وظیفه تعیین وضعیت باتری در هنگام تخلیه، ذخیره سازی و شارژ به وجود آمد؛ من مجبور شدم مهارت های خود را به خاطر بسپارم و آهن لحیم کاری را بردارم. تمام مدارها با دسته ای از مقایسه کننده ها و ترفندهای دیگر به دلیل اندازه آنها خسته کننده بودند - بستن مولتی متر به باتری آسان تر بود. بنابراین، تصمیم گرفته شد که چیزی ساده و ظریف ارائه دهیم و در نتیجه، طرحی متولد شد که می تواند متناسب با نیازهای شما، هم از نظر عرض و هم در عمق، مقیاس بندی شود. برای یک مرحله ولتاژ، فقط از سه عنصر استفاده می شود - یک دیود زنر، یک مقاومت و یک LED (در این مرحله خود را به پیشانی خود بزنید و فریاد بزنید: "چطور قبلاً به آن فکر نکرده بودم!"

به طور کلی نمودار و عکس دستگاه تمام شده را بر اساس یک باتری اسید سرب 12 ولتی، مانند یو پی اس ها و اتومبیل ها، پیدا کنید. نشانگر تخلیه کامل (ولتاژ کمتر از 9.5 ولت) تا شارژ کامل (ولتاژ بیش از 14.6 ولت). اگر به محدوده‌های دیگری نیاز دارید یا مقیاس وسیع‌تری می‌خواهید، نزدیک‌ترین دیود زنر را از نظر ولتاژ بگیرید و مقاومت محدودکننده جریان را برای LED محاسبه کنید. (افت 1.5 ولت، جریان 20 میلی آمپر).
به طور کلی، همه چیز ساده است.

اگر از اجزای SMD استفاده می‌کنید، می‌توانید در این سکه ده کوپکی قرار بگیرید، خوب، من وظیفه کوچک‌سازی را نداشتم، بنابراین آن را روی تخته نان مونتاژ کردم.

اولین LED قرمز نشان می دهد که مدار متصل است و مقداری ولتاژ وجود دارد. دوم - بیش از 9 ولت، سوم، زرد، - بیش از 10 ولت، چهارم - بیش از 11 ولت، پنجم، سبز، - بیش از 12 ولت و ششم - بیش از 13 ولت. درجه بندی بین این نقاط به وضوح در درجه لومینسانس LED های مربوطه قابل مشاهده است. در این حالت باتری در حال شارژ است و در شرف شارژ شدن است.

روش خوب قدیمی.

یک ولت متر نصب شده بر روی داشبورد خودرو به شما امکان می دهد تا به سرعت سطح ولتاژ را در شبکه داخلی آن کنترل کنید. چنین دستگاهی به وضوح بالا نیاز ندارد، اما به توانایی تعیین آسان و سریع قرائت نیاز دارد. این شرایط به بهترین وجه توسط یک گسسته برآورده می شود نشانگر LEDولتاژ. چنین دستگاه هایی برای ارزیابی سطح ولتاژ و توان بسیار گسترده شده اند. آنها معمولاً به دو صورت اجرا می شوند.

ابتدا، ماهیت آن این است که یک خط LED از طریق یک تقسیم کننده ولتاژ مقاومتی چند خروجی به منبع ولتاژ اندازه گیری شده متصل می شود. در اینجا از ویژگی های آستانه ال ای دی، ترانزیستور و دیود استفاده می شود. برای سادگی چنین نشانگر، شما باید برای آستانه نامشخص برای روشنایی LED ها هزینه کنید. دستگاه های مشابه زمانی در قالب دستگاه های رادیویی فروخته می شدند.

روش دوم استفاده از یک مقایسه کننده جداگانه برای روشن کردن هر LED، مقایسه بخشی از سیگنال ورودی با یک مرجع است. به دلیل بهره بالای مقایسه‌کننده‌ها که اغلب در آپ‌آمپ‌ها اجرا می‌شوند، آستانه روشن و خاموش شدن بسیار واضح است، اما نشانگر به تراشه‌های زیادی نیاز دارد. آمپلی فایرهای چهارگانه در حال حاضر هنوز گران هستند و یکی از این تراشه ها تنها می تواند چهار LED را هدایت کند.

ولت متری که مورد توجه شما قرار گرفته است با توجه به موارد فوق بهینه شده است - در آن، سطوح آستانه روشن برای احتراق LED با استفاده از حداقل عناصر ارزان، مقرون به صرفه و به طور گسترده در دسترس به دست می آید. اصل کار دستگاه بر اساس خواص آستانه یک ریز مدار دیجیتال است.

