Не мало автомобилистов сталкивается с такой проблемой, как непредвиденный разряд аккумулятора. Особенно неприятно, когда происходит это в пути далеко от дома. Одной из причин может быть выход из строя генератора авто. Предупредить надвигающийся разряд аккумулятора поможет вольтметр автомобильный . Ниже приведем несколько простых схем подобного устройства.

Вольтметр автомобильный на микросхеме LM3914

Это схема автомобильного вольтметра предназначена для контроля напряжения бортовой сети автомобиля в пределах от 10,5В до 15В. В качестве индикатор используются 10 светодиодов.

Основа схемы – интегральная . Данная микросхема способна оценить входное напряжение и вывести результат на 10 светодиодов в режиме точка или столбик. Микросхема LM3914 способна работать в широком диапазоне питания (3В…25В). Яркость свечения светодиодов можно выставить при помощи внешнего переменного резистора. Выходы микросхемы совместимы с ТТЛ и КМОП логикой.

Десять светодиодов VD1-VD10 отображают текущее значение напряжения аккумулятора или напряжение бортовой сети автомобиля в режиме точки (вывод 9 не подключен или подключен на минус) или столбика (вывод 9 подключен на плюс питания).

Резистор R4 подключенный между контактами 6,7 и минусом питания задает яркость свечения светодиодов. Резисторы R2 и переменный резистор R1 образует делитель напряжения. При помощи переменного резистора R1 производится настройка верхнего уровня напряжения, а при помощи R3 нижнего.

Как уже было сказано ранее, данный автомобильный вольтметр обеспечивает индикацию от 10,5 до 15 вольт. Калибровка схемы выполняется следующим образом. Подайте на вход схемы вольтметра напряжение 15 вольт от блока питания. Затем изменяя сопротивление резистора R1, необходимо добиться, чтобы зажегся светодиод VD10 (в режиме точка) или все светодиоды VD…VD10 (в режиме столбик).

Затем на вход подайте 10,5 вольт и переменным резистором R3 добейтесь, чтобы горел только светодиод VD1. Теперь увеличивая напряжение с шагом 0,5 вольта, светодиоды один за другим будут загораться, и при напряжении 15 вольт будут гореть все светодиоды. Переключатель SA1 предназначен для переключения между режимами индикации точка/столбик. При замкнутом переключателе SA1 – столбик, при разомкнутом – точка.

Автомобильный вольтметр на транзисторах

Следующая схема автомобильного вольтметра построена на двух . Когда напряжение на аккумуляторе составляет менее 11 вольт, стабилитроны VD1 и VD2 не пропускают ток, из-за чего горит только красный светодиод, указывающий на низкое напряжение бортовой сети автомобиля.

Если напряжение находится между 12 и 14 вольт, стабилитрон VD1 открывает транзистор VT1. Зеленый светодиод загорается, указывая на нормальное напряжение. Если напряжение батареи превышает 15 вольт, стабилитрон VD2 открывает транзистор VT2, в результате чего загорается желтый светодиод, показывающий значительное превышение напряжения в сети автомобиля.

Вольтметр на операционном усилителе LM393

Данный простой автомобильный вольтметр построен на операционном усилителе . В качестве индикатора, как и в предыдущей схеме, используются три светодиода.

При низком напряжении (менее 11В) загорается красный светодиод. Если напряжение в норме (12,4…14В) то светится зеленый. В том случае, если напряжение превысило 14В, то загорается желтый светодиод. Стабилитрон VD1 формирует опорное напряжение. Данная схема схожа со схемой .

Вольтметр автомобильный на микросхеме К1003ПП1

Данная схема вольтметра для автомобиля построена на микросхеме К1003ПП1 и позволяет отслеживать напряжение бортовой сети по свечению 3 светодиодов:

• При напряжении менее 11 вольт горит светодиод HL1
• При напряжении 11,1…14,4 вольт горит светодиод HL2
• При напряжении более 14,6 вольт горит светодиод HL3

Настройка. После подачи на вход напряжения от любого блока питания (11,1…14,4В), переменным резистором R4 необходимо добиться свечения светодиода HL2.

