Κυκλώματα βολτόμετρου σε ψηφιακές ενδείξεις LED al. Ένα απλό ηλεκτρονικό βολτόμετρο με LED. Διάγραμμα και περιγραφή. Βολτόμετρο αυτοκινήτου με χρήση τρανζίστορ

Προέκυψε το καθήκον του προσδιορισμού της κατάστασης της μπαταρίας κατά την εκφόρτιση, την αποθήκευση και τη φόρτιση. Όλα τα κυκλώματα με ένα σωρό συγκριτές και άλλα κόλπα ήταν καταθλιπτικά λόγω του μεγέθους τους - θα ήταν πιο εύκολο να δέσουμε ένα πολύμετρο στην μπαταρία. Ως εκ τούτου, αποφασίστηκε να καταλήξουμε σε κάτι απλό και κομψό, και ως αποτέλεσμα, γεννήθηκε ένα σχέδιο που μπορεί να κλιμακωθεί για να ταιριάζει στις ανάγκες σας, τόσο σε πλάτος όσο και σε βάθος. Για ένα βήμα τάσης, χρησιμοποιούνται μόνο τρία στοιχεία - μια δίοδος zener, μια αντίσταση και ένα LED (σε αυτό το σημείο χτυπήστε τον εαυτό σας στο μέτωπο και αναφωνήστε: "Πώς δεν το είχα σκεφτεί πριν!"

Γενικά, βρείτε ένα διάγραμμα και μια φωτογραφία της τελικής συσκευής με βάση μια μπαταρία μολύβδου οξέος 12 Volt, όπως στα UPS και στα αυτοκίνητα. Ένδειξη από πλήρως αποφορτισμένη (τάση μικρότερη από 9,5 V) έως πλήρως φορτισμένη (τάση μεγαλύτερη από 14,6 V). Εάν χρειάζεστε άλλα εύρη ή θέλετε μια ευρύτερη κλίμακα, τότε πάρτε την πλησιέστερη δίοδο zener ως προς την τάση και υπολογίστε την αντίσταση περιορισμού ρεύματος για το LED. (πτώση 1,5V, ρεύμα 20mA).
Γενικά, όλα είναι απλά.

Εάν χρησιμοποιείτε εξαρτήματα SMD, τότε μπορείτε να χωρέσετε σε αυτό το νόμισμα των δέκα καπίκων, καλά, δεν είχα το καθήκον της μικρογραφίας, γι 'αυτό το συναρμολόγησα σε ένα breadboard.

Το πρώτο κόκκινο LED δείχνει ότι το κύκλωμα είναι συνδεδεμένο και ότι υπάρχει κάποια τάση. το δεύτερο - περισσότερα από 9 Volt, το τρίτο, κίτρινο, - περισσότερο από 10V, το τέταρτο - περισσότερο από 11V, το πέμπτο, πράσινο, - περισσότερο από 12V και το έκτο - περισσότερο από 13V. Οι διαβαθμίσεις μεταξύ αυτών των σημείων είναι σαφώς ορατές στον βαθμό φωταύγειας των αντίστοιχων LED. Σε αυτήν την περίπτωση, η μπαταρία είναι φορτισμένη και πρόκειται να φορτιστεί.

Ο παλιός καλός τρόπος.

Ένα βολτόμετρο που είναι εγκατεστημένο στο ταμπλό ενός αυτοκινήτου σας επιτρέπει να παρακολουθείτε γρήγορα το επίπεδο τάσης στο ενσωματωμένο του δίκτυο. Μια τέτοια συσκευή δεν απαιτεί υψηλή ανάλυση, αλλά απαιτεί τη δυνατότητα εύκολου και γρήγορου προσδιορισμού μετρήσεων. Αυτές οι προϋποθέσεις πληρούνται καλύτερα από μια διακριτή ένδειξη ledΤάση. Τέτοιες συσκευές έχουν γίνει πολύ διαδεδομένες για την αξιολόγηση των επιπέδων τάσης και ισχύος. Συνήθως υλοποιούνται με δύο τρόπους.

Πρώτον, η ουσία του είναι ότι μια γραμμή LED συνδέεται με την πηγή της μετρούμενης τάσης μέσω ενός διαιρέτη αντίστασης πολλαπλών εξόδων. Οι ιδιότητες κατωφλίου των LED, των τρανζίστορ και των διόδων χρησιμοποιούνται εδώ. Για την απλότητα ενός τέτοιου δείκτη, πρέπει να πληρώσετε για το ασαφές όριο για το φωτισμό των LED. Παρόμοιες συσκευές πωλούνταν κάποτε με τη μορφή ραδιοφώνων.