دستگاه (نمودار شکل 1 را ببینید) یک نشانگر شش سطحی است. برای سهولت استفاده در خودرو، فاصله اندازه گیری 10 ... 15 ولت در مراحل 1 ولت انتخاب شده است. هر دو فاصله و گام را می توان به راحتی تغییر داد.

دستگاه های آستانه شش اینورتر DD1.1-DD1.6 هستند که هر کدام یک تقویت کننده ولتاژ غیر خطی با بهره بالا هستند. سطح سوئیچینگ آستانه اینورترها تقریباً نصف ولتاژ تغذیه ریز مدار است، بنابراین به نظر می رسد آنها ولتاژ ورودی را با نصف ولتاژ تغذیه مقایسه می کنند.

اگر ولتاژ ورودی اینورتر از سطح آستانه فراتر رود، یک ولتاژ سطح پایین در خروجی آن ظاهر می شود. بنابراین، LED که به عنوان بار اینورتر عمل می کند توسط جریان خروجی (ورودی) روشن می شود. هنگامی که خروجی اینورترها زیاد است، LED ها بسته و خاموش می شوند.

از خروجی های تقسیم کننده مقاومتی R1-R7، سهم مربوطه از ولتاژ شبکه روی برد به ورودی اینورترها تامین می شود. هنگامی که ولتاژ داخلی تغییر می کند، سهم آن نیز به طور متناسب تغییر می کند. ولتاژ تغذیه اینورترها و خط LED توسط تراشه تثبیت کننده DA1 تثبیت می شود. مقادیر مقاومت های R1-R7 به گونه ای محاسبه می شود که یک مرحله سوئیچینگ برابر با 1 ولت به دست آید.

خازن C2 همراه با مقاومت R1 یک فیلتر با فرکانس پایین را تشکیل می دهد که نوسانات ولتاژ کوتاه مدت را که می تواند مثلاً هنگام راه اندازی موتور رخ دهد، سرکوب می کند. سازنده تثبیت کننده های ریز مدار نصب خازن C1 را برای بهبود پایداری آنها در فرکانس های بالا توصیه می کند. مقاومت های R8-R13 جریان خروجی اینورترها را محدود می کنند.

چگونه مقاومت های R1-R7 را محاسبه کنیم؟ علیرغم این واقعیت که ترانزیستورهای اثر میدانی در ورودی اینورترهای DD1.1.-D1.6 نصب می شوند که عملاً جریان ورودی را مصرف نمی کنند، به اصطلاح جریان نشتی وجود دارد. این ما را مجبور می کند جریانی را از طریق تقسیم کننده انتخاب کنیم که بسیار بیشتر از جریان نشتی کل هر شش اینورتر است (بیش از 6X10-5 μA). حداقل جریان عبوری از تقسیم کننده در حداقل ولتاژ القایی 10 ولت خواهد بود.

اجازه دهید این جریان را روی 100 میکروآمپر تنظیم کنیم که حدود یک میلیون برابر بیشتر از جریان نشتی است. سپس مقاومت کل تقسیم کننده RД=R1+R2+RЗ+R4+R5+R6+R7 (بر حسب کیلو اهم، اگر ولتاژ بر حسب ولت و جریان بر حسب میلی آمپر باشد) باید برابر باشد: Rд=Uвx min. /Imin = 10V/0.1mA = 100kOhm.

حال بیایید مقاومت هر یک از مقاومت ها را تحت شرایط Upor = Upit/2 محاسبه کنیم، یعنی در مورد مورد بررسی Upor = 3 ولت. با ولتاژ ورودی 15 ولت، 3 ولت باید در مقاومت R7 کاهش یابد و جریان از طریق آن عبور کند. آن (برابر جریان عبور از کل تقسیم کننده) Id=UBX/Rd=15 V/100 kOhm=0.15 mA=150 μA، سپس مقاومت مقاومت R7: R=Upop/Id; R7=3 V/0.15 mA=20 kOhm.

در ورودی اینورتر DD1.5 باید 3 ولت با ولتاژ ورودی 14 ولت وجود داشته باشد. جریان از طریق تقسیم کننده در این مورد Id = 14 V/100 kOhm = 0.14 میلی آمپر است. سپس مقاومت کل R6+R7=Upop/Id=3/0.14-21.5 کیلو اهم.

از این رو R6 = 21.5-20 = 1.5 کیلو اهم.

مقاومت باقیمانده مقاومت های تقسیم کننده به همین ترتیب تعیین می شود: R5=UporkhRd/Uin-(R6+R7)-1.6kOhm. R4-2 کیلو اهم، RЗ-2.2 کیلو اهم، R2-2.7 کیلو اهم و در نهایت، R1=Rд-(R2+RЗ+R4+R5+R6+R7) = 70 کیلو اهم-68 کیلو اهم.

