TESTER BATTERIE AUTOALIMENTATO

Dietro pressanti richieste di un’amica che lavora come addetta all’accettazione presso un centro assistenza ho progettato un tester veloce per batterie.

Non potete immaginare quanti arrivano con i telecomandi non funzionanti a causa delle batterie esaurite, il più delle volte chi arriva e si vede sostituire le batterie per testare il telecomando afferma con aria contrariata che le ha sostituite da poco. L’uso del semplice multimetro per controllarne la tensione non è affidabile in quanto ultimamente le batterie tendono ad aumentare la loro resistenza interna. Con assorbimenti dell’ordine del microampere (corrente assorbita dal multimetro) la tensione letta non è un test attendibile, va provata mettendola sotto carico, solo allora la lettura della tensione da referti accettabili. Per evitare proteste l’unico sistema collaudato è prendere le batterie e testarle di fronte al cliente affermando che “così escludiamo l’ipotesi di una batteria difettosa”, il problema è che per i più, un multimetro è macchinario di cui non conoscono l’uso, ne tanto meno sanno interpretarne il referto numerico, occorre una indicazione visiva facilmente interpretabile anche da chi non è addetto ai lavori. In passato avrei risolto con uno strumento a lancetta in cui lo spostamento della stessa sarebbe stato comprensibile da chiunque, chi non sa interpretare l’indicatore del carburante in un cruscotto!

Ora gli strumenti a lancetta sono merce rara, va usato di conseguenza un display LCD o dei LED, opto per i secondi perché facilmente gestibili senza usare integrati appositi. Stabilito questo nasce spontaneo il problema, una batteria da 1,5V non riesce da sola ad accendere il LED, occorre una batteria aggiuntiva che alimenti il circuito di test e visualizzazione. Il primo circuito che mi viene in mente è usare un LM3914 con al suo interno già tutta la circuitazione, qui un estratto del datasheet

A parte l’estensione della visualizzazione che a me interessa tra 0,9V batteria completamente scarica a 1,6V con batteria al massimo della carica mi interessava qualcosa che potesse essere alimentato a tensione inferiore e con un numero inferiore di led, fermo restando la circuiteria interna estremamente valida

Ho deciso di prendere spunto dallo schema sicuramente collaudato e funzionante oltre che semplice.

Naturalmente con opportune modifiche e semplificazioni per renderlo sempre funzionante e facilmente replicabile a basso costo, altro elemento fondamentale era la totale assenza della batteria aggiuntiva per non incorrere nel rischio di trovarsi con la batteria scarica quando serve, vista la mia proverbiale attitudine nel dimenticare gli strumenti accesi per ritrovarli poi inservibili quando effettivamente servono. Unica soluzione per me accettabile è usare la batteria stessa per alimentare il circuito di test, il survoltore e la visualizzazione costituiscono il carico ad applicare alla batteria per un test attendibile. Con tali tensioni senza usare integrati appositi scelgo il circuito Joule Tieff, anche questo circuito ampiamente collaudato e a basso costo, nel mio caso ho aggiunto un feedback per stabilizzare al tensione di uscita e renderla indipendente dal dal carico fino a che gli assorbimenti si mantengono bassi.

Ne è uscito questo

In pochi componenti ho risolto, U1 ed U2 sono due LM324 quadrupli operazionali a basso costo per pilotare gli 8 led, T1 Q1 e R1 è il circuito JOULE TIEFF base, di mio ho aggiunto D1, R2, Q2, D2 e C1.

Il funzionamento è presto spiegato D1 serve a più scopi, il fondamentale è evitare che in assenza di pilotaggio di Q1 la tensione del condensatore non ritorni alla batteria, seconda funzione è che in caso di inversione della alimentazione questa non arrivi agli integrati, i due transistor sono più robusti e 1,5V negativi li sopportano, un diodo in serie all’ingresso non sarebbe stato possibile altrimenti non avrei più tensione per pilotare il circuito. Con batteria scarica, a circa 0,9V se usassi un diodo di protezione in serie in ingresso mi troverei dopo di esso 0,2-0,3V, troppo pochi per essere usati!

C1 e in aggiunta C2 servono a rendere stabile la tensione di alimentazione, C2 potrebbe essere anche opzionale ma preferisco non rischiare e usarlo in parallelo alla alimentazione degli integrati.

Q2 , R2 e lo zener D2 servono a spegnere il transistor Q1 quando la tensione sale oltre ai livello stabiliti, R2 da un riferimento stabile a massa per la base di Q2 per evitare di lasciarlo flottante quando lo zener non è conduttivo, un transistor con base flottante non è mai una buona idea può entrare in conduzione con qualche disturbo in momenti imprevedibili.

Ora ho la tensione stabile a 5,8V (5,1V dello zener sommata a 0,7V della giunzione BE di Q2) per alimentare il circuito di test e visualizzazione, essa come prima cosa alimenta tramite R2 il led rosso D3, usato come riferimento di tensione a 1,8V per il resto del circuito. Le resistenze da R4 a R12 fissano i livelli di tensione dei comparatori con i livelli scritti nello schema. Le resistenze da R13 a R20 limitano la corrente nei LED mentre R21 serve a prelevare la tensione della batteria per i test.

I LED sono posizionati in modo che un solo led alla volta si acceso nella visualizzazione per non assorbire eccessiva corrente dalla batteria.

La scala che parte da 0,9V per arrivare a 1,6V è utile anche per le batterie nichel cadmio da 1,2V nominali. Per chi è interessato qui è visibile uno stampato dalle dimensioni di circa 4,5cm x 4,5cm, più o meno la lunghezza di una batteria AAA

Qualche ponticello è servito a contenere le dimensioni e a evitare di usare lo stampato doppia faccia.

Una ultima cosa è rimasta nella descrizione la costruzione del trasformatore, io ho recuperato l’anello di ferrite di una lampada a risparmio energetico e ho realizzato un avvolgimento bifilare da 20 spire in maniera da realizzare contemporaneamente primario e secondario.