วงจรโวลต์มิเตอร์บนไฟ LED ดิจิตอล โวลต์มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์อย่างง่ายพร้อมไฟ LED แผนภาพและคำอธิบาย โวลต์มิเตอร์รถยนต์โดยใช้ทรานซิสเตอร์

ภารกิจเกิดขึ้นจากการกำหนดสถานะของแบตเตอรี่ระหว่างการคายประจุ การจัดเก็บ และการชาร์จ ฉันต้องจำทักษะของตัวเองและใช้หัวแร้ง วงจรทั้งหมดที่มีตัวเปรียบเทียบจำนวนมากและเทคนิคอื่น ๆ ค่อนข้างน่าหดหู่เนื่องจากขนาดของมัน - การเชื่อมต่อมัลติมิเตอร์กับแบตเตอรี่จะง่ายกว่า ดังนั้นจึงตัดสินใจที่จะสร้างบางสิ่งที่เรียบง่ายและสง่างามขึ้นมาและด้วยเหตุนี้จึงเกิดโครงการที่สามารถปรับขนาดให้เหมาะกับความต้องการของคุณทั้งในด้านความกว้างและความลึก สำหรับแรงดันไฟฟ้าขั้นตอนเดียว มีการใช้องค์ประกอบเพียงสามอย่างเท่านั้น ได้แก่ ซีเนอร์ไดโอด ตัวต้านทาน และไฟ LED (ณ จุดนี้ตบตัวเองที่หน้าผากแล้วอุทาน: "ฉันไม่เคยคิดเรื่องนั้นมาก่อนได้ยังไง!"

โดยทั่วไป ให้ค้นหาแผนภาพและรูปถ่ายของอุปกรณ์ที่เสร็จสมบูรณ์โดยใช้แบตเตอรี่ตะกั่วกรด 12 โวลต์หนึ่งก้อน เช่นเดียวกับใน UPS และในรถยนต์ สัญญาณบ่งชี้ตั้งแต่การคายประจุจนหมด (แรงดันไฟฟ้าน้อยกว่า 9.5V) ถึงการชาร์จจนเต็ม (แรงดันไฟฟ้ามากกว่า 14.6V) หากคุณต้องการช่วงอื่นหรือต้องการสเกลที่กว้างขึ้น ให้ใช้ซีเนอร์ไดโอดที่ใกล้ที่สุดในแง่ของแรงดันไฟฟ้าและคำนวณตัวต้านทานจำกัดกระแสสำหรับ LED (ลดลง 1.5V, กระแสไฟ 20mA)
โดยทั่วไปแล้วทุกอย่างเรียบง่าย

หากคุณใช้ส่วนประกอบ SMD คุณสามารถใส่ลงในเหรียญสิบโกเปคนี้ได้ แต่ฉันไม่มีงานย่อขนาดดังนั้นฉันจึงประกอบมันไว้บนเขียงหั่นขนม

ไฟ LED สีแดงดวงแรกแสดงว่าต่อวงจรแล้วและมีแรงดันไฟฟ้าอยู่บ้าง ที่สอง - มากกว่า 9 โวลต์, ที่สาม, สีเหลือง, - มากกว่า 10V, ที่สี่ - มากกว่า 11V, ที่ห้า, สีเขียว - มากกว่า 12V และที่หก - มากกว่า 13V การไล่ระดับระหว่างจุดเหล่านี้จะมองเห็นได้ชัดเจนในระดับการเรืองแสงของ LED ที่เกี่ยวข้อง ในกรณีนี้ แบตเตอรี่กำลังชาร์จอยู่และกำลังจะถูกชาร์จ

ทางเก่าที่ดี.

โวลต์มิเตอร์ที่ติดตั้งบนแผงหน้าปัดของรถยนต์ช่วยให้คุณตรวจสอบระดับแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายออนบอร์ดได้อย่างรวดเร็ว อุปกรณ์ดังกล่าวไม่ต้องการความละเอียดสูง แต่ต้องการความสามารถในการระบุการอ่านอย่างง่ายดายและรวดเร็ว เงื่อนไขเหล่านี้จะดีที่สุดหากไม่ต่อเนื่องกัน ไฟ LED แสดงสถานะแรงดันไฟฟ้า อุปกรณ์ดังกล่าวแพร่หลายมากในการประเมินระดับแรงดันไฟฟ้าและพลังงาน โดยปกติจะดำเนินการในสองวิธี

ประการแรก สิ่งสำคัญคือเส้น LED เชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ผ่านตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าตัวต้านทานแบบหลายเอาต์พุต มีการใช้คุณสมบัติเกณฑ์ของ LED, ทรานซิสเตอร์ และไดโอดที่นี่ เพื่อความเรียบง่ายของตัวบ่งชี้ดังกล่าวคุณจะต้องจ่ายค่าไฟ LED ที่ไม่ชัดเจนตามเกณฑ์ที่ไม่ชัดเจน อุปกรณ์ที่คล้ายกันเคยถูกขายในรูปแบบของชุดวิทยุ