به طور کلی، همانطور که مشخص است، ولتاژ آستانه عناصر ریز مدار CMOS در محدوده 1/3Upit تا 2/3Upit است. همچنین مشخص است که عناصر یک ریزمدار تولید شده در یک چرخه تکنولوژیکی واحد بر روی یک تراشه واحد دارای مقادیر آستانه سوئیچینگ تقریباً یکسانی هستند. بنابراین، برای تنظیم دقیق "شروع مقیاس" ولت متر، کافی است مقاومت R1 را با یک مدار سری متشکل از یک صاف کننده با مقدار محاسبه شده و یک ثابت با مقدار نصف مقدار محاسبه شده جایگزین کنید.

پایداری دمایی دستگاه بسیار بالاست. هنگامی که دما از 10- به 60+ درجه سانتیگراد تغییر می کند، آستانه پاسخ چند صدم ولت تغییر می کند. تثبیت کننده ریز مدار DA1 همچنین دارای پایداری دمایی کمتر از 30 میلی ولت در محدوده 0...100 درجه سانتیگراد است.

ولتاژ خروجی تثبیت کننده DA1 نباید کمتر از 6 ولت باشد، در غیر این صورت اینورترها نمی توانند جریان مورد نیاز را از طریق ال ای دی ها تامین کنند. اینورترهای ریز مدار K561LN2 جریان خروجی تا 8 میلی آمپر را امکان پذیر می کنند. LED های AL307BM را می توان با محاسبه مجدد مقادیر مقاومت های محدود کننده جریان R8-R13 با هر نوع دیگری جایگزین کرد. خازن ها همچنین می توانند هر کدام با ولتاژ نامی حداقل 10 ولت باشند.

برای راه اندازی، دستگاه مونتاژ شده به خروجی یک منبع ولتاژ قابل تنظیم متصل می شود که شبکه آنبرد را شبیه سازی می کند. پس از تنظیم ولتاژ خروجی منبع روی 10 ولت و مقاومت مقاومت برش به حداکثر، لغزنده آن را بچرخانید تا LED HL1 روشن شود. سطوح باقیمانده به صورت خودکار تنظیم می شوند.

قطعات ولت متر روی یک برد مدار چاپی ساخته شده از ورقه ورقه فایبرگلاس با روکش فویل به ضخامت 1 میلی متر نصب می شوند. نقاشی تخته در شکل نشان داده شده است. 2. برای نصب یک مقاومت تنظیم SPZ-33، و بقیه - MLT-0.125، خازن C1 - KM، C2 - K50-35 طراحی شده است.

این برد با دو پیچ M2.5 روی پایه های لوله ای و یکی دیگر از همین نوع به پایین جعبه پلاستیکی متصل می شود که به طور همزمان تراشه DA1 را به برد فشار می دهد. توجه داشته باشید که این ریز مدار با لبه پلاستیکی (نه فلزی) روی برد نصب می شود. یک پایه لوله ای نیز بین بدنه تراشه و برد نصب شده است اما کوتاه شده است.

قبل از نصب، لیدهای LED 90 درجه خم می شوند تا محورهای نوری آنها با صفحه برد موازی شود. محفظه های LED باید از لبه تخته بیرون زده و در هنگام مونتاژ نهایی دستگاه، به سوراخ های سوراخ شده در انتهای جعبه بروند.

اگر یک خازن با ظرفیت 0.1 میکرون به ورودی میکرو مدار (بین پایه های 8 و 17) متصل شود، پایداری تثبیت کننده و کل دستگاه به طور کلی حتی بیشتر خواهد بود. به منظور محافظت از تثبیت کننده از نوسانات ولتاژ تصادفی در شبکه داخلی، که دامنه آن می تواند به 80 - 00 ولت برسد، خازن دیگری باید به موازات این خازن متصل شود - یک خازن. این خازن باید دارای ظرفیت حداقل 1000 μF و ولتاژ نامی 25 ولت باشد. این خازن تأثیر مفیدی بر عملکرد گیرنده های رادیویی و تقویت کننده های صوتی خودرو خواهد داشت.

ادبیات

ما مدارهای ساده ولت متر و آمپرمتر دیجیتال را در نظر می گیریم که بدون استفاده از میکروکنترلر روی ریز مدارهای CA3162، KR514ID2 ساخته شده اند. به طور معمول، یک منبع تغذیه آزمایشگاهی خوب دارای ابزار داخلی است - یک ولت متر و یک آمپر متر. یک ولت متر به شما امکان می دهد ولتاژ خروجی را به طور دقیق تنظیم کنید و یک آمپرمتر جریان عبوری از بار را نشان می دهد.

