Перетворювач К1003ПП1 у пристроях автоматики. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Радіоаматор-конструктор

 Коментарі до статті

Пристрої, призначені для керування лінійними світлодіодними шкалами, сьогодні випускають у вигляді порівняно недорогих мікросхем, наприклад вітчизняних серії К1003 або імпортних LM315, KIA6966S та ін.

У наведеній нижче статті автор розповідає про деякі варіанти нестандартного застосування цих мікросхем.

Мікросхемні аналого-кодові перетворювачі розраховані на роботу світлодіодної шкали в одному з двох режимів - або "світячий рядок" (її довжина пропорційна значенням параметра, що індикується), або "світюча точка" (значення параметра пропорційно її видаленню від початку шкали). Ряд мікросхем - К1003ПП1, UAA180, LM314-LM316 здатні працювати і в тому, і в іншому режимах.

Відомі незвичайні способи застосування перетворювачів [1, 2], що реалізують переважно візуальну індикацію. При цьому, відображаючи значення вхідного сигналу в тому чи іншому режимі, пристрій виконує лише інформаційну функцію. Розширити сферу його застосування можна, якщо використовувати властивості перетворювача багатопорогового пристрою. Знімаючи сигнали з його виходів, що перемикаються дуже чітко й у певній послідовності, вдається керувати різними зовнішніми пристроями, причому із збереженням властивих йому основних функцій.

Розглянемо як приклад схему дванадцятирівневого індикатора на поширеній мікросхемі К1003ПП1 (рис. 1). Він зібраний на аналого-кодовому перетворювачі DA1, резисторах R1-R4 та світлодіодах HL1-HL12. Світлодіоди включені послідовно в три групи по чотири і працюють у режимі "світячий рядок" [1]. При збільшенні постійної напруги на вході пристрою - висновок 17 мікросхеми - від рівня, заданого напругою на виведенні 16, до рівня, заданого напругою на виводі 3, послідовно включаються світлодіоди, утворюючи безперервну випромінюючу світло лінійку.

Щоб реалізувати функції, що управляють, доводиться знімати сигнали з виходів, до яких підключені світлодіоди. Отримати перемикальну характеристику з високою крутістю дозволяє ступінь, виконаний на транзисторах VT1, VT2. Транзистор VT1 зі "надсиленням" (h21е = 400...800) включений послідовно з транзистором VT2 - підсилювачем струму, що забезпечує високий загальний коефіцієнт передачі, а також низький вихідний опір.

Роботою щаблі керує сигнал, знятий з одного з виходів перетворювача щодо плюсового дроту живлення. При цьому зміна напруги на резисторі R5 залежить від падіння напруги на світлодіоді і дорівнює вже 1,6...2 залежно від його типу. Струм, що відбирається резистором R5, невеликий (і може бути зменшений збільшенням опору R5), тому не впливає на роботу перетворювача і світлодіодів.

Перепад напруги на навантаженні (на обмотці реле К1) майже дорівнює напрузі живлення при великій крутості перемикання. Вихід пристрою - відкритий емітер транзистора VT2 - має високу здатність навантаження, обмежену тільки допустимим струмом через транзистор. Тобто як навантаження можуть бути включені виконавчі елементи з омічним опором не менше 120 Ом (при Uпіт = 12 В), зокрема, обмотка електромагнітного реле.

Якщо вхідний сигнал Uвх плавно збільшувати, в деякий момент увімкнеться світлодіод HL11 ланцюга виведення 5 перетворювача DA1. Світлодіод, з катода якого знятий керуючий сигнал, надалі називатимемо контрольним.

При включенні контрольного світлодіода відкривається транзистор VT1, за ним відкривається до насичення і транзистор VT2. Реле К1 (або інше навантаження) спрацьовує, включаючи своїми контактами зовнішні пристрої - побутову апаратуру, електродвигуни, нагрівачі і т. п. Підстроювальним резистором R5 встановлюють струм надійного відкривання транзисторів. При зменшенні вхідної напруги контрольний світлодіод згасає, транзистори закриваються і реле відпускає якір.

Щоб змінити поріг спрацьовування в такій системі, достатньо висновок А резистора R5 переключити до іншого світлодіода та підлаштувати цей резистор. Таким чином, поріг спрацьовування змінюється на величину, кратну кроку шкали. Зрозуміло, не виключена і точніша установка - резисторами R2, R3 або вхідним дільником перетворювача.

