Es ist ein elektronischer Indikator, der den Ladezustand einer Batterie prüft, wobei dieser Indikator Teil eines Gerätes sein kann und selbst nur eine nebensächliche aber trotzdem wichtige Funktion erfüllt. Diese Schaltung kann auch an einen Blei-Akku angepasst werden.
Warum der Name RAINBOW? Es kommt eine Zweifarben-LED zum Einsatz. Die Batteriespannung wird an einem Komparator mit einer Dreieckspannung verglichen. Daraus resultiert ein impulsbreitenmoduliertes Rechtecksignal, das die LED ansteuert. Das Tastverhältnis bestimmt, durch das Verhältnis der Mischung der Farben rot und grün, die Leuchtfarbe der LED. Grün oder gelbgrün bedeutet, dass die Batterie okay ist, gelb zeigt halbe Ladung und orange bis rot bedeutet, dass eine Batterie gewechselt oder ein Bleiakku geladen werden muss. Nickel-Cadmium- und Nickel-Metallhydrid-Akkus eignen sich nicht! Eine RC-Schaltung bewirkt, dass die LED beim Einschalten des Batterie-Indikators stets immer erst rot leuchtet und dann sich das Farbenspektrum, in etwa einer halben Sekunde, in die der Batterieladung entsprechende Farbe ändert. Dies erleichtert zusätzlich das Abschätzen des Batterieladezustandes beim Drücken der Taste TEST.
Was ist neu?
Der Text wurde wesentlich überarbeitet. Er geht mehr in’s Detail der Schaltung als vor diesem Update. Am Anfang dieses Elektronik-Minikurses wird auch ein wenig der typisch kleine altbekannte Batterie-Indikator nach dem Funktionsprinzip des Drehspulinstrumentes thematisiert. Es passt als historische Vorlage für den elektronischen RAINBOW-Batterie-Indikator, weil er ebenso die Farben grün, gelb und rot zur Indikation benutzt, wenn auch nicht in der Form des fliessend spektralen Übergangs.
Lerninhalte
Netzteil mit quasidirkretem Aufbau. Dies bedeutet, ein Opamp als Regelverstärker, alles andere besteht aus Transistoren, Widerständen, Kondensatoren und einer Bandgap-Spannungsreferenz. Es ist ein Low-Dropout-Netzteil. Der minimale Spannungsabfall zwischen Batterie und Betriebsspannung beträgt weniger als 0.15 VDC. Ein Dreieckgenerator ist mit zwei Opamps realisiert, wobei der eine als Schmitt-Trigger und der andere als Integrator wirkt. Dann folgt die oben erwähnte Komparatorschaltung, die das impulsbreitenmodulierte Rechtecksignal erzeugt. Für all dies ist ein einziger Quad-Opamp im Einsatz. Eine LED-Treiberschaltung übernimmt dieses Rechtecksignal und erzeugt ein gleiches Signal mit genügend Strom um die Zweifarben-LED zu steuern. Es kommt zum Ausdruck, dass das Farbenspektrum dadurch entsteht, dass die Frequenz des Farbenwechsels der LED so hoch ist, dass die Augen nur noch das integrale Mischprodukt der Farbanteile rot und grün wahrnehmen. Daher eine gewisse Annäherung an die Farben eines Regenbogens…
