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+5V
IC5
2
VDD
1
12
VOUT
C17
GND
3
BD4823G
100n
SMD
Reset- Baustein
LCD1
SEG1
1
3A 3F 3E 3D
SEG2
2
2B 2G 2C DP
SEG3
3
2A 2F 2E 2D
SEG4
4
1B 1G 1C B1
SEG5
5
1A 1F 1E 1D
SEG6
6
B S1 V B4
SEG7
7
3B 3G 3C B2
SEG8
8
S2 A h B3
COM4
9
COM 4
COM3
10
COM 3
COM2
11
COM 2
COM1
12
COM 1
LC-Display
R1
100R
Q1
1
3
Q2
10
32.768
kHz
11
1K
2
C2
C3
R2
4,19 MHz
47p
47p
SMD
SMD
Bild 4: Schaltbild des Power Brick PB 500 (Blei-Akku-Aktivator)
und die bidirektionale Datenleitung (SDA)
Pin 5 an Port 0.3 des Controllers ange-
schlossen.
Der Bedientaster TA 1 ist direkt mit
Port 0.0 verbunden. Da der Portanschluss
über einen internen Pull-up-Widerstand
verfügt, ist keine weitere Beschaltung er-
forderlich.
Die Codierbrücke JP 1, an Port 0.1, dient
zum Abgleich und ist bei Bausätzen durch
eine dünne Leiterbahn geschlossen. Die
Leiterbahn zwischen den Kontaktflächen
wird nach erfolgreich durchgeführtem Ab-
gleich unterbrochen.
Für das interne Zeitmanagement sind
die beiden integrierten Taktoszillatoren des
Mikrocontrollers zuständig. Der schnelle
Oszillator ist an Pin 7 und Pin 8 mit dem
4,19-MHz-Quarzbaustein Q 1 (erforderli-
che Kapazitäten sind integriert) beschaltet.
Dieser Oszillator ist nur während der
Messwert-Erfassung aktiv. Um den Ener-
gieverbrauch zu minimieren, arbeitet der
Controller während der überwiegenden Zeit
mit dem langsamen Uhrenquarz an Pin 10
und Pin 11 des Bausteins. Hier sind zusätz-
lich noch die Kondensatoren C 2, C 3 und
der Widerstand R 2 erforderlich.
Die Steuerung des 100 μs langen Ent-
lade-Stromimpulses erfolgt über Port 2.3,
der während der Impulszeit über R 6 ein
Low-Signal auf den mit IC 3 B aufgebau-
ten Komparator koppelt. Der Ausgang
(Pin 7) steuert dann über R 14 den
Treibertransistor T 1 durch, der wiederum
+5V
IC1
39
RESET
INT TAOUT P0.0
40
INT T1CLK P0.1
41
INT P0.2
42
INT BUZ P0.3
43
P0.4
44
P0.5
1
INT AD0 P1.0
2
INT AD1 P1.1
3
INT AD2 P1.2
4
INT AD3 P1.3
16
SEG5
SEG1 SCK P2.0
15
SEG6
SEG0 SO P2.1
14
SI P2.2
13
P2.3
18
SEG3
SEG3 INTP P3.0
17
SEG4
SEG2 INTP P3.1
19
SEG2
SEG4 P4.0
20
SEG1
SEG5 P4.1
21
SEG6 P4.2
22
SEG7 P4.3
23
SEG8 P4.4
24
SEG9 P4.5
25
SEG10 P4.6
26
SEG11 P4.7
27
SEG12 P5.0
28
SEG13 P5.1
29
9
SEG14 P5.2
TEST
30
SEG15 P5.3
31
COM7 SEG16 P5.4
32
COM6 SEG17 P5.5
8
33
SEG7
XIN
COM5 SEG18 P5.6
34
SEG8
COM4 SEG19 P5.7
C5
7
XOUT
35
COM4
COM3 P6.0
10p
36
COM3
XTIN
COM2 P6.1
SMD
37
COM2
COM1 P6.2
38
COM1
XTOUT
COM0 P6.3
ELV05464
Mikrocontroller
eine hohe Spannung am Gate des Leis-
tungs-FETs T 3 anlegt. Die Treiberstufe ist
aufgrund der hohen Gate-Kapazität von
T 3 erforderlich.
Die Widerstände R 16, R 17 schützen
die Transistoren T 1 und T 2, während die
Transildioden D 2 und D 6 zum Schutz des
Schalttransistors T 3 dienen.