Η δεύτερη μέθοδος είναι να χρησιμοποιήσετε έναν ξεχωριστό συγκριτή για να ανάψετε κάθε LED, συγκρίνοντας μέρος του σήματος εισόδου με ένα σημείο αναφοράς. Λόγω του υψηλού κέρδους των συγκριτών, που εφαρμόζονται συχνότερα σε op-amp, τα όρια ενεργοποίησης και απενεργοποίησης είναι πολύ σαφή, αλλά ο δείκτης απαιτεί πολλές μάρκες. Οι ενισχυτές τετραπλής λειτουργίας εξακολουθούν να είναι επί του παρόντος ακριβοί και ένα τέτοιο τσιπ μπορεί να κινήσει μόνο τέσσερα LED.

Το βολτόμετρο που φέρεται στην προσοχή σας έχει βελτιστοποιηθεί υπό το πρίσμα των παραπάνω - σε αυτό, επιτυγχάνονται σαφή επίπεδα κατωφλίου για ανάφλεξη LED χρησιμοποιώντας ελάχιστα φθηνά, οικονομικά και ευρέως διαθέσιμα στοιχεία. Η αρχή λειτουργίας της συσκευής βασίζεται στις ιδιότητες κατωφλίου ενός ψηφιακού μικροκυκλώματος.

Η συσκευή (βλ. διάγραμμα στο Σχ. 1) είναι ένας δείκτης έξι επιπέδων. Για ευκολία στη χρήση σε αυτοκίνητο, το διάστημα μέτρησης επιλέγεται να είναι 10...15 V σε βήματα του 1 V. Τόσο το διάστημα όσο και το βήμα μπορούν να αλλάξουν εύκολα.

Οι συσκευές κατωφλίου είναι έξι μετατροπείς DD1.1-DD1.6, καθένας από τους οποίους είναι ένας μη γραμμικός ενισχυτής τάσης με υψηλό κέρδος. Το επίπεδο μεταγωγής κατωφλίου των μετατροπέων είναι περίπου το μισό της τάσης τροφοδοσίας του μικροκυκλώματος, επομένως φαίνεται να συγκρίνουν την τάση εισόδου με τη μισή τάση τροφοδοσίας.

Εάν η τάση εισόδου του μετατροπέα υπερβαίνει το επίπεδο κατωφλίου, θα εμφανιστεί μια χαμηλή τάση στην έξοδό του. Επομένως, το LED που χρησιμεύει ως φορτίο του μετατροπέα θα ανάψει με το ρεύμα εξόδου (εισερχόμενο). Όταν η έξοδος των μετατροπέων είναι υψηλή, τα LED κλείνουν και σβήνουν.

Από τις εξόδους του ωμικού διαιρέτη R1-R7, το αντίστοιχο μερίδιο της ενσωματωμένης τάσης δικτύου τροφοδοτείται στην είσοδο των μετατροπέων. Όταν αλλάζει η τάση του οχήματος, αλλάζουν και τα μερίδιά της αναλογικά. Η τάση τροφοδοσίας των μετατροπέων και της γραμμής LED σταθεροποιείται από το τσιπ σταθεροποίησης DA1. Οι τιμές των αντιστάσεων R1-R7 υπολογίζονται με τέτοιο τρόπο ώστε να λαμβάνεται ένα βήμα μεταγωγής ίσο με 1 V.

Ο πυκνωτής C2 μαζί με την αντίσταση R1 σχηματίζουν ένα φίλτρο χαμηλής συχνότητας που καταστέλλει τις βραχυπρόθεσμες υπερτάσεις που μπορεί να συμβούν, για παράδειγμα, κατά την εκκίνηση ενός κινητήρα. Ο κατασκευαστής σταθεροποιητών μικροκυκλωμάτων συνιστά την εγκατάσταση του πυκνωτή C1 για τη βελτίωση της σταθερότητάς τους σε υψηλές συχνότητες. Οι αντιστάσεις R8-R13 περιορίζουν το ρεύμα εξόδου των μετατροπέων.

Πώς να υπολογίσετε τις αντιστάσεις R1-R7; Παρά το γεγονός ότι στην είσοδο των μετατροπέων DD1.1.-D1.6 εγκαθίστανται τρανζίστορ φαινομένου πεδίου, οι οποίοι πρακτικά δεν καταναλώνουν ρεύμα εισόδου, υπάρχει το λεγόμενο ρεύμα διαρροής. Αυτό αναγκάζει την επιλογή του ρεύματος μέσω του διαχωριστή να είναι πολύ μεγαλύτερη από το συνολικό ρεύμα διαρροής και των έξι μετατροπέων (όχι περισσότερο από 6X10-5 μA). Το ελάχιστο ρεύμα μέσω του διαιρέτη θα είναι σε ελάχιστη επαγόμενη τάση 10 V.

