Світлодіодний індикатор відхилення рівня напруги. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Світлодіодний індикатор відхилення рівня напруги

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Захист апаратури від аварійних режимів роботи мережі, блоки безперебійного живлення

Коментарі до статті

У статті описано конструкцію індикатора, який показує, в який бік і наскільки відхилилося значення контрольованого параметра. У пристрої передбачений вихід сигналу, що включає виконавчий механізм. Індикатор може бути легко перенастроєно для роботи в режимі вимірювача рівня сигналу.

Світлодіодний індикатор призначений для спостереження за відхиленням сигналу постійного струму від заданого значення плюсову або мінусову сторону. Зібраний на шести світлодіодах, описуваний варіант пристрою показує три градації відхилення від "нуля" в кожну сторону. Максимальне значення відхилення, що реєструється - +0,1 В. Напруга на входах не повинна перевищувати 3 В, в іншому випадку буде потрібно застосування вхідного атенюатора. Вхідний опір індикатора – близько 6 ком.

Індикатор є складовою системи автоматичної підтримки заданої вологості ґрунту [1] і служить для спостереження за відхиленням її від оптимального значення.

Табло пристрою є лінійкою з шести світлодіодів, розміщених або горизонтально, або вертикально. У відсутність відхилення сигналу від заданого значення три праві (або верхні) світлодіоди в лінійці не світять, три інші - включені. При позитивному відхиленні сигналу число увімкнених світлодіодів пропорційно збільшується, при негативному - зменшується.

Індикатор живиться стабілізованою двополярною напругою 2x12 В; споживаний струм - трохи більше 40 мА.

Схема індикатора показано на рис. 1. Контрольований вхідний сигнал подають на вхід А. До входу Б підводять зразкову напругу. Воно має бути високостабільним. Його встановлюють рівним номінальному значенню контрольованого напруги.

Світлодіодний індикатор відхилення рівня напруги

ОУ DA1 включений за схемою з паралельною негативною ОС. Таке включення ОУ рідко застосовують із-за присутності синфазної напруги на виході, але для індикатора це цілком допустимо. Синфазна напруга компенсують при налагодженні пристрою.

На виході ОУ включений двополярний емітерний повторювач на транзисторах VT1, VT2, вихідний сигнал якого через поріг (тригер Шмітта) керував роботою поливного клапана системи підтримки вологості грунту. Якщо пристрій буде використано лише як індикатор, можна виключити емітерний повторювач.

Посилений струмом сигнал через резистор R5 надходить на ланцюг діодів VD1-VD5, що виконують роль стабісторів. Падіння напруги на кожному діоді близько 0,6 В, чим і визначається "висота" ступеня індикації. Розподіл напруги ланцюга діодів залежить від співвідношення значень опору резисторів R7 і R8 і рівня вихідного сигналу ОУ.

У вихідному стані в точці з'єднання діодів VD3 та VD4 має бути нульова напруга щодо загального дроту. Бази транзистори VT3-VT5 знаходяться під позитивною напругою, тому транзистори VT3-VT5, а значить, і VT10-VT12 відкриті. Світлодіоди HL1-HL3 знеструмлені, оскільки вони шунтовані відкритим транзистором VT12.

До бази транзисторів VT7, VT8 прикладено мінусову напругу, а VТ6 - нульову, тому вони закриті; закриті також транзистори VT13-VT15. Через транзистор VT12 і світлодіоди HL4-HL6 протікає робочий струм - світлодіоди включені.

При збільшенні напруги на вході А вихідна напруга ОУ зменшується, точка нульової напруги переміщається вліво ланцюгом діодів VD1- VD5. Послідовно закриваються пари транзисторів VT5 та VT12, VT4 та VT11, VT3 та VT10, припиняючи шунтувати світлодіоди HL3, HL2 та HL1 відповідно. Тому світлодіоди включаються один за одним.

При зменшенні напруги на вході А точка нульового потенціалу переміщається вправо ланцюгом діодів, відкриваються пари транзисторів VT6 і VT13, VT7 і VT14, VT8 і VT15. Світлодіоди HL4, HL5 та HL6 один за одним гаснуть.

Світлодіоди в індикаторі включені послідовно. Струм через них підтримується постійним та рівним 10 мА стабілізатором струму на транзисторі VT9. Це зменшує навантаження на блок живлення і робить його постійним. Для управління кожним світлодіодом доводиться використовувати кілька транзисторів, оскільки посилення одиночного транзистора тут недостатньо.

У журналі "Радіо" було опубліковано подібні світлодіодні вимірювачі рівня сигналу [2-5]. Деякі їх схемні рішення використані в описуваному пристрої. Відрізняється воно наявністю диференціального входу, більш високим і регульованим коефіцієнтом посилення, а також послідовним підключенням світлодіодів до джерела живлення, що розширює можливості застосування.

Усі деталі індикатора, крім світлодіодів, змонтовані на односторонній друкованій платі товщиною 1 мм із фольгованого склотекстоліту. Креслення плати показано на рис. 2. Плата виготовлена методом різання лінійкою різаком, виточеним на точилі. Чорні лінії на кресленні плати – це ділянки, де фольга зрізана. Безумовно, плату можна виконати і традиційним способом – травленням.

Світлодіодний індикатор відхилення рівня напруги

Діоди та більшість резисторів на платі встановлені "стіймя". Світлодіоди змонтовані на лицьовій панелі та з платою пов'язані джгутом провідників.

Транзистори, що використовуються в індикаторі, можуть бути будь-якими малопотужними кремнієвими. Наприклад, замість КТ315Б (VT3-VT8) підійдуть транзистори старих типів МП113 (з коефіцієнтом h21Е>45), а замість КТ502В (VT10-VT15) - МП116 (h21Е>20). Для цього, щоправда, доведеться дещо збільшити розмір монтажної плати. Транзистори VT1, VT2, VT9 повинні допускати напругу на колекторі щонайменше 30 У.