منابع تغذیه آزمایشگاهی قدیمی دارای نشانگر شماره گیری بودند، اما اکنون باید دیجیتال باشند. امروزه رادیو آماتورها اغلب چنین دستگاه هایی را بر اساس یک میکروکنترلر یا تراشه های ADC مانند KR572PV2، KR572PV5 می سازند.

تراشه CA3162E

اما ریز مدارهای دیگری با عملکرد مشابه وجود دارد. به عنوان مثال، یک ریز مدار CA3162E وجود دارد که برای ایجاد یک مقدار سنج آنالوگ طراحی شده است که نتیجه آن بر روی یک نشانگر دیجیتال سه رقمی نمایش داده می شود.

ریزمدار CA3162E یک ADC با حداکثر ولتاژ ورودی 999 میلی ولت (با قرائت "999") و یک مدار منطقی است که اطلاعاتی را در مورد نتیجه اندازه گیری در قالب سه کد چهار بیتی باینری-اعشاری متناوب در یک خروجی موازی ارائه می دهد. و سه خروجی برای نظرسنجی بیت های نشانگر مدار پویا.

برای به دست آوردن یک دستگاه کامل، باید یک رمزگشا اضافه کنید تا روی یک نشانگر هفت بخش و مجموعه ای از سه نشانگر هفت قسمتی موجود در ماتریس برای نمایش پویا و همچنین سه کلید کنترلی کار کند.

نوع نشانگرها می تواند هر نوع باشد - LED، فلورسنت، تخلیه گاز، کریستال مایع، همه اینها به مدار گره خروجی روی رسیور و کلیدها بستگی دارد. از نشانگر LED بر روی یک نمایشگر متشکل از سه نشانگر هفت بخش با آندهای مشترک استفاده می کند.

نشانگرها طبق یک مدار ماتریس پویا متصل می شوند، یعنی تمام پین های قطعه (کاتد) آنها به صورت موازی متصل می شوند. و برای بازجویی، یعنی سوئیچینگ متوالی، از پایانه های آند مشترک استفاده می شود.

نمودار شماتیک یک ولت متر

اکنون به نمودار نزدیکتر شده است. شکل 1 مدار یک ولت متر را نشان می دهد که ولتاژ 0 تا 100 ولت (0...99.9 ولت) را اندازه گیری می کند. ولتاژ اندازه گیری شده به پایه های 11-10 (ورودی) ریزمدار D1 از طریق یک تقسیم کننده روی مقاومت های R1-R3 عرضه می شود.

خازن SZ تأثیر تداخل در نتیجه اندازه گیری را از بین می برد. مقاومت R4 قرائت دستگاه را روی صفر تنظیم می کند؛ در صورت عدم وجود ولتاژ ورودی، و مقاومت R5 حد اندازه گیری را طوری تنظیم می کند که نتیجه اندازه گیری با واقعی مطابقت داشته باشد، یعنی می توان گفت که دستگاه را کالیبره می کنند.

برنج. 1. نمودار شماتیک یک ولت متر دیجیتال تا 100 ولت روی ریز مدارهای SA3162، KR514ID2.

حالا در مورد خروجی های میکرو مدار. بخش منطقی CA3162E با استفاده از منطق TTL ساخته شده است و خروجی ها نیز با کلکتورهای باز هستند. در خروجی های "1-2-4-8" یک کد اعشاری باینری تولید می شود که به طور دوره ای تغییر می کند و انتقال متوالی داده ها را در سه رقم از نتیجه اندازه گیری فراهم می کند.

اگر از رمزگشای TTL مانند KR514ID2 استفاده شود، ورودی های آن مستقیماً به این ورودی های D1 متصل می شوند. اگر از رمزگشای منطقی CMOS یا MOS استفاده شود، ورودی های آن باید با استفاده از مقاومت ها به سمت مثبت کشیده شوند. برای مثال، اگر به جای KR514ID2 از رمزگشای K176ID2 یا CD4056 استفاده شود، این کار باید انجام شود.

خروجی های رسیور D2 از طریق مقاومت های محدود کننده جریان R7-R13 به پایانه های بخش نشانگرهای LED H1-NC متصل می شوند. پین های سگمنت یکسان هر سه نشانگر به هم متصل می شوند. برای نظرسنجی نشانگرها از سوئیچ های ترانزیستوری VT1-VT3 استفاده می شود که دستورات از خروجی های H1-NC تراشه D1 به پایه های آنها ارسال می شود.

