ماژول نمایشگر سطح ولتاژ باتری اسیدی 12V

(LM3914)

ماژول مانیتور ولتاژ باتری سرب اسیدی 12V با استفاده از آی‌سی LM3914 – یک نمایشگر بصری دقیق و قابل‌اطمینان برای نمایش سطح شارژ باتری‌های 12V سرب‌اسید. این ماژول با 10 LED چند رنگ، وضعیت باتری را به وضوح نشان می‌دهد.

🔋 ویژگی‌های اصلی

🔹 نمایش 10 سطحی ولتاژ باتری با LED های رنگی
🔹 بر اساس LM3914 – دقت بالا و عملکرد پایدار
🔹 خودتغذیه – مستقیم از باتری 12V کار می‌کند
🔹 دو حالت نمایش – Dot Mode یا Bar Mode
🔹 تنظیم دقیق – کالیبراسیون برای انواع باتری
🔹 مصرف جریان کم – فقط 10-15mA در حالت عادی
🔹 نصب آسان – فقط دو سیم به باتری

📊 مشخصات فنی

مشخصات الکتریکی:

• ولتاژ کاری: 10.5V تا 15V DC (باتری 12V سرب‌اسید)

• جریان مصرف: 10-15mA (بدون LED)، 100mA (تمام LED روشن)

• ولتاژ ورودی: تا 20V (با مقاومت محدودکننده)

• ولتاژ مرجع داخلی: 1.25V

• جریان هر LED: 10-20mA (قابل تنظیم با مقاومت)

• تعداد کانال: 10 کانال مستقل

LED ها و رنگ‌ها:

تنظیمات کالیبراسیون:

• پتانسیومتر PR1: تنظیم حداقل ولتاژ (10.5V برای باتری خالی)

• پتانسیومتر PR2: تنظیم حداکثر ولتاژ (15V برای باتری پر)

• جامپر J1: انتخاب حالت نمایش (Dot/Bar)

• مقاومت R1: تنظیم روشنایی LED ها

مشخصات فیزیکی:

• ابعاد: 75mm × 45mm × 15mm

• پایه‌ها: 3 پین (VCC, GND, Signal)

• LED ها: 10 عدد 3mm (قرمز، زرد، سبز)

• نوع نصب: پیچ یا چسب دوطرفه

• وزن: 25 گرم

🎛️ پیکربندی و تنظیمات

پین‌های ماژول:

پین 1: VCC (+) - به مثبت باتری
پین 2: GND (-)  - به منفی باتری
پین 3: SIG      - ورودی سیگنال (اختیاری برای فیلتر)

حالت‌های نمایش (جامپر J1):

**حالت DOT (جامپر باز):**
- فقط یک LED روشن می‌شود
- دقیقاً سطح ولتاژ را نشان می‌دهد
- مصرف جریان کمتر

**حالت BAR (جامپر بسته):**
- تمام LED های تا سطح ولتاژ روشن می‌شوند
- نمایش گرافیکی بهتر
- مصرف جریان بیشتر

نحوه کالیبراسیون:

1. **تنظیم حداقل (PR1):**
   - باتری را به 10.5V تنظیم کنید
   - PR1 را بچرخانید تا LED 1 روشن شود
   - PR1 را تنظیم کنید تا LED 1 خاموش شود

2. **تنظیم حداکثر (PR2):**
   - باتری را به 15.0V تنظیم کنید
   - PR2 را بچرخانید تا LED 10 روشن شود
   - PR2 را تنظیم کنید تا LED 10 خاموش شود

3. **تست:**
   - ولتاژ را از 10.5V تا 15V تغییر دهید
   - LED ها باید به ترتیب روشن شوند

🔧 نحوه اتصال

اتصال ساده به باتری:

باتری 12V → ماژول نمایشگر
مثبت (+) → پین VCC
منفی (-)  → پین GND

اتصال با فیوز محافظ:

باتری (+) → فیوز 1A → ماژول VCC
باتری (-) → ماژول GND

اتصال به سیستم شارژ:

شارژر → باتری → ماژول نمایشگر
           ↓
       بار مصرفی

💡 جدول وضعیت باتری

باتری سرب‌اسید 12V (شارژ کامل = 12.6-12.8V):

در حال شارژ (ولتاژ شناور):

⚠️ نکات مهم و هشدارها

هشدارهای ایمنی:

1. هرگز پلاریتی باتری را معکوس نکنید

2. از فیوز برای محافظت استفاده کنید

3. در صورت نصب روی خودرو، از محافظ ولتاژ استفاده کنید

4. از تماس با ترمینال‌های باتری خودداری کنید

نکات کالیبراسیون:

• کالیبراسیون را با باتری سالم انجام دهید

• از مولتی‌متر دقیق برای تنظیم استفاده کنید

• کالیبراسیون را سالانه چک کنید

• برای باتری‌های ژل و AGM تنظیمات متفاوت است

عیب‌یابی:

🔌 مدارهای تکمیلی

افزودن آلارم هشدار:

// با استفاده از آردوینو برای هشدار
const float LOW_VOLTAGE = 11.5;  // ولتاژ پایین
const float HIGH_VOLTAGE = 14.8; // ولتاژ بالا

void checkBattery() {
  float voltage = readBatteryVoltage();
  
  if (voltage < LOW_VOLTAGE) {
    triggerLowVoltageAlarm();
  } else if (voltage > HIGH_VOLTAGE) {
    triggerHighVoltageAlarm();
  }
}

اتصال به میکروکنترلر:

ماژول LM3914 → آردوینو
پین LED10 → D2 (برای تشخیص 100%)
پین LED5  → D3 (برای تشخیص 50%)
پین LED1  → D4 (برای تشخیص 0%)

🎯 کاربردهای عملی

1. سیستم خودرو و موتورسیکلت:

• نمایش وضعیت باتری خودرو

• هشدار دشارژ عمیق

• مانیتورینگ سیستم شارژ

• تشخیص سلامت آلترناتور

2. سیستم‌های خورشیدی:

• مانیتورینگ باتری‌های خورشیدی

• نمایش سطح شارژ در روز/شب

• هشدار نیاز به شارژ

• بهینه‌سازی مصرف انرژی

3. یوپی‌اس (UPS) و برق اضطراری:

• نمایش وضعیت باتری یوپی‌اس

• هشدار تعویض باتری

• مانیتورینگ زمان Backup

• تست سلامت باتری

4. سیستم‌های ارتباطی:

• باتری‌های رادیویی آماتور

• سیستم‌های بی‌سیم

• تجهیزات مخابراتی

• دستگاه‌های قابل حمل

5. پروژه‌های آموزشی:

• آموزش الکترونیک آنالوگ

• پروژه‌های دانش‌آموزی

• آزمایش‌های عملی باتری

• نمایشگرهای ساده

📈 مقایسه با روش‌های دیگر

🛠️ پروژه‌های پیشنهادی

پروژه 1: نمایشگر باتری خودرو با آلارم

// LM3914 + بوزر + آردوینو Nano

پروژه 2: مانیتورینگ سیستم خورشیدی

// چند ماژول LM3914 برای باتری‌های مختلف

پروژه 3: تستر باتری سرب‌اسید

// LM3914 + بار مقاومتی + تایمر

پروژه 4: سیستم هشدار دشارژ عمیق

// LM3914 + رله + قطع کن خودکار

⭐ مزایای رقابتی

نسبت به ولت‌متر دیجیتال:

• نمایش بصری بهتر با رنگ‌های مختلف

• عدم نیاز به تغذیه جداگانه

• مقاومت بیشتر در محیط‌های صنعتی

• قیمت پایین‌تر

نسبت به نمایشگرهای میکروکنترلری:

• ساده‌تر و قابل‌اطمینان‌تر

• بدون نیاز به برنامه‌نویسی

• مصرف برق کمتر

• نصب و راه‌اندازی آسان

ویژگی‌های منحصر به فرد:

• حالت نمایش دوگانه (Dot/Bar)

• کالیبراسیون آسان با پتانسیومتر

• مصرف جریان بسیار کم

• سازگاری با انواع باتری 12V

💡 نکات حرفه‌ای

برای دقت بیشتر:

1. از سیم‌های ضخیم برای اتصال استفاده کنید

2. خازن 100µF موازی باتری برای فیلتر نویز

3. ترمینال‌ها را تمیز و محکم نگه دارید

4. دمای محیط را در نظر بگیرید (ولتاژ با دما تغییر می‌کند)

برای باتری‌های مختلف:

• سرب‌اسید معمولی: 10.5V – 15V

• باتری ژل: 10.8V – 14.2V

• باتری AGM: 10.8V – 14.7V

• باتری لیتیوم: تنظیمات کاملاً متفاوت

افزودن قابلیت‌های پیشرفته:

// با آردوینو می‌توانید:
// 1. لاگ‌گیری ولتاژ
// 2. هشدار SMS
// 3. کنترل شارژر
// 4. محاسبه سلامت باتری

🔋 مناسب برای:

• مالکان خودرو و موتورسیکلت

• نصابان سیستم‌های خورشیدی

• کاربران یوپی‌اس و برق اضطراری

• دانش‌آموزان و دانشجویان

• علاقه‌مندان به الکترونیک

⚠️ نکته مهم: ولتاژ باتری در حالت بدون بار (No Load) اندازه‌گیری می‌شود. برای اندازه‌گیری دقیق، بار را قطع کنید.

📞 پشتیبانی فنی

• مشاوره انتخاب ماژول مناسب

• آموزش کالیبراسیون عملی

• راهنمای نصب در خودرو

• پشتیبانی پروژه شما