Ας ορίσουμε αυτό το ρεύμα στα 100 μA, που είναι περίπου ένα εκατομμύριο φορές περισσότερο από το ρεύμα διαρροής. Τότε η συνολική αντίσταση του διαιρέτη RД=R1+R2+RЗ+R4+R5+R6+R7 (σε κιλά ohms, αν η τάση είναι σε βολτ και το ρεύμα είναι σε χιλιοστά αμπέρ) πρέπει να είναι ίση με: Rд=Uвx min /Imin = 10V/0,1mA = 100kOhm.

Τώρα ας υπολογίσουμε την αντίσταση καθεμιάς από τις αντιστάσεις υπό την προϋπόθεση Upor = Upit/2, δηλαδή στην υπό εξέταση περίπτωση Upor = 3 V. Με τάση εισόδου 15 V, τα 3 V πρέπει να πέφτουν κατά μήκος της αντίστασης R7 και το ρεύμα μέσω αυτό (ίσο με το ρεύμα σε ολόκληρο το διαιρέτη) Id=UBX/Rd=15 V/100 kOhm=0,15 mA=150 μA, Τότε η αντίσταση της αντίστασης R7: R=Upop/Id; R7=3 V/0,15 mA=20 kOhm.

Στην είσοδο του μετατροπέα DD1.5 θα πρέπει να υπάρχουν 3 V με τάση εισόδου 14 V. Το ρεύμα μέσω του διαχωριστή σε αυτή την περίπτωση είναι Id = 14 V/100 kOhm = 0,14 mA. Τότε η συνολική αντίσταση R6+R7=Upop/Id=3/0,14-21,5 kOhm.

Άρα R6=21,5-20=1,5 kOhm.

Η αντίσταση των υπόλοιπων αντιστάσεων του διαχωριστή προσδιορίζεται με τον ίδιο τρόπο: R5=UporkhRd/Uin-(R6+R7)-1,6 kOhm; R4-2 kOhm, RЗ-2,2 kOhm, R2-2,7 kOhm και, τέλος, R1=Rд-(R2+RЗ+R4+R5+R6+R7) = 70 kOhm-68 kOhm.

Γενικά, όπως είναι γνωστό, η οριακή τάση των στοιχείων μικροκυκλώματος CMOS κυμαίνεται από 1/3Upit έως 2/3Upit. Είναι επίσης γνωστό ότι τα στοιχεία ενός μικροκυκλώματος που κατασκευάζονται σε έναν μόνο τεχνολογικό κύκλο σε ένα μόνο τσιπ έχουν σχεδόν ίδιες τιμές κατωφλίου μεταγωγής. Επομένως, για να ρυθμίσετε με ακρίβεια την "αρχή της κλίμακας" του βολτόμετρου, αρκεί να αντικαταστήσετε την αντίσταση R1 με ένα κύκλωμα σειράς που αποτελείται από ένα τρίμερ με την υπολογισμένη τιμή και ένα σταθερό με τιμή το ήμισυ της υπολογιζόμενης τιμής.

Η σταθερότητα θερμοκρασίας της συσκευής είναι πολύ υψηλή. Όταν η θερμοκρασία αλλάζει από -10 σε +60 °C, το όριο απόκρισης αλλάζει κατά αρκετά εκατοστά του βολτ. Ο σταθεροποιητής μικροκυκλώματος DA1 έχει επίσης σταθερότητα θερμοκρασίας όχι χειρότερη από 30 mV εντός της περιοχής 0...100 °C.

Η τάση εξόδου του σταθεροποιητή DA1 δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 6 V, διαφορετικά οι μετατροπείς δεν θα μπορούν να παρέχουν το απαιτούμενο ρεύμα μέσω των LED. Οι μετατροπείς του μικροκυκλώματος K561LN2 επιτρέπουν ρεύμα εξόδου έως και 8 mA. Τα LED AL307BM μπορούν να αντικατασταθούν με οποιαδήποτε άλλα υπολογίζοντας εκ νέου τις τιμές των αντιστάσεων περιορισμού ρεύματος R8-R13. Οι πυκνωτές μπορούν επίσης να είναι οποιοσδήποτε με ονομαστική τάση τουλάχιστον 10 V.

Για τη ρύθμιση, η συναρμολογημένη συσκευή συνδέεται στην έξοδο μιας ρυθμιζόμενης πηγής τάσης, η οποία θα προσομοιώνει το ενσωματωμένο δίκτυο. Έχοντας ρυθμίσει την τάση εξόδου της πηγής στα 10 V και την αντίσταση της αντίστασης κοπής στο μέγιστο, περιστρέψτε το ρυθμιστικό της μέχρι να ανάψει η λυχνία LED HL1. Τα υπόλοιπα επίπεδα ρυθμίζονται αυτόματα.