У будь-якому випадку контрольний світлодіод, виділений у шкалі, наприклад, іншим кольором, виконує роль візуально зручного індикатора граничного рівня. Якщо пристрій ввести зворотний зв'язок за контрольованим параметром, отримаємо готову систему автоматичного регулювання.

На практиці досить часто потрібен звуковий сигналізатор, що запобігає виходу значення деякого контрольованого параметра за допустимі межі. Для цього зручно використовувати замість реле К1 простий пристрій, виконаний на світлодіоді, що миготить HL13 (наприклад, L-56BID) і активному капсулі BF1 (рис. 1, праворуч). Такі капсулі (НСМ1206Х та йому подібні) містять вбудований генератор звукової частоти. У моменти включення світлодіода НИЗ він видає гучний сигнал частотою 2 кГц. Резистор R6 підбирають таким, щоб напруга на капсулі при включеному світлодіоді відповідало двом останнім цифрам маркування (для зазначеного типу 6). Можна застосувати й інші активні капсули [3].

З погляду надійності комутації навантаження доцільно замість реле застосувати тиристори. На рис. 2 показана схема вихідного вузла з комутатором на симістор VS1. Вузол працює на включення навантаження – лампи розжарювання EL1 (або нагрівача). Після відкривання транзисторів VT1, VT2 через керуючий перехід симистора VS1 починає протікати відкриває струм, обмежений резистором R6. Симистор відкривається та включає навантаження. Якщо симістор встановити тепловідведення, потужність навантаження може досягати 1 кВт.

Схема вузла, що працює в інверсному варіанті, тобто відключає навантаження при досягненні порогової вхідної напруги, показано на рис. 3. Без сигналу на виведенні А перетворювача транзистори VT1, VT2 закриті, а симістор VS1 відкритий струмом, що протікає через резистор R6, висновок 1 симістора і керуючий електрод. При появі сигналу на виводі А транзистори VT1, VT2 відкриваються, транзистор VT2 шунтує ділянку виведення 1-керуючий електрод симістора VS1, внаслідок чого він закривається, вимикаючи навантаження EL1.

Застосувавши вузол за схемою на рис. 3 у вольтметрі напруги [1], можна отримати пристрій, що автоматично відключає навантаження - побутову апаратуру та ін. - при неприпустимому підвищенні напруги мережі Причому такий пристрій буде поєднувати функції індикатора і захисного автомата, що вигідно відрізняє його від інших аналогічних.

Пристрій працює з самоповерненням, що при багаторазових стрибках напруги мережі небажано. Якщо ввести вузол на транзисторі VT3, показаний штриховими лініями на рис. 3, завдяки глибокій позитивної ОС через транзистор VT3 пристрій буде працювати в режимі засувки. Відключення навантаження відбуватиметься, як зазначено вище, а для повернення у вихідний стан необхідно вимкнути і знову включити напругу живлення 12 В. Такий самий "замикаючий" вузол можна додати і в пристрій за схемою на рис. 2.

Звертаємо увагу читачів, що якщо пристрій виконано безтрансформаторним [1], вузли, схеми яких зображені на рис. 2 і 3, весь індикатор в цілому і джерело сигналу, що вимірювається будуть знаходитися під напругою мережі. Тому при роботі з пристроєм слід дотримуватися відомих запобіжних заходів. Заземлювати загальний провід таких індикаторів не можна!

Розглянуті вузли працюють коректно під час використання режиму "світящий рядок". У режимі "точка, що світить" відбувається вимикання всіх світлодіодів з обох сторін від світить і в кінцевому рахунку - збій. Домогтися правильної роботи у разі можна, якщо застосувати, наприклад, лічильний тригер, змінює свій стан щоразу під час проходження порогового рівня.

Однак є більш просте та універсальне рішення (див. схему на рис. 4). У цьому пристрої індикатор працює в режимі "точка, що світить" в результаті відповідного включення світлодіодів HL1-HL12 [1]. На діодах VD1-VDN зібраний логічний вузол ПРОВІДНЕ АБО. За наявності сигналу на будь-якому з виходів мікросхеми DA1, до яких підключено діоди VD1-VDN, сигнал у точці А буде присутній. Якщо до цієї точки буде підключено пристрій, зібраний на рис. 2, його симістор VS1 буде відкритий.