Современный автомобиль должен иметь бортовой компьютер, где имеются функции мониторинга состояния аккумулятора 12 В. Однако при отсутствии этого модуля, его несложно собрать самому. Вот схема измерителя напряжения на клеммах аккумулятора автомобиля. Он действительно нужен, так как если система зарядки аккумулятора работает неправильно, батарея не получает должное напряжения заряда (около 13.8 В для 12 В батареи). Такая простая электронная система для автомобильной аккумуляторной батареи и системы зарядки подключается к гнезду прикуривателя и отображает значение выходного напряжения на клеммах батареи на 4-х разрядном семисегментном светодиодном индикаторе.

Микроконтроллер PIC16F1827 является главным элементом в этом проекте, который использует встроенный модуль фиксированного опорного напряжения (FVR), позволяющий очень точно выполнить аналого-цифровое преобразование напряжения батареи. Когда двигатель выключен, напряжение измеряет фактическое выходное напряжение от батареи. Но если двигатель автомобиля работает, он на самом деле измеряет напряжение заряда всей батареи, поступающей из автомобиля по системе зарядки (генератор + выпрямитель). Функциональная блок-схема проекта приведена ниже.

Тут напряжение +5 В для питания микроконтроллера PIC16F1827 является производным от автомобильной аккумуляторной батареи +12 В с помощью любого стабилизатора (например LM7805). Напряжение на клеммах батареи измеряется с помощью АЦП PIC16F1827.

В FVR модуле, внутри МК, выбирается для получения стойкого положительного опорного напряжения значение 4.096 В - для точного аналого-цифрового преобразования. Перед подачей на АЦП, выходное напряжение аккумулятора понижено ниже опорного напряжения с помощью делителя напряжения. Измеренное мгновенное значение напряжения батареи отображается на 4-х разрядном LED дисплее.

Схема автомобильного вольтметра

Схема проекта приведена выше. В микроконтроллере используется AN4 канал АЦП для измерения напряжения на клеммах аккумулятора. На резисторах R1 и R2, на входе АЦП, выполнен простой делитель напряжения. Максимальное измеряемое напряжения входного сигнала в точке AN4 - 4.096 вольта (ограничено использованием внутреннего источника опорного напряжения для аналого-цифрового преобразования). Следовательно, максимальное входное напряжение (VBattery) может быть получено из следующего уравнения:

4.096 В = R2 С*VBattery/(Р1 + Р2), тогда VBattery = 16.93 В.

Диапазон входного напряжения может быть увеличен путем простого опускания значения R2. Стабилитрон ставится параллельно с R2, чтобы предотвратить прохождение напряжение на АЦП микроконтроллера выше 5.1 В. В противном случае, любое случайное высокое входное напряжение может повредить микроконтроллерный порт.

Измеренное напряжение показано на 4-значном светодиодном дисплее с общим катодом. Семь сегментов (а-G) и десятичная точка (ДП) приводятся в движение через а portb из PIC16F1827. Микроконтроллер работает на частоте 500 кГц с использованием внутреннего источника синхронизации. На сборке ULN2003 обеспечивается нужный ток для каждого из общих катодов светодиодного модуля.

Прошивка для проекта была разработана в mikroC Pro для компилятора. Использование внутреннего опорного напряжения для аналого-цифрового преобразования требует конфигурации регистров FVRCON и ADCON1. Полный исходный код можно скачать по ссылке .

Как пользоваться прибором

Подключите устройство в розетку прикуривателя и поверните ключ автомобиля в положение ON не запуская двигатель. При этом отобразится значение напряжения автомобильного аккумулятора (около 12 В). После запуска двигателя, аккумулятор начинает прием зарядного напряжения от генератора. Это напряжение должно быть выше, чем фактическое напряжение самой батареи (около 13.8 В).