วิธีที่สองคือการใช้ตัวเปรียบเทียบแยกต่างหากเพื่อเปิด LED แต่ละตัว โดยเปรียบเทียบส่วนของสัญญาณอินพุตกับสัญญาณอ้างอิง เนื่องจากตัวเปรียบเทียบได้รับผลประโยชน์สูงซึ่งส่วนใหญ่ใช้งานใน op-amps เกณฑ์การเปิดและปิดจึงมีความชัดเจนมาก แต่ตัวบ่งชี้ต้องใช้ชิปจำนวนมาก ปัจจุบันออปแอมป์แบบควอดยังคงมีราคาแพง และชิปตัวหนึ่งสามารถขับเคลื่อน LED ได้เพียงสี่ดวงเท่านั้น

โวลต์มิเตอร์ที่คุณสนใจได้รับการปรับให้เหมาะสมตามข้างต้น - ในนั้นระดับเกณฑ์ที่ชัดเจนสำหรับการจุดระเบิด LED นั้นได้มาจากการใช้องค์ประกอบขั้นต่ำราคาถูกประหยัดและหาได้ทั่วไป หลักการทำงานของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติเกณฑ์ของไมโครวงจรดิจิทัล

อุปกรณ์ (ดูแผนภาพในรูปที่ 1) เป็นตัวบ่งชี้หกระดับ เพื่อความสะดวกในการใช้งานในรถยนต์ ช่วงการวัดจะถูกเลือกเป็น 10...15 V โดยแบ่งเป็นขั้นละ 1 V สามารถเปลี่ยนทั้งช่วงเวลาและขั้นตอนได้อย่างง่ายดาย

อุปกรณ์เกณฑ์คืออินเวอร์เตอร์ DD1.1-DD1.6 จำนวน 6 ตัว ซึ่งแต่ละตัวเป็นเครื่องขยายแรงดันไฟฟ้าแบบไม่เชิงเส้นซึ่งมีอัตราขยายสูง ระดับการสลับเกณฑ์ของอินเวอร์เตอร์จะอยู่ที่ประมาณครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าของวงจรไมโคร ดังนั้นจึงดูเหมือนว่าจะเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าขาเข้ากับแรงดันไฟฟ้าครึ่งหนึ่ง

หากแรงดันไฟฟ้าอินพุตของอินเวอร์เตอร์เกินระดับเกณฑ์ แรงดันไฟฟ้าระดับต่ำจะปรากฏขึ้นที่เอาท์พุต ดังนั้นไฟ LED ที่ทำหน้าที่เป็นโหลดของอินเวอร์เตอร์จะถูกเปิดโดยกระแสเอาต์พุต (ไหลเข้า) เมื่อเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์สูง ไฟ LED จะปิดและดับลง

จากเอาต์พุตของตัวแบ่งตัวต้านทาน R1-R7 ส่วนแบ่งที่สอดคล้องกันของแรงดันไฟฟ้าเครือข่ายออนบอร์ดจะจ่ายให้กับอินพุตของอินเวอร์เตอร์ เมื่อแรงดันไฟฟ้าออนบอร์ดเปลี่ยนแปลง ส่วนแบ่งก็จะเปลี่ยนไปตามสัดส่วนด้วย แรงดันไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์และสายไฟ LED จะถูกทำให้เสถียรโดยชิปโคลง DA1 ค่าของตัวต้านทาน R1-R7 คำนวณในลักษณะเพื่อให้ได้ขั้นตอนการสลับเท่ากับ 1 V

ตัวเก็บประจุ C2 ร่วมกับตัวต้านทาน R1 จะสร้างตัวกรองความถี่ต่ำที่ป้องกันไฟกระชากในระยะสั้นที่อาจเกิดขึ้นได้ เช่น เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ ผู้ผลิตโคลงวงจรไมโครแนะนำให้ติดตั้งตัวเก็บประจุ C1 เพื่อปรับปรุงความเสถียรที่ความถี่สูง ตัวต้านทาน R8-R13 จำกัดกระแสเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์

จะคำนวณตัวต้านทาน R1-R7 ได้อย่างไร? แม้ว่าจะมีการติดตั้งทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามที่อินพุตของอินเวอร์เตอร์ DD1.1.-D1.6 ซึ่งในทางปฏิบัติแล้วไม่ใช้กระแสอินพุต แต่ก็มีสิ่งที่เรียกว่ากระแสรั่วไหล สิ่งนี้บังคับให้เราเลือกกระแสผ่านตัวแบ่งที่มากกว่ากระแสรั่วไหลรวมของอินเวอร์เตอร์ทั้งหกตัวมาก (ไม่เกิน 6X10-5 μA) กระแสไฟฟ้าขั้นต่ำที่ผ่านตัวแบ่งจะอยู่ที่แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขั้นต่ำ 10 V