Τα εξαρτήματα του βολτόμετρου είναι τοποθετημένα σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος κατασκευασμένη από φύλλο φίμπεργκλας πάχους 1 mm. Το σχέδιο του πίνακα φαίνεται στο Σχ. 2. Έχει σχεδιαστεί για την εγκατάσταση μιας αντίστασης συντονισμού SPZ-33, και το υπόλοιπο - MLT-0.125, πυκνωτής C1 - KM, C2 - K50-35.

Πριν την εγκατάσταση, τα καλώδια LED κάμπτονται κατά 90 μοίρες έτσι ώστε οι οπτικοί άξονές τους να είναι παράλληλοι με το επίπεδο της πλακέτας. Τα περιβλήματα LED πρέπει να προεξέχουν πέρα από την άκρη της πλακέτας και, κατά την τελική συναρμολόγηση της συσκευής, να μπαίνουν στις οπές που έχουν ανοίξει στο άκρο του κουτιού.

Η σταθερότητα του σταθεροποιητή και ολόκληρης της συσκευής στο σύνολό της θα είναι ακόμη μεγαλύτερη εάν συνδεθεί ένας πυκνωτής χωρητικότητας 0,1 microns στην είσοδο του μικροκυκλώματος (μεταξύ των ακροδεκτών 8 και 17). Για την προστασία του σταθεροποιητή από τυχαίες υπερτάσεις στο ενσωματωμένο δίκτυο, το πλάτος του οποίου μπορεί να φτάσει τα 80 - 00 V, ένας άλλος πυκνωτής θα πρέπει να συνδεθεί παράλληλα με αυτόν τον πυκνωτή - έναν οξείδιο. Πρέπει να έχει χωρητικότητα τουλάχιστον 1000 μF και ονομαστική τάση 25 V. Αυτός ο πυκνωτής θα έχει ευεργετική επίδραση στη λειτουργία των ραδιοφωνικών δεκτών και των ενισχυτών ήχου αυτοκινήτου.

Βιβλιογραφία

Θεωρούμε απλά κυκλώματα ψηφιακού βολτόμετρου και αμπερόμετρου, κατασκευασμένα χωρίς τη χρήση μικροελεγκτών στα μικροκυκλώματα CA3162, KR514ID2. Συνήθως, ένα καλό εργαστηριακό τροφοδοτικό έχει ενσωματωμένα όργανα - ένα βολτόμετρο και ένα αμπερόμετρο. Ένα βολτόμετρο σάς επιτρέπει να ρυθμίσετε με ακρίβεια την τάση εξόδου και ένα αμπερόμετρο θα δείξει το ρεύμα μέσω του φορτίου.

Τα παλιά εργαστηριακά τροφοδοτικά είχαν ενδείξεις καντράν, αλλά τώρα θα έπρεπε να είναι ψηφιακά. Σήμερα, οι ραδιοερασιτέχνες κατασκευάζουν πιο συχνά τέτοιες συσκευές βασισμένες σε μικροελεγκτή ή τσιπ ADC όπως KR572PV2, KR572PV5.

Τσιπ CA3162E

Υπάρχουν όμως και άλλα μικροκυκλώματα παρόμοιας δράσης. Για παράδειγμα, υπάρχει ένα μικροκύκλωμα CA3162E, το οποίο έχει σχεδιαστεί για να δημιουργεί έναν αναλογικό μετρητή τιμών με το αποτέλεσμα να εμφανίζεται σε μια τριψήφια ψηφιακή ένδειξη.

Το μικροκύκλωμα CA3162E είναι ένα ADC με μέγιστη τάση εισόδου 999 mV (με ενδείξεις "999") και ένα λογικό κύκλωμα που παρέχει πληροφορίες σχετικά με το αποτέλεσμα μέτρησης με τη μορφή τριών εναλλάξ εναλλασσόμενων δυαδικών-δεκαδικών κωδικών τεσσάρων bit σε παράλληλη έξοδο και τρεις εξόδους για μέτρηση των bit της ένδειξης δυναμικού κυκλώματος.

Για να αποκτήσετε μια ολοκληρωμένη συσκευή, πρέπει να προσθέσετε έναν αποκωδικοποιητή για να εργαστείτε σε μια ένδειξη επτά τμημάτων και σε μια διάταξη τριών ενδείξεων επτά τμημάτων που περιλαμβάνονται στη μήτρα για δυναμική εμφάνιση, καθώς και σε τρία πλήκτρα ελέγχου.

Ο τύπος των ενδείξεων μπορεί να είναι οποιοσδήποτε - LED, φθορισμού, εκκένωσης αερίου, υγρού κρυστάλλου, όλα εξαρτώνται από το κύκλωμα του κόμβου εξόδου στον αποκωδικοποιητή και τα πλήκτρα. Χρησιμοποιεί μια οθόνη LED σε μια οθόνη που αποτελείται από τρεις δείκτες επτά τμημάτων με κοινές ανόδους.