این نتیجه گیری نیز بر اساس مدار جمع کننده باز انجام می شود. فعال صفر، بنابراین از ترانزیستورهای ساختار pnp استفاده می شود.

نمودار شماتیک آمپرمتر

مدار آمپرمتر در شکل 2 نشان داده شده است. مدار به جز ورودی تقریباً یکسان است. در اینجا، به جای یک تقسیم، یک شنت روی یک مقاومت پنج واتی R2 با مقاومت 0.1 Ot وجود دارد. با چنین شنتی، دستگاه جریان را تا 10 آمپر (0...9.99 آمپر) اندازه گیری می کند. صفر کردن و کالیبراسیون، مانند مدار اول، توسط مقاومت های R4 و R5 انجام می شود.

برنج. 2. نمودار شماتیک آمپرمتر دیجیتال تا 10 آمپر یا بیشتر در ریز مدارهای SA3162، KR514ID2.

با انتخاب سایر تقسیم‌کننده‌ها و شنت‌ها، می‌توانید محدودیت‌های اندازه‌گیری دیگری را تنظیم کنید، به عنوان مثال، 0...9.99V، 0...999mA، 0...999V، 0...99.9A، این بستگی به پارامترهای خروجی دارد. منبع تغذیه آزمایشگاهی که این نشانگرها در آن نصب خواهند شد. همچنین بر اساس این مدارها می توانید یک دستگاه اندازه گیری مستقل برای اندازه گیری ولتاژ و جریان (مولتی متر رومیزی) بسازید.

باید در نظر داشت که حتی با استفاده از نشانگرهای کریستال مایع، دستگاه جریان قابل توجهی مصرف می کند، زیرا بخش منطقی CA3162E با استفاده از منطق TTL ساخته شده است. بنابراین، بعید به نظر می رسد که شما یک دستگاه خود تغذیه خوب داشته باشید. اما یک ولت متر ماشین (شکل 4) کاملاً خوب خواهد بود.

دستگاه ها با یک ولتاژ ثابت ثابت 5 ولت تغذیه می شوند. منبع تغذیه ای که در آن نصب می شود باید وجود چنین ولتاژی را در جریان حداقل 150 میلی آمپر فراهم کند.

اتصال دستگاه

شکل 3 نمودار اتصال کنتورها در یک منبع آزمایشگاهی را نشان می دهد.

برنج. 3. نمودار اتصال کنتورها در منبع آزمایشگاهی.

شکل 4. ولت متر خودروی خانگی روی ریز مدارها.

جزئیات

شاید سخت ترین آنها ریزمدارهای CA3162E باشند. از آنالوگ ها، من فقط NTE2054 را می شناسم. ممکن است آنالوگ های دیگری نیز وجود داشته باشد که من از آنها بی اطلاعم.

بقیه خیلی راحت تره همانطور که قبلاً گفته شد، مدار خروجی را می توان با استفاده از هر رمزگشا و نشانگرهای مربوطه ساخت. به عنوان مثال، اگر نشانگرها دارای یک کاتد مشترک هستند، باید KR514ID2 را با KR514ID1 جایگزین کنید (پایین اوت یکسان است)، و ترانزیستورهای VT1-VTZ را به پایین بکشید، کلکتورهای آنها را به منبع تغذیه منفی و امیترها را به منبع تغذیه متصل کنید. کاتدهای مشترک اندیکاتورها می توانید از رمزگشاهای منطقی CMOS با اتصال ورودی های آنها به منبع تغذیه مثبت با استفاده از مقاومت ها استفاده کنید.

راه اندازی

به طور کلی، بسیار ساده است. بیایید با یک ولت متر شروع کنیم. ابتدا ترمینال های 10 و 11 D1 را به یکدیگر وصل می کنیم و با تنظیم R4 قرائت ها را صفر می کنیم. سپس، جامپری را که پایانه های 11-10 را می بندد بردارید و یک دستگاه استاندارد، به عنوان مثال، یک مولتی متر، را به پایانه های "بار" وصل کنید.

مقاومت R5 با تنظیم ولتاژ در خروجی منبع، کالیبراسیون دستگاه را طوری تنظیم می کند که قرائت آن با قرائت های مولتی متر مطابقت داشته باشد. سپس آمپرمتر را تنظیم می کنیم. ابتدا بدون اتصال بار، با تنظیم مقاومت R5، قرائت آن را صفر می کنیم. اکنون به یک مقاومت ثابت با مقاومت 20 O و توان حداقل 5 وات نیاز دارید.