Наверняка каждый человек в своей жизни сталкивался с таким прибором, как вольтметр, и знает, в чем заключается его основная функция. Это определение значения цепи. Аналоговый вольтметр представляет собой прибор со стрелочным указателем и шкалой. В последнее время особую популярность завоевали цифровые вольтметры, они характеризуются более точными показаниями и компактными размерами. В этой стать пойдет речь об особой модели измерительного прибора, такой как автомобильны

й вольтметр. Он может быть выполнен в качестве простого вольтметра и комбинированного. Комбинированный автомобильный вольтметр содержит в себе дополнительные функции, такие как тахометр, термометр и др. Рассмотрим более подробно такое устройство.

Автомобильный вольтметр имеет небольшие благодаря чему его можно установить в любое место автомобиля. Довольно часто такой прибор совмещают со штекером разъема прикуривателя. При необходимости можно вставить устройство в прикуриватель и с его помощью отслеживать заряд аккумуляторной батареи в различных режимах работы. Так, нормальное напряжение аккумулятора при «заглушенном» двигателе составляет 12,5 вольт, а при заведенном - 13,5-14,5 вольт. Если же напряжение превышает, либо, наоборот, ниже нормы, тогда требуется проверять электросистему автомобиля. Автомобильный вольтметр просто незаменим для любителей слушать музыку, особенно на пикнике или природе. Он позволяет отслеживать заряд аккумуляторной батареи и не допускать разряд ниже нормы. Многие автомобилисты знают, что ориентироваться на сигналы штатных автомобильных сигнализат

оров разряда батареи нежелательно, так как они, как правило, сигнализируют, когда аккумулятор, генератор или реле-генератора выходят из строя, и уже поздно принимать какие-то меры. Автомобильный позволяет вовремя заметить изменения в электросистеме машины. Существуют варианты подключения выносных дисплеев, таким образом водитель всегда будет видеть показания прибора.

Теперь рассмотрим комбинированные приборы. можно устанавливать в любом месте салона автомобиля, а при необходимости и под капотом. Это устройство позволяет отображать не только напряжение бортовой сети

Но и температуру воздуха в салоне автомобиля и на улице, а также температуру двигателя автомобиля, ну и, конечно же, количество оборотов двигателя. Такие приборы можно использовать не только в автомобилях, но и в домашних условиях для индикации температуры внутри помещений и вне дома. В комплекте с автомобильным тахометром-вольтметром продаются В режиме термометра датчики способны измерять температуру в заданном диапазоне от -50 до +127 градусов по Цельсию. Подключение указанного датчика можно провести самостоятельно, а можно доверить автоэлектрику.

Вот мы вкратце рассмотрели, что представляет собой автомобильный вольтметр и комбинированный прибор. Знания о том, как пользоваться этими устройствами, пригодятся каждому автовладельцу.

Для успешного контроля за состоянием заряда аккумулятора важно знать, как подключить вольтметр в машине и как расшифровать его показания. Со времени появления автомобилей, оборудованных бортовым компьютером, необходимость в отдельном вольтметре отходит на задний план, ведь он не обеспечивает полного мониторинга всех электрических узлов машины. Актуальность устройства определяется также необходимостью постоянного наблюдения заряда аккумулятора, что особенно важно в зимний период. В случае резкого падения показаний вольтметра появляется возможность принять соответствующие контрмеры и избежать непредвиденной остановки двигателя.

Вольтметр — полезное устройство для автомобилей, не имеющих бортового компьютера. С помощью него можно следить за состоянием заряда аккумулятора.

Принцип действия вольтметра в автомобиле

Вольтметр представляет собой довольно простое по внутреннему строению устройство, основное предназначение которого — измерение напряжения в сети. Принцип действия вольтметра заключается во взаимодействии между собой электромагнитной катушки и постоянного магнита либо двух электромагнитов. Ток, проходя сквозь катушку, отклоняет стрелку вольтметра тем сильнее, чем больше значение напряжения.

В современных устройствах показания преобразовываются в цифровую индикацию, которую хорошо заметно даже ночью в неосвещенном салоне автомобиля. Точность таких датчиков намного выше, чем аналоговых «стрелочных» моделей, и зависит от дискретности основной составляющей части — аналого-цифрового преобразователя. Входное напряжение, поступая по проводам, преобразовывается в цифровой сигнал, который затем превращается из двоичного кода в числовое значение и отображается на табло с подсветкой.