Οι δείκτες συνδέονται σύμφωνα με ένα κύκλωμα δυναμικής μήτρας, δηλαδή όλες οι ακίδες τμήματός τους (κάθοδος) συνδέονται παράλληλα. Και για την ανάκριση, δηλαδή τη διαδοχική μεταγωγή, χρησιμοποιούνται κοινά τερματικά ανόδου.

Σχηματικό διάγραμμα βολτόμετρου

Τώρα πιο κοντά στο διάγραμμα. Το σχήμα 1 δείχνει ένα κύκλωμα ενός βολτόμετρου που μετρά την τάση από 0 έως 100 V (0...99,9 V). Η μετρούμενη τάση τροφοδοτείται στους ακροδέκτες 11-10 (είσοδος) του μικροκυκλώματος D1 μέσω ενός διαχωριστή στις αντιστάσεις R1-R3.

Ο πυκνωτής SZ εξαλείφει την επίδραση των παρεμβολών στο αποτέλεσμα της μέτρησης. Η αντίσταση R4 θέτει τις ενδείξεις του οργάνου στο μηδέν ελλείψει τάσης εισόδου και η αντίσταση R5 ορίζει το όριο μέτρησης έτσι ώστε το αποτέλεσμα της μέτρησης να αντιστοιχεί στο πραγματικό, δηλαδή μπορούμε να πούμε ότι βαθμονομούν τη συσκευή.

Ρύζι. 1. Σχηματικό διάγραμμα ψηφιακού βολτόμετρου έως 100V σε μικροκυκλώματα SA3162, KR514ID2.

Τώρα για τις εξόδους του μικροκυκλώματος. Το λογικό τμήμα του CA3162E είναι κατασκευασμένο με χρήση λογικής TTL και οι έξοδοι είναι επίσης με ανοιχτούς συλλέκτες. Στις εξόδους «1-2-4-8» δημιουργείται ένας δυαδικός δεκαδικός κωδικός, ο οποίος αλλάζει περιοδικά, παρέχοντας διαδοχική μετάδοση δεδομένων σε τρία ψηφία του αποτελέσματος της μέτρησης.

Εάν χρησιμοποιείται αποκωδικοποιητής TTL, όπως ο KR514ID2, τότε οι είσοδοι του συνδέονται απευθείας με αυτές τις εισόδους του D1. Εάν χρησιμοποιείται ένας λογικός αποκωδικοποιητής CMOS ή MOS, τότε οι είσοδοι του θα πρέπει να ανυψωθούν σε θετικούς χρησιμοποιώντας αντιστάσεις. Αυτό θα πρέπει να γίνει, για παράδειγμα, εάν χρησιμοποιείται ο αποκωδικοποιητής K176ID2 ή CD4056 αντί του KR514ID2.

Οι έξοδοι του αποκωδικοποιητή D2 συνδέονται μέσω των αντιστάσεων περιορισμού ρεύματος R7-R13 στους ακροδέκτες τμήματος των ενδεικτικών LED H1-NC. Οι ίδιες ακίδες τμήματος και των τριών ενδείξεων συνδέονται μεταξύ τους. Για τη μέτρηση των ενδείξεων, χρησιμοποιούνται διακόπτες τρανζίστορ VT1-VT3, στις βάσεις των οποίων αποστέλλονται εντολές από τις εξόδους H1-NC του τσιπ D1.

Αυτά τα συμπεράσματα γίνονται επίσης σύμφωνα με ένα ανοιχτό κύκλωμα συλλέκτη. Ενεργό μηδέν, επομένως χρησιμοποιούνται τρανζίστορ της δομής pnp.

Σχηματικό διάγραμμα αμπερόμετρου

Το κύκλωμα του αμπερόμετρου φαίνεται στο σχήμα 2. Το κύκλωμα είναι σχεδόν το ίδιο, εκτός από την είσοδο. Εδώ, αντί για διαχωριστή, υπάρχει μια διακλάδωση σε μια αντίσταση πέντε watt R2 με αντίσταση 0,1 Ot. Με μια τέτοια διακλάδωση, η συσκευή μετρά ρεύμα έως και 10A (0...9,99A). Ο μηδενισμός και η βαθμονόμηση, όπως στο πρώτο κύκλωμα, πραγματοποιούνται από τις αντιστάσεις R4 και R5.

Ρύζι. 2. Σχηματικό διάγραμμα ψηφιακού αμπερόμετρου έως 10A ή περισσότερο σε μικροκυκλώματα SA3162, KR514ID2.

Επιλέγοντας άλλους διαχωριστές και διακλαδώσεις, μπορείτε να ορίσετε άλλα όρια μέτρησης, για παράδειγμα, 0...9,99V, 0...999mA, 0...999V, 0...99,9A, αυτό εξαρτάται από τις παραμέτρους εξόδου του το εργαστηριακό τροφοδοτικό στο οποίο θα εγκατασταθούν αυτοί οι δείκτες. Επίσης, με βάση αυτά τα κυκλώματα, μπορείτε να φτιάξετε μια ανεξάρτητη συσκευή μέτρησης για τη μέτρηση τάσης και ρεύματος (επιτραπέζιο πολύμετρο).