ولتاژ منبع تغذیه را روی 10 ولت قرار می دهیم و این مقاومت را به عنوان بار وصل می کنیم. R5 را طوری تنظیم می کنیم که آمپرمتر 0.50 A را نشان دهد.

شما همچنین می توانید با استفاده از یک آمپرمتر استاندارد کالیبراسیون را انجام دهید، اما من استفاده از مقاومت را راحت تر دیدم، البته کیفیت کالیبراسیون تا حد زیادی تحت تأثیر خطا در مقاومت مقاومت است.

با استفاده از همین طرح، می توانید یک ولت متر ماشین بسازید. مدار چنین دستگاهی در شکل 4 نشان داده شده است. مدار با مدار نشان داده شده در شکل 1 فقط در مدار ورودی و منبع تغذیه متفاوت است. این دستگاه اکنون با ولتاژ اندازه گیری شده تغذیه می شود، یعنی ولتاژی که به عنوان منبع تغذیه به آن داده می شود را اندازه گیری می کند.

ولتاژ شبکه سواری خودرو از طریق تقسیم کننده R1-R2-R3 به ورودی ریزمدار D1 می رسد. پارامترهای این تقسیم کننده مانند مدار در شکل 1 است، یعنی برای اندازه گیری در محدوده 0...99.9V.

اما در یک ماشین ولتاژ به ندرت بیشتر از 18 ولت است (بیش از 14.5 ولت در حال حاضر یک نقص است). و به ندرت به زیر 6 ولت می رسد، مگر اینکه با خاموش شدن کامل به صفر برسد. بنابراین، دستگاه در واقع در محدوده 7...16 ولت کار می کند. منبع تغذیه 5 ولت از همان منبع و با استفاده از تثبیت کننده A1 تولید می شود.

محصولات الکترونیکی خانگی برای کمک به راننده

یک ولت متر نصب شده بر روی داشبورد یک خودرو به شما امکان می دهد تا به سرعت سطح ولتاژ را در شبکه آنبرد آن کنترل کنید، چنین دستگاهی به وضوح بالا نیاز ندارد، اما به توانایی خواندن آسان و سریع قرائت ها نیاز دارد. یک نشانگر ولتاژ LED گسسته به بهترین وجه این شرایط را برآورده می کند. چنین دستگاه هایی برای ارزیابی سطح ولتاژ و توان (در تجهیزات تقویت صدا) بسیار گسترده شده اند. آنها معمولاً به دو صورت اجرا می شوند.

اولین مورد به تفصیل در توضیح داده شده است. ماهیت آن این است که یک خط LED از طریق یک تقسیم کننده ولتاژ مقاومتی چند خروجی به منبع ولتاژ اندازه گیری شده متصل می شود. در اینجا از ویژگی های آستانه ال ای دی، ترانزیستور و دیود استفاده می شود. برای سادگی چنین نشانگر، شما باید با آستانه نامشخصی برای روشنایی LED ها بپردازید (همانطور که نویسنده اشاره می کند). چنین دستگاه هایی زمانی به شکل دستگاه های رادیویی فروخته می شدند.

روش دوم استفاده از یک مقایسه کننده جداگانه برای روشن کردن هر LED، مقایسه بخشی از سیگنال ورودی با یک مرجع (مثلاً در) است، به دلیل بهره بالای مقایسه کننده ها، که اغلب بر روی op-amp انجام می شود. ، آستانه روشن و خاموش بسیار واضح است، اما نشانگر به ریزمدارهای زیادی نیاز دارد. آمپلی فایرهای چهارگانه در حال حاضر هنوز گران هستند و یکی از این تراشه ها تنها می تواند چهار LED را هدایت کند.

در نهایت، نمی توان به کار (4) توجه نکرد، جایی که از اصل تبدیل آنالوگ به دیجیتال استفاده می شود. این طراحی مزایای زیادی دارد، اما هنوز قطعات زیادی وجود دارد و همچنین غیراقتصادی است.

ولت متری که مورد توجه شما قرار گرفته است با توجه به موارد فوق بهینه شده است - در آن، سطوح آستانه روشن برای احتراق LED با استفاده از حداقل عناصر ارزان، مقرون به صرفه و به طور گسترده در دسترس به دست می آید. اصل کار دستگاه بر اساس خواص آستانه یک ریز مدار دیجیتال است.

دستگاه (نمودار شکل 1 را ببینید) یک نشانگر شش سطحی است. برای سهولت استفاده در خودرو، فاصله اندازه گیری 10 ... 15 ولت در مراحل 1 ولت انتخاب شده است. هر دو فاصله و گام را می توان به راحتی تغییر داد.