Выбор модели вольтметра

Современный рынок устройств для автомобилей предлагает широкий выбор моделей вольтметров. Наибольшей популярностью пользуются такие типы приборов:

• аналоговые «стрелочные» вольтметры — устанавливаются преимущественно на отечественные автомобили, подключаясь к приборной панели вместо часов;
• цифровые датчики, подключаемые к гнезду прикуривателя;
• цифровые вольтметры, монтируемые в приборную панель.

Чаще всего используются последние два типа приборов, так как они сочетают в себе современный внешний вид, точность показаний и простоту установки.

Максимально соответствующие реальности результаты измерений предоставляют вольтметры, подключаемые непосредственно в приборную панель. Хотя их монтаж иногда сопряжен с некоторыми трудностями, но установив их, вы сможете получить постоянный контроль состояния аккумулятора, что особенно важно при большом количестве подключаемых узлов.

Стоимость цифрового вольтметра довольно невысока и колеблется в диапазоне 120-150 рублей в случае заказа посредством интернет-магазинов. Он имеет стандартную прямоугольную форму, благодаря чему гармонично впишется в интерьер любого автомобиля. Цвет подсветки — белый, желтый, синий, зеленый, красный. Иногда возникает проблема с высокой яркостью экрана, что выступает отвлекающим фактором и мешает сосредоточиться на дороге, но такой недостаток быстро решается при помощи тонирующей пленки.

Специфика установки

Если с цифровыми вольтметрами, которые питаются от прикуривателя, не возникает проблем во время монтажа, то модели, устанавливаемые непосредственно в приборную панель, часто заставляют водителей задуматься над порядком их подключения.

Большинство вольтметров, представленных на рынке, имеют два или три провода для подключения к сети, хотя встречаются модели и с четырьмя контактами. Провода имеют стандартную цветовую маркировку:

• красный провод соответствует «плюсу»;
• черный провод подключается к «минусу»;
• белый провод отвечает за управление интенсивностью подсветки, включение и выключение устройства.

В некоторых случаях возникает непредвиденная проблема при таком подключении вольтметра: он тускло светит либо вообще отказывается работать. Причиной может служить альтернативная маркировка проводов, в которой белый провод отвечает за «минус», а черный — за управление прибором.

Датчик напряжения устанавливается в штатное место часов, но в некоторых случаях, когда свободного места для вольтметра найти невозможно, приходится проделывать отверстие под него непосредственно в приборной панели.

Отличное место для подключения устройства — заглушка приборной панели с левой стороны от руля. Она имеет небольшой размер, ее легко снять и закрепить для обработки.

Рисунок 1. Схема подключения вольтметра с импульсным стабилизатором.

Корпус вольтметра имеет рельефную поверхность: рамка вокруг дисплея будет выступать над поверхностью панели автомобиля. Благодаря этому прибор не будет проваливаться внутрь посадочного гнезда, а также будет скрывать неровности краев отверстия.

Недорогие модели вольтметров могут не иметь отдельного провода для питания, подключение такого устройства осуществляется посредством трех контактов на корпусе датчика (рис. 1). В таком случае подключение вольтметра делают при помощи 4-жильного провода от компьютерного дисковода (рис. 2). Широкий разъем формата IDE при этом отрезают, а остальные проводки крепят при помощи пайки к контактам автомобильной проводки. 4-пиновый контакт обеспечивает хорошее соединение и дает возможность, в случае необходимости, оперативно и без особых усилий заменить вольтметр при поломке.

Вне зависимости от особенностей строения вольтметра, перед его монтажом детально изучается схема проводки автомобиля, в соответствии с которой определяется место подключения прибора. Не лишним будет и внимательное прочтение инструкции к устройству, так как способы его подключения могут отличаться.

Интерпретация показаний прибора

Установка вольтметра — это только первый шаг для получения контроля над состоянием аккумулятора и электрической системы автомобиля. Полную информацию можно получить, только определив основные значения показателей прибора.

Стандартное значение напряжения аккумуляторов на легковых автомобилях составляет 12 В. Показатели напряжения бортовой сети будут немного отличаться, составляя 13.7-14 В. Если значения на вольтметре снижаются относительно указанных параметров, то это может означать поломку регулятора напряжения или неисправность в генераторе.