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι ακόμη και χρησιμοποιώντας δείκτες υγρών κρυστάλλων, η συσκευή θα καταναλώνει σημαντικό ρεύμα, καθώς το λογικό μέρος του CA3162E είναι κατασκευασμένο με τη λογική TTL. Επομένως, είναι απίθανο να αποκτήσετε μια καλή αυτοτροφοδοτούμενη συσκευή. Αλλά ένα βολτόμετρο αυτοκινήτου (Εικ. 4) θα αποδειχθεί αρκετά καλό.

Οι συσκευές τροφοδοτούνται από σταθερή σταθεροποιημένη τάση 5V. Η πηγή ισχύος στην οποία θα εγκατασταθούν πρέπει να προβλέπει την ύπαρξη τέτοιας τάσης σε ρεύμα τουλάχιστον 150 mA.

Σύνδεση της συσκευής

Το σχήμα 3 δείχνει ένα διάγραμμα μετρητών σύνδεσης σε μια εργαστηριακή πηγή.

Ρύζι. 3. Διάγραμμα σύνδεσης μετρητών σε εργαστηριακή πηγή.

Εικ.4. Σπιτικό βολτόμετρο αυτοκινήτου σε μικροκυκλώματα.

Λεπτομέριες

Ίσως τα πιο δύσκολα στην απόκτηση είναι τα μικροκυκλώματα CA3162E. Από τα ανάλογα, ξέρω μόνο το NTE2054. Μπορεί να υπάρχουν άλλα ανάλογα που δεν γνωρίζω.

Τα υπόλοιπα είναι πολύ πιο εύκολα. Όπως αναφέρθηκε ήδη, το κύκλωμα εξόδου μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας οποιονδήποτε αποκωδικοποιητή και αντίστοιχους δείκτες. Για παράδειγμα, εάν οι δείκτες έχουν κοινή κάθοδο, τότε πρέπει να αντικαταστήσετε το KR514ID2 με το KR514ID1 (το pinout είναι το ίδιο) και να σύρετε τα τρανζίστορ VT1-VTZ προς τα κάτω, συνδέοντας τους συλλέκτες τους στο αρνητικό τροφοδοσίας και τους πομπούς στο κοινές κάθοδοι των δεικτών. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε λογικούς αποκωδικοποιητές CMOS συνδέοντας τις εισόδους τους στο θετικό τροφοδοτικό χρησιμοποιώντας αντιστάσεις.

Εγκαθιστώ

Σε γενικές γραμμές, είναι αρκετά απλό. Ας ξεκινήσουμε με ένα βολτόμετρο. Αρχικά, συνδέουμε τις ακίδες 10 και 11 του D1 μεταξύ τους και ρυθμίζουμε το R4 για να μηδενίσουμε τις μετρήσεις. Στη συνέχεια, αφαιρέστε το βραχυκυκλωτήρα που κλείνει τους ακροδέκτες 11-10 και συνδέστε μια τυπική συσκευή, για παράδειγμα, ένα πολύμετρο, στους ακροδέκτες "φόρτωσης".

Ρυθμίζοντας την τάση στην έξοδο της πηγής, η αντίσταση R5 προσαρμόζει τη βαθμονόμηση της συσκευής έτσι ώστε οι ενδείξεις της να συμπίπτουν με τις ενδείξεις του πολύμετρου. Στη συνέχεια, ρυθμίζουμε το αμπερόμετρο. Πρώτα, χωρίς να συνδέσουμε το φορτίο, ρυθμίζοντας την αντίσταση R5 μηδενίζουμε τις μετρήσεις του. Τώρα θα χρειαστείτε μια σταθερή αντίσταση με αντίσταση 20 O και ισχύ τουλάχιστον 5 W.

Ρυθμίζουμε την τάση στο τροφοδοτικό στα 10 V και συνδέουμε αυτή την αντίσταση ως φορτίο. Ρυθμίζουμε το R5 έτσι ώστε το αμπερόμετρο να δείχνει 0,50 A.

Μπορείτε επίσης να κάνετε βαθμονόμηση χρησιμοποιώντας ένα τυπικό αμπερόμετρο, αλλά βρήκα πιο βολικό να χρησιμοποιήσω αντίσταση, αν και φυσικά η ποιότητα της βαθμονόμησης επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από το σφάλμα στην αντίσταση της αντίστασης.