Діоди VD1-VD5 – будь-які кремнієві малопотужні. Застосування ОУ К140УД5 некритично - індикатор може працювати і з іншим ОУ, розрахованим на напругу живлення 2x15 В. Можна змінювати число світлодіодів, і відповідно пар управляючих транзисторів.

Налагодження індикатора починають із початкової установки стану світлодіодів. Для цього входи А і Б з'єднують між собою та подають на них зразкову напругу. Його зазвичай формують із напруги живлення за допомогою додаткового стабілізатора та резистивного дільника (на схемі вони не показані). Досвідченим шляхом на ланцюзі діодів VD1-VD5 знаходять оптимальну точку, до якої і підключають правий за схемою виведення резистора R5. Критерій вибору оптимальної точки – світлодіоди HL4-HL6 світять, а HL1-HL3 – вимкнені.

Потім відключають вхід А і подають на нього стабільну напругу, яку можна регулювати в межах +1...2 від значення зразкового. Джерелом цієї напруги може бути ще один такий же дільник, але зі змінним резистором в одному з плечей. Встановлюють на вході А напруга, точно дорівнює зразковому, і підбирають резистор R8 таким, при якому для включення чергового світлодіода потрібно збільшити цю напругу настільки, наскільки потрібно її зменшити для того, щоб, навпаки, вимкнути ще один з них. Від ретельності виконання цієї операції залежатиме достовірність індикації "нуля".

Необхідну чутливість індикатора встановлюють добіркою резистора R3 ланцюга негативної ОС ОУ.

Якщо треба використовувати індикатор у режимі вимірювання рівня сигналу, входи А і Б для налагодження з'єднують із загальним проводом і підключають резистор R5 до тієї точки ланцюга діодів VD1-VD5, яка дає мінімальну кількість включених світлодіодів. Потім підбирають резистор R8 так, щоб світлодіод HL6 знаходився на межі початку свічення. Потім вхід Б залишають з'єднаним із загальним дротом, а на вхід А подають вимірювану плюсову напругу. При вхідному сигналі протилежної полярності входи міняють місцями. Чутливість індикатора змінюють добіркою резистора R3. Якщо рівень вхідного сигналу досягає 3, можна обійтися без операційного підсилювача і емітерного повторювача. У цьому випадку джерело сигналу з внутрішнім опором не більше 2 ком підключають до ланцюга діодів VD1-VD5 через резистор R5.

література

Єгоров Ю., Галицький В. Електронна система управління поливу в теплиці. – Радіо, 1997, № 11, с. 48, 49.
Дімов В. Світлодіодні вимірювачі рівня сигналу. – Радіо, 1987, № 10, с. 59, 60.
Нечаєв І. Світлодіодний вимірювач рівня сигналу. – Радіо, 1988, № 12, с. 52.
Потігін І. Світлодіодний індикатор налаштування. – Радіо, 1987, № 12, с. 39.
Янко Б. Потапова Л. Комбінований індикатор вихідної потужності підсилювача ЗЧ. – Радіо, 1987, № 8, с. 32, 33.

Автор: Ю.Єгоров, м.Москва

Дивіться інші статті розділу Захист апаратури від аварійних режимів роботи мережі, блоки безперебійного живлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Ультракомпактна деревина 08.08.2019

Вчені з Мерілендського університету в Коледж-Парку відкрили технологію отримання нового високофункціонального структурного матеріалу з деревини, який має вражаючі властивості.

"Ультракомпактна деревина" формується кип'ятінням дерев'яного блоку у водному розчині сульфіту натрію з додаванням натрієвої лугу. При цьому відбувається часткове видалення з деревини міцних структурних полісахаридів, лігніну та геміцелюлози. Здавалося б, це має послабити її, проте потім зразок стискається між металевими пластинами преса (знов при температурі 100 ° C) під тиском 5 МПа, тобто близько 50 атмосфер. Така дія змінює збережені найбільш стабільні полімери, зменшуючи зразок приблизно на 20 відсотків і роблячи його втричі більш щільним.

Експерименти з таким матеріалом показали, що на розтяг він витримує в 11,5 разів більше навантаження, ніж необроблені зразки вихідної деревини. Фактично цей показник можна порівняти з властивостями хорошої сталі, і при цьому "ультракомпактна деревина" залишається набагато легшою за неї. Але особливо ефектною виявилася демонстрація її "куленепробивних" характеристик. На відеозаписі видно, що снаряд, що рухається на швидкості 30 м/с, легко прошиває звичайну деревину, але затримується шаром "ультракомпактної деревини" тієї ж товщини.

Автори додають, що детальний склад розчину для отримання нового матеріалу залежить від виду вихідної деревини, але в будь-якому випадку не включає ні дорогих, ні небезпечних для навколишнього середовища речовин.

"Ультракомактна деревина" здатна стати відповідною "зеленою" альтернативою традиційним сталям для спорудження будівель і навіть мостів, автомобільних кузовів та залізничних вагонів.

Інші цікаві новини:

▪ Медіаплеєр Apple TV 4K

▪ Магнітні браслети не працюють

▪ Посуха забруднює повітря озоном

▪ Кукурудза, що не вимагає варіння

▪ Миші впізнають щурів із запаху сліз

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Велика енциклопедія для дітей та дорослих. Добірка статей

▪ стаття Усі прапори в гості будуть до нас. Крилатий вислів

▪ стаття Як гусениця сплітає кокон? Детальна відповідь

▪ стаття Чистий болотний. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Удосконалення активної кімнатної антени KB діапазону. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Відгадування одного із чотирьох предметів. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

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