Схемы вольтметров на светодиодах: Простой электронный вольтметр на светодиодах

Содержание

Простой электронный вольтметр на светодиодах

Предлагаю вниманию читателей схему простого электронного вольтметра, точнее индикатора уровня. Устройство предназначено для измерения постоянного напряжения в пределах 0…12 В с шагом дискретизации 1 В, погрешность измерения не хуже 2%. Его удобно установить, например, в регулируемый блок питания для индикации выходного напряжения.

При наличии комплектующих прибор может быть изготовлен за несколько часов навесным монтажом. Стоимость комплектующих для его изготовления не превышает стоимости аналогичного электромеханического вольтметра типа М42303 (около 7грн).

Принципиальная схема

За основу конструкции (рис.1) взята схема осцилло-графического пробника без ЭЛТ [1]. На ОУ DA1-DA3 собраны компараторы напряжения, на инверсные входы которых через делитель напряжения R1-R2 поступает измеряемое напряжение.

Рис. 1. Простой электронный вольтметр на светодиодах — схема.

На резисторах R3-R15 собран делитель, задающий опорные напряжения компараторов.

При отсутствии входного напряжения на выходах компараторов DA1-DA3 устанавливается уровень лог.’Т. При этом на соответствующих выходах микросхем DD1-DD3 присутствует уровень лог.»0″, светодиоды не светятся.

При поступлении измеряемого напряжения на вход вольтметра (в момент равенства напряжений на входах компараторов) на соответствующих выходах компараторов устанавливаются уровни лог.»0″. Как видно из схемы, при разных логических уровнях на входах соответствующих ИМС (DD1-DD3), на выходах появляется уровень лог.’Т. При этом светится один из светодиодов индикации напряжения. Для защиты входа вольтметра от напряжения превышающего 12 В применен стабилитрон VD14.

Детали

В схеме применены ОУ LM324 в качестве компараторов. Их использование позволило уменьшить количество микросхем и дополнительных элементов для согласования аналоговой части схемы с цифровыми ИМС. Резисторы типа МЛТ-0,125, МЛТ-0,25, конденсаторы типа КМ, С1 импортного производства. Светодиоды VD2-VD13 типа АЛ307 (в авторском варианте — малогабаритные импортного производства).

Стабилизатор DA5 типа 78L12 может быть заменен на 7812 или КРЕН8Б. Стабилитрон VD14 можно заменить на КС212Е, Ж.

Рис. 2. Печатная плата.

Наладка. Правильно собранная схема начинает работать сразу. После включения питания на вход схемы подают напряжение величиной 1 В. При этом должен светиться светодиод VD13, при необходимости верхний предел измерения подстраивают резистором R15.

Далее подают напряжение величиной 12 В, выставляя верхний предел измерения резистором R3. При этом светится светодиод VD2. Затем, подавая разные величины напряжения от источника питания 0…12 В, проверяют точность измерения по образцовому вольтметру. При настройке могут также изменяться номиналы делителя R1-R2.

Устройство питается постоянным нестабилизированным напряжением 13…16 В, ток потребления 12 мА. Печатная плата устройства выполнена из двустороннего фольгированного стеклотекстолита (рис.2).

Автор:  А. А. Татаренко, г Киев. Украина.

Литература: 1. Тататенко А. Осциллографический пробник без ЭЛТ // Радиоаматор.-2001.-№8.

Вольтметр на светодиодах

Практически вся техника, которую выпускают в наши дни, содержит в себе светодиоды. Они буквально окружают нас со всех сторон, начиная от ламп и фонариков, заканчивая определением напряжения буквально во всей бытовой технике. Их часто используют для подсветки экранов, управления различными приборами и т.д.
Чаще всего в технике используются светодиоды пяти цветов:

  • белые,
  • красные,
  • зеленые,
  • желтые,
  • синие.

Так же они могут создавать инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Именно такие незаменимы в системах управления: пульты для телевизоров, кондиционеров и другой бытовой техники.
Мы рассмотрим способ применения светодиодов в определении напряжения устройств. Основной прибор для измерения напряжения – вольтметр. Как же тут могут пригодиться светодиоды? Они и станут нашими видимыми индикаторами.
Обычно, как образец приводят пример вольтметра на основе 12 светодиодов. Соответственно он может индексировать напряжение в диапазоне от 0 до 12 вольт. Такое устройство можно весьма эффективно использовать для измерения блоков питания, которые можно регулировать. Незаменимым он будет так же для радиолюбителей, в частности для создания небольших приборов дома.

Светодиоды – индикаторы

Использование светодиода в качестве индикатора тоже имеет свои законы, которые нужно знать, если вы собираете прибор своими руками.

  • Важно соблюдать полярность. Светодиод – полупроводниковый прибор, который имеет два вывода: катод и анод. Работать он будет только в случае прямого включения.
  • Граница напряжения. Для каждого светодиода она своя. Если превысить это значение – он сломается.
  • Как индикаторы рекомендуется применять светодиоды, которые достаточно ярко горят при напряжении 5 мА.

Вольтметры на светодиодах

Если погрешность вольтметра составляет не более 4%, то его можно смело назвать индикатором. Такое устройство можно легко сделать своими руками при помощи светодиодов. Вы сможете использовать такой вольтметр для индикации микросхем под напряжением 5 вольт. Индикаторами будут 6 светодиодов в границах 1,2 – 4,2 вольт с промежутком через 0,6 вольт. Светодиоды должны потреблять 60 микроампер.
Принцип работы индикатора основан на фиксации падения напряжения в переходах: база – эмиттер транзисторов и прямых падений на диодах (0,6 вольт).
Схему такого вольтметра легко найти в интернете.

Как собрать вольтметр для аккумулятора автомобиля?

Этот вольтметр можно использовать как для 12-вольтного аккумулятора, так и для зарядных устройств, либо вообще самостоятельно.
Индикатор будет состоять из 10 светодиодов с разницей значения в четверть вольт. Измерение напряжения будет в диапазоне 10,25 – 15 вольт.
Питание осуществляется от напряжения, которые вы будете измерять.
Основой схемы такого вольтметра являются две поликомпараторные микросхемы с линейным законом индикации.
Микросхема – это набор из 10 компараторов и резисторов, которые образуют делитель напряжения. У компаратов на выходе есть ключевые каскады для того, чтобы управлять светодиодами. Для того, чтобы микросхемы работали последовательно, резисторные делители включены именно в таком (последовательном) порядке.
Светодиоды устанавливаем в одну линию. Вы можете взять как светодиодные линейки, так и 10 отдельных светодиодов. Для вольтметра подойдут светодиоды любого типа.

Tool Electric: Простой светодиодный вольтметр

Схема светодиодного вольтметра
   Схема простого вольтметра на рисунке вверху исполнено всего на одной микросхеме и на шести светодиодах.
   Такой вольтметр, установленный, например, на панель приборов автомобиля, позволяет оперативно контролировать уровень напряжения в его бортовой сети. От такого вольтметра зачастую не требуется высокой разрешающей способности, когда необходима возможность оперативного отображения показаний.
Таким условиям наиболее всего отвечает дискретный светодиодный индикатор напряжения. Подобные устройства получили весьма широкое распространение и для оценки уровня напряжения и мощности в усилителях мощности звуковых частот. в светодиодном вольтметре четкие пороговые уровни зажигания светодиодов получены с помощью минимума дешевых, экономичных и широкодоступных элементов. В основу принципа работы прибора положены пороговые свойства цифровой микросхемы, шаг отображения выбран в 1 вольт. Пороговыми устройствами служат шесть инверторов DD1,1-DD1.6, каждый из которых представляет собой нелинейный усилитель напряжения с большим коэффициентом усиления. Пороговый уровень переключения инверторов составляет примерно половина напряжения питания микросхемы, поэтому они как бы сравнивают напряжение на входе с половиной напряжения питания. Если входное напряжение инвертора превысит пороговый уровень, на его выходе появится напряжение низкого уровня. Поэтому светодиод, служащий нагрузкой инвертора, включится выходным током.
Когда же на выходе инверторов высокий уровень, светодиоды закрыты и выключены. С выходов резистивного делителя R1-R7 на вход инверторов поступает соответствующая доля напряжения измеряемой сети. При изменении измеряемого напряжения пропорционально изменяются и его доли. Напряжение же питания инверторов и светодиодной линейки стабилизировано стабилизатором DA1 (КР142ЕН5Б). Номиналы резисторов R1-R7 рассчитывают таким образом., чтобы получить шаг переключения, равный 1 В. Конденсатор С2 совместно с резистором R1 образуют низкочастотный фильтр, подавляющий кратковременные всплески напряжения.
   Как рассчитать номиналы резисторов R1-R7? Несмотря на то, что на входе инверторов DD1.1.-D1.6 установлены полевые транзисторы, которые входного тока практически не потребляют, существует так называемый ток утечки. Это заставляет выбирать ток через делитель намного большим суммарного тока утечки всех шести инверторов (не более 6X10-5 мкА). Минимальным ток через делитель будет при минимальном индицируемом напряжении 10 В.
 Зададим этот ток равным 100 мкА, что примерно в миллион раз больше тока утечки. Тогда общее сопротивление делителя RД=R1+R2+RЗ+R4+R5+R6+R7 (в килоомах, если напряжение в вольтах, а ток — в миллиамперах) должно быть равно: Rд=Uвx min/Imin = 10В/0,1мА = 100кОм. Теперь рассчитаем сопротивление каждого из резисторов при условии Uпор=Uпит/2, т. е. в рассматриваемом случае Uпор=3 В. При входном напряжении 15 В на резисторе R7 должно падать 3 В, а ток через него (равный току через весь делитель) Iд=UBX/Rд=15 В/100 кОм= 0,15 мА=150 мкА, Тогда сопротивление резистора R7: R=Uпоp/Iд; R7=3 В/0,15 мА=20кОм. На входе инвертора DD1.5 3 В должно быть при входном напряжении 14 В. Ток через делитель в этом случае Iд=14 В/100 кОм=0,14 мА. Тогда суммарное сопротивление R6+R7=Uпоp/Iд=3/0,14-21,5 кОм.  Отсюда R6=21,5-20=1,5 кОм. Аналогично определяют сопротивление остальных резисторов делителя: R5=UпорхRд/Uвх-(R6+R7)-1,6 кОм; R4-2 кОм, RЗ-2,2 кОм, R2-2.7 кОм и, наконец, R1=Rд-(R2+RЗ+R4+R5+R6+R7) = 70 кОм-68 кОм.
Как известно, пороговое напряжение элементов микросхем КМОП находится в пределах от 1/3Uпит до 2/3Uпит. Известно также, что изготовленные в едином технологическом цикле на одном кристалле элементы одной микросхемы имеют практически одинаковые значения порога переключения. Поэтому для точной установки «начала шкалы» вольтметра достаточно резистор R1 заменить последовательной цепью из подстроечного с рассчитанным номиналом и постоянного с номиналом в два раза меньше расчетного. Выходное напряжение стабилизатора DА1 не должно оыть меньше 6 В, иначе инверторы не смогут обеспечить необходимый ток через светодиоды. Инверторы микросхемы К561ЛН2 допускают выходной ток до 8 мА. Светодиоды АЛ307БМ можно заменить любыми другими, пересчитав номиналы токоограничивающих резисторов R8-R13. Конденсаторы так же могут быть любыми на номинальное напряжение не менее 10 В. Для налаживания собранное устройство подключают к выходу регулируемого источника напряжения, который будет имитировать бортовую сеть. Установив выходное напряжение источника 10 В, а сопротивление подстроечного резистора на максимум, вращают его движок до момента включения светодиода HL1.
Остальные уровни устанавливаются автоматически.
Печатная плата

Светодиодный вольтметр для аккумуляторов фотоаппаратов Canon


Автор Instructables под ником SimonRob пользуется фотоаппаратом Canon со сменными 7,2-вольтовыми аккумуляторами. Можно заряжать один аккумулятор в зарядном устройстве, а другим в это время пользоваться, потом поменять их местами. Можно заранее зарядить несколько аккумуляторов, а затем во время длительной прогулки менять их один за другим по мере разрядки, и дома снова все зарядить. А предлагаемый вольтметр со шкалой из светодиодов помогает мастеру быстро отличать заряженные аккумуляторы от разряженных. Не надо надевать аккумулятор на фотоаппарат и ждать, пока он загрузится. Очень удобно.

Смонтирован вольтметр на защитной крышке из комплекта старого, изношенного аккумулятора, которым больше не пользуются. От неизношенного аккумулятора, которым ещё пользуются, крышку брать нельзя, потому что хранить и носить его с собой можно только с надетой крышкой. В качестве преобразователя аналогового значения напряжения в позиционный код применена микросхема LM3914. Она позволяет управлять десятью светодиодами, но мастер подключил к ней только шесть, так как четыре из них всё равно использоваться не будут. Понадобятся также постоянные резисторы на 4,7, 56 и 18 кОм и переменный на 10 кОм, который нужен только для настройки, потом его надо удалить.

Вначале SimonRob собрал схему на макетной плате типа breadboard в варианте с переменным резистором:



Подключив к схеме заряженный аккумулятор, он выставил переменный резистор так, чтобы горел десятый светодиод на десятом выводе (в режиме перемещающейся точки) или все десять светодиодов (в режиме шкалы меняющейся длины). Затем он подключил разряженный аккумулятор и отметил, что в том же положении переменного резистора горит, соответственно, пятый светодиод на пятнадцатом выводе в первом режиме, или пять светодиодов с первого по пятый во втором режиме. Поскольку в обоих случаях состояние первых четырёх светодиодов не меняется, он решил после перестановки деталей с макетной платы в готовое изделие их не ставить.

В авторском экземпляре отклонение при заряженном аккумуляторе на всю шкалу получилось, когда переменный резистор выкручен полностью на 10 кОм, поэтому он был заменён постоянным на то же сопротивление. Схема стала такой:

Вот мастер начинает переставлять компоненты с макетной платы в готовую конструкцию, собранную объёмным монтажом:



И наконец, получает то, что на КДПВ. Обратите внимание на то, как выполнены прижимные контакты на средней фотографии. Их положение совпадает с положением соответствующих контактных площадок на аккумуляторе. Важно не перепутать полярность и собрать схему так, чтобы при механических воздействиях на неё короткое замыкание было полностью исключено. Носить вольтметр с собой нужно в твёрдой коробке, либо предусмотреть для него корпус. Измерять недолго, чтобы аккумулятор не разрядился. Отключив аккумулятор от фотоаппарата или вольтметра, сразу же надеть на него крышку. Не носить аккумуляторы вместе с ключами, монетами и другими проводящими предметами. Вместо перемычки S1 можно поставить выключатель, чтобы оперативно выбирать режим перемещающейся точки или линии, меняющей длину. Во втором случае нагрузка чуть больше, так вы сможете проверять, влияет ли изменение нагрузки на напряжение, если заметно влияет, это признак некоторой изношенности аккумулятора, при которой возрастает его внутреннее сопротивление.


Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Простой псвевдо аналоговый LED вольтметр

Это описание простого псвевдоаналогового вольтметра. Чтение измеренного значения происходит в виде точек светодиодов, стилизованных по типу стрелочнового датчика (хотя можно сделать и в виде LED линейки), но измерение происходит в цифровой форме, с использованием микроконтроллера. Вольтметр был создан в качестве дополнения к регулируемому блоку питания и был сделан из имеющихся под рукой радиоэлементов.

Схема принципиальная

Вольтметр состоит из двух частей: дисплея и измерительного модуля. Здесь обычный блок питания 5 В, МК Atmega8 с внешним источником опорного напряжения и регистры с 32 светодиодами.

Простой LED вольтметр — схема цифровой части

Основной диапазон измерений напряжения 1-32 В с разрешением 1 В, но решено ещё добавить автоматическое изменение диапазона на 0,1-3,2 В с разрешением 0,1 В.


Простой LED вольтметр — схема индикатора

Принцип действия основан на измерении напряжения с помощью двух преобразователей ADC0 и ADC1. Преобразователь ADC1 используется для определения диапазона измерения. Значение с этого датчика позволяет контролировать и добавлять резистор R9 через пин порта PC2 — образуя делитель 1:10, или отключая его. Для напряжений 0,1-3,2 V входное напряжение с CON2 подается через резистор R8 и поступает непосредственно на вход преобразователя ADC0. Если напряжение превысит заданное значение 3,3 вольта, то происходит переключение с низкого диапазона, (загорается зеленый диод LED33), на диапазон высокий.

Чтобы использовать такой вольтметр для блока питания 15 В, можно вместо делителя 1:10 установить делитель 1:4, что как раз и дает диапазон до 16 В с разрешением 0,5 В. Так как не каждому понравится переключение диапазонов, можно от этого отказаться и сделать один диапазон, соединив R9 непосредственно на массу, разрезав соединение с контактом PC2, ADC1 неиспользованный, вы можете также подключить к массе.

Диоды D2-D5 (вместе с R8, R10), представляют собой простейшую защиту преобразователей от подачи напряжения выше, чем напряжение питания Atmega, то есть 5 В. Конденсаторы C7, C8 дополнительно фильтруют расчетное напряжение. От внутреннего опорного напряжения Atmega отказались из-за его нестабильности. Образцовое напряжение выполнено на TL431. Значение опорного напряжения было зафиксировано на уровне 3,3 В. Точная настройка осуществляется с помощью потенциометра. Резисторы R3 и R4 позволяют подобрать диапазон регулировки напряжения потенциометра.

Питание аналоговой части МК также выполнено типично, с использованием дросселя 10 мкГн и конденсатора 100 нФ. Разделили массу цифровую и аналоговую.

Напряжение измерения передаются последовательно в регистры сигналами, маркированными как CLK, D и С., которые выводятся на разъем CON4.

Переключение режимов

Вольтметр может работать в режиме «светящейся точки» по стандартной настройке, или в режиме LED линейки. Изменение режима осуществляется изменением состояния контакта PB0, pin 14. Подключение к массе — это режим точечный, отсоединение этого контакта от массы — перевод в режим линейки.

Транзистор T1, R6, R7 и LED1 образуют простой источник тока, благодаря чему можно избежать необходимости применения отдельных резисторов для каждого из 32 светодиодов дисплея. Ток такого источника тока определяется номиналом R7. Вольтметр выполнен на односторонних печатных платах. Файлы и прошивка — в архиве.


Светодиодный вольтметр на транзисторах. Радиосхемы схемы электрические принципиальные. Последовательность размещения и монтажа амперметра

Практически вся техника, которую выпускают в наши дни, содержит в себе светодиоды. Они буквально окружают нас со всех сторон, начиная от ламп и фонариков, заканчивая определением напряжения буквально во всей бытовой технике. Их часто используют для подсветки экранов, управления различными приборами и т.д.
Чаще всего в технике используются светодиоды пяти цветов:

  • белые,
  • красные,
  • зеленые,
  • желтые,
  • синие.

Так же они могут создавать инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Именно такие незаменимы в системах управления: пульты для телевизоров, кондиционеров и другой бытовой техники.
Мы рассмотрим способ применения светодиодов в определении напряжения устройств. Основной прибор для измерения напряжения – вольтметр. Как же тут могут пригодиться светодиоды? Они и станут нашими видимыми индикаторами.
Обычно, как образец приводят пример вольтметра на основе 12 светодиодов. Соответственно он может индексировать напряжение в диапазоне от 0 до 12 вольт. Такое устройство можно весьма эффективно использовать для измерения блоков питания, которые можно регулировать. Незаменимым он будет так же для радиолюбителей, в частности для создания небольших приборов дома.

Светодиоды – индикаторы

Использование светодиода в качестве индикатора тоже имеет свои законы, которые нужно знать, если вы собираете прибор своими руками.

  • Важно соблюдать полярность. Светодиод – полупроводниковый прибор, который имеет два вывода: катод и анод. Работать он будет только в случае прямого включения.
  • Граница напряжения. Для каждого светодиода она своя. Если превысить это значение – он сломается.
  • Как индикаторы рекомендуется применять светодиоды, которые достаточно ярко горят при напряжении 5 мА.


Вольтметры на светодиодах

Если погрешность вольтметра составляет не более 4%, то его можно смело назвать индикатором. Такое устройство можно легко сделать своими руками при помощи светодиодов. Вы сможете использовать такой вольтметр для индикации микросхем под напряжением 5 вольт. Индикаторами будут 6 светодиодов в границах 1,2 – 4,2 вольт с промежутком через 0,6 вольт. Светодиоды должны потреблять 60 микроампер.
Принцип работы индикатора основан на фиксации падения напряжения в переходах: база – эмиттер транзисторов и прямых падений на диодах (0,6 вольт).
Схему такого вольтметра легко найти в интернете.

Как собрать вольтметр для аккумулятора автомобиля?

Этот вольтметр можно использовать как для 12-вольтного аккумулятора, так и для зарядных устройств, либо вообще самостоятельно.
Индикатор будет состоять из 10 светодиодов с разницей значения в четверть вольт. Измерение напряжения будет в диапазоне 10,25 – 15 вольт.
Питание осуществляется от напряжения, которые вы будете измерять.
Основой схемы такого вольтметра являются две поликомпараторные микросхемы с линейным законом индикации.
Микросхема – это набор из 10 компараторов и резисторов, которые образуют делитель напряжения. У компаратов на выходе есть ключевые каскады для того, чтобы управлять светодиодами. Для того, чтобы микросхемы работали последовательно, резисторные делители включены именно в таком (последовательном) порядке.
Светодиоды устанавливаем в одну линию. Вы можете взять как светодиодные линейки, так и 10 отдельных светодиодов. Для вольтметра подойдут светодиоды любого типа.

Цифровой амперметр на светодиодах – удобный способ отображения информации, при котором имеет значение не только модуль измеряемой величины (что, кстати, значительно удобнее определять не по отклонению стрелочного индикатора, а по величине столбчатой диаграммы, или при помощи мини-дисплея), но и частоту изменения этого параметра.

Описание схемы

Светодиоды не отличаются большой мощностью, но использовать их в слаботочных электрических цепях допустимо и целесообразно. В качестве примера можно рассмотреть схему получения цифрового амперметра для определения силы тока в аккумуляторной батарее автомобиля, при номинальном диапазоне значений в 40…60 мА.

Вариант внешнего вида амперметра на светодиодах в столбик

Количество использованных светодиодов определит пороговое значение тока, при котором в работу будет включаться один из светодиодов. В качестве операционного усилителя можно использовать LM3915, либо подходящий по параметрам микроконтроллер. На вход будет подаваться напряжение через любой низкоомный резистор.

Удобно отражать результаты измерения в виде столбчатой диаграммы, где весь, практически используемый диапазон тока будет разделяться на несколько сегментов по 5…10 мА. Плюсом LED является то, что в схеме можно использовать элементы разного цвета – красного, зелёного, синего и т.д.

Для работы цифрового амперметра потребуются следующие компоненты:

  1. Микроконтроллер типа PIC16F686 с АЦП на 16 бит.
  2. Настраиваемые джамперы для выхода конечного сигнала. Можно, как альтернативу, применить DIP-переключатели, которые используются в качестве электронных шунтов или сигнальных замыканий в обычных электронных цепях.
  3. Источник питания постоянного тока, который рассчитан на рабочее напряжение от 5 до 15 В (при наличии стабильного напряжения, что контролируется вольтметром, подойдёт и 6 В).
  4. Контактная плата, где можно разместить до 20 светодиодов типа SMD.

Электрическая схема амперметра на LED источниках

Последовательность размещения и монтажа амперметра

Входной сигнал по току (не более 1 А) подаётся от стабилизированного блока питания через шунтирующий резистор, допустимое напряжение на котором не должно быть более 40…50 В. Далее, проходя через операционный усилитель, сигнал поступает на светодиоды. Поскольку значение тока во время прохождения сигнала изменяется, то соответственно будет изменяться и высота столбика. Управляя током нагрузки, можно регулировать высоту диаграммы, получая результат с различной степенью точности .

Монтаж платы с SMD-компонентами, по желанию пользователя, можно размещать либо горизонтально, либо вертикально. Смотровое окошко перед началом тарировки необходимо перекрывать тёмным стеклом (подойдёт фильтр с кратностью 6…10 х от обычной сварочной маски).

Тарировка цифрового амперметра состоит в подборе минимального значения нагрузки по току, при которой светодиод будет светиться. Варьирование настройки производится экспериментально, для чего в схеме предусматривается резистор с небольшим (до 100 мОм) сопротивлением. Погрешность показаний такого амперметра обычно не превышает нескольких процентов.

Вы знали, что можно переделать старый вольтметр в амперметр? Как это сделать — смотрите видео:

Как настраивать регулировочный резистор

Для этого последовательно устанавливают силу тока, которая проходит через определённый светодиод. В качестве контрольного прибора можно использовать обычный тестер. Вольтметр включается в схему перед микроконтроллером, а амперметр – после него. Для исключения влияния случайных пульсаций подключается также сглаживающий конденсатор.

Практическим плюсом изготовления прибора своими руками (светодиодов не должно быть менее четырёх) является устойчивость схемы при значительных изменениях первоначально заданного диапазона силы тока. В отличие от обычных диодов, которые при коротком замыкании выйдут из строя, светодиоды просто не загораются.

Св-диоды как измерители тока в аккумуляторной батарее автомобиля, не только экономят заряд и сохраняют аккумуляторы, но и позволяют более удобным способом считывать показания.

Аналогичным образом можно построить и цифровой вольтметр. В качестве источников света для такого варианта применения подойдут элементы на 12 В, а наличие дополнительного шунта в схеме вольтметра позволит более рационально использовать всю высоту столбчатой диаграммы.

Эта конструкция описывает простой вольтметр, с индикатороми на двенадцати светодиодах. Данное измерительное устройство позволяет отображать измеряемое напряжение в диапазоне значений от 0 до 12 вольт с шагом в 1 вольт, причем погрешность в измерении очень низкая.

На трех операционных усилителях LM324 собраны компараторы напряжения. Их инверсные входы подсоединены к резисторному делителю напряжения, собранного на резисторах R1 и R2, через который на схему идет контролируемое напряжение.


На неинвертирующие входы операционных усилителей поступает опорное напряжение с делителя, выполненного на сопротивлениях R3 — R15. Если на входе вольтметра отсутствует напряжение, то на выходах ОУ будет высокий уровень сигнала и на выходах логических элементов будет логический ноль, поэтому светодиоды не светятся.

При поступление на вход светодиодного индикатора измеряемого напряжения, на определенных выходах компараторов ОУ установится низкий логический уровень, соответственно на светодиоды поступит высокий логический уровень, в результате чего загорится соответствующий светодиод. Для предотвращения подачи уровня напряжения на входе устройства имеется защитный стабилитрон на 12 вольт.

Этот вариант рассмотренной выше схемы отлично подойдет любому автовладельцу и даст ему наглядную информацию о состоянии заряда аккумуляторной батареи. В данном случае задействованы четыре встроенных компаратора микросборки LM324. Инвертирующими входами формируются опорные напряжения 5,6V, 5,2V, 4,8V, 4,4V соответственно. Напряжение аккумулятора напрямую поступает на инвертирующий вход через делитель на сопротивлениях R1 и R7.

Светодиоды выступают в роли мигающих индикаторов. Для настройки, вольтметр, подсоединяют к АКБ, затем регулируют переменный резистор R6 так, чтобы нужные напряжения присутствовали на инвертирующих выводах. Зафиксируйте индикаторные светодиоды на передней панели авто и нанесите рядом с ними напряжение аккумулятора, при котором загораются тот, или иной индикатор.

Итак, хочу сегодня рассмотреть очередной проект с применением микроконтроллеров, но еще и очень полезный в ежедневных трудовых буднях радиолюбителя. Это цифровое устройство на современном микроконтроллере. Конструкция его была взята из журнала радио за 2010 год и может быть с легкостью перестроена под амперметр в случае необходимости.

Это простая конструкция автомобильного вольтметра используется для контроля напряжения бортовой сети автомобиля и расчитана на диапазон от 10,5В до 15 вольт. В роли индикатора применены десять светодиодов.

Сердцем схемы является ИМС LM3914. Она способна оценить уровень входное напряжение и отобразить приблизительный результат на светодиодах в режиме точка или столбик.

Светодиоды выводят текущее значение напряжения аккумулятора или бортовой сети в режиме точки (вывод 9 не подключен или подсоединен на минус) или столбика (вывод 9 к плюсу питания).

Сопротивление R4 регулирует яркость свечения светодиодов. Резисторы R2 и переменный R1 образуют делитель напряжения. При помощи R1 осуществляется настройка верхнего порога напряжения, а при помощи резистора R3 нижнего.

Калибровка схемы делается по следующуму принципу. Подаем на вход вольтметра 15 вольт. Затем изменяя сопротивление R1, добивемся, зажигания светодиода VD10 (в режиме точка) или всех светодиодов(в режиме столбик).

Затем на вход подаем 10,5 вольт и R3 добиваемся свечения VD1. А затем увеличиваем уровень напряжение с шагом в половину вольта. Тумблер SA1 используется для переключения между режимами индикации точка/столбик. При замкнутом SA1 – столбик, при разомкнутом – точка.

