistori non siano MOLTO sgalfi).Il guadagno in corrente dei transistori non dovrebbe essere importante. La larghezza della transizione credo sia dovuto al fatto che lo zener non e` una sorgente di tensione ideale, ma da` una tensione che dipende dalla corrente che lo attraversa.

Gli zener sono delle brutte bestie, imprecise, ballerine, con una resistenza interna... Verrebbe da pensare che se si alza la resistenza che alimenta lo zener, il partitore fra resistenza di alimentazione e resistenza interna dello zener "divide di piu`" e quindi la tensione di zener e` piu` stabile.

Potrebbe capitare cosi`, ma anche no . Infatti quando si aumenta la resistenza di alimentazione dello zener, la corrente che lo attraversa diminuisce e la sua resistenza interna sale.

Prova a fare queste tre misure: misura la tensione di zener quando la tensione di alimentazione passa da 11.6V a 12.4V. Seconda misura: misura la tensione dell'altra base, sempre con alimentazione fra 11.6V e 12.4V.

La tensione fara le due basi dei transistori quando un led oppure l'altro si spengono completamente, dovrebbe essere intorno un centinaio di millivolt positivi o negativi.

Se hai un secondo alimentatore, prova ad alimentare la resistenza dello zener con una tensione fissa, ad esempio 12V, mentre fai variare l'alimentazione del resto del circuito.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

L'intervallo di transizione dovrebbe ridursi.

Oggi pomeriggio provo ad aggiungere l'isteresi.

[Superfelix]

Ok grazie IsidoroKZ,
appena possibile faccio queste letture... Ho provato con dei BC547 di buona qualità e le cose sono migliorate un po', ora il delta è di circa 0,6. Sembra poco ma quei 0,2 volt sono apprezzabili in termini di fine carica e già così funziona in modo apprezzabile. Ho solo dovuto abbassare la tensione di max carica a 12,3V perché le batterie si intiepidivano e più di 12,3V non salivano ed il piccolo step-up non erogava più corrente ( penso sia dovuto a batterie non nuove di pacca ma di recupero, comunque perfettamente funzionanti ma magari con leggera resistenza interna rispetto al nuovo che manifestano questo comportamento termico ). Gli occhi più attenti noteranno che i due BC547 sono montati al contrario sulla BB perche hanno collettore ed emettitore invertiti rispetto ai SS8050.

Una riflessione riguardo l'isteresi, inizialmente, pensavo che i BJT si comportassero "quasi" digitalmente per l'accensione dei led. Ho compreso, grazie alla vostra esperienza, che invece c'è un comportamento intrinseco e graduale del componente che corrisponde a quei tipici 200mV per passare da OFF a ON 100% o viceversa.
Al netto di questo fatto appurato, mi sfugge a questo punto il comportamento dell'isteresi che inizialmente era pensata per evitare lampeggio alternato a cavallo della soglia, cosa che, come visto non accade ma accade il "fenomeno" dell'accensione simultanea in quel frangente.
In questa circostanza, l'isteresi come lavorerebbe in termini pratici???
Ho curiosato alcuni schemi a transistor dove si fa un isteresi incrociata basi-collettori, volendo averla in entrambi i sensi ( sia led rosso che verde). Oppure, solo sul led verde con un solo resistore tra base e collettore.
Attendo però consigli/istruzioni più affidabili che quelli trovati in rete, primo perché ho visto schemi ideali e senza valori, secondo perché magari occorre ottimizzare il concetto ideale con qualche altro accorgimento pratico!

P.S. In foto il test sottocarica in prima battuta dove per arrivare a 12,5V ( solo led verde acceso... 12,2 accesi entrambi ) ho dovuto survoltare leggermente il piccolo step-up, ma poi notando che il pacco si intiepidiva a fine carica, ho settato led verde completamente acceso a 12,2V, così non stresso de batterie ne step-up.

[IsidoroKZ]

Una riflessione riguardo l'isteresi, inizialmente, pensavo che i BJT si comportassero "quasi" digitalmente per l'accensione dei led. Ho compreso, grazie alla vostra esperienza, che invece c'è un comportamento intrinseco e graduale del componente che corrisponde a quei tipici 200mV per passare da OFF a ON 100% o viceversa.

Questo e` il comportamento tipico di un differenziale. Non e` "quasi digitale" perche' il guadagno dello stadio e` finito, e per far cambiare la corrente di collettore bisogna cambiare la tensione di base. Se si fanno i conti viene fuori che per far passare tuuta la corrente di emettitore da un lato all'altro, servono circa 100mV, il tutto e` spiegato qui

mi sfugge a questo punto il comportamento dell'isteresi che inizialmente era pensata per evitare lampeggio alternato a cavallo della soglia, cosa che, come visto non accade ma accade il "fenomeno" dell'accensione simultanea in quel frangente.
In questa circostanza, l'isteresi come lavorerebbe in termini pratici???

La retroazione positiva, che e` il "cuore" dell'isteresi, aumenta il guadagno dell'amplificatore, che quindi ha bisogno di molto meno variazione di tensione di ingresso per passare da uno stato all'altro. Se il guadagno di anello della retroazione positiva e` maggiore di 1, il guadagno diventa in teoria infinito e la commutazione avviene alla massima possibilita` possibile per il circuito.