У статті пропонується два варіанти індикатора, колір свічення якого, у міру розряду батареї, змінюється від зеленого до червоного. Існує величезна кількість схем, призначених для виконання таких функцій, але всі з них, на мій погляд, занадто складні і дорогі. Для мого індикатора потрібно всього п'ять компонентів, один з яких - двоколірний світлодіод.

Найпростіший варіант показаний на малюнку 1. Якщо напруга на клемі B+ дорівнює 9 В, буде світитися тільки зелений світлодіод, оскільки напруга на базі Q1 рівне 1.58 В, у той час, як напруга на емітері, рівна падінню напрузі на світлодіод D1, в типовому випадку складає 1.8 В, і Q1 утримується в закритому стані. У міру зменшення заряду батареї напруга на світлодіоді D2 залишається практично незмінною, а напруга на базі зменшується, і в якийсь момент часу Q1 почне проводити струм. В результаті частина струму стане відгалужуватися в червоний світлодіод D1, і ця частка буде збільшуватися до тих пір, поки в червоний світлодіод не потече весь струм.

Fig 1 Rus

Малюнок 1. Базова схема стеження за  напругої батареї.

Для типових елементів двоколірного світлодіода відмінність в значеннях прямої напруги становить 0.25 В. Саме цим значенням визначається область переходу від зеленого кольору світіння до червоного. Повна зміна кольору світіння, що задається співвідношенням опорів резисторів дільника R1 і R2, відбувається в діапазоні напруг:

F Rus

Середина області переходу від одного кольору до іншого визначається різницею напруг на світлодіоді і на переході база-емітер транзистора і дорівнює приблизно 1.2 В. Таким чином, зміна B+ від 7.1 В до 5.8 В призведе до зміни зеленого свічення на червоне.

Відмінність в напругах буде залежати від конкретної комбінації світлодіодів і, можливо, їх буде недостатньо для повного перемикання кольорів. Тим не менш, пропоновану схему все одно можна використовувати, включивши діод послідовно з D2.

На малюнку 2 резистор R1 замінений стабілітроном, в результаті чого область переходу стає набагато більш вузькою. Дільник більше не впливає на схему, і повна зміна кольору світіння відбувається під час зміни значення напруги B+ всього лише на 0.25 В. Напруга точки переходу дорівнюватиме 1.2 В+ VZ. (Тут VZ - напруга на стабілітроні, в нашому випадку рівна приблизно 7.2 В). 

Fig 2 Rus

Малюнок 2. Схема на основі стабілітрона.

Недоліком такої схеми є її прив'язка до обмеженої шкали напруг стабілітрону. Ще більше ускладнює ситуацію той факт, що низьковольтні стабілітрони мають занадто плавний злам характеристики, що не дозволяє точно визначити, яким буде напруга VZ у разі дії малого струму в схемі. Одним з варіантів вирішення цієї проблеми може бути використання резистора, включеного послідовно зі стабілітроном, щоб мати можливість робити незначні налаштування за рахунок деякого збільшення напруги переходу.

За вказаними значеннями опору резисторів, схема споживає струм близько 1 мА. Зі світлодіодами підвищеної яскравості цього достатньо для використання приладу всередині приміщення. Але навіть такий невеликий струм досить значний для 9-вольтової батареї, тому вам доведеться вибирати між додатковим споживанням струму і ризиком залишити увімкненою батарею коли необхідності в цьому немає. Швидше за все, після першої позапланової заміни батареї ви відчуєте користь від цього приладу.

Схему можна переробити таким чином, щоб перехід від зеленого до червоного світінню відбувався у разі підвищення напруги. Для цього транзистор Q1 треба замінити на NPN і поміняти місцями емітер і колектор. А за допомоги пари NPN і PNP транзисторів можна зробити віконний компаратор.

З урахуванням досить великої ширини перехідної області, схема на малюнку 1 найкраще підходить для 9-вольтової батареї, в той час як схема на малюнку 2 може бути адаптована для інших напруг.