ลองตั้งค่ากระแสนี้เป็น 100 μA ซึ่งมากกว่ากระแสรั่วไหลประมาณหนึ่งล้านเท่า จากนั้น ความต้านทานรวมของตัวหาร RД=R1+R2+RЗ+R4+R5+R6+R7 (เป็นกิโลโอห์ม หากแรงดันไฟฟ้าเป็นโวลต์และกระแสเป็นมิลลิแอมป์) ควรเท่ากับ: Rд=Uвx min /อิมมิน = 10V/0.1mA = 100kOhm

ทีนี้ลองคำนวณความต้านทานของตัวต้านทานแต่ละตัวภายใต้เงื่อนไข Upor = Upit/2 เช่น ในกรณีที่พิจารณา Upor = 3 V ด้วยแรงดันไฟฟ้าอินพุต 15 V, 3 V ควรตกคร่อมตัวต้านทาน R7 และกระแสผ่าน มัน (เท่ากับกระแสผ่านตัวหารทั้งหมด) Id=UBX/Rd=15 V/100 kOhm=0.15 mA=150 μA จากนั้นความต้านทานของตัวต้านทาน R7: R=Upop/Id; R7=3 โวลต์/0.15 mA=20 กิโลโอห์ม

ที่อินพุตของอินเวอร์เตอร์ DD1.5 ควรมี 3 V โดยมีแรงดันไฟฟ้าอินพุต 14 V กระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวแบ่งในกรณีนี้คือ Id = 14 V/100 kOhm = 0.14 mA จากนั้นค่าความต้านทานรวม R6+R7=Upop/Id=3/0.14-21.5 kOhm

ดังนั้น R6=21.5-20=1.5 kOhm

ความต้านทานของตัวต้านทานที่เหลือของตัวแบ่งถูกกำหนดในลักษณะเดียวกัน: R5=UporkhRd/Uin-(R6+R7)-1.6 kOhm; R4-2 kOhm, RЗ-2.2 kOhm, R2-2.7 kOhm และสุดท้าย R1=Rд-(R2+RЗ+R4+R5+R6+R7) = 70 kOhm-68 kOhm

โดยทั่วไป ดังที่ทราบกันดีว่าแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ขององค์ประกอบไมโครวงจร CMOS อยู่ในช่วงตั้งแต่ 1/3Upit ถึง 2/3Upit เป็นที่ทราบกันดีว่าองค์ประกอบของไมโครวงจรหนึ่งที่ผลิตในวงจรเทคโนโลยีเดียวบนชิปตัวเดียวนั้นมีค่าเกณฑ์การสลับที่เกือบจะเหมือนกัน ดังนั้นเพื่อตั้งค่า "จุดเริ่มต้นของมาตราส่วน" ของโวลต์มิเตอร์อย่างแม่นยำจึงเพียงพอที่จะแทนที่ตัวต้านทาน R1 ด้วยวงจรอนุกรมที่ประกอบด้วยทริมเมอร์ที่มีค่าที่คำนวณได้และค่าคงที่ที่มีค่าครึ่งหนึ่งของค่าที่คำนวณได้

ความเสถียรของอุณหภูมิของอุปกรณ์นั้นสูงมาก เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนจาก -10 ถึง +60 °C เกณฑ์การตอบสนองจะเปลี่ยนเป็นหลายร้อยโวลต์ ตัวป้องกันวงจรไมโคร DA1 ยังมีความเสถียรของอุณหภูมิไม่แย่กว่า 30 mV ภายในช่วง 0...100 °C

แรงดันเอาต์พุตของโคลง DA1 ไม่ควรน้อยกว่า 6 V มิฉะนั้นอินเวอร์เตอร์จะไม่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าที่ต้องการผ่าน LED ได้ อินเวอร์เตอร์ของวงจรไมโคร K561LN2 อนุญาตให้มีกระแสเอาต์พุตสูงถึง 8 mA LED AL307BM สามารถแทนที่ด้วยไฟอื่น ๆ ได้โดยการคำนวณค่าของตัวต้านทานจำกัดกระแส R8-R13 ใหม่ ตัวเก็บประจุอาจเป็นอะไรก็ได้ที่มีแรงดันไฟฟ้าอย่างน้อย 10 V

ในการตั้งค่า อุปกรณ์ที่ประกอบจะเชื่อมต่อกับเอาต์พุตของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้ ซึ่งจะจำลองเครือข่ายออนบอร์ด เมื่อตั้งค่าแรงดันเอาต์พุตของแหล่งกำเนิดเป็น 10 V และความต้านทานของตัวต้านทานการตัดแต่งให้สูงสุดแล้ว ให้หมุนแถบเลื่อนจนกระทั่ง LED HL1 เปิดขึ้น ระดับที่เหลือจะถูกตั้งค่าโดยอัตโนมัติ

