UPS 电池电压指示灯。方案、说明

UPS 电池电压指示器。无线电电子电气工程百科全书

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作者建议在Masterguard A1000不间断电源中安装微控制器电池电压指示器。

Masterguard A1000 不间断电源 (UPS) 中，电池过了保修期后，会自动发出需要更换电池的警告 - 电池电压阈值指示灯闪烁，并定期发出声音信号。在此模式下，常规电池电压电平指示器不执行其功能。独立更换新电池后也观察到这种现象。当然，这可以通过联系服务中心来解决，他们将更换电池并重置警告信号，或者如果有适当的软件可用，那么用户可以自己完成所有这些操作。但如果由于某种原因没有这样的机会，您可以使用下面描述的方法。

针对这一问题，提出了一种装置，即阶梯式电池电压指示器和UPS运行模式的逻辑分析仪。该设备允许您恢复指示电池电压和提供声音信号的功能，同时对 UPS 的设计进行最小程度的干预。电压指示器组装在 PIC12F675-I / P MK 上，它包含组织此类指示器所需的一切 - ADC、允许您直接控制 LED 的输出以及通过内部时钟发生器工作的能力。 UPS工作模式分析仪是在K561LA7微电路的逻辑元件上制成的，负责产生警告声音信号。

该装置的方案如图1所示。 5. 设备直接从 UPS 控制板接收+2V 电源。 DD1芯片上装有电池电压电平指示器。电阻R3和R12用于对取自蓄电池的输入电压进行分压，蓄电池由三块电池串联组成，标称电压为7,2V，容量为36Ah。使用此分压器，使电池电压 (5 V) 与 MK 的允许值一致。微控制器 DD2 的引脚 2 以编程方式配置为 ADC 输入，引脚 3、6、7 和 XNUMX 配置为输出。后者连接到阈值电压指示灯 LED，该 LED 与灭弧电阻一起安装在 UPS 控制板上，并设计为前控制面板上的一列 XNUMX 个指示灯。

米。 1.设备示意图（点击放大）

由于缺少所应用的 MK 所需的引脚数量，因此未使用一个 LED，它会持续发光 - 其阴极连接到设备的负极线。其余 LED 的点亮取决于电路中电阻器 R1 顶部输出的电压。因此，当电池电压达到 33 V（最小值）时，第二个 LED 亮起，第三个 LED 亮起为 36 V，第四个 LED 亮起为 37,8 V，第五个 LED 亮起为 41,4 V。最后一个值对应于每个电池的充满电状态（3x13,8 = 41,4 .XNUMX V）。因此，电压指示器的五个 LED 的发光柱使我们可以认为 UPS 电池处于充电状态。

表中给出了输入 MK 存储器的系数的计算。假设一节电池充满电的电压为13,8V，完全放电的电压为11V，中间值任意选择。系数是根据 ADC MK 5 V 的输入电压对应值 1024 的条件计算的。

表

电池电压，V		通过分压器 R1R3 的电流，mA	输入电压AN2，V	MK 中记录的系数
一	所有	通过分压器 R1R3 的电流，mA	输入电压AN2，V	MK 中记录的系数
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

如上所述，DD1芯片的逻辑元件上装配有一个UPS运行模式分析仪，它负责发出声音信号。

DD1.1 元件的输入连接到 UPS“紧急”LED 的阴极，通过向阴极施加低电平来控制该 LED。正常状态下，“紧急”LED不亮，其阴极和DD1.1输入端为高电平。如果 UPS 发生紧急情况，“紧急”LED 亮起，DD1.1 元件的输入端出现低电平。因此，单个信号出现在其输出处，该信号被馈送到 GP3 DD2 的输入端，并将连接到 MK 输出端的所有四个 LED 切换为闪烁模式。电压表 LED 以半秒的间隔打开和关闭。同样的单信号通过开路二极管VD1和限流电阻R2到达晶体管VT1的基极，使其打开，从而触发继电器K1。其闭合触点为 UPS 蜂鸣器供电 - 发出连续的蜂鸣声。紧急情况消除后，“紧急”LED 将熄灭。 MK DD2 上的电压指示器将返回 UPS 电池电压测量模式，继电器 K1 将打开发声器的供电电路。如果该电路在 UPS 正常状态下保持开路，蜂鸣器将发出周期性蜂鸣声。