Χρησιμοποιώντας το ίδιο σχέδιο, μπορείτε να φτιάξετε ένα βολτόμετρο αυτοκινήτου. Το κύκλωμα μιας τέτοιας συσκευής φαίνεται στο Σχήμα 4. Το κύκλωμα διαφέρει από αυτό που φαίνεται στο Σχήμα 1 μόνο στο κύκλωμα εισόδου και τροφοδοσίας. Αυτή η συσκευή τώρα τροφοδοτείται από τη μετρούμενη τάση, δηλαδή μετρά την τάση που της παρέχεται ως τροφοδοσία.

Η τάση από το εποχούμενο δίκτυο του οχήματος μέσω του διαχωριστή R1-R2-R3 παρέχεται στην είσοδο του μικροκυκλώματος D1. Οι παράμετροι αυτού του διαιρέτη είναι οι ίδιες όπως στο κύκλωμα στο σχήμα 1, δηλαδή για μετρήσεις εντός της περιοχής 0...99,9V.

Αλλά σε ένα αυτοκίνητο η τάση είναι σπάνια μεγαλύτερη από 18 V (πάνω από 14,5 V είναι ήδη μια δυσλειτουργία). Και σπάνια πέφτει κάτω από 6V, εκτός αν πέσει στο μηδέν όταν είναι τελείως απενεργοποιημένο. Επομένως, η συσκευή λειτουργεί στην πραγματικότητα στην περιοχή 7...16V. Το τροφοδοτικό 5V παράγεται από την ίδια πηγή, χρησιμοποιώντας σταθεροποιητή Α1.

Ηλεκτρονικά σπιτικά προϊόντα για να βοηθήσουν τον οδηγό

Ένα βολτόμετρο που είναι εγκατεστημένο στο ταμπλό ενός αυτοκινήτου σάς επιτρέπει να παρακολουθείτε γρήγορα το επίπεδο τάσης στο ενσωματωμένο του δίκτυο Μια τέτοια συσκευή δεν απαιτεί υψηλή ανάλυση, αλλά απαιτεί τη δυνατότητα εύκολης και γρήγορης ανάγνωσης των μετρήσεων. Ένας διακριτός δείκτης τάσης LED πληροί καλύτερα αυτές τις συνθήκες. Τέτοιες συσκευές έχουν γίνει πολύ διαδεδομένες για την αξιολόγηση των επιπέδων τάσης και ισχύος (σε εξοπλισμό ενίσχυσης ήχου). Συνήθως υλοποιούνται με δύο τρόπους.

Το πρώτο περιγράφεται αναλυτικά στο. Η ουσία του είναι ότι μια γραμμή LED συνδέεται με την πηγή της μετρούμενης τάσης μέσω ενός διαιρέτη αντίστασης πολλαπλών εξόδων. Οι ιδιότητες κατωφλίου των LED, των τρανζίστορ και των διόδων χρησιμοποιούνται εδώ. Για την απλότητα ενός τέτοιου δείκτη, πρέπει να πληρώσετε με ένα ασαφές όριο για το άναμμα των LED (όπως σημειώνει ο συγγραφέας στο). Τέτοιες συσκευές πωλούνταν κάποτε με τη μορφή ραδιοφώνων.

Η δεύτερη μέθοδος είναι να χρησιμοποιήσετε έναν ξεχωριστό συγκριτή για να ανάψετε κάθε LED, συγκρίνοντας μέρος του σήματος εισόδου με ένα σημείο αναφοράς (όπως, για παράδειγμα, στο), Λόγω του υψηλού κέρδους των συγκριτών, που εκτελείται συχνότερα σε ένα op- amp, τα όρια ενεργοποίησης και απενεργοποίησης είναι πολύ σαφή, αλλά η ένδειξη απαιτεί πολλά μικροκυκλώματα. Οι ενισχυτές τετραπλής λειτουργίας εξακολουθούν να είναι επί του παρόντος ακριβοί και ένα τέτοιο τσιπ μπορεί να κινήσει μόνο τέσσερα LED.

Τέλος, δεν μπορούμε να μην σημειώσουμε την εργασία (4), όπου χρησιμοποιείται η αρχή της μετατροπής αναλογικού σε ψηφιακό. Αυτός ο σχεδιασμός έχει πολλά πλεονεκτήματα, αλλά εξακολουθεί να υπάρχουν πολλά εξαρτήματα, και επίσης αντιοικονομικά.

Από τις εξόδους του ωμικού διαιρέτη R1-R7, το αντίστοιχο μερίδιο της ενσωματωμένης τάσης δικτύου τροφοδοτείται στην είσοδο των μετατροπέων. Όταν αλλάζει η τάση του οχήματος, αλλάζουν και τα μερίδιά της αναλογικά. Η τάση τροφοδοσίας των μετατροπέων και της γραμμής LED σταθεροποιείται από τον σταθεροποιητή μικροκυκλώματος DA1. Οι τιμές των αντιστάσεων R1-R7 υπολογίζονται με τέτοιο τρόπο ώστε να λαμβάνεται ένα βήμα μεταγωγής ίσο με 1 V.