Оскільки діоди VD1-VDN включені так, що вони контролюють безперервну ділянку шкали, вимкнення пристрою відбуватиметься за межами ділянки, тобто коли сигнал Uвх впаде нижче рівня, що відображається першим світлодіодом (HL3) ділянки, або коли перевершить рівень, що відображається останнім світлодіодом (HL9). Інакше кажучи, тепер пристрій працює аналогічно двопорогові компаратору - в деякому "коридорі" значень. Змінюючи кількість діодів і точки їх підключення до висновків перетворювача, можна змінювати ширину коридору і навіть організувати кілька коридорів.

В окремих випадках повна дванадцятирівнева індикація, яку здатна забезпечувати мікросхема К1003ПП1, не потрібна. У цьому випадку зайві світлодіоди можуть бути виключені зі шкали або, якщо це необхідно для збереження роботи інших, замінені резисторами опором R = Uсд/Iсд, де Uсд і Iсд - напруга на світлодіоді і струм через нього (для пристрою за схемою на рис. 1 Iсд = 15 мА) На закінчення відзначимо, що розглянуті пристрої працюють з іншими аналого-кодовими перетворювачами, згаданими на початку статті. Їх схемотехніка допускає застосування набагато потужніших симісторів, що вимагають струму управління до 1 А. Для їх застосування достатньо замінити транзистор КТ315Г (VT2) на будь-якій із серії КТ815, а обмежувальний резистор R6 (див. рис. 2, 3) замінити іншим, меншого опору , так, щоб симистор стійко відкривався при обох напівхвилях напруги, що комутується. Зрозуміло, блок живлення повинен забезпечувати необхідний струм без зменшення напруги, що важливо для збереження точності перетворювача.

література

1. Бірюков С. Два вольтметри на К1003ПП1. – Радіо, 2001, № 8, с. 32, 33.
2. Пахомов А. Світлодіодна шкала на К1003ПП1. – Радіо, 2001, № З.с.43.
3. Бутов А. Генератори-сигналізатори. – Радіо, 2002, № 7, з 59.

Автор: А.Пахомов, м.Зерноград Ростовської обл.

Дивіться інші статті розділу Радіоаматор-конструктор.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Ген щастя знайдено 04.03.2012 Група генетиків з Англії, США та Швейцарії обстежила понад 2000 молодих американців, ставлячи їм питання, наскільки вони щасливі. Ступінь щастя треба було оцінити за шкалою від повного незадоволення життям до повного достатку. Потім вивчили їхній ген транспорту серотоніну. Серотонін – важливий нейрогормон, що створює гарний настрій. У людей, хворих на депресію, або виробляється дуже мало серотоніну, або він дуже швидко розпадається, і ліки від депресії спрямовані на ці два процеси - або стимулюють синтез, або гальмують розпад. Ген транспорту серотоніну виробляє білок, що переносить серотонін у нервові клітини. Існують два варіанти цього гена – короткий та довгий, другий виробляє більше білка. Людина отримує один ген від батька і один від матері, можна успадкувати обидва довгі, обидва короткі або один довгий, один короткий. Виявилося, що ті, у кого в парі генів хоча б один - довгий, на 8% частіше задоволені життям, ніж люди з двома короткими варіантами. А ті, у кого обидва гени довгі, щасливі на 17% частіше. Виявились деякі расові відмінності. На одного білого американця в середньому припадає 1,12 довгого гена, на чорного – 1,47, на азіату – всього 0,69. Цей результат збігається із соціологічними обстеженнями, проведеними в Азії. Населення навіть розвинених країн Азії почувається менш щасливим, ніж, начебто, дозволяє його матеріальне становище.

Інші цікаві новини:

▪ На МКС встановлять датчик космічного сміття

▪ Ультраширокий монітор ASUS ROG SWIFT OLED PG49WCD

▪ Рослинна целюлоза для кісткових імплантатів

▪ Нові технології для комутованих мереж

▪ Тайванські виробники кидають OLED

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Обмежувачі сигналу, компресори. Добірка статей

▪ стаття Докір невігласів, докір людей. Крилатий вислів

▪ стаття Як кава впливає на людей? Детальна відповідь

▪ стаття Очиток відігнутий. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Запальничка для газу. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Інтертність монети. Фізичний експеримент

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