Если напряжение на аккумуляторной батареи ниже уровня 11 вольт, стабилитроны VD1 и VD2 не пропускают ток, из-за чего светится только HL1, говорящий о низком уровне напряжения бортовой сети автомобиля.


Если напряжение лежит в интервале от 12 до 14 вольт, стабилитрон VD1 отпирает VT1. HL2 горит, указывая на нормальный уровень АКБ. Если напряжение батареи выше 15 вольт, стабилитрон VD2 отпирает VT2, и загорается светодиод HL3, показывающий значительное превышение напряжения в сети автомобиля.

В роли индикатора, как и в предыдущей конструкции, применены три светодиода.

При низком напряжении уровне загорается HL1. Если норма HL2. А более 14 вольт, вспыхивает третий светодиод. Стабилитрон VD1 формирует опорное напряжение для работы ОУ.

Старый добрый способ .

Вольтметр, установленный на панель приборов автомобиля, позволяет оперативно контролировать уровень напряжения в его бортовой сети. От такого прибора не требуется высокой разрешающей способности, зато необходима возможность легкой и быстрой определения показаний. Наилучшим образом этим условиям отвечает дискретный светодиодный индикатор напряжения. Подобные устройства получили весьма широкое распространение и для оценки уровня напряжения и мощности. Реализуют их, как правило, двумя способами.

Первый, суть его в том, что линейку светодиодов подключают к источнику измеряемого напряжения через много выходной резистивный делитель напряжения. Здесь использованы пороговые свойства светодиодов, транзисторов и диодов. За простоту такого индикатора приходится расплачиваться нечетким порогом зажигания светодиодов. Подобные устройства в свое время продавались в виде радио конструктора.

Второй способ — применение для включения каждого светодиода отдельного компаратора, сравнивающего часть входного сигнала с образцовым. Вследствие высокого коэффициента усиления компараторов, чаще всего выполняемых на ОУ, пороги включения и выключения очень четкие, но для индикатора требуется много микросхем. Счетверенные ОУ сейчас еще дороги, а одна такая микросхема может управлять только четырьмя светодиодами.

Вольтметр, предлагаемый вашему вниманию, оптимизирован в свете сказанного выше — в нем четкие пороговые уровни зажигания светодиодов получены с помощью минимума дешевых, экономичных и широкодоступных элементов. В основу принципа работы прибора положены пороговые свойства цифровой микросхемы.

Прибор (см. схему на рис. 1) представляет собой шестиуровневый индикатор. Для удобства применения в автомобиле интервал измерения выбран равным 10…15 В с шагом в 1 В. И интервал, и шаг могут быть легко изменены.

Пороговыми устройствами служат шесть инверторов DD1,1-DD1.6, каждый из которых представляет собой нелинейный усилитель напряжения с большим коэффициентом усиления. Пороговый уровень переключения инверторов — примерно половина напряжения питания микросхемы, поэтому они как бы сравнивают напряжение на входе с половиной напряжения питания.

Если входное напряжение инвертора превысит пороговый уровень, на его выходе появится напряжение низкого уровня. Поэтому светодиод, служащий нагрузкой инвертора, включится выходным (втекающим) током. Когда же на выходе инверторов высокий уровень, светодиоды закрыты и выключены.

С выходов резистивного делителя R1-R7 на вход инверторов поступает соответствующая доля напряжения бортовой сети. При изменении бортового напряжения пропорционально изменяются и его доли. Напряжение же питания инверторов и светодиодной линейки стабилизировано микросхема стабилизатором DA1. Номиналы резисторов R1-R7 рассчитывают таким образом., чтобы получить шаг переключения, равный 1 В.

Конденсатор С2 совместно с резистором R1 образуют низкочастотный фильтр, подавляющий кратковременные всплески напряжения, которые могут возникнуть, например, при пуске двигателя. Конденсатор С1 изготовитель микросхемных стабилизаторов рекомендует устанавливать для улучшения их устойчивости на высокой частоте. Резисторы R8-R13 ограничивают выходной ток инверторов.

Как рассчитать резисторы R1-R7? Несмотря на то, что на входе инверторов DD1.1.-D1.6 установлены полевые транзисторы, которые входного тока практически не потребляют, существует так называемый ток утечки. Это заставляет выбирать ток через делитель намного большим суммарного тока утечки всех шести инверторов (не более 6X10-5 мкА). Минимальным ток через делитель будет при минимальном индуцируемом напряжении 10 В.

Зададим этот ток равным 100 мкА, что примерно в миллион раз больше тока утечки. Тогда общее сопротивление делителя RД=R1+R2+RЗ+R4+R5+R6+R7 (в килоомах, если напряжение в вольтах, а ток — в миллиамперах) должно быть равно: Rд=Uвx min/Imin = 10В/0,1мА = 100кОм.

Теперь рассчитаем сопротивление каждого из резисторов при условии Uпор=Uпит/2, т. е. в рассматриваемом случае Uпор=3 В. При входном напряжении 15 В на резисторе R7 должно падать 3 В, а ток через него (равный току через весь делитель) Iд=UBX/Rд=15 В/100 кОм= 0,15 мА=150 мкА, Тогда сопротивление резистора R7: R=Uпоp/Iд; R7=3 В/0,15 мА=20кОм.

На входе инвертора DD1.5 3 В должно быть при входном напряжении 14 В. Ток через делитель в этом случае Iд=14 В/100 кОм=0,14 мА. Тогда суммарное сопротивление R6+R7=Uпоp/Iд=3/0,14-21,5 кОм.

Отсюда R6=21,5-20=1,5 кОм.

Аналогично определяют сопротивление остальных резисторов делителя: R5=UпорхRд/Uвх-(R6+R7)-1,6 кОм; R4-2 кОм, RЗ-2,2 кОм, R2-2.7 кОм и, наконец, R1=Rд-(R2+RЗ+R4+R5+R6+R7) = 70 кОм-68 кОм.

Вообще, как известно, пороговое напряжение элементов микросхем КМОП находится в пределах от 1/3Uпит до 2/3Uпит. Известно также, что изготовленные в едином технологическом цикле на одном кристалле элементы одной микросхемы имеют практически одинаковые значения порога переключения. Поэтому для точной установки «начала шкалы» вольтметра достаточно резистор R1 заменить последовательной цепью из подстроечного с рассчитанным номиналом и постоянного с номиналом в два раза меньше расчетного.

Температурная стабильность прибора весьма высока. При изменении температуры от -10 до +60 °С порог срабатывания изменяется на несколько сотых долей вольта. Микросхемный стабилизатор DА1 также обладает температурной стабильностью не хуже 30 мВ в пределах 0…100 °С.

Выходное напряжение стабилизатора DА1 не должно быть меньше 6 В, иначе инверторы не смогут обеспечить необходимый ток через светодиоды. Инверторы микросхемы К561ЛН2 допускают выходной ток до 8 мА. Светодиоды АЛ307БМ можно заменить любыми другими, пересчитав номиналы ток-ограничивающих резисторов R8-R13. Конденсаторы так же могут быть любыми на номинальное напряжение не менее 10 В.

Для налаживания собранное устройство подключают к выходу регулируемого источника напряжения, который будет имитировать бортовую сеть. Установив выходное напряжение источника 10 В, а сопротивление подстроечного резистора на максимум, вращают его движок до момента включения светодиода HL1. Остальные уровни устанавливаются автоматически.

Детали вольтметра смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис. 2. Она рассчитана на установку подстроечного резистора СПЗ-33, а остальных — МЛТ-0,125, конденсатора С1 — KM, С2 — К50-35.


Плата прикреплена ко дну коробки из пластика двумя винтами М2,5 на трубчатых стойках и еще одним таким же, который одновременно прижимает к плате микросхему DA1. Отметим, что эта микросхема установлена пластмассовой (а не металлической) гранью к плате. Между корпусом микросхемы и платой также установлена трубчатая стойка, но укороченная.

Выводы светодиодов перед монтажом изгибают на 90 град, с тем, чтобы их оптические оси были параллельны плоскости платы. Корпусы светодиодов должны выступать за край платы и при окончательной сборке устройства выходить в отверстия, просверленные в торце коробки.

Устойчивость работы стабилизатора и всего устройства в целом будет еще выше, если к входу микросхемы (между выв. 8 и 17) подключить конденсатор емкостью 0,1 мк. Для того чтобы обезопасить стабилизатор от случайных всплесков напряжения в бортовой сети, амплитуда которых может достигать 80 — 00 В. параллельно этому конденсатору следует подключить еще один — оксидный. Он должен иметь емкость не менее 1000 мкФ и номинальное напряжение 25 В. Этот конденсатор благоприяпто скажется и на работе радиоприемной и звукоусилитель автомобильной аппаратуры.

Литература

Схема бортового автомобильного вольтметра с индикацией на приведена на рисунке ниже:

Прибор представляет собой шестиуровневый линейный индикатор, в интервале от 10 до 15 вольт. DA1, на К142ЕН5Б на выводе 8, выдает напряжение 6 вольт для питания цифровой микросхемы DD1 типа К561ЛН2. Инверторы микросхемы К561ЛН2 служат пороговыми элементами, представляя собой нелинейные усилители напряжения, а резисторы R1 – R7 задают смещение на входах этих элементов. входное напряжение инвертора превысит пороговый уровень, на его выходе появится напряжение низкого уровня, светодиод на выходе соответствующего инвертора будет светиться.

Печатная плата бортового светодиодного вольтметра со схемой расположения деталей на ней, размером 80х45 мм изображена на рисунках ниже:

При налаживании бортового светодиодного вольтметра, вместо аккумулятора подключают лабораторный стабилизированный источник на 10 вольт, установив временно подстроечный резистор, вместо резистора R1. Изменяя сопротивление R1, добиваются момента включения светодиода HL1. Остальные уровни устанавливаются автоматически. При детальной проверке остальных уровней, уточняются сопротивления R2 – R6, соответственно.

Вольтметр на lm3914 от 0 до 12в. Простой псвевдо аналоговый LED вольтметр

Практически вся техника, которую выпускают в наши дни, содержит в себе светодиоды. Они буквально окружают нас со всех сторон, начиная от ламп и фонариков, заканчивая определением напряжения буквально во всей бытовой технике. Их часто используют для подсветки экранов, управления различными приборами и т.д.
Чаще всего в технике используются светодиоды пяти цветов:

  • белые,
  • красные,
  • зеленые,
  • желтые,
  • синие.

Так же они могут создавать инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Именно такие незаменимы в системах управления: пульты для телевизоров, кондиционеров и другой бытовой техники.
Мы рассмотрим способ применения светодиодов в определении напряжения устройств. Основной прибор для измерения напряжения – вольтметр. Как же тут могут пригодиться светодиоды? Они и станут нашими видимыми индикаторами.
Обычно, как образец приводят пример вольтметра на основе 12 светодиодов. Соответственно он может индексировать напряжение в диапазоне от 0 до 12 вольт. Такое устройство можно весьма эффективно использовать для измерения блоков питания, которые можно регулировать. Незаменимым он будет так же для радиолюбителей, в частности для создания небольших приборов дома.

Светодиоды – индикаторы

Использование светодиода в качестве индикатора тоже имеет свои законы, которые нужно знать, если вы собираете прибор своими руками.

  • Важно соблюдать полярность. Светодиод – полупроводниковый прибор, который имеет два вывода: катод и анод. Работать он будет только в случае прямого включения.
  • Граница напряжения. Для каждого светодиода она своя. Если превысить это значение – он сломается.
  • Как индикаторы рекомендуется применять светодиоды, которые достаточно ярко горят при напряжении 5 мА.


Вольтметры на светодиодах

Если погрешность вольтметра составляет не более 4%, то его можно смело назвать индикатором. Такое устройство можно легко сделать своими руками при помощи светодиодов. Вы сможете использовать такой вольтметр для индикации микросхем под напряжением 5 вольт. Индикаторами будут 6 светодиодов в границах 1,2 – 4,2 вольт с промежутком через 0,6 вольт. Светодиоды должны потреблять 60 микроампер.
Принцип работы индикатора основан на фиксации падения напряжения в переходах: база – эмиттер транзисторов и прямых падений на диодах (0,6 вольт).
Схему такого вольтметра легко найти в интернете.

Как собрать вольтметр для аккумулятора автомобиля?

Этот вольтметр можно использовать как для 12-вольтного аккумулятора, так и для зарядных устройств, либо вообще самостоятельно.
Индикатор будет состоять из 10 светодиодов с разницей значения в четверть вольт. Измерение напряжения будет в диапазоне 10,25 – 15 вольт.
Питание осуществляется от напряжения, которые вы будете измерять.
Основой схемы такого вольтметра являются две поликомпараторные микросхемы с линейным законом индикации.
Микросхема – это набор из 10 компараторов и резисторов, которые образуют делитель напряжения. У компаратов на выходе есть ключевые каскады для того, чтобы управлять светодиодами. Для того, чтобы микросхемы работали последовательно, резисторные делители включены именно в таком (последовательном) порядке.
Светодиоды устанавливаем в одну линию. Вы можете взять как светодиодные линейки, так и 10 отдельных светодиодов. Для вольтметра подойдут светодиоды любого типа.

Схема бортового автомобильного вольтметра с индикацией на приведена на рисунке ниже:

Прибор представляет собой шестиуровневый линейный индикатор, в интервале от 10 до 15 вольт. DA1, на К142ЕН5Б на выводе 8, выдает напряжение 6 вольт для питания цифровой микросхемы DD1 типа К561ЛН2. Инверторы микросхемы К561ЛН2 служат пороговыми элементами, представляя собой нелинейные усилители напряжения, а резисторы R1 – R7 задают смещение на входах этих элементов. входное напряжение инвертора превысит пороговый уровень, на его выходе появится напряжение низкого уровня, светодиод на выходе соответствующего инвертора будет светиться.

Печатная плата бортового светодиодного вольтметра со схемой расположения деталей на ней, размером 80х45 мм изображена на рисунках ниже:

При налаживании бортового светодиодного вольтметра, вместо аккумулятора подключают лабораторный стабилизированный источник на 10 вольт, установив временно подстроечный резистор, вместо резистора R1. Изменяя сопротивление R1, добиваются момента включения светодиода HL1. Остальные уровни устанавливаются автоматически. При детальной проверке остальных уровней, уточняются сопротивления R2 – R6, соответственно.

Это описание простого псвевдоаналогового вольтметра. Чтение измеренного значения происходит в виде точек светодиодов, стилизованных по типу стрелочнового датчика (хотя можно сделать и в виде LED линейки), но измерение происходит в цифровой форме, с использованием микроконтроллера. Вольтметр был создан в качестве дополнения к регулируемому блоку питания и был сделан из имеющихся под рукой радиоэлементов.