ชิ้นส่วนโวลต์มิเตอร์ติดตั้งอยู่บนแผงวงจรพิมพ์ที่ทำจากลามิเนตไฟเบอร์กลาสเคลือบฟอยล์หนา 1 มม. ภาพวาดของกระดานจะแสดงในรูป 2. ได้รับการออกแบบมาเพื่อติดตั้งตัวต้านทานการปรับค่า SPZ-33 และส่วนที่เหลือ - MLT-0.125, ตัวเก็บประจุ C1 - KM, C2 - K50-35

ก่อนการติดตั้ง สาย LED จะโค้งงอ 90 องศา เพื่อให้แกนแสงขนานกับระนาบของบอร์ด ตัวเรือน LED ควรยื่นออกมาเลยขอบบอร์ด และระหว่างการประกอบอุปกรณ์ขั้นสุดท้าย ให้เข้าไปในรูที่เจาะไว้ที่ปลายกล่อง

ความเสถียรของโคลงและอุปกรณ์ทั้งหมดโดยรวมจะสูงขึ้นหากเชื่อมต่อตัวเก็บประจุที่มีความจุ 0.1 ไมครอนกับอินพุตของไมโครเซอร์กิต (ระหว่างพิน 8 และ 17) เพื่อป้องกันโคลงจากแรงดันไฟกระชากแบบสุ่มในเครือข่ายออนบอร์ดซึ่งมีแอมพลิจูดถึง 80 - 00 V ควรเชื่อมต่อตัวเก็บประจุตัวอื่นขนานกับตัวเก็บประจุนี้ - ตัวออกไซด์ จะต้องมีความจุอย่างน้อย 1,000 μFและแรงดันไฟฟ้า 25 V ตัวเก็บประจุนี้จะมีผลดีต่อการทำงานของเครื่องรับวิทยุและเครื่องขยายเสียงรถยนต์

วรรณกรรม

เราพิจารณาวงจรอย่างง่ายของโวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอลและแอมมิเตอร์ที่สร้างขึ้นโดยไม่ต้องใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์บนไมโครวงจร CA3162, KR514ID2 โดยปกติแล้วแหล่งจ่ายไฟในห้องปฏิบัติการที่ดีจะมีเครื่องมือในตัว ได้แก่ โวลต์มิเตอร์และแอมมิเตอร์ โวลต์มิเตอร์ช่วยให้คุณตั้งค่าแรงดันไฟขาออกได้อย่างแม่นยำ และแอมป์มิเตอร์จะแสดงกระแสผ่านโหลด

แหล่งจ่ายไฟในห้องปฏิบัติการแบบเก่ามีตัวบ่งชี้การหมุน แต่ตอนนี้ควรเป็นแบบดิจิทัล ทุกวันนี้นักวิทยุสมัครเล่นมักสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์หรือชิป ADC เช่น KR572PV2, KR572PV5

ชิป CA3162E

แต่มีไมโครวงจรอื่นที่มีการกระทำคล้ายกัน ตัวอย่างเช่นมีไมโครวงจร CA3162E ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างเครื่องวัดค่าอะนาล็อกพร้อมผลลัพธ์ที่แสดงบนตัวบ่งชี้ดิจิตอลสามหลัก

วงจรไมโคร CA3162E เป็น ADC ที่มีแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงสุด 999 mV (โดยมีค่าอ่านว่า “999”) และวงจรลอจิกที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับผลการวัดในรูปแบบของรหัสสี่บิตไบนารี่ทศนิยมสลับกันสามรหัสบนเอาต์พุตแบบขนาน และเอาต์พุต 3 ช่องสำหรับการโพลบิตของตัวบ่งชี้วงจรไดนามิก

ในการรับอุปกรณ์ที่สมบูรณ์ คุณต้องเพิ่มตัวถอดรหัสเพื่อทำงานกับตัวบ่งชี้เจ็ดส่วนและชุดประกอบของตัวบ่งชี้เจ็ดส่วนสามตัวที่รวมอยู่ในเมทริกซ์สำหรับการแสดงผลแบบไดนามิก รวมถึงปุ่มควบคุมสามปุ่ม

ประเภทของตัวบ่งชี้อาจเป็นได้ - LED, ฟลูออเรสเซนต์, การปล่อยก๊าซ, ผลึกเหลวทั้งหมดขึ้นอยู่กับวงจรของโหนดเอาต์พุตบนตัวถอดรหัสและปุ่ม ใช้ตัวบ่งชี้ LED บนจอแสดงผลที่ประกอบด้วยตัวบ่งชี้เจ็ดส่วนสามตัวที่มีขั้วบวกทั่วไป

ตัวบ่งชี้เชื่อมต่อตามวงจรเมทริกซ์แบบไดนามิกนั่นคือพินส่วน (แคโทด) ทั้งหมดเชื่อมต่อแบบขนาน และสำหรับการสอบสวนนั่นคือการสลับตามลำดับจะใช้ขั้วบวกขั้วบวกทั่วไป

