电池状态指示器

    电池是我们生活中经常使用的消耗品。一组电池中可能有两个、四个或更多的电池，只要有一个坏了，收录机或手电筒就不能使用。如果把它们全部扔掉不仅浪费而且还要对环境造成污染。这里介绍的小仪器可以对每一节电池的状态进行快速地测量，把不能用的电池挑出去，也可以装在电路中对电池随时进行监测。电路所用元件少，成本低，制作容易。

一、元器件的准备

所用的元器件如表1所示。

表1

序号

元器件规格

R1

100kΩ、1/8W碳膜电阻器

R2

200kΩ、1/8W碳膜电阻器

R3

2.7kΩ、1/8W碳膜电阻器

R4、R5

1kΩ、1/8W碳膜电阻器

C1

100μF/10V电解电容器

VT1

9014等NPN型三极管

VT2

9015等PNP型三极管

VD

φ5红色发光二极管

 

50mm×25mm电路板

    电路板是电子制作中不可缺少的部分，学会自制电路板，掌握这个技能是大有好处的。大规模生产的印刷电路板是经过制版、印刷、腐蚀、打孔等一系列工艺所完成的。而我们为了试验简单的电路也可以用于工刻制电路板。图1-2是本电路安装图。首先找一尺寸为5Omm×25mm的覆铜板，按图1-2所示用铅笔画好线。已由于电路的安装密度不大，每条铜箔的间距为2mm左右。第二步，参考图1-4所示用小刀将铜箔刻断，将需要去掉的部分用刀尖撬起（制作时小心不要伤着手！），再用镊子夹住撬起的铜箔将撕去。第三步，在规定的位置打孔，孔径为1mm。第四步，用细砂纸把铜箔打磨干净，去掉油迹和脏物，然后涂上松香助焊剂(用酒精泡制的松香)。这样自制的电路板就可以使用了。

  
图1-l 电池状态指示器原理图

二、电路的制作与调试

    图1-1是电池状态指示器电原理图，图1-3是电路板元件图。所有元器件的引线安装前都应进行镀锡处理，这样才能保证焊接的可靠性。对照图1-1、图1-2和图1-3依次将电阻器、电容器、三极管、发光二极管装到电路板上。

图1-2 电路板安装图

图1-3 电路板元件图


图1-4 刻制电路板

安装时注意电解电容器和发光二极管的极性，一般电解电容器上都会标出它的负极端，发光二极管则要仔细认清它的电极形状。VT1为9014等型号的NPN型三极管；VT2为9015等型号的PNP型三极管。这两类三极管不能混淆，安装时要分清它们的三个电极。

做好的电路板装在一个小盒中，让发光二极管露在外面。使用这个装置检测新电池时由于新电池的电压较高，发光二极管闪亮的速度就快；如果是旧电池电压较低时，发光二极管闪亮的速度就慢，电压过低时发光二极管就不亮。由此来判断电池的新旧程度。

改变电阻器R3的阻值，可以改变发光二极管的闪亮速度和起辉点电压。

三、电路工作原理

一般发光二极管的工作电压在1.8~2V左右，所以一节干电池不能直接点亮发光二极管。而这个电池状态指示器却是用发光二极管来显示电池的电压的。这是因为电池状态指示器中有一个振荡电路来驱动发光二极管。

电路在连接1.5V电池时，由于电阻器R4、R5较小，电容器C被迅速充满电，约1.5V，电容器上的电压极性为左正右负。在充电过程中三极管VT1的发射极电压较高，而三极管VT1的基极电压是固定的，由电阻器R1和R2的分压所决定。所以VTl处于截止状态。随着充电的结束，发射极电压下降，三极管VT1开始导通，它的集电极电压下降。PNP型三极管VT2也跟着迅速导通，它的发射极电压下降，由于电容器两端的电压不能突变，这样电容器的右边相对于电池的负极就是负电压，而发光二极管的正极是接在电池的正极端，两个电压同时作用在发光二极管上，满足了发光二极管对工作电压的要求，所以这时发光二极管能闪亮。发光二极管的闪亮使电容器放电，放电结束后电容器再次进行充电，使三极管VT1再次截止，开始了下一个循环过程。因为这是一个振荡电路，所以发光三极管会不断闪烁。

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