Схема принципиальная

Вольтметр состоит из двух частей: дисплея и измерительного модуля. Здесь обычный блок питания 5 В, МК Atmega8 с внешним источником опорного напряжения и регистры с 32 светодиодами.


Простой LED вольтметр — схема цифровой части

Основной диапазон измерений напряжения 1-32 В с разрешением 1 В, но решено ещё добавить автоматическое изменение диапазона на 0,1-3,2 В с разрешением 0,1 В.


Простой LED вольтметр — схема индикатора

Принцип действия основан на измерении напряжения с помощью двух преобразователей ADC0 и ADC1. Преобразователь ADC1 используется для определения диапазона измерения. Значение с этого датчика позволяет контролировать и добавлять резистор R9 через пин порта PC2 — образуя делитель 1:10, или отключая его. Для напряжений 0,1-3,2 V входное напряжение с CON2 подается через резистор R8 и поступает непосредственно на вход преобразователя ADC0. Если напряжение превысит заданное значение 3,3 вольта, то происходит переключение с низкого диапазона, (загорается зеленый диод LED33), на диапазон высокий.

Чтобы использовать такой вольтметр для блока питания 15 В, можно вместо делителя 1:10 установить делитель 1:4, что как раз и дает диапазон до 16 В с разрешением 0,5 В. Так как не каждому понравится переключение диапазонов, можно от этого отказаться и сделать один диапазон, соединив R9 непосредственно на массу, разрезав соединение с контактом PC2, ADC1 неиспользованный, вы можете также подключить к массе.

Диоды D2-D5 (вместе с R8, R10), представляют собой простейшую защиту преобразователей от подачи напряжения выше, чем напряжение питания Atmega, то есть 5 В. Конденсаторы C7, C8 дополнительно фильтруют расчетное напряжение. От внутреннего опорного напряжения Atmega отказались из-за его нестабильности. Образцовое напряжение выполнено на TL431. Значение опорного напряжения было зафиксировано на уровне 3,3 В. Точная настройка осуществляется с помощью потенциометра. Резисторы R3 и R4 позволяют подобрать диапазон регулировки напряжения потенциометра.

Питание аналоговой части МК также выполнено типично, с использованием дросселя 10 мкГн и конденсатора 100 нФ. Разделили массу цифровую и аналоговую.

Напряжение измерения передаются последовательно в регистры сигналами, маркированными как CLK, D и С., которые выводятся на разъем CON4.

Переключение режимов

Вольтметр может работать в режиме «светящейся точки» по стандартной настройке, или в режиме LED линейки. Изменение режима осуществляется изменением состояния контакта PB0, pin 14. Подключение к массе — это режим точечный, отсоединение этого контакта от массы — перевод в режим линейки.

Транзистор T1, R6, R7 и LED1 образуют простой источник тока, благодаря чему можно избежать необходимости применения отдельных резисторов для каждого из 32 светодиодов дисплея. Ток такого источника тока определяется номиналом R7. Вольтметр выполнен на односторонних печатных платах. Файлы и прошивка — .

Старый добрый способ .

Вольтметр, установленный на панель приборов автомобиля, позволяет оперативно контролировать уровень напряжения в его бортовой сети. От такого прибора не требуется высокой разрешающей способности, зато необходима возможность легкой и быстрой определения показаний. Наилучшим образом этим условиям отвечает дискретный светодиодный индикатор напряжения. Подобные устройства получили весьма широкое распространение и для оценки уровня напряжения и мощности. Реализуют их, как правило, двумя способами.

Первый, суть его в том, что линейку светодиодов подключают к источнику измеряемого напряжения через много выходной резистивный делитель напряжения. Здесь использованы пороговые свойства светодиодов, транзисторов и диодов. За простоту такого индикатора приходится расплачиваться нечетким порогом зажигания светодиодов. Подобные устройства в свое время продавались в виде радио конструктора.

Второй способ — применение для включения каждого светодиода отдельного компаратора, сравнивающего часть входного сигнала с образцовым. Вследствие высокого коэффициента усиления компараторов, чаще всего выполняемых на ОУ, пороги включения и выключения очень четкие, но для индикатора требуется много микросхем. Счетверенные ОУ сейчас еще дороги, а одна такая микросхема может управлять только четырьмя светодиодами.

Вольтметр, предлагаемый вашему вниманию, оптимизирован в свете сказанного выше — в нем четкие пороговые уровни зажигания светодиодов получены с помощью минимума дешевых, экономичных и широкодоступных элементов. В основу принципа работы прибора положены пороговые свойства цифровой микросхемы.

Прибор (см. схему на рис. 1) представляет собой шестиуровневый индикатор. Для удобства применения в автомобиле интервал измерения выбран равным 10…15 В с шагом в 1 В. И интервал, и шаг могут быть легко изменены.

Пороговыми устройствами служат шесть инверторов DD1,1-DD1.6, каждый из которых представляет собой нелинейный усилитель напряжения с большим коэффициентом усиления. Пороговый уровень переключения инверторов — примерно половина напряжения питания микросхемы, поэтому они как бы сравнивают напряжение на входе с половиной напряжения питания.

Если входное напряжение инвертора превысит пороговый уровень, на его выходе появится напряжение низкого уровня. Поэтому светодиод, служащий нагрузкой инвертора, включится выходным (втекающим) током. Когда же на выходе инверторов высокий уровень, светодиоды закрыты и выключены.

С выходов резистивного делителя R1-R7 на вход инверторов поступает соответствующая доля напряжения бортовой сети. При изменении бортового напряжения пропорционально изменяются и его доли. Напряжение же питания инверторов и светодиодной линейки стабилизировано микросхема стабилизатором DA1. Номиналы резисторов R1-R7 рассчитывают таким образом., чтобы получить шаг переключения, равный 1 В.

Конденсатор С2 совместно с резистором R1 образуют низкочастотный фильтр, подавляющий кратковременные всплески напряжения, которые могут возникнуть, например, при пуске двигателя. Конденсатор С1 изготовитель микросхемных стабилизаторов рекомендует устанавливать для улучшения их устойчивости на высокой частоте. Резисторы R8-R13 ограничивают выходной ток инверторов.

Как рассчитать резисторы R1-R7? Несмотря на то, что на входе инверторов DD1.1.-D1.6 установлены полевые транзисторы, которые входного тока практически не потребляют, существует так называемый ток утечки. Это заставляет выбирать ток через делитель намного большим суммарного тока утечки всех шести инверторов (не более 6X10-5 мкА). Минимальным ток через делитель будет при минимальном индуцируемом напряжении 10 В.

Зададим этот ток равным 100 мкА, что примерно в миллион раз больше тока утечки. Тогда общее сопротивление делителя RД=R1+R2+RЗ+R4+R5+R6+R7 (в килоомах, если напряжение в вольтах, а ток — в миллиамперах) должно быть равно: Rд=Uвx min/Imin = 10В/0,1мА = 100кОм.

Теперь рассчитаем сопротивление каждого из резисторов при условии Uпор=Uпит/2, т. е. в рассматриваемом случае Uпор=3 В. При входном напряжении 15 В на резисторе R7 должно падать 3 В, а ток через него (равный току через весь делитель) Iд=UBX/Rд=15 В/100 кОм= 0,15 мА=150 мкА, Тогда сопротивление резистора R7: R=Uпоp/Iд; R7=3 В/0,15 мА=20кОм.

На входе инвертора DD1.5 3 В должно быть при входном напряжении 14 В. Ток через делитель в этом случае Iд=14 В/100 кОм=0,14 мА. Тогда суммарное сопротивление R6+R7=Uпоp/Iд=3/0,14-21,5 кОм.

Отсюда R6=21,5-20=1,5 кОм.

Аналогично определяют сопротивление остальных резисторов делителя: R5=UпорхRд/Uвх-(R6+R7)-1,6 кОм; R4-2 кОм, RЗ-2,2 кОм, R2-2.7 кОм и, наконец, R1=Rд-(R2+RЗ+R4+R5+R6+R7) = 70 кОм-68 кОм.

Вообще, как известно, пороговое напряжение элементов микросхем КМОП находится в пределах от 1/3Uпит до 2/3Uпит. Известно также, что изготовленные в едином технологическом цикле на одном кристалле элементы одной микросхемы имеют практически одинаковые значения порога переключения. Поэтому для точной установки «начала шкалы» вольтметра достаточно резистор R1 заменить последовательной цепью из подстроечного с рассчитанным номиналом и постоянного с номиналом в два раза меньше расчетного.

Температурная стабильность прибора весьма высока. При изменении температуры от -10 до +60 °С порог срабатывания изменяется на несколько сотых долей вольта. Микросхемный стабилизатор DА1 также обладает температурной стабильностью не хуже 30 мВ в пределах 0…100 °С.

Выходное напряжение стабилизатора DА1 не должно быть меньше 6 В, иначе инверторы не смогут обеспечить необходимый ток через светодиоды. Инверторы микросхемы К561ЛН2 допускают выходной ток до 8 мА. Светодиоды АЛ307БМ можно заменить любыми другими, пересчитав номиналы ток-ограничивающих резисторов R8-R13. Конденсаторы так же могут быть любыми на номинальное напряжение не менее 10 В.

Для налаживания собранное устройство подключают к выходу регулируемого источника напряжения, который будет имитировать бортовую сеть. Установив выходное напряжение источника 10 В, а сопротивление подстроечного резистора на максимум, вращают его движок до момента включения светодиода HL1. Остальные уровни устанавливаются автоматически.

Детали вольтметра смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис. 2. Она рассчитана на установку подстроечного резистора СПЗ-33, а остальных — МЛТ-0,125, конденсатора С1 — KM, С2 — К50-35.


Плата прикреплена ко дну коробки из пластика двумя винтами М2,5 на трубчатых стойках и еще одним таким же, который одновременно прижимает к плате микросхему DA1. Отметим, что эта микросхема установлена пластмассовой (а не металлической) гранью к плате. Между корпусом микросхемы и платой также установлена трубчатая стойка, но укороченная.

Выводы светодиодов перед монтажом изгибают на 90 град, с тем, чтобы их оптические оси были параллельны плоскости платы. Корпусы светодиодов должны выступать за край платы и при окончательной сборке устройства выходить в отверстия, просверленные в торце коробки.

Устойчивость работы стабилизатора и всего устройства в целом будет еще выше, если к входу микросхемы (между выв. 8 и 17) подключить конденсатор емкостью 0,1 мк. Для того чтобы обезопасить стабилизатор от случайных всплесков напряжения в бортовой сети, амплитуда которых может достигать 80 — 00 В. параллельно этому конденсатору следует подключить еще один — оксидный. Он должен иметь емкость не менее 1000 мкФ и номинальное напряжение 25 В. Этот конденсатор благоприяпто скажется и на работе радиоприемной и звукоусилитель автомобильной аппаратуры.

Литература

Простая схема светодиодного вольтметра с использованием LM3914

Когда нам пришлось покинуть место, то необходимо измерить постоянное напряжение.
Если все время носить мультиметр. Почувствуйте себя слишком большим. Думаю, построена простая схема светодиодного вольтметра компактной в виде ручки. К необходимому времени.

Как работает схема

На рисунке 1 изображена схема светодиодного дисплея вольтметра в виде ручки. Эта работа делится на две части: делитель напряжения получает напряжение, а затем соответствующим образом снижает уровень напряжения.Для отправки ввода во вторую часть, которая является основной частью самого дисплея.

Из цепи R1, R2, R3 действует как деление напряжения при касании щупа на 3 уровня. Рядом находится переключатель S2 для выбора диапазона измерения. Которые могут измерять напряжение в третьем диапазоне: На S2 — на X1 будет измеряться напряжение в диапазоне 0-1,2 В. Если S2 находится в положении X10, будет измеряться напряжение в диапазоне 0-12 В. Но если S1 — это X100, его можно измерить по шкале, равной 120 В.

Если дисплей имеет номер IC1, это ИС дисплея измерителя LM3914.В гистограмме характеристик к выходному выводу 10 (вывод 9 подключен к положительному источнику питания Vcc, чтобы создать впечатление, что точка этого проекта. Отпустив его, чтобы он поплавал на вывод 9 IC). Контакт 5 служит входом для измерения напряжения на ИС. Затем отобразите уровень 10 от 0,12 В до 1,2 В.

Если опорное напряжение составляет 1,2 В, если напряжение на выводе 5 равно или близко к 0,36 В для светодиода 3. Если напряжение 1,2 В LED10 горит, это также отображается в этой точке. Полномасштабное напряжение на выводе 5, поэтому оно будет от 0 до 1.Напряжение 2 В на R1, R2, R3 снижает напряжение на самой ручке зонда. Чтобы напряжение на выводе 5 не превышало 1,2В.

Каждый выходной вывод может управлять токами до 30 мА, а ток через каждый светодиод можно контролировать с помощью резистора R4 1,2 кОм, здесь ток, вытекающий из вывода 7, приблизительно равен 1 мА. Итак, ток через каждый светодиод составляет примерно 10 мА или примерно в 10 раз больше тока на контакте 7, R4 должен управлять яркостью светодиода, также создает опорное напряжение между контактами 7 и 8 на 1.2 вольта.

Когда время мы должны были взять заземление цепи, подключенной к земле меры, которые мы. По такому же напряжению.

Изготовление и внедрение.

На Рис. 2 , компоновка печатной платы и расположение компонентов этого проекта.

Когда мы нажимаем переключатель S1, мы готовы измерить постоянное напряжение, повышающееся напряжение. Однако перед этим установите переключатель S2 в положение X100. Если не надо гадать, сколько измеряется напряжение.Если светодиод не подключен, постепенно переходите к X10 или X1 S1 соответственно. Не забывайте, что пасть аллигатора прижимается к земле храма, которая проветрит землю на костре, она должна быть такой же.
чтений.

Для каждого светодиода, чтобы указать, что первое приращение от 0,12 В до 1,2 В, так что каждый светодиод с напряжением, равным 0,12 В при измерении расстояния между светодиодом и местом, где оно должно быть умножено на это значение. перейдите к переключателю S2.
Например, S2 имеет значение x10, а затем измерьте напряжение, при котором светодиод 4 светодиод 4 равен 0.48, поэтому значение будет умножено на (0,48 x 10) = 4,8, мы можем оценить, что измеренное напряжение составляет 4,8 В.