แผนผังของโวลต์มิเตอร์

ตอนนี้ใกล้กับแผนภาพมากขึ้น รูปที่ 1 แสดงวงจรของโวลต์มิเตอร์ที่ใช้วัดแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 0 ถึง 100V (0...99.9V) แรงดันไฟฟ้าที่วัดได้จะจ่ายให้กับพิน 11-10 (อินพุต) ของวงจรไมโคร D1 ผ่านตัวแบ่งบนตัวต้านทาน R1-R3

ตัวเก็บประจุ SZ ช่วยลดอิทธิพลของการรบกวนต่อผลการวัด ตัวต้านทาน R4 ตั้งค่าการอ่านค่าเครื่องมือเป็นศูนย์ ในกรณีที่ไม่มีแรงดันไฟฟ้าอินพุต และตัวต้านทาน R5 ตั้งค่าขีด จำกัด การวัดเพื่อให้ผลการวัดสอดคล้องกับค่าจริงนั่นคือเราสามารถพูดได้ว่าพวกเขาปรับเทียบอุปกรณ์

ข้าว. 1. แผนผังของโวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอลสูงถึง 100V บนวงจร SA3162, KR514ID2

ตอนนี้เกี่ยวกับเอาต์พุตของไมโครวงจร ส่วนลอจิคัลของ CA3162E ถูกสร้างขึ้นตามลอจิก TTL และเอาต์พุตก็มีตัวรวบรวมแบบเปิดด้วย ที่เอาต์พุต "1-2-4-8" จะมีการสร้างรหัสทศนิยมไบนารี่ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ โดยให้การส่งข้อมูลตามลำดับในผลการวัดสามหลัก

หากใช้ตัวถอดรหัส TTL เช่น KR514ID2 อินพุตจะเชื่อมต่อโดยตรงกับอินพุตเหล่านี้ของ D1 หากใช้ตัวถอดรหัสลอจิก CMOS หรือ MOS จะต้องดึงอินพุตของมันไปที่ค่าบวกโดยใช้ตัวต้านทาน สิ่งนี้จะต้องดำเนินการ เช่น หากใช้ตัวถอดรหัส K176ID2 หรือ CD4056 แทน KR514ID2

เอาต์พุตของตัวถอดรหัส D2 เชื่อมต่อผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแส R7-R13 ไปยังขั้วส่วนของไฟ LED แสดงสถานะ H1-NC หมุดส่วนเดียวกันของตัวบ่งชี้ทั้งสามเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน ในการสำรวจตัวบ่งชี้จะใช้สวิตช์ทรานซิสเตอร์ VT1-VT3 ไปยังฐานที่คำสั่งถูกส่งจากเอาต์พุต H1-NC ของชิป D1

ข้อสรุปเหล่านี้จัดทำขึ้นตามวงจรโอเพ่นคอลเลคเตอร์ด้วย Active เป็นศูนย์ ดังนั้นจึงใช้ทรานซิสเตอร์ของโครงสร้าง pnp

แผนผังของแอมป์มิเตอร์

วงจรแอมมิเตอร์แสดงในรูปที่ 2 วงจรเกือบจะเหมือนกันยกเว้นอินพุต ที่นี่แทนที่จะเป็นตัวแบ่งจะมีการแบ่งตัวต้านทานห้าวัตต์ R2 ที่มีความต้านทาน 0.1 Ot อุปกรณ์จะวัดกระแสได้สูงถึง 10A (0...9.99A) การปรับให้เป็นศูนย์และการสอบเทียบเช่นเดียวกับในวงจรแรกนั้นดำเนินการโดยตัวต้านทาน R4 และ R5

ข้าว. 2. แผนผังของแอมป์มิเตอร์แบบดิจิตอลสูงถึง 10A หรือมากกว่าบนไมโครวงจร SA3162, KR514ID2

ด้วยการเลือกตัวแบ่งและสับเปลี่ยนอื่นๆ คุณสามารถตั้งค่าขีดจำกัดการวัดอื่นๆ ได้ เช่น 0...9.99V, 0...999mA, 0...999V, 0...99.9A ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์เอาต์พุตของ แหล่งจ่ายไฟในห้องปฏิบัติการที่จะติดตั้งตัวบ่งชี้เหล่านี้ นอกจากนี้ คุณสามารถสร้างอุปกรณ์วัดอิสระสำหรับการวัดแรงดันและกระแส (มัลติมิเตอร์บนเดสก์ท็อป) ตามวงจรเหล่านี้

ควรคำนึงว่าแม้จะใช้ตัวบ่งชี้คริสตัลเหลว แต่อุปกรณ์ก็ยังใช้กระแสไฟฟ้าจำนวนมากเนื่องจากส่วนลอจิคัลของ CA3162E ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ตรรกะ TTL ดังนั้นจึงไม่น่าเป็นไปได้ที่คุณจะได้รับอุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองที่ดี แต่โวลต์มิเตอร์ของรถยนต์ (รูปที่ 4) จะออกมาค่อนข้างดี