Πώς να υπολογίσετε τις αντιστάσεις R1--R7; Παρά το γεγονός ότι στην είσοδο των μετατροπέων DD1.1.-D1.6 εγκαθίστανται τρανζίστορ φαινομένου πεδίου, οι οποίοι πρακτικά δεν καταναλώνουν ρεύμα εισόδου, υπάρχει το λεγόμενο ρεύμα διαρροής. Αυτό αναγκάζει την επιλογή του ρεύματος μέσω του διαχωριστή να είναι πολύ μεγαλύτερη από το συνολικό ρεύμα διαρροής και των έξι μετατροπέων (όχι περισσότερο από 6X10-5 μA). Το ελάχιστο ρεύμα μέσω του διαιρέτη θα είναι στην ελάχιστη ενδεικνυόμενη τάση 10 V.

Άρα R6=21,5-20=1,5 kOhm.

Η τάση εξόδου του σταθεροποιητή DA1 δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 6 V, διαφορετικά οι μετατροπείς δεν θα μπορούν να παρέχουν το απαιτούμενο ρεύμα μέσω των LED. Οι μετατροπείς του μικροκυκλώματος K561LN2 επιτρέπουν ρεύμα εξόδου έως και 8 mA. Τα LED AL307BM μπορούν να αντικατασταθούν με οποιαδήποτε άλλα, υπολογίζοντας εκ νέου τις τιμές των αντιστάσεων περιορισμού ρεύματος R8-R13. Οι πυκνωτές μπορούν επίσης να είναι οποιοσδήποτε με ονομαστική τάση τουλάχιστον 10 V.

Η πλακέτα είναι στερεωμένη στο κάτω μέρος του πλαστικού κουτιού με δύο βίδες M2.5 σε σωληνοειδείς βάσεις και μια άλλη του ίδιου τύπου, η οποία πιέζει ταυτόχρονα το τσιπ DA1 στην πλακέτα. Σημειώστε ότι αυτό το μικροκύκλωμα είναι τοποθετημένο με πλαστική (όχι μεταλλική) άκρη στην πλακέτα. Μεταξύ του σώματος του τσιπ και της πλακέτας τοποθετείται επίσης μια σωληνοειδής βάση, αλλά είναι βραχύτερη.
Πριν την εγκατάσταση, τα καλώδια LED κάμπτονται κατά 90 μοίρες έτσι ώστε οι οπτικοί άξονές τους να είναι παράλληλοι με το επίπεδο της πλακέτας. Τα περιβλήματα LED πρέπει να προεξέχουν πέρα από την άκρη της πλακέτας και, κατά την τελική συναρμολόγηση της συσκευής, να μπαίνουν στις οπές που έχουν ανοίξει στο άκρο του κουτιού.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
1. Nechaev I. Ένδειξη επιπέδου σήματος LED. - Ραδιόφωνο, 1988, Νο 12, σ. 52.
2. Isaulov V., Vasilenko E. Ένας απλός δείκτης επιπέδου εγγραφής. - RadioAmator, 1995, Νο. 3, σελ. 5.
3. Tikhomirov A. Ενσωματωμένος δείκτης τάσης δικτύου. - RadioAmator, 1996, Αρ. 10, σελ. 2.
4. Gvozditsky G. Ενσωματωμένη ένδειξη τάσης δικτύου. - Ραδιόφωνο, 1992, Νο 7, σελ. 18-20.

O. KLEVTSOV, Dnepropetrovsk, Ουκρανία
Ραδιοφωνικό περιοδικό 1998, αριθμός 2

Σημείωση από τους συντάκτες του περιοδικού Radio:Η σταθερότητα του σταθεροποιητή και ολόκληρης της συσκευής στο σύνολό της θα είναι ακόμη μεγαλύτερη εάν συνδεθεί ένας πυκνωτής χωρητικότητας 0,1 microns στην είσοδο του μικροκυκλώματος (μεταξύ των ακροδεκτών 8 και 17). Για την προστασία του σταθεροποιητή από τυχαίες υπερτάσεις στο ενσωματωμένο δίκτυο, το πλάτος του οποίου μπορεί να φτάσει τα 80 - 00 V, ένας άλλος πυκνωτής θα πρέπει να συνδεθεί παράλληλα με αυτόν τον πυκνωτή - έναν οξείδιο. Πρέπει να έχει χωρητικότητα τουλάχιστον 1000 μF και ονομαστική τάση 25 V. Αυτός ο πυκνωτής θα έχει επίσης ευεργετική επίδραση στη λειτουργία ραδιοφώνου και εξοπλισμού ενίσχυσης ήχου για αυτοκίνητα.