Эти значения являются приблизительными. Фактическое значение может быть меньше 4,8 В или больше 0,1 В, когда светодиод горит для каждого из двух соседних. Это показывает, что напряжение, измеренное между центром светодиодного датчика вольтметра, использовалось для грубого измерения постоянного напряжения. Как напряжение в этот момент. Обычно мы измеряем постоянное напряжение в диапазоне 0-20В. В основном это

Список компонентов

0.Резисторы 25 Вт, допуск: 1%
R1: 909K
R2: 90.9K
R3: 9.09K
R4: 1.2K

Электролитические конденсаторы
C1: 3,3 мкФ 16 В
S1: двухпозиционный переключатель
S2: ​​3-ступенчатый селектор switch

IC1: LM3914

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ЧЕРЕЗ EMAIL

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

светодиодных схем «Graph» | Журнал Nuts & Volts


СВЕТОДИОДНЫЕ ДИСПЛЕИ «ГРАФИК»

Одним из самых популярных типов схем мульти-светодиодных индикаторов является так называемый индикатор аналогового значения или «графический» дисплей, который предназначен для управления цепочкой из линейно расположенных светодиодов таким образом, чтобы длина цепочки горит пропорционально аналоговому значению напряжения, приложенного к входу схемы драйвера светодиода, т.е.г., так что схема действует как аналоговый вольтметр.

Практические графические схемы могут быть разработаны для создания либо гистограмм, либо точечных диаграмм. Рисунок 1 иллюстрирует принцип гистограммы и показывает линию из 10 светодиодов, используемых для представления измерителя с линейной шкалой 0–10 В, который показывает (a) 7 В или (b) 4 В; значение входного напряжения отображается общим количеством горящих светодиодов.

РИСУНОК 1. Индикация гистограммы (a) 7V и (b) 4V на 10-светодиодной шкале.


На рисунке 2 показан тот же измеритель, работающий в режиме точечного графика; значение входного напряжения указывается относительным положением одного горящего светодиода. На самом деле, положение «0» часто указывается на этих шкалах отдельным светодиодом, который постоянно активен, когда дисплей используется.

РИСУНОК 2. Точечная индикация (a) 7V и (b) 4V на 10-светодиодной шкале.


Доступен ряд специальных ИС для управления универсальными светодиодными системами аналогового отображения значений.На протяжении многих лет самыми известными ИС этого типа были семейство U237 (и т. Д.) От AEG, семейство UAA170 (и т. Д.) От Siemens и семейство LM3914 (и т. Д.) От National Semiconductors. Однако первые два из этих семейств уже прекратили производство, и осталось только семейство LM3914. Семейство LM3914 — это популярные и универсальные ИС, каждая из которых может напрямую управлять до 10 светодиодами (но может быть легко подключена каскадом для управления большим количеством светодиодов) и может управлять ими как в полосовом, так и в точечном режиме.

Гистограммы

, управляемые ИС, представляют собой недорогую и в некоторых отношениях превосходную альтернативу аналоговым индикаторам с подвижной катушкой.Они невосприимчивы к проблемам «заедания», быстродействуют и не подвержены влиянию вибрации или физического состояния.

Их чешуе легко можно придать любую желаемую форму. На данном дисплее отдельные цвета светодиодов могут быть смешаны, чтобы выделить определенные части дисплея, а детекторы выхода за пределы диапазона можно легко активировать с микросхем драйвера и использовать для подачи сигнала тревоги и / или мигания всего дисплея под верхней крышкой. -диапазонное состояние.

Светодиодные «графические» дисплеи

имеют лучшую линейность, чем обычные счетчики с подвижной катушкой; типичная линейная точность равна 0.5%. Разрешение шкалы зависит от количества используемых светодиодов; 10-светодиодный дисплей обеспечивает адекватное разрешение для многих практических целей. В этой статье показано большое количество разнообразных схем графического отображения на основе мульти-светодиодов LM3914.

LM3914-ОСНОВЫ СЕМЕЙСТВА

Семейство LM3914 ИС драйверов с точечной / гистограммой производится компанией National Semiconductors. Это умеренно сложные, но очень универсальные устройства, размещенные в 18-контактных корпусах DIL, каждое из которых способно напрямую управлять до 10 светодиодами в точечном или линейном режиме.

Семейство состоит из трех устройств: LM3914, LM3915 и LM3916; все они используют одну и ту же базовую внутреннюю схему (см. , рис. 3, ), но различаются стилем масштабирования выходной схемы управления светодиодами, как показано на рис. 4 .

РИСУНОК 3. Внутренняя схема LM3914 с подключениями для создания линейного измерителя с 10 светодиодами 0–1,2 В с точечным или гистограммным дисплеем.


РИСУНОК 4. Пороговые значения ИС серии LM3914 / 15/16, рассчитанные на управление 10 светодиодами при полной чувствительности 10 В.


Таким образом, LM3914 представляет собой устройство с линейной шкалой, специально предназначенное для использования в светодиодных вольтметрах, в которых количество горящих светодиодов дает прямую индикацию значения входного напряжения (или некоторого параметра, который представлен пропорциональным Напряжение). LM3915, с другой стороны, имеет выход с логарифмической шкалой, рассчитанный на диапазон от -27 дБ до 0 дБ с шагом 10 -3 дБ, и специально разработан для использования в приложениях для индикации мощности и т. Д.Наконец, LM3916 имеет полулогарифмическую шкалу, охватывающую 23 дБ, и специально разработан для использования в измерителях уровня громкости.

Все три устройства семейства LM3914 используют одну и ту же базовую внутреннюю схему, а Рисунок 3 показывает конкретную внутреннюю схему линейно-масштабированного LM3914 вместе с соединениями, которые позволяют ему работать как простой 10-светодиодный индикатор 0-1,2 В. метр.

ИС содержит 10 компараторов напряжения, каждый с неинвертирующим контактом, подключенным к определенному отводу на многоступенчатом прецизионном делителе потенциала с плавающей запятой, и со всеми инвертирующими клеммами, подключенными параллельно и доступными через входной контакт 5 и встроенное единичное усиление буферный усилитель.

Выход каждого компаратора доступен извне и может потреблять до 30 мА; токи стока ограничены изнутри и могут быть предварительно настроены извне с помощью одного резистора (R1).

ИС также содержит плавающий источник опорного напряжения 1,2 В между контактами 7 и 8. В , рис. 3 , источник опорного напряжения показан внешне подключенным к внутреннему делителю потенциала (контакты 4 и 6). Обратите внимание, что контакты 8 и 4 показаны заземленными, поэтому в этом случае нижняя часть делителя находится на нулевом напряжении, а верхняя — на 1.2В. Микросхема также содержит логическую сеть, которая может быть настроена извне (через контакт 9) для отображения точек или полос на выходах 10 компараторов. СК работает следующим образом.

Предположим, что логика IC настроена на работу в линейном режиме, и что опорное напряжение 1,2 В подается на внутренний 10-ступенчатый делитель, как показано. Таким образом, 0,12 В подается на инвертирующий или опорный вход нижнего компаратора, 0,24 В на следующий, 0,36 В на следующий и так далее. Если теперь на вывод 5 ИС подается медленно возрастающее входное напряжение, происходит следующая последовательность действий.

Когда входное напряжение равно нулю, выходы всех 10 компараторов отключены и все светодиоды выключены. Когда входное напряжение достигает опорного значения 0,12 В первого компаратора, его выход проводит ток и включает LED1. Когда входной сигнал достигает опорного значения 0,24 В второго компаратора, его выход также проводит и включает светодиод 2, поэтому на этом этапе горят светодиоды 1 и 2.

По мере дальнейшего увеличения входного напряжения все больше и больше компараторов и светодиодов включаются до тех пор, пока, в конце концов, входное напряжение не вырастет до 1.2 В, последний компаратор и LED10 включаются, после чего загораются все светодиоды.

Аналогичное действие достигается, когда логика LM3914 настроена на работу в точечном режиме, за исключением того, что в любой момент времени горит только один светодиод; при нулевом напряжении светодиоды не горят, а при 1,2 В и выше горит только светодиод 10.

НЕКОТОРЫЕ ДЕТАЛИ

В , рис. 3 , R1 показан подключенным между контактами 7 и 8 (выход опорного напряжения 1,2 В) и определяет токи включения светодиодов. Ток включения каждого светодиода примерно в 10 раз превышает выходной ток 1.Источник 2 В, который может подавать до 3 мА и, таким образом, позволяет устанавливать токи светодиодов до 30 мА через R1. Если, например, общее сопротивление 1 кОм (равное параллельным значениям R1 и 10 кОм внутреннего делителя потенциала ИС) подано на контакты 7 и 8, источник 1,2 В будет передавать 1 мА, а каждый светодиод — 10 Ом. мА в режиме ВКЛ.

Обратите внимание на то, что ИС может пропускать общие токи до 300 мА при использовании в полосовом режиме со всеми 10 включенными светодиодами. Однако максимальная номинальная мощность ИС составляет всего 660 мВт, поэтому существует опасность превышения этого номинала, когда ИС используется в полосовом режиме.На практике ИС может получать питание от источников постоянного тока в диапазоне от трех до 25 вольт, а светодиоды могут использовать то же питание, что и ИС, или могут питаться независимо; этот последний вариант можно использовать для поддержания рассеиваемой мощности ИС на минимальном уровне.

Внутренний 10-каскадный делитель потенциала ИС является плавающим, оба конца которого доступны извне для максимальной универсальности, и может питаться либо от внутреннего опорного источника, либо от внешнего источника или источников. Если, например, верхняя часть цепи подключена к источнику 10 В, ИС будет работать как измеритель 0-10 В, если нижний конец цепи заземлен, или как измеритель ограниченного диапазона 5-10 В, если нижний конец цепочки привязан к источнику 5В.

Единственное ограничение на использование делителя состоит в том, что его напряжение не должно быть более чем на 2 В ниже напряжения питания ИС (которое ограничено максимумом 25 В). Вход (вывод 5) ИС полностью защищен от перенапряжения до плюс или минус 35 В.

Внутреннее опорное напряжение ИС обеспечивает номинальное выходное напряжение 1,28 В (пределы от 1,2 В до 1,34 В), но может быть запрограммировано извне для получения эффективных опорных значений до 12 В (как показано ниже).

ИС можно сделать так, чтобы она отображала полосу, подключив контакт 9 напрямую к контакту 3 (положительное питание), или — если используется только одна ИС — можно настроить отображение точек, оставив контакт 9 разомкнутой цепи или потянув его минимум на 200 мВ ниже значения напряжения на контакте 3.

Если две или более микросхемы подключены каскадом для управления 20 или более светодиодами в точечном режиме, контакт 9 должен (за исключением случая последней ИС в цепочке) быть подключен к контакту 1 следующей ИС, а резистор 20 кОм должен быть подключен. быть подключенным между контактом 11 и положительной шиной питания светодиодов.

Наконец, обратите внимание, что основное различие между тремя членами семейства микросхем LM3914 заключается в значениях сопротивления, используемых во внутреннем 10-каскадном делителе потенциала. В LM3914 все резисторы в цепи имеют одинаковые значения и, таким образом, отображают линейное отображение с 10 равными шагами.В LM3915 резисторы логарифмически взвешены и, таким образом, отображают логарифм от -27 дБ до 0 дБ с шагом 10 -3 дБ. В LM3916 резисторы взвешиваются полулогарифмическим способом и создают дисплей, который особенно подходит для приложений VU-метра.

Давайте теперь продолжим и рассмотрим некоторые практические применения этой серии устройств, уделив особое внимание линейной ИС LM3914.

ТОЧЕЧНЫЙ РЕЖИМ ВОЛЬТМЕТРА

На рисунках 5 9 показаны различные способы использования микросхемы LM3914 для изготовления точечных вольтметров с 10 светодиодами и различными значениями чувствительности к полномасштабному отклонению (FSD).Обратите внимание на то, что во всех этих схемах контакт 9 остается разомкнутым, чтобы обеспечить работу в точечном режиме, и что конденсатор 10 мкФ подключается непосредственно между контактами 2 и 3 для повышения стабильности схемы.

На рисунке 5 показаны соединения для создания вольтметра с переменным диапазоном (от 1,2 В до 1000 В FSD). Нижние концы внутреннего опорного источника и делителя заземлены, а их верхние концы соединены вместе, поэтому измерительный прибор имеет базовую полную чувствительность 1,2 В, но переменный диапазон обеспечивается делителем потенциала Rx-R1 на входе схема.Таким образом, когда Rx равен нулю, FSD равен 1,2 В, но когда Rx равен 90 КБ, FSD равен 12 В. Резистор R2 подключен к внутреннему опорному устройству и устанавливает ток включения светодиодов примерно на 10 мА.

РИСУНОК 5. Точечный вольтметр от 1,2 В до 1000 В FSD.


На рис. 6 показано, как сделать измеритель с фиксированным диапазоном 0–10 В, используя внешний стабилитрон 10 В (подключенный к верхней части внутреннего делителя) для обеспечения опорного напряжения. Напряжение питания этой цепи должно быть как минимум на два вольта выше опорного напряжения стабилитрона.

РИСУНОК 6. Измеритель 10 В FSD с использованием внешнего опорного сигнала.


На рис. 7 показано, как можно сделать внутреннее опорное напряжение ИС для эффективного обеспечения переменного напряжения, позволяя установить значение FSD измерителя в любом месте в диапазоне от 1,2 В до 10 В. В этом случае ток 1 мА (определяемый R1) плавающего внутреннего опорного напряжения 1,2 В течет на землю через RV1, и результирующее напряжение RV1 поднимает опорные контакты (контакты 7 и 8) выше нуля.

РИСУНОК 7. Альтернативный точечный вольтметр с переменным диапазоном (от 1,2 В до 10 В).


Если, например, для RV1 установлено значение 2k4, на контакте 8 будет 2,4 В, а на контакте 7 — 3,6 В. Таким образом, RV1 позволяет изменять напряжение на выводе 7 (подключенном к верхней части внутреннего делителя) от 1,2 В до примерно 10 В и, таким образом, устанавливает значение FSD измерителя в пределах этих значений. Обратите внимание, что напряжение питания схемы должно быть как минимум на 2 В выше желаемого значения напряжения FSD.

На рисунке 8 показаны соединения для создания измерителя с расширенной шкалой, который, например, считывает напряжения в диапазоне от 10 до 15 вольт.RV2 устанавливает ток светодиода примерно на 12 мА, но также позволяет установить опорное значение в диапазоне 0–1,2 В на нижнем (вывод 4) конце внутреннего делителя. Таким образом, если RV2 настроен на подачу 0,8 В на вывод 4, основной измеритель будет считывать напряжения только в диапазоне от 0,8 до 1,2 вольт. Установив делитель потенциала Rx-RV1 на вход схемы, этот диапазон может быть увеличен до (скажем) 10-15 В или любого другого желаемого диапазона.

РИСУНОК 8. Точечный вольтметр с расширенной шкалой (10–15 В и т. Д.).