อุปกรณ์ใช้พลังงานจากแรงดันไฟฟ้าคงที่คงที่ที่ 5V แหล่งพลังงานที่จะติดตั้งจะต้องจัดให้มีแรงดันไฟฟ้าที่กระแสอย่างน้อย 150mA

กำลังเชื่อมต่ออุปกรณ์

รูปที่ 3 แสดงแผนผังการเชื่อมต่อมิเตอร์ในแหล่งห้องปฏิบัติการ

ข้าว. 3. แผนภาพการเชื่อมต่อของมิเตอร์ในแหล่งห้องปฏิบัติการ

รูปที่ 4. โวลต์มิเตอร์รถยนต์แบบโฮมเมดบนไมโครวงจร

รายละเอียด

บางทีสิ่งที่ยากที่สุดที่จะได้รับคือไมโครวงจร CA3162E ในบรรดาอะนาล็อกฉันรู้เพียง NTE2054 เท่านั้น อาจมีการเปรียบเทียบอื่น ๆ ที่ฉันไม่ทราบ

ที่เหลือง่ายกว่ามาก ดังที่ได้กล่าวไปแล้ววงจรเอาต์พุตสามารถทำได้โดยใช้ตัวถอดรหัสและตัวบ่งชี้ที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างเช่นหากตัวบ่งชี้มีแคโทดทั่วไปคุณจะต้องแทนที่ KR514ID2 ด้วย KR514ID1 (pinout เหมือนกัน) และลากทรานซิสเตอร์ VT1-VTZ ลงเชื่อมต่อตัวสะสมเข้ากับแหล่งจ่ายไฟเชิงลบและตัวปล่อยไปที่ทั่วไป แคโทดของตัวบ่งชี้ คุณสามารถใช้ตัวถอดรหัสลอจิก CMOS ได้โดยเชื่อมต่ออินพุตเข้ากับแหล่งจ่ายไฟเชิงบวกโดยใช้ตัวต้านทาน

การตั้งค่า

โดยทั่วไปแล้วมันค่อนข้างง่าย เริ่มจากโวลต์มิเตอร์กันก่อน ขั้นแรก เราเชื่อมต่อเทอร์มินัล 10 และ 11 ของ D1 เข้าด้วยกัน และด้วยการปรับ R4 เราจึงตั้งค่าการอ่านเป็นศูนย์ จากนั้น ถอดจัมเปอร์ที่ปิดขั้วต่อ 11-10 และเชื่อมต่ออุปกรณ์มาตรฐาน เช่น มัลติมิเตอร์ เข้ากับขั้วต่อ "โหลด"

ด้วยการปรับแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตต้นทาง ตัวต้านทาน R5 จะปรับการสอบเทียบของอุปกรณ์เพื่อให้การอ่านตรงกับการอ่านมัลติมิเตอร์ ต่อไปเราจะตั้งค่าแอมป์มิเตอร์ ขั้นแรกโดยไม่ต้องเชื่อมต่อโหลดโดยการปรับตัวต้านทาน R5 เราตั้งค่าการอ่านให้เป็นศูนย์ ตอนนี้คุณจะต้องมีตัวต้านทานคงที่ซึ่งมีความต้านทาน 20 O และกำลังอย่างน้อย 5W

เราตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเป็น 10V และเชื่อมต่อตัวต้านทานนี้เป็นโหลด เราปรับ R5 เพื่อให้แอมป์มิเตอร์แสดง 0.50 A

คุณยังสามารถทำการสอบเทียบโดยใช้แอมป์มิเตอร์มาตรฐานได้ แต่ฉันพบว่าการใช้ตัวต้านทานสะดวกกว่า แม้ว่าแน่นอนว่าคุณภาพของการสอบเทียบจะได้รับอิทธิพลอย่างมากจากข้อผิดพลาดในความต้านทานของตัวต้านทาน

คุณสามารถสร้างโวลต์มิเตอร์ในรถยนต์ได้โดยใช้รูปแบบเดียวกัน วงจรของอุปกรณ์ดังกล่าวแสดงในรูปที่ 4 วงจรแตกต่างจากที่แสดงในรูปที่ 1 เฉพาะในวงจรอินพุตและแหล่งจ่ายไฟเท่านั้น ขณะนี้อุปกรณ์นี้ใช้พลังงานจากแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้นั่นคือวัดแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้เป็นแหล่งจ่ายไฟ

แรงดันไฟฟ้าจากเครือข่ายออนบอร์ดของยานพาหนะผ่านตัวแบ่ง R1-R2-R3 ถูกส่งไปยังอินพุตของไมโครวงจร D1 พารามิเตอร์ของตัวแบ่งนี้จะเหมือนกับในวงจรในรูปที่ 1 นั่นคือสำหรับการวัดภายในช่วง 0...99.9V