Bei durchgeschaltetem FET (T 3) wird
die Draine-Source-Strecke extrem nieder-
ohmig, so dass für die Dauer von 100 μs die
Reihenschaltung, bestehend aus D 5, R 19
und der niederohmigen Drain-Source-
Strecke des FETs, an den Anschlussklem-
men des Akkus anliegen.
Der Schalttransistor ist für Impulsbelas-
tungen bis zu 240 A ausgelegt, während die
Diode D 5 für 100 μs Stromimpulse bis zu
200 A verkraften kann.
Die Anzeige des Belastungsimpulses
wird mit Hilfe der Leuchtdiode D 4 vorge-
nommen, wobei es sich gleichzeitig um
eine echte Funktionskontrolle handelt. Bei
durchgeschaltetem FET (T3) wird der
Elko C 10 über R 20, D 3 nahezu schlag-
artig entladen und die Katode der Diode
auf „low" gezogen, wodurch die Leucht-
diode über R 21 mit Spannung versorgt
wird und leuchtet.
Da ein 100-μs-Impuls zur optischen
Anzeige zu kurz ist, kann sich nach dem
Sperren des FETs (T 3) der Elko C 10 nur
langsam wieder über R 21, D 4 aufladen.
Die Leuchtdauer der Kontroll-LED wird
dadurch erheblich verlängert.
+UB
EEPROM
8
IC2
IC3
7
6
3
TLV272
SCL
C11
C12
5
2
4
SDA
1
100n
SMD
24C04/SMD
R9
1
10K
JP1
TA1
C7
100p
SMD
Bedien-
taster
Temp.-
Sensor
+UB
D1
C9
+
+5V
100u
BZW06-13B
16V
Komparator
IC3
T1
6
-
R14
BC848C
7
+
1K
B
5
+
T2
TLV272
C6
BC858C
100n
SMD
Treiber
Spannungsversorgung
IC4
IN
OUT
HT-7150
5
GND
IC1
ELV05464
+
C13
C14
C15
6
100n
100n
10u
100n
SMD
SMD
16V
SMD
IC3
R12
3
+
100K
+
C8
A
2
-
10p
TLV272
SMD
39K
100K
R10
R11
Sicherheits-
widerstand
R15
100R
Sicherheits-
widerstand
D4
D3
R20
R16
4R7
47R
T3
1N4001
SMD
R17
47R
IRLR3915
C10
D2
Schalt-
D6
transistor
Wie bereits erwähnt, verfügt der Cont-
roller über einen integrierten 4-Kanal-
A/D-Wandler, über den sämtliche Mess-
werte erfasst werden. Die A/D-Eingänge
stehen an Port 1.0 bis Port 1.3 zur Verfü-
gung.
Zunächst wird die über ST 1 vom Plus-
pol des Akkus kommende Akku-Spannung
mit dem Spannungsteiler R 3, R 4 herun-
tergeteilt und auf Port 1.0 zur Messung
gegeben.
Der Belastungswiderstand R 19 dient
gleichzeitig als Shunt-Widerstand für die
Strommessung. Über die Widerstände R 11
und R 12 wird der Spannungsabfall ab-
gegriffen und über den mit IC 3 A aufge-
bauten Differenzverstärker auf Port 1.1 zur
A/D-Wandlung gegeben.
Der dritte Analog-Eingang ist mit dem
Temperatursensor SAX 1 beschaltet. Über
diesen Sensor wird die Umgebungstempe-
ratur erfasst, da die Leistungsdaten von
Blei-Akkus stark temperaturabhängig sind.
Ein direkter Kontakt des Temperatursen-
sors zum Akku ist nicht erforderlich, da die
Montage des PB 500 in der Nähe des Ak-
kus erfolgt und die Temperatur sich im
Allgemeinen nur langsam ändert. Abwei-
chungen um einige Grad haben keinen
Einfluss auf die Funktion.
Für einen definierten Power-on-Reset
des Mikrocontrollers sorgt der Reset-Bau-
stein IC 5.
Betrachten wir nun die Spannungsver-
sorgung des Gerätes, die direkt aus dem zu
+5V
8
IC2
24C04
C16
4
100n
SMD
ST1
+Akku
C4
-Akku
100p
SMD
ST2
D5
ST3
+Akku
1N5401
LED rot
+
-Akku
100u
16V
ST4
5
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