Спрощення індикатора напруги. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Автомобіль. Електронні пристрої

Коментарі до статті

Автор статті пропонує до уваги читачів модернізований варіант колись популярного індикатора бортової напруги.

Опублікований майже десять років тому Є. Клімчуком індикатор бортової напруги автомобіля [1], на мою думку, досі залишається однією з найвдаліших конструкцій такого призначення. Цей індикатор не вимагає переробки панелі приладів автомобіля, показання легко "читаються". Прилад дозволяє достовірно будувати висновки про основні параметри роботи системи: акумуляторна батарея-стабілізатор напруги. Індикатор пропрацював на моєму автомобілі вже понад п'ять років, підтвердивши свою корисність, високу стабільність та надійність.

Тим не менш, якщо застосувати дещо інший принцип реалізації додаткових режимів роботи контрольної лампи та скористатися появою на ринку елементів, раніше малодоступних радіоаматорам, то з'явиться можливість помітно спростити індикатор, підвищивши його експлуатаційні якості, особливо при спільній роботі з термокомпенсованим стабілізатором напруги [2] Число мікросхем при цьому зменшується з трьох до однієї, скорочується кількість пасивних елементів, допустимий інтервал напруги живлення розширився до 3...30 ст.

Принципова схема індикатора напруги показано на рис. 1. Як і в прототипі, для організації чотирьох режимів роботи контрольної лампи застосовано два компаратори напруги на ОУ DA1.1 та DA1.2. Відмінність полягає в тому, що для отримання додаткового порогу перемикання верхнього за схемою компаратора використана не висока, а низька вихідна напруга нижньої за схемою компаратора. Підсилювач DA1.3 інвертує вихідний сигнал DA1.2 компаратора.

Таким чином, у міру збільшення напруги на виводах акумуляторної батареї на виходах ОУ DA1.1 та DA1.3 послідовно формуються логічні комбінації 01, 11, 00 та 10.

На ОУ DA1.4 зібрано генератор прямокутних імпульсів, частота прямування яких залежить від номіналів ланцюга C2R15. "Гістерезис" напруги забезпечує позитивна ОС через резистор R14. Зазвичай у подібних генераторів "гістерезис" симетричний щодо напруги перемикання ОУ, що забезпечують застосуванням у дільнику напруги R11R12 однакового опору резисторів. При цьому шпаруватість імпульсів на виході генератора дорівнює двом.

При зміні співвідношення номіналів резисторів дільника "гістерезис", не змінюючи ширини петлі, перестає бути симетричним, отже, час зарядки і розрядки конденсатора С2 виявляється неоднаковим, т. е. змінюється шпаруватість імпульсів. Причому якщо напруга перемикання компаратора перевищує половину напруги живлення, шпаруватість збільшується Цей принцип використаний для оперативного розпізнавання двох генераторних режимів роботи контрольної лампи.

Візуальна перевірка роботи індикатора показала, що при певній оптимальній частоті генератора можна отримати два режими: в одному лампа періодично гасне, а в іншому періодично включається. Помічено, що при значному зниженні частоти згасання лампи (назвемо цей режим так) тривалість вимкненого стану лампи ставала такою, що в пам'яті глядачів порушувалася "цілісність картини", інакше кажучи, процес переходу лампи з включеного стану в вимкнений і назад як би розбивався на окремі елементи. Це суб'єктивно робило обидва режими в чомусь схожими, і для визначення істинного потрібно було на секунду-другу зупинити погляд на індикаторі, зосередитися та визначити, що в роботі лампи більше – сума пауз чи сума включень.

У той же час добіркою частоти вдалося домогтися того, що обидва режими стали органічним продовженням сусідніх основних станів контрольної лампи - безперервного свічення та повної його відсутності.

Так, якщо при включеному запалюванні, але при вимкненому стартері і непрацюючому двигуні (положення I замку запалювання), лампа постійно горить, це говорить про те, що батарея акумуляторів, якщо і розряджена, то в міру.

Якщо ж у постійному світінні лампи з'являються провали яскравості, батарея потребує підзарядки.

Аналогічна картина спостерігається і при працюючому двигуні. Якщо напруга, що виробляється генератором, знаходиться в допустимих межах, лампа вимкнена і не відволікає водія. Як тільки напруга перевищить небезпечний для електроустаткування рівень, розпочнуться рівномірні короткі спалахи контрольної лампи.

Природно, все сказане справедливо при виборі порогів компарування, тобто значень напруги, при яких відбувається зміна режимів індикації. При зазначених на схемі номіналах резисторів R2, R4 та R9 ці пороги приблизно дорівнюють 12,2, 13,6 та 14,4 Ст.

Слід, проте, зауважити, що значення частоти генератора все ж таки неоднакові, хоча і відповідають сприятливому для психологічного сприйняття поєднанню. Так, частота згасання лампи дещо менша за частоту включення (при зазначених на схемі номіналах пасивних елементів - близько 1,2 і 1,5 Гц відповідно).

Перемикання режимів роботи генератора відбувається внаслідок зміни полярності напруги на дільнику R11R12-рівні 01 та 10 на виходах ОУ DA1.1 та DA1.3. Якщо вихідні рівні збігаються (11 і 00), генератор загальмований і ОУ DA1.4 працює повторювачем напруги, тобто на його виході або високу або низьку напругу. Працюючи без навантаження генератор може збуджуватися на паразитної частоті.