แต่ในรถยนต์แรงดันไฟฟ้าจะไม่เกิน 18V น้อยมาก (มากกว่า 14.5V ถือเป็นความผิดปกติอยู่แล้ว) และแทบจะไม่ลดลงต่ำกว่า 6V เว้นแต่จะลดลงเหลือศูนย์เมื่อปิดเครื่องโดยสมบูรณ์ ดังนั้นอุปกรณ์จึงทำงานจริงในช่วง 7...16V แหล่งจ่ายไฟ 5V ถูกสร้างขึ้นจากแหล่งเดียวกัน โดยใช้ตัวกันโคลง A1

ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์โฮมเมดเพื่อช่วยเหลือผู้ขับขี่รถยนต์

โวลต์มิเตอร์ที่ติดตั้งบนแผงหน้าปัดของรถยนต์ช่วยให้คุณตรวจสอบระดับแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายออนบอร์ดได้อย่างรวดเร็ว อุปกรณ์ดังกล่าวไม่ต้องการความละเอียดสูง แต่ต้องการความสามารถในการอ่านค่าที่ง่ายดายและรวดเร็ว ตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้า LED แบบแยกตรงตามเงื่อนไขเหล่านี้ได้ดีที่สุด อุปกรณ์ดังกล่าวมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการประเมินระดับแรงดันไฟฟ้าและพลังงาน (ในอุปกรณ์ขยายเสียง) โดยปกติจะดำเนินการในสองวิธี

ประการแรกจะอธิบายโดยละเอียดใน สาระสำคัญของมันคือเส้น LED เชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ผ่านตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าตัวต้านทานแบบหลายเอาต์พุต มีการใช้คุณสมบัติเกณฑ์ของ LED, ทรานซิสเตอร์ และไดโอดที่นี่ เพื่อความเรียบง่ายของตัวบ่งชี้ดังกล่าวคุณจะต้องจ่ายด้วยเกณฑ์ที่ไม่ชัดเจนสำหรับการส่องสว่างไฟ LED (ตามที่ระบุไว้โดยผู้เขียนใน) อุปกรณ์ที่คล้ายกันเคยถูกขายในรูปแบบของชุดวิทยุ

วิธีที่สองคือการใช้ตัวเปรียบเทียบแยกต่างหากเพื่อเปิด LED แต่ละตัว โดยเปรียบเทียบส่วนของสัญญาณอินพุตกับสัญญาณอ้างอิง (เช่น ใน) เนื่องจากตัวเปรียบเทียบได้รับค่าสูง ซึ่งส่วนใหญ่มักจะดำเนินการในตัวเลือก แอมป์ เกณฑ์การเปิดและปิดมีความชัดเจนมาก แต่ตัวบ่งชี้ต้องใช้วงจรขนาดเล็กจำนวนมาก ปัจจุบันออปแอมป์แบบควอดยังคงมีราคาแพง และชิปตัวหนึ่งสามารถขับเคลื่อน LED ได้เพียงสี่ดวงเท่านั้น

สุดท้ายนี้ ไม่มีใครพลาดที่จะสังเกตงาน (4) ซึ่งใช้หลักการของการแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล การออกแบบนี้มีข้อดีหลายประการ แต่ก็ยังมีชิ้นส่วนมากมายและไม่ประหยัดอีกด้วย

จากเอาต์พุตของตัวแบ่งตัวต้านทาน R1-R7 ส่วนแบ่งที่สอดคล้องกันของแรงดันไฟฟ้าเครือข่ายออนบอร์ดจะจ่ายให้กับอินพุตของอินเวอร์เตอร์ เมื่อแรงดันไฟฟ้าออนบอร์ดเปลี่ยนแปลง ส่วนแบ่งก็จะเปลี่ยนไปตามสัดส่วนด้วย แรงดันไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์และสายไฟ LED จะถูกทำให้เสถียรโดยสเตบิไลเซอร์วงจรไมโคร DA1 ค่าของตัวต้านทาน R1-R7 คำนวณในลักษณะเพื่อให้ได้ขั้นตอนการสลับเท่ากับ 1 V

จะคำนวณตัวต้านทาน R1--R7 ได้อย่างไร? แม้ว่าจะมีการติดตั้งทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามที่อินพุตของอินเวอร์เตอร์ DD1.1.-D1.6 ซึ่งในทางปฏิบัติแล้วไม่ใช้กระแสอินพุต แต่ก็มีสิ่งที่เรียกว่ากระแสรั่วไหล สิ่งนี้บังคับให้เราเลือกกระแสผ่านตัวแบ่งที่มากกว่ากระแสรั่วไหลรวมของอินเวอร์เตอร์ทั้งหกตัวมาก (ไม่เกิน 6X10-5 μA) กระแสไฟฟ้าขั้นต่ำที่ผ่านตัวแบ่งจะอยู่ที่แรงดันไฟฟ้าที่ระบุขั้นต่ำ 10 V