Наконец, На рис. 9 показан вольтметр с точечным режимом с расширенной шкалой, который специально разработан для индикации заряда аккумуляторной батареи транспортного средства (номинальное напряжение 12 В). В этом случае R2-RV2 эффективно настроены на обеспечение базового диапазона от 2,4 до 3,6 вольт, но вход в схему поступает от положительной шины питания через делитель потенциала R1-RV1, и показание показаний вольт, таким образом, соответствует предварительно установленное значение, кратное базовому диапазону. Как показано на схеме, на дисплее можно использовать красный и зеленый светодиоды, расположенные так, что зеленые светодиоды загораются, когда напряжение находится в «безопасном» диапазоне от 12 до 14 вольт.

РИСУНОК 9. Автомобильный вольтметр с точечным режимом расширенной шкалы.


Чтобы откалибровать вышеуказанную схему, сначала установите напряжение питания 15 В и отрегулируйте RV1 так, чтобы светодиод 10 просто загорелся. Уменьшите питание до 10 В и отрегулируйте RV2 так, чтобы светодиод 1 просто загорался. Еще раз проверьте настройки RV1 и RV2. На этом калибровка завершена, и устройство можно установить в транспортном средстве, подключив провод «0» вольт к шасси, а провод «+12 В» — к аккумулятору транспортного средства через выключатель зажигания.

ВОЛЬТМЕТРЫ БАРНОГО РЕЖИМА

Схемы точечного режима на рисунках 5 9 можно заставить работать в полосовом режиме, просто подключив контакт 9 к контакту 3, а не к контакту 11. Однако при использовании режима полосы он должен быть вспомнил, что номинальная мощность ИС не должна быть превышена, допуская чрезмерное напряжение на выходных клеммах, когда горят все 10 светодиодов. Когда светодиоды находятся в проводящем состоянии, они падают примерно на 2 В, поэтому одним из способов решения этой проблемы является питание светодиодов от их собственного низковольтного (от 3 до 5 В) источника питания, как показано на Рисунок 10 .

РИСУНОК 10. Вольтметр с линейной индикацией и отдельным светодиодным питанием.


Альтернативным решением является питание ИС и светодиодов от одного источника, но подключение токоограничивающего резистора последовательно с каждым светодиодом, как показано на Рисунок 11 , чтобы выходной терминал ИС насыщался, когда светодиоды находятся на.

РИСУНОК 11. Вольтметр с линейным дисплеем и общим источником питания светодиодов и микросхем.


На рис. 12 показан другой способ получения полоски без чрезмерного рассеивания мощности.Здесь все светодиоды подключены последовательно, но каждый из них подключен к отдельному выходу ИС, а ИС подключена для работы в точечном режиме.

РИСУНОК 12. Способ получения столбчатого дисплея при точечном режиме работы и минимальном потреблении тока.


Таким образом, когда (например) светодиод 5 включен, он потребляет свой ток через светодиоды с 1 по 4, поэтому все пять светодиодов включены, а общий ток светодиода равен току одного светодиода, а общая рассеиваемая мощность довольно низка.Питание светодиодов в этой цепи должно быть больше суммы падений напряжения на всех светодиодах, когда все светодиоды включены, но должно находиться в пределах напряжения ИС; Таким образом, требуется регулируемое питание 24 В.

На рисунке 13 показана очень полезная модификация, которая позволяет запитывать указанную выше схему от нерегулируемых источников в диапазоне от 12 до 18 вольт.

РИСУНОК 13. Модификация схемы Рисунка 12 для работы от нерегулируемых источников питания с 12 В до 18 В.


В этом случае светодиоды разделены на две цепи, а транзисторы используются для включения нижней (светодиоды с 1 по 5) цепи, когда верхняя цепь активна; максимальный общий ток светодиода равен удвоенному току одного светодиода.

ВОЛЬТМЕТРЫ с 20 светодиодами

Рисунок 14 показывает, как две микросхемы LM3914 могут быть соединены между собой для создания точечного вольтметра с 20 светодиодами.

РИСУНОК 14. Точечный 20-светодиодный вольтметр (FSD = 2,4 В, когда Rx = 0).


Здесь входные клеммы двух микросхем подключены параллельно, но IC1 настроен так, что он считывает от 0 до 1,2 вольт, а IC2 настроен так, что он читает от 1,2 до 2,4 вольт. В последнем случае нижний конец делителя потенциала IC2 соединен с опорным напряжением 1,2 В на IC1, а верхний конец делителя выводится на верхнюю часть опорного напряжения 1,2 В на IC2, которое на 1,2 В выше этого значения. IC1.

20-LED Рисунок 14 Схема подключена для работы в точечном режиме, и в этом случае контакт 9 IC1 подключен к контакту 1 IC2, контакт 9 IC2 является разомкнутой цепью, а резистор 22K подключен к параллельно светодиоду 9 IC1.

На рис. 15 показаны соединения для создания вольтметра с 20-светодиодной шкалой. Подключения аналогичны соединениям , рис. 14, , за исключением того, что контакт 9 соединен с контактом 3 на каждой ИС, а токоограничивающий резистор 470R подключен последовательно к каждому светодиоду для уменьшения рассеиваемой мощности ИС.

РИСУНОК 15. Вольтметр с 20 светодиодами в полосковом режиме (FSD = 2,4 В, когда Rx = 0).


В заключение этого обзора цепей LM3914, Рисунок 16 показывает простой преобразователь частоты в напряжение, который можно использовать для преобразования любой из цепей Рисунок 14 или 15 в тахометры с 20 светодиодами (RPM-метры). ).

РИСУНОК 16. Схема преобразования тахометра транспортного средства для использования с 20-светодиодным вольтметром.


Этот преобразователь следует устанавливать между точками размыкателя контактов автомобиля и входом цепи вольтметра. На рис. 16 значение C2, равное 22n, является оптимальным значением для полного диапазона 10 000 об / мин четырехцилиндрового четырехтактного двигателя. Для существенно более низких значений полной шкалы оборотов, возможно, придется увеличить значение C2 — значение, возможно, придется уменьшить на автомобилях с шестью или более цилиндрами.

ЦЕПИ

LM3915 / LM3916

ИС LM3915 «log» и LM3916 «semi-log» работают так же, как и LM3914, и фактически могут напрямую использоваться в большинстве схем, показанных на рисунках 5 15 . Однако в большинстве практических приложений эти конкретные ИС используются для индикации значения входного сигнала переменного тока, и самый простой способ добиться такого отображения — подключить сигнал переменного тока напрямую или через аттенюатор к входному контакту 5 входного разъема IC, как показано на рис. 17 .ИС реагирует только на положительные половины таких входных сигналов, и количество горящих светодиодов, таким образом, пропорционально мгновенному пиковому значению входного сигнала.

Схема , рис. 17 представляет собой схему простого измерителя мощности звука на основе LM3915, который используется для индикации мгновенных значений выходного напряжения внешнего громкоговорителя.

РИСУНОК 17. Простой измеритель мощности звука, управляемый динамиком.


Контакт 9 оставлен без разомкнутой цепи для работы в точечном режиме, а R1 имеет значение 390R, что дает ток светодиода около 30 мА, что дает четкую индикацию кратких мгновенных уровней напряжения.Измеритель показывает мощность звука в диапазоне от 200 мВт до 100Вт.

Рисунок 18 показывает основной способ использования LM3916 IC в качестве измерителя уровня громкости с полной шкалой чувствительности 10 В постоянного тока.

РИСУНОК 18. Базовая схема VU-метра в линейном режиме.


Схема показана подключенной для работы в полосовом режиме, с использованием отдельных напряжений питания для светодиодного дисплея и для фактической ИС, и с показанными значениями компонентов, подает ток 10 мА для каждого активного светодиода.

При желании можно использовать ИС для работы в точечном режиме, используя общий источник питания от 12 В до 20 В для светодиодов и ИС, оставляя контакт 3 разомкнутым и изменяя значения R1-R2 на 390R-2k4, таким образом давая 30мА привода на активные светодиоды.

На рис. 19 показан альтернативный способ использования LM3916 в качестве измерителя уровня громкости с полосковым дисплеем. В этом случае ИС используется так же, как и базовая схема с низким потреблением тока Рисунок 12 , с разомкнутой цепью контакта 9, так что ИС фактически работает в точечном режиме, но со светодиодами, подключенными последовательно поперек выводов управления дисплеем, так что получается отображение в виде полос, при этом все активные токи светодиода протекают через активный в данный момент вывод.При показанных значениях компонентов эта схема имеет полную чувствительность 10 В и обеспечивает ток возбуждения светодиода 16 мА.

РИСУНОК 19. Эта базовая схема VU-метра дает отображение в виде столбиков с точечным потреблением тока.


Базовые рисунки 17 От до 19 Показано, что схемы LM3915 и LM3916 управляются непосредственно от входных сигналов переменного тока, и этот метод подходит для многих приложений.

В случаях, когда требуется, чтобы дисплей относился конкретно к пиковым — среднеквадратичным — или средним значениям входного переменного напряжения, этого можно добиться, вставив подходящую схему преобразователя переменного тока в постоянный между сигналом переменного тока и входным контактом 5 LM3915. или LM3916 IC.Многие подходящие схемы опубликованы в руководствах по применению операционных усилителей, справочниках по схемам, энциклопедиях и т. Д.

ЦЕПЬ СИГНАЛИЗАЦИИ-ВОДИТЕЛЯ ВЫСОКОГО ДИАПАЗОНА

В заключение этой статьи, На рис. 20 показан простой способ установки сигнализирующего переключателя выхода за пределы допустимого диапазона на линейчатую светодиодную индикаторную схему серии LM3914.

РИСУНОК 20. Схема драйвера аварийной сигнализации превышения допустимого диапазона для использования с дисплеями в виде столбиков.


Здесь pnp-транзистор Q1 подключен между положительной шиной питания светодиода и шиной 0 В, его база подключена к контакту 10 ИС (который управляет светодиодом 10) и с автономным блоком сигнализации, подключенным последовательно с его коллектором.Обычно LED10, Q1 и сигнализация выключены, но если LED10 включается, он включает Q1 через R2 и, таким образом, активирует блок сигнализации, который указывает на состояние «выхода за пределы диапазона».

В этой схеме блок сигнализации может иметь форму пьезосирены, которая генерирует звуковой сигнал тревоги, или блока стробируемого нестабильного переключателя, который многократно переключает яркость светодиода между высоким и низким уровнями в условиях выхода за пределы диапазона, или может быть комбинацией обоих этих единиц. При желании устройство можно активировать с помощью любого из светодиодных индикаторов дисплея, и в этом случае сигнал тревоги будет активироваться всякий раз, когда загорится этот или любой из вышестоящих светодиодов. NV

Схема вольтметра

со схемой и схемой для автомобильного аккумулятора

Цепь вольтметра автомобильного аккумулятора

Описание

Основная задача схемы автомобильного вольтметра, в которой используются светодиоды, — это работать как индикатор предупреждения, используя схему вольтметра для проверки срока службы автомобильных аккумуляторов. Вольтметр, хотя его можно купить в магазине, спроектирован как схема, чтобы сделать всю схему более интересной. Вольтметр — это в основном испытательное устройство, которое используется для измерения разности потенциалов между двумя точками переменного или постоянного тока.Здесь напряжение измеряется путем связывания вольтметра с зарядом, оставшимся в батарее.

Цепь вольтметра подключена к клеммам аккумуляторной батареи. То есть напряжение аккумулятора подается на инвертирующие входы ИС. Показанное на вольтметре напряжение сравнивается с опорным напряжением, которое обрабатывается на стабилитроне D1. Стабилитрон работает как обычный диод и позволяет току течь в одном направлении, но также имеет характеристику протекания тока в противоположном направлении, если напряжение больше, чем его напряжение пробоя.Полученного значения достаточно для обеспечения хорошей термической стабильности.

POT на 10 кОм также подключается для изменения уровней выходного напряжения в виде светящихся светодиодов. Выходные светодиодные индикаторы должны показывать напряжение автомобильного аккумулятора с интервалом в 1 В (11 В, 12 В, 13 В и 14 В).

Это очень полезная схема, которая при установке на ваш автомобиль выдает напряжение автомобильного аккумулятора на светодиодном точечном дисплее. Схема построена на четырех компараторах из четырехъядерного ОУ LM324.Инвертирующие входы IC поддерживаются при опорных напряжениях 5,6 В, 5,2 В, 4,8 В, 4,4 В соответственно на контактах 2, 6, 9, 13 резисторами R3, R4, R5, R6. Напряжение батареи напрямую подается на вход инвертирования контактов через устройство делителя напряжения с использованием R1 и R7. При изменении входного питания на выходе каждого операционного усилителя соответственно повышается высокий уровень, поскольку они подключены как компараторы напряжения. При этом загорается соответствующий светодиод.

Если автомобильный аккумулятор показывает выходное напряжение 12 В или более, используя схему вольтметра, это означает, что аккумулятор имеет хороший срок службы.Если напряжение батареи упадет ниже 12 В до 11,6 В, это означает, что батарея начала разряжаться. Если напряжение батареи упадет еще ниже, есть только две возможности. Либо батарея выходит из строя, либо в ней мало воды.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Всегда рекомендуется измерять заряд аккумулятора при «сильном токе». Этого можно добиться, включив фару в режиме дальнего света. При проверке выходного напряжения в этом состоянии, если оно показывает резкое падение, поскорее замените батарею.

Схема подключения вольтметра

и перечень деталей Цепь вольтметра автомобильного аккумулятора с использованием светодиода

Компонент Спецификация
IC LM324
R1 15 К
R2 1,2 К
R3, R4, R5 680 Ом
R6 10K POT
R7 10 К
R8 — R11 1K
D1 5.Стабилитрон 6 В / 0,5 Вт
D2 — D5 Светодиод

Примечания
  • IC LM 324 состоит из 4 операционных усилителей в одном корпусе, поэтому источник питания общий и показан один раз (выводы 4 и 11).
  • Для настройки подключите цепь к аккумулятору, отрегулируйте R6 так, чтобы на инвертирующих контактах было необходимое напряжение (см. Описание, чтобы получить требуемые напряжения).
  • Закрепите светодиоды на приборной панели и отметьте напряжение рядом с ней, как показано на принципиальной схеме.Гаджет готов.

На нашем веб-сайте есть другие схемы, которые могут быть вам интересны. Взгляните:

1. Цепь зарядного устройства 24 В

2. Цепь выключателя аккумулятора

3. Автомобильное зарядное устройство

4. Цепь индикатора заряда аккумулятора

5. Цепь автоматического переключения

Светодиодный вольтметр малой мощности

Светодиодный вольтметр малой мощности

Этот проект можно использовать с Комплект контура солнечных батарей CirKits.