Снижение вольтажа также может быть связано с разрядкой аккумуляторной батареи. Особенно часто такое случается в зимний период: на холоде разрядка происходит быстрее, да и наличие в машине обогревателя добавляет нагрузку на сеть.

Рисунок 2. Схема подключения вольтметра к цепи.

Если вольтметр подключен непосредственно к клеммам аккумулятора, то по его числовым значениям можно легко узнать уровень заряда батареи. Показатели в диапазоне 12,6-12,9 В указывают на то, что ваш аккумулятор полностью заряжен. По мере разряда, вольтаж постепенно падает. При значении 12,3-12,6 В заряд падает до 75%, при 12,1-12,3 В аккумулятор разряжен примерно наполовину. При постепенном снижении напряжения до 11,8-12,1 В батарея считается пустой на 3/4, а при 11,5-11,8 В завести автомобиль вам уже не удастся.

Для получения полной информации о состоянии сети не лишним будет произвести измерение напряжения непосредственно на клеммах аккумулятора, после чего сравнить его с показателями бортового вольтметра. Если при включении обогрева, дальнего света или других нагрузок напряжение будет отличаться больше чем на 0,4 В, то это может свидетельствовать о нестабилизированной бортовой сети. В этом случае необходимо в самом скором времени проверить исправность генератора и реле напряжения.

Заключение по теме

К вопросу о том, как правильно подключить вольтметр в автомобиле, следует подойти со всей ответственностью.

Это простое устройство позволит держать под пристальным вниманием состояние аккумуляторной батареи, обеспечив тем самым дополнительный инструмент контроля над электрической системой вашего авто.

Большинство машин, выпущенных в 50–80 годах XX века были оснащены вольтметрами, которые располагались на панели приборов, неподалеку от датчика топлива, спидометра и других индикаторов. Вольтметр показывал водителю состояние электрической системы автомобиля, а также работу генератора и аккумулятора. Именно благодаря вольтметру водитель авто узнавал о «севшем» аккумуляторе еще до того, когда разряд опускался до опасных значений.

Именно вольтметр сообщал водителю о неисправности регулятора напряжения, приводящей к перезаряду и резкому снижению ресурса аккумулятора. С развитием электроники начали появляться системы, проверяющие работу генератора и состояние аккумулятора, а также оповещающие водителя о проблемах. В большинстве случаев, эти системы работают хорошо, но всегда существует вероятность ошибки, поэтому опытные водители всегда возят с собой вольтметр, который, в случае возникновения проблем, поможет быстро определить состояние электрической части машины.

Виды вольтметров

Существуют следующие виды вольтметров:

• встроенный;
• работающий от прикуривателя;
• тестер;
• цифровой;
• аналоговый;
• со звуковой индикацией.

1. Встроенный вольтметр – это устройство, которое постоянно подключено к электропроводке автомобиля. Иногда такие вольтметры выполняют функцию тахометра , а переключение между режимами происходит после нажатия на соответствующую кнопку. Этот тип вольтметра активируется одновременно с включением зажигания, поэтому и не потребляет электроэнергию, когда мотор машины заглушен. Обычно вольтметр этого типа подключают к замку зажигания, присоединяя его к плюсовому проводу и земле. Поэтому не все водители используют встроенный вольтметр, ведь одни не умеют его подключать, а другим, по условиям гарантии, запрещено вмешательство в любые системы автомобиля.
2. Вольтметр от прикуривател я подходит для установки на любой автомобиль. Ведь прикуриватель через реле и предохранитель подключен напрямую к аккумулятору. Никаких дополнительных функций такой вольтметр не выполняет и показывает напряжение в бортовой сети даже при выключенном зажигании.

Наиболее популярный вид автомобильного вольтметра – это тестер (мультиметр ). Это устройство объединяет в себе как минимум три прибора:

• вольтметр;
• амперметр;
• омметр.

Благодаря такой комбинации, тестер подходит для серьезной проверки электрических систем автомобиля. Некоторые тестеры оснащены режимом частотомера, поэтому их можно использовать в качестве выносного тахометра.