دستگاه های آستانه شش اینورتر DD1.1-DD1.6 هستند که هر کدام یک تقویت کننده ولتاژ غیر خطی با بهره بالا هستند. سطح سوئیچینگ آستانه اینورترها تقریباً نصف ولتاژ تغذیه ریز مدار است، بنابراین به نظر می رسد آنها ولتاژ ورودی را با نصف ولتاژ تغذیه مقایسه می کنند.

اگر ولتاژ ورودی اینورتر از سطح آستانه فراتر رود، یک ولتاژ سطح پایین در خروجی آن ظاهر می شود. بنابراین، LED که به عنوان بار اینورتر عمل می کند توسط جریان خروجی (ورودی) روشن می شود. هنگامی که خروجی اینورترها زیاد است، LED ها بسته و خاموش می شوند.

از خروجی های تقسیم کننده مقاومتی R1-R7، سهم مربوطه از ولتاژ شبکه روی برد به ورودی اینورترها تامین می شود. هنگامی که ولتاژ داخلی تغییر می کند، سهم آن نیز به طور متناسب تغییر می کند. ولتاژ تغذیه اینورترها و خط LED توسط تثبیت کننده ریز مدار DA1 تثبیت می شود. مقادیر مقاومت های R1-R7 به گونه ای محاسبه می شود که یک مرحله سوئیچینگ برابر با 1 ولت به دست آید.

خازن C2 همراه با مقاومت R1 یک فیلتر با فرکانس پایین را تشکیل می دهد که نوسانات ولتاژ کوتاه مدت را که می تواند مثلاً هنگام راه اندازی موتور رخ دهد، سرکوب می کند. سازنده تثبیت کننده های ریز مدار نصب خازن C1 را برای بهبود پایداری آنها در فرکانس های بالا توصیه می کند. مقاومت های R8-R13 جریان خروجی اینورترها را محدود می کنند.

چگونه مقاومت های R1--R7 را محاسبه کنیم؟ علیرغم این واقعیت که ترانزیستورهای اثر میدانی در ورودی اینورترهای DD1.1.-D1.6 نصب می شوند که عملاً جریان ورودی را مصرف نمی کنند، به اصطلاح جریان نشتی وجود دارد. این ما را مجبور می کند جریانی را از طریق تقسیم کننده انتخاب کنیم که بسیار بیشتر از جریان نشتی کل هر شش اینورتر است (بیش از 6X10-5 μA). حداقل جریان عبوری از تقسیم کننده در حداقل ولتاژ مشخص شده 10 ولت خواهد بود.

اجازه دهید این جریان را روی 100 میکروآمپر تنظیم کنیم که حدود یک میلیون برابر بیشتر از جریان نشتی است. سپس مقاومت کل تقسیم کننده RД=R1+R2+RЗ+R4+R5+R6+R7 (بر حسب کیلو اهم، اگر ولتاژ بر حسب ولت و جریان بر حسب میلی آمپر باشد) باید برابر باشد: Rд=Uвx min. /Imin = 10V/0.1mA = 100kOhm.

حال بیایید مقاومت هر یک از مقاومت ها را تحت شرایط Upor = Upit/2 محاسبه کنیم، یعنی در مورد مورد بررسی Upor = 3 ولت. با ولتاژ ورودی 15 ولت، 3 ولت باید در مقاومت R7 کاهش یابد و جریان از طریق آن عبور کند. آن (برابر جریان عبور از کل تقسیم کننده) Id=UBX/Rd=15 V/100 kOhm=0.15 mA=150 μA، سپس مقاومت مقاومت R7: R=Upop/Id; R7=3 V/0.15 mA=20 kOhm.

در ورودی اینورتر DD1.5 باید 3 ولت با ولتاژ ورودی 14 ولت وجود داشته باشد. جریان از طریق تقسیم کننده در این مورد Id = 14 V/100 kOhm = 0.14 میلی آمپر است. سپس مقاومت کل R6+R7=Upop/Id=3/0.14-21.5 کیلو اهم.

از این رو R6 = 21.5-20 = 1.5 کیلو اهم.

مقاومت باقیمانده مقاومت های تقسیم کننده به همین ترتیب تعیین می شود: R5=UporkhRd/Uin-(R6+R7)-1.6kOhm. R4-2 کیلو اهم، RЗ-2.2 کیلو اهم، R2-2.7 کیلو اهم و در نهایت، R1=Rд-(R2+RЗ+R4+R5+R6+R7) = 70 کیلو اهم-68 کیلو اهم.