Светодиодный аккумуляторный вольтметр малой мощности для приложений 12 и 24 В

Эта схема была опубликована в журнале Home Power Magazine № 69

(C) 1998, Дж. Форрест Кук

Введение

Это схема вольтметра малой мощности, которая может использоваться с системами альтернативной энергетики, которые работают от батарей на 12 и 24 В. Вольтметр представляет собой расширенную шкалу, которая указывает на небольшое напряжение. переходит в диапазон от 10 до 16 вольт для батарей 12 вольт и в диапазоне от 22 до 32 В для батарей на 24 В.Потребляемая мощность может составлять всего 14 мВт при работе от 12 В и 160 мВт. при работе от 24В.

Дизайн этого счетчика был обновлен и теперь является частью Монитор напряжения 12-вольтной батареи (BVM1), наборы доступны в CirKits.com.

Можно настроить счетчик на считывание равных шагов по разнообразие верхних и нижних напряжений. Измеритель экономит электроэнергию, работая в режиме малого рабочего цикла мигает. режим, в котором светодиодные индикаторы только горят и на короткое время потребляют электроэнергию во время повторяющегося 2-секундного цикла.Схема может быть переключена в режим высокой мощности, при этом активный светодиод остается всегда включен.

Для индикаторов уровня напряжения могут использоваться светодиоды разного цвета. это позволяет считывать состояние батареи в темноте. С синими светодиодами можно получить красивую радугу. цветов с помощью двух светодиодов: красного, желтого, желтого, зеленого и синего. Схема также будет работать с недорогими и распространенными красными светодиодами. Если схему предполагается использовать при солнечном свете, следует использовать сверхъяркие светодиоды.

Типичное использование включает мониторинг портативных систем с батарейным питанием. и внутренние настенные индикаторы заряда бытовой электросети. Схема может быть построена менее чем за 20 долларов США, все детали общедоступны.

Схема может быть построена либо с таймером CMOS ICM7555, либо с более распространен биполярный таймер 555. Таймер 7555 предоставит гораздо больше эффективная работа и должна использоваться для систем с небольшими батареями.

Характеристики

7555timer (12В) 555timer (12В) 7555timer (24V) 555timer (24V)
Ток холостого хода: 0.34 мА 6,1 мА 6,3 мА 24 мА
Светодиод на токе: 18 мА 22 мА 12 мА 28 мА
Средний ток: 1,2 мА 6,9 мА 6,6 мА 24 мА
Средняя мощность: 14 МВт 83 МВт 160 МВт 580 МВт
Рабочий цикл: около 5%
Частота мигания: приблизительно 0,5 Гц
Рабочее напряжение: 10 В - 20 В (модель 12 В) 20 В - 35 В (модель 24 В)
Номинальная шкала: от 10,5 до 15 В с шагом 0,5 В или от 22 до 31 В с шагом 1 В.
 

Теория для работы от 12 В

Сердцем схемы является точечный вольтметр LM3914N IC, U2. Этот чип работает в режиме расширенного масштаба, так что схема реагирует в диапазоне 10-16 В.

U2 выдает стабильное напряжение на выводе 7 от внутреннего источника опорного напряжения. Он подается через делители напряжения VR2 и R5 на вход внутреннего опорного сигнала. контакты для установки диапазона, к которому чувствителен измеритель. Измеренное напряжение подается на вывод 5 через делитель напряжения, состоящий из R4 и VR1. Этот делитель уменьшает входное напряжение до диапазона, полезного для ИС.

Базовая схема вольтметра LM3914 с расширенной шкалой 12 В опубликована в Nuts & Volts (1), аналогичная схема была показана в Home Power # 10 (2).

Положительный источник питания U2 подключен к контакту 3, который номинально составляет 12 В. Отрицательное питание U2 включается на мгновение через транзистор Q1, это действие переключения — вот что делает схему эффективной, поскольку U1 (ICM7555) потребляет всего 0,34 мА, в то время как U2 потребляет около 18 мА с одним включенным светодиодом. Таймер ICM7555, U1 подключен для работы в нестабильном (автономном) режиме с выход прямоугольной формы с узкой шириной импульса.

Рабочий цикл U1 регулируется соотношением R1 и R2. R2 можно настроить на меньшее значение, если требуется более быстрое мигание, потенциометр может быть заменен R2, если требуется регулировка скорости.R1 может быть увеличен, если желательно более длительное время работы. Изменения в R1 и R2 повлияет на средний ток, потребляемый схемой. Частота колебаний определяется C1, R1 и R2. C1 может быть электролитическим или поликонденсатором, если электролитический часть используется, обязательно подключите положительную клемму к контактам 6 и 2 U1. и отрицательный вывод на землю.

Выход таймера IC через токоограничивающий резистор R3 подается на транзистор Q1, который управляет питанием U2.Конденсатор C2 фильтрует входное управляющее напряжение на U1 и конденсатор C3. обеспечивает фильтрацию постоянного тока для всей цепи. Когда запирающий переключатель на конденсаторе C1 замкнут, выход таймер остается включенным, тем самым активируя схему U2 и увеличивая ток сток до 18мА. Причина, по которой переключатель не просто подключается к транзистору, состоит в том, чтобы сохранить отрицательное питание на U2 такое же, как при включении цепи. Это поддерживает одинаковую калибровку светодиодов в обоих режимах, потому что падение напряжения на транзисторе всегда является частью схемы.

И последнее, но не менее важное: предохранитель F1 защищает от потенциальной опасности возгорания. в случае короткого замыкания в цепи. Средний ток рассчитывается путем добавления необходимого постоянного тока. на U1 с произведением тока из U2 на рабочий цикл, см. спецификации для деталей. Для работы схемы в режиме 12В, подключите цепь так, чтобы перемычки J2 и J5 были замкнуты, детали U3, C4, R6 и R7 можно не указывать.

Теория для работы 24 В

При подключении к работе с напряжением 24 В измеритель отвечает в диапазоне 20-32 В.R6 подключается к питанию 24V вместо R4, большее значение R6 масштабирует более высокое входное напряжение до диапазона, полезного для U2. Стабилизатор напряжения U3 с последовательным резистором R7 понижает 24 В до стабилизированный 12 В для обеспечения надлежащего рабочего напряжения для ИС. Резистор R7 обеспечивает стабильное входное напряжение регулятора. ниже абсолютного максимума спецификации микросхемы 35 В. Работа в режиме 24 В менее эффективна, чем в режиме 12 В, из-за дополнительная мощность, рассеиваемая регулятором напряжения и R7.Чтобы схема работала в режиме 24 В, подключите схему так, чтобы перемычки J1, J3 и J4 закорочены. R4 можно не использовать в режиме 24 В.

Строительство

Я построил прототип схемы на печатной плате размером 2×3 дюйма, покрытой медью, микросхемы устанавливались в гнезда для проволоки, которые приклеивались к одной стороне печатная плата. Детали были припаяны к обратной стороне обмотки. штифты розетки. Медь использовалась в качестве заземляющей плоскости и всего заземления. соединения припаивались прямо к плате.Светодиоды были расположены в виде массива на отдельной детали. перфорированной печатной платы и были подключены обратно к U2 с помощью проволочной обмотки. провод. Если вы паяете светодиоды, обязательно подключите зажим радиатора к выводам светодиодов перед пайкой светодиоды легко разрушаются из-за избыточного тепла. Перфорированная светодиодная плата была прикреплена к основной плате с помощью распорок. и крепежные винты. Таймер 7555 и синие светодиоды чувствительны к статическому электричеству, избегайте их срабатывания. или любые другие полупроводниковые детали, обладающие статическим электричеством.

Новичкам, вероятно, следует использовать более крупную схему. плата для начала, так как проводка была очень плотной. Перед соединением деталей просверлите все монтажные отверстия в печатных платах. Использовался припой для электроники тонкого калибра и паяльник для электроники следует использовать 30-ваттную разновидность. Показания напряжения могут быть распечатаны или нарисованы на листе бумаги и размещены рядом со светодиодами.

Выравнивание

Потребуется регулируемый источник постоянного тока и точный вольтметр для выполнения юстировки.Следуйте этим инструкциям для версии схемы на 12 В.

Замкните переключатель S1, чтобы светодиоды оставались включенными. Первый шаг юстировки включает установку опорного напряжения для U2. Подключите внешний вольтметр к контактам 6 и 4 U2 и отрегулируйте VR2 для чтение 1,2 вольт. Центрируйте настройки VR1 и VR3. На этом этапе следует решить, в каком масштабе вы хотите измерить счетчик. читать. Мне удалось настроить схему так, чтобы она считывала шаги 0,5 В между 10,5 В и 15 В, а также с шагом 0,3 В между 10.5 В и 13,2 В. В этом примере схема будет настроена на использование шкалы от 10,5 до 15 В. Интервал между конечными точками составляет 4,5 В.

Отрегулируйте источник питания с 9 В до 15 В и посмотрите, где показывает счетчик, он может вообще не считываться, пока потенциометры не будут приближаться к нужному диапазону, в этом случае установите источник питания на 12 В и отрегулируйте VR3 до одного из загорятся центральные светодиоды. Отрегулируйте блок питания, пока не загорится первый светодиод. на, измерьте это напряжение. Отрегулируйте подачу до тех пор, пока не загорится последний светодиод. на, измерьте это напряжение и вычтите первое напряжение, это диапазон.Отрегулируйте VR1 и повторяйте предыдущую настройку, пока диапазон не составит 4,5 В. Теперь установите напряжение на 10,5 В и регулируйте VR3, пока не загорится самый нижний светодиод. VR1 и VR3 взаимодействуют, поэтому может потребоваться выполнить настройки несколько раз, чтобы добиться идеального результата.

Чтобы выровнять 24-вольтную версию схемы, необходимо иметь регулируемый источник питания с возможностью регулировки примерно до 30 В. Хороший метод для достижения более высокого напряжения регулируемого источника питания — это поставить заряженная батарея 12 В, подключенная последовательно к источнику переменного напряжения более низкого напряжения.Как всегда, при работе с источниками высокого тока, такими как батареи, используйте предохранители в проводке и изолируйте открытые соединения.

Использование

Подключите соответствующую цепь вольтметра к батарее на 12 или 24 В. и наблюдайте за мигающим светодиодом для индикации напряжения батареи. Активировать переключатель S1 для отображения постоянной. Если напряжение выше верхнего шаг, самый высокий светодиод останется включенным. Если напряжение ниже нижнего шаг, все светодиоды останутся выключенными.Прототип этой схемы находится в непрерывной эксплуатации более 7 лет, конструкция прошла испытание временем.

Детали

U1: микросхема таймера CMOS ICM7555 (Harris / Intersil)
U2: Светодиодный вольтметр LM3914N (National Semiconductor)
U3: 7812 12-вольтный регулятор (National Semiconductor)
Q1: кремниевый транзистор 2N3904 NPN
D1: кремниевый переключающий диод 1N4148
LED1-LED10: красный, желтый, желтый, зеленый и синий светодиоды в любом
расположение, см. текст.
C1: конденсатор 1,0 мкФ, можно использовать электролитический.C2: керамический дисковый конденсатор 0,001 мкФ
C3: электролитический конденсатор 10 мкФ
C4: керамический дисковый конденсатор 0,1 мкФ
R1: резистор 47 кОм 1/4 Вт
R2: резистор 2M 1/4 Вт
R3: резистор 22 кОм 1/4 Вт
R4: резистор 4,7 кОм 1/4 Вт
R5: резистор 1,2 кОм 1/4 Вт
R6: резистор 15 кОм 1/4 Вт
R7: резистор 330 Ом 1/2 Вт
VR1, VR3: подстроечный потенциометр 5K, 10-ти оборотный
VR2: подстроечный потенциометр 200 Ом, 10-ти оборотный
F1: быстродействующий предохранитель на 1/2 А постоянного тока
S1: миниатюрный тумблер или кнопочный переключатель

(1) Электронная колонка вопросов и ответов, журнал TJ Byers, Nuts & Volts, июль 1997 г.
(2) Журнал Home Power # 10, Ричард Перес
 

Для интересного эффекта каждый светодиод в этой схеме может иметь уникальный цвет, увидеть мой 13 цветов светодиодной радуги схема для цветовых идей.

Назад на страницу FC Solar Circuits.


Вольтметр автомобильного аккумулятора со светодиодным индикатором

Схема была разработана для создания вольтметра, который будет использоваться для проверки автомобильных аккумуляторов при отображении индикации с помощью светодиодов.
  • Вольтметр — прибор или прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками электрической цепи переменного или постоянного тока.
  • LM324 — имеет внутреннюю частотную компенсацию для единичного усиления, большое усиление постоянного напряжения, широкую полосу пропускания, широкий диапазон питания, очень низкий расход потребляемого тока, низкий входной ток смещения, низкое входное напряжение смещения, большой размах выходного напряжения и одинаковый диапазон дифференциального входного напряжения к напряжению источника питания.
С помощью вольтметра можно измерить как напряжение автомобильного аккумулятора, так и оставшийся заряд. Типичное напряжение автомобильного аккумулятора составляет около 12,6 В без нагрузки и потребует зарядки, если напряжение составляет 11,6 В. Измерение напряжения лучше всего рекомендуется при сильном токе, например при включении дальнего света фар автомобиля. В случае, если напряжение аккумулятора резко падает под нагрузкой, его необходимо заменить.

Эта схема будет работать как компаратор и будет измерять напряжение автомобильного аккумулятора с интервалом или шагом 1 В.Вольтметр будет подключен к клеммам аккумулятора после запуска автомобиля. Напряжение аккумулятора не должно быть ниже 10 В, иначе он будет считаться низким зарядом или низким уровнем воды, так как уровень воды в аккумуляторе должен быть примерно на inch дюйма над пластинами.


Подавая напряжение батареи на инвертирующие входы усилителей, показываемое напряжение на вольтметре сравнивается с опорными напряжениями, которые вырабатываются стабилитроном D1.Стабилитрон — это особый тип диода, который позволяет течь току только в одном или прямом направлении, как обычный диод, но также позволяет и в обратном направлении, если напряжение выше или больше определенного значения напряжения пробоя. Измеренного значения достаточно для обеспечения хорошей термической стабильности.

Наличие подстроечного резистора 10K RV1 предназначено для регулировки уровня напряжения, которое требуется или желательно, в то время как визуальная индикация будет исходить от четырех светодиодов.