ดังนั้น R6=21.5-20=1.5 kOhm

โดยทั่วไป ดังที่ทราบกันดีว่าแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ขององค์ประกอบไมโครวงจร CMOS อยู่ในช่วงตั้งแต่ 1/3Upit ถึง 2/3Upit เป็นที่ทราบกันดีว่าองค์ประกอบของไมโครวงจรหนึ่งที่ผลิตในวงจรเทคโนโลยีเดียวบนชิปตัวเดียวนั้นมีค่าเกณฑ์การสลับที่เกือบจะเหมือนกัน ดังนั้นเพื่อตั้งค่า "จุดเริ่มต้นของสเกล" ของโวลต์มิเตอร์อย่างแม่นยำจึงเพียงพอที่จะเปลี่ยนตัวต้านทาน R1 ด้วยวงจรอนุกรมที่ประกอบด้วยทริมเมอร์ที่มีค่าที่คำนวณได้และค่าคงที่ที่มีค่าครึ่งหนึ่งของค่าที่คำนวณได้

ความเสถียรของอุณหภูมิของอุปกรณ์นั้นสูงมาก เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนจาก -10 ถึง +60 °C เกณฑ์การตอบสนองจะเปลี่ยนเป็นหลายร้อยส่วนของโวลต์ นอกจากนี้ ตัวป้องกันวงจรไมโครเซอร์กิต DA1 ยังมีความเสถียรของอุณหภูมิไม่แย่กว่า 30 mV ภายในช่วง 0...100 °C

แรงดันเอาต์พุตของโคลง DA1 ไม่ควรน้อยกว่า 6 V มิฉะนั้นอินเวอร์เตอร์จะไม่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าที่ต้องการผ่าน LED ได้ อินเวอร์เตอร์ของไมโครวงจร K561LN2 อนุญาตให้มีกระแสเอาต์พุตสูงถึง 8 mA LED AL307BM สามารถแทนที่ด้วยไฟอื่น ๆ ได้โดยการคำนวณค่าของตัวต้านทานจำกัดกระแส R8-R13 ใหม่ ตัวเก็บประจุอาจเป็นอะไรก็ได้ที่มีแรงดันไฟฟ้าอย่างน้อย 10 V

บอร์ดนี้ติดอยู่ที่ด้านล่างของกล่องพลาสติกโดยใช้สกรู M2.5 สองตัวบนขาตั้งแบบท่อ และอีกตัวที่เป็นประเภทเดียวกัน ซึ่งจะกดชิป DA1 เข้ากับบอร์ดพร้อมกัน โปรดทราบว่าไมโครเซอร์กิตนี้ได้รับการติดตั้งโดยมีขอบพลาสติก (ไม่ใช่โลหะ) ติดกับบอร์ด มีการติดตั้งขาตั้งแบบท่อระหว่างตัวชิปและบอร์ด แต่จะสั้นลง
ก่อนการติดตั้ง สาย LED จะโค้งงอ 90 องศา เพื่อให้แกนแสงขนานกับระนาบของบอร์ด ตัวเรือน LED ควรยื่นออกมาเลยขอบบอร์ด และระหว่างการประกอบอุปกรณ์ขั้นสุดท้าย ให้เข้าไปในรูที่เจาะไว้ที่ปลายกล่อง

วรรณกรรม
1. Nechaev I. ตัวบ่งชี้ระดับสัญญาณ LED - วิทยุ, 2531, ฉบับที่ 12, น. 52.
2. Isaulov V., Vasilenko E. ตัวบ่งชี้ระดับการบันทึกอย่างง่าย - RadioAmator, 1995, ฉบับที่ 3, หน้า. 5.
3. Tikhomirov A. ตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้าเครือข่ายออนบอร์ด - RadioAmator, 1996, ฉบับที่ 10, หน้า. 2.
4. Gvozditsky G. ตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้าเครือข่ายออนบอร์ด - วิทยุ พ.ศ. 2535 ฉบับที่ 7 หน้า 18-20.

O. KLEVTSOV, Dnepropetrovsk, ยูเครน
นิตยสารวิทยุ 2541 ฉบับที่ 2

หมายเหตุจากบรรณาธิการนิตยสาร Radio:ความเสถียรของโคลงและอุปกรณ์ทั้งหมดโดยรวมจะสูงขึ้นหากเชื่อมต่อตัวเก็บประจุที่มีความจุ 0.1 ไมครอนกับอินพุตของไมโครเซอร์กิต (ระหว่างพิน 8 และ 17) เพื่อป้องกันโคลงจากแรงดันไฟกระชากแบบสุ่มในเครือข่ายออนบอร์ดซึ่งมีแอมพลิจูดถึง 80 - 00 V ควรเชื่อมต่อตัวเก็บประจุตัวอื่นขนานกับตัวเก็บประจุนี้ - ตัวออกไซด์ จะต้องมีความจุอย่างน้อย 1,000 μF และแรงดันไฟฟ้า 25 V ตัวเก็บประจุนี้จะมีผลดีต่อการทำงานของอุปกรณ์วิทยุและขยายเสียงสำหรับรถยนต์ด้วย