Цифровыми называют огромное количество вольтметров, которые сначала преобразуют измеряемое напряжение в цифровой (двоичный) код, а затем обрабатывают его с помощью контроллера. Кроме того, к цифровым вольтметрам можно отнести и те устройства, которые отображают напряжение или любые другие данные с помощью цифрового индикатора. Поэтому все мультиметры относят именно к цифровым устройствам, хотя все операции с напряжением они выполняют в аналоговом режиме, преобразуя в двоичный код лишь результат измерения. В какой-то мере к цифровым вольтметрам можно отнести и различные сканеры, ведь они тоже работают по принципу измерения напряжения в различных цепях и режимах.

Большинство водителей под аналоговыми вольтметрами подразумевает устройство со шкалой и стрелкой, однако отличие гораздо серьезней. Ведь в электронном вольтметре напряжение определяет аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), а в аналоговом вольтметре показания зависят от жесткости пружины индикатора. Когда напряжение поступает на катушку индуктивности (соленоид) аналогового индикатора, оно производит магнитное поле, которое, в свою очередь, двигает стрелку и борется с сопротивлением пружины. В большинстве случаев, точность дешевых цифровых и аналоговых вольтметров составляет 3–5%, что вполне достаточно для приблизительной оценки состояния электрической сети автомобиля. В более точных, а значит и более дорогих устройствах точность находится в пределах 1–2%, поэтому их применение позволяет определить неисправность регулятора напряжения на раннем этапе, задолго до того, как он начнет разрушать аккумулятор.

Существует также разновидность цифровых вольтметров, причем как встроенных, так и вставляемых в гнездо прикуривателя, которые при достижении предельных безопасных значений, составляющих:

• 12,5 вольт при выключенном зажигании;
• 10–11 вольт во время работы стартера;
• 14 вольт во время работы двигателя подают звуковой сигнал, информирующий водителя о неисправностях в системе электропитания автомобиля.

Сколько стоит автомобильный вольтметр

Стоимость вольтметра зависит от места покупки, марки и точности. Наиболее дешевые и при этом обладающие достаточной для обычного водителя точностью устройства можно купить на еБей. Алибаба и АлиЭкспресс. Там стоимость различных автомобильных вольтметров начинается от 150 рублей при бесплатной доставке. В российских интернет-магазинах, в том числе Яндекс Маркет, стоимость автомобильных вольтметров начинается от 400 рублей не считая платы за доставку. В обычных магазинах цены еще больше и начинаются с 500–700 рублей . Мультиметры с режимом частотомера стоят от 2 тысяч рублей .

Как выбирать вольтметр

В первую очередь вам необходимо определить, для чего именно вам нужен вольтметр. Если он нужен для постоянного контроля над бортовой электрической сетью, то лучший выбор – встроенное устройство с режимом тахометра. Чтобы периодически проверять исправность аккумулятора и генератора, не выходя из салона, лучше всего подходит вольтметр, вставляемый в гнездо прикуривателя. Если же вольтметр нужен для серьезной диагностики и ремонта бортовой сети, то выбирайте мультиметр, выполняющий большое количество разных операций.

Также заранее подумайте, какой внешний вид вам больше нравится – прямоугольный с цифровым индикатором, или круглый со стрелкой? Прямоугольный занимает меньше места, но информация с него сложней воспринимается, особенно в яркий солнечный день. Для круглого стрелочного прибора сложно найти место на передней панели, зато информация с него воспринимается гораздо легче и это не мешает даже яркий свет. Подумайте, сможете ли вы сами подключить встроенный прибор, или есть ли у вас знакомые, которые не только подключат его, но и не испортят ничего в машине? Если сомневаетесь в своих силах или нет такого знакомого, то покупайте вольтметр для прикуривателя.

Если вы покупаете не профессиональный измеритель, а обычный вольтметр или тестер, то никакой ощутимой разницы между российскими, китайскими или еще какими-то приборами нет. Поэтому выбирайте либо тот, который приглянулся внешне, либо устраивающий по количеству функций или цене.