R1 = 1K2
R2-3-4 = 680R
R5 = 15K

R6 = 10K
R7-8-9-10 = 1K
D1 = 5V6 / 0.Стабилитрон 5 Вт

D2-3-4-5 = LED
IC1 = LM324
RV1 = Подстроечный резистор 10K

Вольтметр автомобильного аккумулятора в основном используется для контроля срока службы и производительности аккумуляторов. Его можно установить на приборной панели, которая показывает состояние аккумулятора, чтобы легко контролировать напряжение электрической системы во время движения. Измерение выполняется путем выключения двигателя, а также всех осветительных приборов и аксессуаров и включения ключа без запуска двигателя. Батарея полностью заряжена, если вольтметр показывает 12 В или более, в то время как показания вольтметра намного меньше 12 В означает, что батарея либо разряжена, либо неисправна.

Мотоцикл

Joergs Страницы: Схемы вольтметра

Мотоцикл Joergs Страницы: Схемы вольтметра

Домой | Мотоцикл Главная страница | галерея изображений | Ссылки

Es gibt geniales Zubehör (wie z.B. die Regler-Überwachung von Jörg {…}) und nicht-geniales Zubehör. — Кекс с сайта www.africatwin.de

Введение

Фон

Это простое устройство, которое можно использовать для контроля напряжения аккумуляторной батареи в мотоцикле или автомобиле.

Я разработал эту схему, так как столкнулся с рядом отказов системы зарядки, которые произошли без «видимого» предупреждения.

Обычно на большинстве японских мотоциклов нет контрольной лампы заряда. Даже на велосипедах, оборудованных такой лампой (система Bosch, например, BMW и Moto Guzzi), дефекты все равно могут возникать так, что «идиотский свет» может не загореться в должное время. Представленная здесь схема является простым средством решения этой проблемы.

Предлагаю эти агрегаты к продаже.Если вы заинтересованы в покупке одного (или нескольких ;-), перейдите по этой ссылке.

Принцип

Устройство используется для непрерывного контроля напряжения батареи: пока оно около 13,6 В (± около 0,8 В), система зарядки очень вероятно исправна.

Сама схема имеет довольно минималистичный дизайн, с двумя светодиодами для индикации фактического диапазона напряжения. Красный светодиод используется для сигнализации о слишком низком напряжении для зарядки аккумулятора (обычно это признак отказа генератора), и желтый, который указывает на перенапряжение (обычно из-за неисправного регулятора напряжения).Таким образом, это скорее «индикатор напряжения», чем «вольтметр». Вот два коротких видео:

Упс: ваш браузер не поддерживает тег «видео». Упс: ваш браузер не поддерживает тег «видео».

Почему только два светодиода? Есть много доступных схем, которые используют, например, три, пять или более светодиодов для индикации фактического напряжения. Однако все, что нужно знать I , — это то, находится ли напряжение на батарее в правильном диапазоне, чтобы поддерживать зарядить — если да, то я не хочу, чтобы на меня светил контрольный свет: «Нет сообщений — хорошие сообщения» 😉

Особые преимущества

Показанный здесь конкретный дизайн имеет ряд преимуществ:

  • Отображение напряжения происходит мгновенно — быстрее, чем у любого обычного (аналогового или цифрового) прибора ! Это эффективный диагностический инструмент в режиме реального времени, который позволяет отслеживать даже кратковременные выпадения.
  • 2-светодиодный дисплей прост для понимания. В отличие от этого, показания любого аналогового или цифрового вольтметра должны быть прочитаны, понимать и интерпретировать — что отвлечет вас от дороги.
  • Он маленький, прочный и подходит практически везде.

Проект

Описание схемы

При подаче (низкого) напряжения светодиод D1 просто загорается, когда через него протекает ток; R1 служит ограничителем тока. Если напряжение, приложенное к цепи, достигнет примерно 12 В, стабилитрон D3 начнет проводить.Ток через D3 вызывает падение напряжения на R2, которое откроет T1 и, в свою очередь, «отключит» напряжение на светодиоде D1. В этот момент ни один светодиод не горит … что должно быть стандартным условием для исправной системы зарядки. Если напряжение увеличивается дальше (выше 14,5 В), падение напряжения на R4 будет достаточно большим, чтобы открыть T2, в результате чего загорится светодиод D2.

Точность схемы зависит от цепи по R2, D3, R4, T2 и R4. Обычно при значениях, указанных на принципиальной схеме выше, красный светодиод начинает гаснуть около 12.1 В и полностью выключен при 12,6 В. Желтый светодиод начинает светиться при 14,5 В и полностью горит при 15,0 В. — Обратите внимание, что R1 и R5 рассчитаны на светодиоды на 20 мА.

Обратите внимание, что я несколько раз улучшал и обновлял схему, например для размещения двухцветных светодиодов. Однако из-за нарушения моих простых условий лицензии я решил больше не делиться улучшенными версиями — если вы хотите, вы должны купить их у меня. Пожалуйста, присылайте жалобы людям, которые копируют мой дизайн, не спрашивая, и продавайте его. E.грамм. на ebay -!

Строительство

Детали можно припаять на небольшой кусок макета или сделать для него печатную плату. Для защиты от вибрации, влажность, пыль и т. д., я поместил печатную плату в кусок пластиковой трубки и заделал ее эпоксидной смолой. Болт M6 просто заделывается в смолу.

Обратите внимание, что это очень простая установка. Нет защиты от обратной полярности, и даже не предохранитель, поэтому вы должны подключить его к линии с плавким предохранителем .

Использование

Примечания по использованию

Функциональный тест: При включении зажигания обычно загорается красный светодиод, поскольку аккумулятор не заряжен. После запуска двигателя красный светодиод должен погаснуть немного выше холостого хода. — Для желтого светодиода такой проверки нет.

Нормальная работа: При нормальной работе все светодиоды выключены. Тусклое «свечение» (когда оба светодиода тускло горят примерно с такой же интенсивностью) является нормальным для многих японских мотоциклов: это связано с особенностями регулировка напряжения, которая используется на этих велосипедах; их система зарядки создает быструю последовательность чрезмерных и скачки пониженного напряжения, из-за которых два светодиода будут тускло загораться в быстрой последовательности.Это явление не наблюдается в системе Bosch.

Красный светодиод: Красный светодиод указывает на то, что напряжение слишком низкое для поддержания заряда аккумулятора. Для многих мотоциклов это нормально на холостом ходу (особенно на головках BMW Airhead, где красный светодиод «импульсы» из-за пульсирующего стока тока зажигания. Система зарядки Bosch начинает работать «разумно» при 1500 об / мин.). Однако, если красный светодиод загорается во время движения , это указывает на потенциально неисправный генератор переменного тока, или хотя бы чрезмерная нагрузка на систему зарядки.В случае поломки вы можете временно помочь себе отключив все потребители электроэнергии и осторожно поехав в ближайшую мастерскую на батарейках.

Желтый светодиод: Желтый светодиод указывает на слишком высокое напряжение в электрической системе. В большинстве случаев это связано с неисправным регулятором напряжения генератора или неисправным подключением. ведущий к нему (подсказка: заземляющий провод на системах Bosch; разъем с 3 желтыми проводами на Honda Africa Twin). В этом случае электрические и электронные компоненты электрической системы находятся в опасности, так как напряжение может превышать 40 В: не катайтесь на велосипеде в таком состоянии! В случае поломки вы можете временно помочь себе, отключив регулятор напряжения. и / или регулятор напряжения и осторожно едем в ближайшую мастерскую на батарейках.

Что еще?

Наличие

С тех пор, как я начал производить первые устройства в 2002 году, я продолжаю получать запросы о них. Ваш спрос запускает постоянное производство, где каждая единица тщательно изготавливается , тестируется и, наконец, отправляется в различных версиях, показанных выше. По состоянию на середину 2018 года более 1000 единиц было роздано мотоциклистам и производителям мотоциклов (!) По всему миру. Спасибо! Если вы заинтересованы в покупке одного (или «некоторого» 😉 , просто перейдите по этой ссылке.

6 Вольт?


24 Вольт?

Для тех из вас, кто ездит на байках Very Old School, доступна версия 6-V . А для тех, кто водит грузовик, Unimog или кемпинговый автомобиль, также доступна версия 24-V .

Из-за низкого спроса (менее 1% от всех заказов) эти версии производятся только по запросу: доставка может занять ~ 3 недели.

Правовое уведомление

Данная информация предоставлена ​​в духе «открытого дизайна».Концепция аналогична концепции программного обеспечения с открытым исходным кодом: Он доступен в «исходной форме». Здесь это означает, что я делаю информацию о конструкции в свободном доступе, а вы может использовать эту информацию для создания ваших собственных систем для личного использования бесплатно. Однако, если вы хотите разработать какой-либо коммерческий продукт («заработать на этом деньги») на основе информации, представленной здесь, Я требую, чтобы вы сначала запросили у меня лицензию.

Обычный отказ от ответственности: это то, что я делал сам на своих мотоциклах.Большая часть этого должна быть применима и к другим моделям, но вы делаете это на свой страх и риск.

Цепи счетчика

метров :: Next.gr

— Стр. 5

  • Как создать вольтметр для измерения постоянного напряжения без использования тестирования мультиметром Это простая схема цифрового вольтметра, которая может измерять напряжения от 0 до 9 В. Основная часть этой схемы — это микросхема драйвера дисплея с точечной полосой LM3914.Входное напряжение ….

  • Такие вольтметры могут использоваться для измерения как постоянного, так и переменного напряжения и очень популярны. Эти вольтметры доступны в обеих версиях, лампового и транзисторного типа, и описаны ниже: В этом приборе два идентичных триода T1 и T2 ….

  • Этот тип вольтметра очень распространен из-за его невысокой стоимости.Этот прибор можно использовать только для измерения напряжений порядка милливольт из-за ограниченного усиления усилителя. Принципиальная электрическая схема вольтметра постоянного тока с усилителем с прямой связью с каскадом ….

  • Схема, представленная здесь, представляет собой очень полезный и точный цифровой вольтметр со светодиодным дисплеем, использующий ICL7107 от Intersil. ICL7107 — это высокая производительность, низкое энергопотребление, 3.5-значный аналого-цифровой преобразователь. Микросхема включает в себя семь внутренних схем ….

  • Здесь показан высокоомный вольтметр постоянного тока, использующий микросхему uA741. Операционный усилитель используется как неинвертирующий усилитель постоянного тока, в котором отрицательная обратная связь проходит через измеритель постоянного тока, требующий 1 мА для полного отклонения шкалы. Поскольку R6 составляет 100 Ом, измеритель будет ….

  • Среднеквадратичное значение синусоидального сигнала измеряется средним показанием вольтметра, шкала которого откалибрована по среднеквадратичному значению. Этот способ довольно простой и менее затратный. Но иногда требуется, чтобы среднеквадратичное значение несинусоидальной формы волны составляло ….

  • Простой цифровой вольтметр 0-5 с использованием 8051 (микроконтроллер AT89S51) с принципиальной схемой и кодом ASM на ассемблере.Вольтметр простой цифровой ….

  • ..

  • ..

  • Отличный способ обеспечить непрерывную и прямую индикацию показаний ESV даже в большом лекционном зале — это объединить этот прибор с тональным вольтметром (TVM).TVM издает звуковой сигнал постоянной амплитуды с частотой, соответствующей ….

  • Здравствуйте, мне нужен простой в изготовлении светодиодный (не 7-сегментный) вольтметр для контроля напряжения переменного источника питания. Я нашел эту схему ….

  • Используя MAX1496, АЦП со светодиодными драйверами, вы можете сделать свой собственный 3 1/2 разрядный вольтметр, используя всего несколько компонентов.Он даже имеет внешние / внутренние Vref, HOLD и PEAK, а также диапазоны 200 мВ, 2 В ….

  • 1N4001 кремниевый выпрямитель на 1 ампер с диапазоном напряжения от 50 до 1000 вольт, обладающий такими характеристиками, как гарантированная высокотемпературная пайка, высокая токовая нагрузка, диффузный переход, низкая обратная утечка, использует технологию формованного пластика без пустот для низкого ….

  • Эту схему можно использовать для измерения напряжения до 15 вольт.Используя ток от аккумулятора 9 вольт, только при 23 мА. Входная цепь имеет диод для защиты ….

  • ..

  • Операционный усилитель с высоким входным сопротивлением, мостовой выпрямитель, микроамперметр и несколько других дискретных компонентов — все, что требуется для реализации этой универсальной схемы.Эта схема может использоваться для измерения постоянного, среднеквадратичного переменного, пикового или полного переменного напряжения ….

  • ..

  • Цепь чувствительного ВЧ-вольтметра

    Эта схема измеряет ВЧ-напряжения выше 200 МГц и примерно до 5 В.ЧАСТИ ….

  • В этом проекте описывается, как сделать цифровой вольтметр с использованием микроконтроллера PIC. Символьный ЖК-дисплей на основе HD44780 используется для отображения измеренного напряжения. Микроконтроллер PIC, используемый в этом проекте, — PIC16F688, который имеет 12 контактов ввода / вывода, из которых 8 могут обслуживать ….

  • ..

  • Изначально он представлял собой простой открытый вариак (регулируемый автотрансформатор) и электрическую розетку, установленную на деревянном бруске. В конце концов, я поместил его в футляр, который раньше был старым генератором аудиосигналов, для безопасности и внешнего вида. Среди прочего добавлено ….

  • Простой светодиодный вольтметр для контроля уровня заряда свинцово-кислотной батареи или трубчатой ​​батареи.Напряжение на клеммах аккумулятора отображается четырьмя светодиодными индикаторами уровня. Номинальное напряжение на клеммах свинцово-кислотной батареи составляет 13,8 В, а напряжение …

    .
  • Вольтметр и амперметр

    могут быть легко изготовлены с использованием микроконтроллера PIC, имеющего АЦП (аналого-цифровой преобразователь). Я использую PIC16F877A, и результат отображается на ЖК-дисплее.PIC16F877A достаточно, если вы делаете этот проект только для тестирования. Предлагаю ….

  • ..

  • простой в сборке, но тем не менее очень точный и полезный цифровой вольтметр. Он был разработан как панельный измеритель и может использоваться в источниках питания постоянного тока или в любом другом месте, где необходимо иметь точную индикацию присутствующего напряжения.Схема ….

  • ..

  • ..

  • ..

  • ..

  • Миллиамперметр можно использовать в качестве вольтметра, добавив последовательное сопротивление. Необходимое сопротивление — это показание напряжения полной шкалы, деленное на ток полной шкалы движения счетчика. Итак, если у вас есть 1 миллиамперметр и вы хотите показывать 0-10 вольт …

  • ICL7107 представляет собой аналого-цифровой преобразователь со светодиодами 3 1/2 разряда.Он содержит внутренний источник опорного напряжения, аналоговые переключатели с высокой изоляцией, логику последовательного управления и драйверы дисплея ….

  • Вольтметр с вакуумной трубкой HP модели 400A необычайно гибок из-за его широкого диапазона частот и напряжений.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.