На транзисторі VT1 зібрано підсилювач струму, навантажений індикаторною лампою розжарювання. У разі застосування замість лампи світлодіода його включають безпосередньо між резистором R16 та загальним дротом, анодом до резистора.

Кілька слів необхідно сказати про "гістерез" порогів компарування. Як і вихідної конструкції, його можна регулювати зміною співвідношення значень опору резисторів дільників R6R8 і R7R10. Однак індикатор має особливість, пов'язану зі зміною навантаження генератора на ОУ DA1.4. Залежно від режиму вихідний струм генератора може змінюватися від кількох мікроампер до кількох міліампер. Це призводить до зміни падіння напруги на резисторі R13 фільтра, що згладжує C1R13 і, отже, порогових значень напруги. Подібний ефект, хоч і слабко виражений, спостерігався і в прототипу [1].

При зазначених на схемі номіналах деталей "гістерезис" першого та третього порогів компарування не перевищує 20 мВ, а другого – близько 250 мВ! Пояснюється це тим, що середній струм, що споживається в генераторних і сусідніх з ними основних режимах приблизно однаковий, та й пульсації напруги добре пригнічуються фільтром C1R13.

Значно зменшити "гістерезис" другого порога компарування (до значення менше 40 мВ) досить просто - досить плюсовий висновок напруги живлення операційних підсилювачів (висновок 4) підключити до правого (за схемою) виводу резистора R13. Проте я не став цього робити, оскільки подібна неоднаковість здалася мені навіть кращою.

Справа в тому, що другий поріг компарування розділяє два, загалом, нормальні стани електроустаткування. З іншого боку, можливі незначні коливання напруги в бортовій мережі поблизу цього порога (на холостих оборотах двигуна або при слабкому натягу ременя приводу генератора), що з урахуванням теплової інерційності лампи ускладнює зчитування інформації. У той самий час малий " гістерезис " крайніх значень контрольованого напруги забезпечує високу точність контролю, що особливо важливо щодо ступеня розрядженості акумуляторної батареї.

Замість мікросхеми LM324DP в індикаторі можна використовувати її вітчизняний аналог К1401УД2, необхідно тільки мати на увазі, що він має протилежне розташування висновків живлення: на висновок 4 потрібно подавати -Uпіт а на висновок 11 - +Uпіт [3]. Складовий транзистор VT1 може бути замінений звичайним із серій КТ815 або КТ817. Стабілітрон VD1 - будь-який на напругу стабілізації 4,7...7,5 (наприклад, КС147Г, КС156Г, KC168A). Конденсатор C1 бажано застосувати танталовий (К53-1А, К53-18 та ін.). Конденсатор C2 (К73-17 на номінальну напругу 63) слід вибрати з можливо меншим температурним коефіцієнтом ємності.

Усі деталі індикатора змонтовані на друкованій платі із фольгованого склотекстоліту товщиною 1,5 мм. Креслення плати представлено на рис. 2. Плату поміщають у пластмасову коробку, яку кріплять за панеллю приладів.

Налагодження індикатора полягає у встановленні порогів компарування добіркою резисторів R2, R4 та R9. Як це зробити, докладно розказано в [1]. Зазначу лише, що вважаю за доцільне відмовитися від використання підстроювальних резисторів. Як показала практика експлуатації індикатора, необхідності в підстроюванні порогів напруги не виникає.

На закінчення залишається додати, що незайвим буде спробувати трохи змінити частоту генератора для приведення алгоритму індикації більш повну відповідність з індивідуальними особливостями сприйняття. Виконувати це бажано з лампою того ж типу, з якою працюватиме індикатор.

література

1. Клімчук Є. Індикатор напруги. – Радіо, 1993, № 6, с. 35, 36.
2. Бірюков С. Простий термокомпенсований регулятор напруги. - Радіо, 1994 № 1,с. 34, 35.
3. Петропавлівський Ю. Компоненти у побутовій відеотехніці. - Радіо, 2001 №7, с. 9-11.

Автор: А.Мартем'янов, м.Северськ Томської обл.

Дивіться інші статті розділу Автомобіль. Електронні пристрої.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем ​​з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву Синхротрон в упаковці 13.04.2010 Фізики, які працюють на синхротроні Стенфордського університету (США), давно зауважують, що в сонячні дні, яких багато в Каліфорнії навіть узимку, пучок прискорювача втрачає стабільність. З'ясувалося, що Сонце розігріває асфальт над кільцевим тунелем прискорювача і тунель трохи "перекошується". Для порушення роботи синхротрон достатньо, щоб деформація досягла одного мікрона на метр довжини тунелю. Щоб уникнути перешкод, асфальт над тунелем та перші поверхи лабораторної будівлі влітку 2009 року накрили алюмінієвою поліефірною плівкою завтовшки 0,05 мм, яка має відбивати сонячні промені. Площа покриття близько 2000 кв.

Інші цікаві новини:

▪ Зовнішній відеоадаптер Aorus RTX 3080 Gaming Box від Gigabyte

▪ Біонічний орган зору

▪ Фліп-камера Canon PowerShot V10 для відеоблогерів

▪ Собаці 31000 років

▪ Квантові точки - світильники майбутнього

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Конспекти лекцій, шпаргалки. Добірка статей

▪ стаття Казенный пиріг. Крилатий вислів

▪ стаття Що таке кварц? Детальна відповідь

▪ стаття Наладчик та оператор верстатів з ЧПУ. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Автоматичне увімкнення колонок ПК. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Другий екран телевізора. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024