به طور کلی، همانطور که مشخص است، ولتاژ آستانه عناصر ریز مدار CMOS در محدوده 1/3Upit تا 2/3Upit است. همچنین مشخص است که عناصر یک ریزمدار تولید شده در یک چرخه تکنولوژیکی واحد بر روی یک تراشه واحد دارای مقادیر آستانه سوئیچینگ تقریباً یکسانی هستند. بنابراین، برای تنظیم دقیق "شروع مقیاس" ولت متر، کافی است مقاومت R1 را با یک مدار سری متشکل از یک صاف کننده با مقدار محاسبه شده و یک ثابت با مقدار نصف مقدار محاسبه شده جایگزین کنید.

پایداری دمایی دستگاه بسیار بالاست. هنگامی که دما از 10- به 60+ درجه سانتیگراد تغییر می کند، آستانه پاسخ چند صدم ولت تغییر می کند. تثبیت کننده ریز مدار DA1 همچنین دارای پایداری دمایی کمتر از 30 میلی ولت در محدوده 0...100 درجه سانتیگراد است.

ولتاژ خروجی تثبیت کننده DA1 نباید کمتر از 6 ولت باشد، در غیر این صورت اینورترها نمی توانند جریان مورد نیاز را از طریق ال ای دی ها تامین کنند. اینورترهای ریز مدار K561LN2 جریان خروجی تا 8 میلی آمپر را امکان پذیر می کنند. LED های AL307BM را می توان با محاسبه مجدد مقادیر مقاومت های محدود کننده جریان R8-R13 با هر نوع دیگری جایگزین کرد. خازن ها همچنین می توانند هر کدام با ولتاژ نامی حداقل 10 ولت باشند.

برای راه اندازی، دستگاه مونتاژ شده به خروجی یک منبع ولتاژ قابل تنظیم متصل می شود که شبکه آنبرد را شبیه سازی می کند. پس از تنظیم ولتاژ خروجی منبع روی 10 ولت و مقاومت مقاومت برش به حداکثر، لغزنده آن را بچرخانید تا LED HL1 روشن شود. سطوح باقیمانده به صورت خودکار تنظیم می شوند.

قطعات ولت متر روی یک برد مدار چاپی ساخته شده از ورقه ورقه فایبرگلاس با روکش فویل به ضخامت 1 میلی متر نصب می شوند. نقاشی تخته در شکل نشان داده شده است. 2. برای نصب یک مقاومت تنظیم SPZ-33، و بقیه - MLT-0.125، خازن C1 - KM، C2 - K50-35 طراحی شده است.

این برد با دو پیچ M2.5 روی پایه های لوله ای و یکی دیگر از همین نوع به پایین جعبه پلاستیکی متصل می شود که به طور همزمان تراشه DA1 را به برد فشار می دهد. توجه داشته باشید که این ریز مدار با لبه پلاستیکی (نه فلزی) روی برد نصب می شود. یک پایه لوله ای نیز بین بدنه تراشه و برد نصب شده است اما کوتاه شده است.
قبل از نصب، لیدهای LED 90 درجه خم می شوند تا محورهای نوری آنها با صفحه برد موازی شود. محفظه های LED باید از لبه تخته بیرون زده و در هنگام مونتاژ نهایی دستگاه، به سوراخ های سوراخ شده در انتهای جعبه بروند.

ادبیات
1. Nechaev I. نشانگر سطح سیگنال LED. - رادیو، 1367، شماره 12، ص. 52.
2. Isaulov V., Vasilenko E. یک نشانگر سطح ضبط ساده. - RadioAmator، 1374، شماره 3، ص. 5.
3. Tikhomirov A. نشانگر ولتاژ شبکه روی برد. - RadioAmator، 1375، شماره 10، ص. 2.
4. Gvozditsky G. نشانگر ولتاژ شبکه روی برد. - رادیو، 1371، شماره 7، ص. 18-20.

O. KLEVTSOV، Dnepropetrovsk، اوکراین
مجله رادیو 1377، شماره 2

یادداشت سردبیران مجله رادیو:اگر یک خازن با ظرفیت 0.1 میکرون به ورودی میکرو مدار (بین پایه های 8 و 17) متصل شود، پایداری تثبیت کننده و کل دستگاه به طور کلی حتی بیشتر خواهد بود. به منظور محافظت از تثبیت کننده از نوسانات ولتاژ تصادفی در شبکه داخلی، که دامنه آن می تواند به 80 - 00 ولت برسد، خازن دیگری باید به موازات این خازن متصل شود - یک خازن. این خازن باید دارای ظرفیت حداقل 1000 μF و ولتاژ نامی 25 ولت باشد. این خازن همچنین تأثیر مفیدی بر عملکرد تجهیزات رادیویی و تقویت صدا برای خودروها خواهد داشت.