根据该方案，DD1.2元件的下部输入连接到“旁路”LED（Bypass）的阴极，它也由低电平电源控制。正常状态下，“旁路”LED也不发光，其阴极和DD6元件的第1.2脚为高电平。根据该方案，在顶部输入DD1.2处也有单个信号，因此，其输出将设置为低电平。如果开启“Bypass”模式，在DD6元件的1.2脚处，高电平会变为低电平，其输出端会出现高电平，与第一种情况一样，会触发K1 继电器并连接 UPS 发声器。发射器将发出声音信号，电压指示器模式将保持不变 - 将测量并指示电池电压。停用“旁路”模式后，相应的 LED 将关闭，声音信号将停止。

元件 DD1.3 的输入连接到 UPS 的“网络”LED 的负极。在正常状态下，当输入电源电压存在时，LED 亮起，并且该元件的输入端为低电平。元件DD1.4输出处也有一个零信号——继电器K1失电，电池电压指示器工作。如果网络断电，UPS 将切换到电池供电，“网络”LED 将关闭。DD1.4 元件的输出将出现单个信号，该信号将打开继电器 K1，，通过闭合触点，给声音发射器供电，声音信号开启。指示灯将显示 UPS 电池的电压水平。市电电压出现后，UPS 将切换至市电供电，进入电池充电模式，“网络”LED 灯亮起。继电器 K1 将关闭。电压指示器将显示充电模式下电池的电压水平。

带有 UPS 操作模式分析器电路的电池电压指示器安装在 43x43 mm 面包板上。设备中使用了继电器 RES55A，护照号为 RS4.569.607。 PIC12F675-I/P 单片机在其非易失性存储器中存储的程序的控制下运行。该程序是在“MikroBasic PRO for PIC V3.2”环境下开发和编译的，最新版本可以从mikroe.com网站下载并通过演示许可证使用，因为程序代码不超过2 kb。

作为所提出的装置的缺点，应该注意的是，在打开 UPS 电池状态测试模式后没有声音信号。

在进行工作之前，必须从 UPS 上断开所有外部合适的电缆，取下 U 形盖并拆下电池。 UPS 控制面板固定在前盖上，拧开机壳内的四颗螺钉即可将其拆下。安装有设备的原型板通过导线连接到 UPS 控制面板上的点（如图所示）。图中的名称与部件侧面 UPS 控制面板上的铭文相对应。图中左侧显示的所有导体均焊接到指定点。但右图中所示的导体在连接点处具有特征。将 MK 的输出连接到 UPS 控制面板的点后，需要切断来自这些点的印刷导线。您还可以将 LD511 LED 的负极连接到 U10 芯片的引脚 502。如果未建立此连接，LD511 LED（电池电压指示器下方）将不断闪烁。完成上述连接后，将控制面板固定在前盖中的适当位置，并使用热胶将设备板固定在附近的自由部分。所得结构的外观如图 2 所示。 XNUMX.

UPS电池电压指示灯
米。 2、外观设计

然后，继电器触点与位于上部细长 UPS 板上的声音发射器串联。为此，请小心地切割电容器 C35 和声音发射器 BZ1 之间的电路板顶部的印刷导体，并将继电器的电线从电路板底部焊接到电容器 C35 的正极端子和最靠近 C35 的发声器。仍然需要将来自设备分压器 R1R3 的导体连接到 UPS 电池的正极端子。这可以在正极电池端子与主板的 30 A 保险丝连接点处完成。为此，将设备导体的绝缘层剥去 10 毫米的距离，然后将其夹入正极电缆连接器中来自电池（红线）。然后装回前盖，安装并连接电池，合上 U 形盖 - UPS 即可投入运行。

微控制器的程序和固件可以下载来自 ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/08/meter_bat.zip.

作者：M. Tkachuk

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