Mi sono imbattuto quindi in alcune serie di componenti specifici denominati VOLTAGE DETECTOR che hanno il compito di sorvegliare una tensione e di mandare un segnale in caso la tensione scenda al di sotto di un valore di soglia prestabilito. In realtà avevo già fatto un circuito analogo utilizzando sempre gli stessi TL431 dei bilanciatori e non nego di avere tentato una realizzazione con essi di un circuito LVC che se sulla carta doveva funzionare, poi in pratica non mi ha dato risultati soddisfacenti.
In corrispondenza di un acquisto di componenti ho quindi acquistato alcuni esemplari di questi Voltage Detector per provarli.
Questo componente si presenta come un normale transistor a 3 terminali, ed è un comparatore di tensione di precisione che alla tensione di soglia manda a zero il suo pin di controllo (versione VN) con la possibilità di sopportare una corrente di 50mA e una dissipazione massima di 0.4W. Solitamente viene impiegato negli apparecchi elettronici per indicare che una batteria è scarica o per interromperne l'erogazione di corrente o per indicare con la famosa scritta LOBAT che la nostra batteria è in esaurimento. Può rimanere sempre connesso alla batteria poichè consuma pochissimo , 1 microampere, espressamente costruito quindi per scopi di monitoraggio continuo.
Nel nostro caso la caratteristica dei TC54 può essere sfruttata per costruire un semplice controllo di scarica di batterie, solitamente denominato LVC, che può essere sfruttato in vari modi. Sono disponibili svariate versioni di TC54, la loro sigla completa ci indica il valore di intervento. Per esempio il TC542102 ci manderà un segnale quando la batteria a esso collegata va sotto i 2.1 volt, mentre il TC543002 ci darà un segnale quando la batteria a esso collegata scende sotto ai 3 volt, peccato non averli scoperti prima mi viene da dire.
Il componente può essere utilizzato da solo in caso di utilizzo di una sola cella poichè il meno della cella corrisponde al meno della batteria e manderebbe quindi un segnale di massa al circuito utilizzato. Nel caso invece di più celle in serie, come spesso avviene in campo modellistico o di alimentazione di mezzi elettrici, è necessario interporre un isolamento fra il segnale mandato dal TC54 per interfacciarlo con il resto dei circuiti da controllare. Questo lo otteniamo facilmente tramite un fotoaccoppiatore.
Ecco quindi che con soli tre componenti abbiamo realizzato un controllo di scarica di una cella.......ora basterà utilizzare tanti di questi circuiti quante sono le celle della nostra batteria poi tramite il transistor di uscita del fotoaccoppiatore potremmo per esempio controllare una funzione della centralina di una bicicletta per interrompere il funzionamento del motore, oppure per mandarci semplicemente un allarme sonoro o un allarme visivo oppure tutte queste cose assieme, per farci capire che anche una delle celle dell nostra batteria è scarica.
Il componente TC54 come detto fa già tutto da solo, lo connetteremo quindi ad ogni cella ed il suo terminale di uscita o controllo che va a massa in caso di tensione inferiore monitorata, tramite una resistenza di limitazione lo invieremo al diodo di un optoisolatore. Quando il led dell'optoisolatore verrà alimentato il relativo transistor ci trasferirà la massa all'ingresso freno della centralina della bici, oppure tramite diodo e resistenza (non in schema) al controllo throttle. In entrambe i casi si ottiene una immediata interruzione del motore nel caso che una cella scenda sotto la sua tensione minima. Il circuito è realizzato con componenti normali, se realizzato in smd verrebbe veramente minuscolo. Il primo prototipo del circuito è stato dotato di un led indicatore, testato su batteria LiPo su una mia bicicletta elettrica ed ha funzionato perfettamente.
Il circuito è molto compatto e va montato direttamente sulla batteria e lasciato li in permanenza in quanto consuma meno dell'autoscarica della batteria, unica avvertenza è quella di non mettere a riposo una batteria se uno dei led è acceso in quanto il minimo consumo del led andrebbe a scaricarla, in una realizzazione per la propria batteria consiglio di non utilizzare i led ed eventualmente verificare poi con un tester quale sia la cella anomala in caso si sia verificato il suo intervento.
Altro esemplare per batterie LiFeP04 a 12 celle realizzato per un amico.
Altri esemplari per batterie LiPo - Li-Ion a 10 - 12 - 16 celle realizzati con connettore di uscita lineare passo 2.5mm.
Dopo alcune ricerche online ho scoperto che il circuito era stato già realizzato oltreoceano già dal 2007 e probabilmente commercializzato anche se ora non l'ho trovato più disponibile. Mi rimane comunque la soddisfazione di esserci arrivato, ci si creda o no, senza averlo visto prima.
Il TC54 è stato utilizzato in una altra mia realizzazione per salvaguardare la scarica di una sola cella che utilizzo sulla "pipa elettrica" alimentata da una cella LiPo da 1200 mAh.
Files utili
Luglio 2010 - tittopower
Le modifiche trattate negli articoli possono provocare danni notevoli all'hardware e alla persona qualora chi le esegue non abbia una certa familiarità con l'elettricità, la meccanica, l'elettronica ecc.. ci si astenga quindi eventualmente dal metterle in pratica qualora non si abbia affinità con le materie predette. In ogni caso lo scrivente non si ritiene responsabile di eventuali danni provocati dai progetti e dal loro utilizzo a cose e/o persone.