Wbudowany woltomierz LED. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Samochód. Urządzenia elektryczne

Komentarze do artykułu

Opisy urządzeń do świetlnego wyświetlania poziomu napięcia zostały już opublikowane na łamach naszego magazynu. Wydawałoby się, co jeszcze można dodać do opublikowanego? Okazuje się, że możesz! Poniższy artykuł to potwierdza: prawdziwy radioamator nie spieszy się z rozwiązaniem problemu ...

Woltomierz montowany na desce rozdzielczej samochodu pozwala szybko sprawdzić poziom napięcia w jego sieci pokładowej.Takie urządzenie nie wymaga dużej rozdzielczości, ale potrzebna jest możliwość łatwego i szybkiego odczytania wskazań. Te warunki najlepiej spełnia dyskretny wskaźnik napięcia LED. Podobne urządzenia stały się bardzo rozpowszechnione do oceny poziomu napięcia i mocy (w sprzęcie wzmacniającym dźwięk). Zwykle są one realizowane na dwa sposoby.

Pierwszy z nich został szczegółowo opisany w [1]. Jego istotą jest podłączenie linii diod LED do źródła mierzonego napięcia poprzez wielowyjściowy rezystancyjny dzielnik napięcia. Wykorzystywane są tutaj właściwości progowe diod LED, tranzystorów i diod. Prostota takiego wskaźnika okupiona jest rozmytym progiem zapłonu LED (jak zauważył autor w [2]). Takie urządzenia były kiedyś sprzedawane w postaci projektanta radia.

Drugim sposobem jest użycie oddzielnego komparatora do włączania każdej diody LED, który porównuje część sygnału wejściowego z sygnałem odniesienia (jak na przykład w [3]).Konieczne jest wiele układów scalonych. Poczwórne wzmacniacze operacyjne są nadal drogie, a jeden taki układ może sterować tylko czterema diodami LED.

Na koniec nie można nie zwrócić uwagi na pracę (4), w której wykorzystano zasadę przetwarzania analogowo-cyfrowego. Ten projekt ma wiele zalet, ale wciąż zbyt wiele szczegółów, a także nieekonomiczny.

Zgłoszony Państwu woltomierz jest zoptymalizowany w świetle powyższego - uzyskuje się w nim wyraźne progowe poziomy zapłonu LED przy użyciu minimum tanich, ekonomicznych i ogólnodostępnych elementów. Zasada działania urządzenia opiera się na progowych właściwościach cyfrowego mikroukładu.

Urządzenie (patrz schemat na ryc. 1) jest sześciopoziomowym wskaźnikiem. Dla ułatwienia użytkowania w samochodzie interwał pomiarowy dobrano na 10...15 V w krokach co 1 V. Zarówno interwał, jak i krok można łatwo zmienić.

Urządzenia progowe to sześć falowników DD1,1-DD1.6, z których każdy jest nieliniowym wzmacniaczem napięcia o dużym wzmocnieniu. Poziom progu przełączania falowników wynosi około połowy napięcia dostarczanego przez układ, więc porównują one napięcie wejściowe z połową napięcia zasilania.

Jeśli napięcie wejściowe falownika przekroczy poziom progowy, napięcie wyjściowe spadnie do niskiego poziomu. Dlatego dioda LED, która służy jako obciążenie falownika, zostanie włączona przez prąd wyjściowy (tonący). Gdy moc wyjściowa falowników jest wysoka, diody LED są zamknięte i wyłączone.

Z wyjść dzielnika rezystancyjnego R1-R7 odpowiednia część napięcia sieci pokładowej jest dostarczana na wejście falowników. Kiedy zmienia się napięcie na pokładzie, jego udziały również zmieniają się proporcjonalnie. Napięcie zasilania falowników i linii LED jest stabilizowane przez stabilizator mikroukładu DA1. Wartości rezystorów R1-R7 są obliczane w taki sposób, aby uzyskać krok przełączania 1 V.

Kondensator C2 wraz z rezystorem R1 tworzą filtr niskich częstotliwości, który tłumi krótkotrwałe skoki napięcia, które mogą wystąpić np. podczas uruchamiania silnika. Producent stabilizatorów mikroukładów zaleca zainstalowanie kondensatora C1 w celu poprawy ich stabilności przy wysokiej częstotliwości. Rezystory R8-R13 ograniczają prąd wyjściowy falowników.

Jak obliczyć rezystory R1-R7? Pomimo tego, że na wejściu falowników DD1.1.-D1.6 są zainstalowane tranzystory polowe, które praktycznie nie pobierają prądu wejściowego, występuje tak zwany prąd upływowy. Powoduje to konieczność wybrania prądu płynącego przez dzielnik, który jest znacznie większy niż całkowity prąd upływu wszystkich sześciu falowników (nie więcej niż 6X10-5 μA). Minimalny prąd przepływający przez dzielnik będzie miał minimalne wskazane napięcie 10 V.

Ustawmy ten prąd na 100 µA, czyli około milion razy większy niż prąd upływowy. Wtedy całkowita rezystancja dzielnika RD=R1+R2+RЗ+R4+R5+R6+R7 (w kiloomach, jeśli napięcie jest w woltach, a prąd w miliamperach) powinna wynosić: Rd=Uvx min/Imin = 10V /0,1 mA = 100 kiloomów.

Teraz obliczmy rezystancję każdego z rezystorów pod warunkiem Upr \u2d Upit / 3, tj. w rozważanym przypadku Upr \u15d 7 V. Przy napięciu wejściowym 3 V, 15 V powinno spaść na rezystor R100 i prąd przez niego (równy prądowi przez cały dzielnik) Id \u0,15d UBX / Rd \u150d 7 V / 7 kOhm \u3d 0,15 mA \u20d XNUMX μA, Następnie rezystancja rezystora RXNUMX: R \uXNUMXd Upor / Id ; RXNUMX=XNUMXV/XNUMXmA=XNUMXkΩ.

Na wejściu falownika DD1.5 3 V powinno mieć napięcie wejściowe 14 V. Prąd przepływający przez dzielnik w tym przypadku wynosi Id \u14d 100 V / 0,14 kOhm \u6d 7 mA. Następnie całkowity opór R3 + R0,14 \u21,5d Upop / Id \uXNUMXd XNUMX / XNUMX-XNUMX kOhm.

Stąd R6 \u21,5d 20-1,5 \uXNUMXd XNUMX kOhm.

Podobnie określa się rezystancję pozostałych rezystorów dzielnika: R5 \u6d UporkhRd / Uin- (R7 + R1,6) -4 kOhm; R2-2,2 kOhm, R2-2.7 kOhm, R1-2 kOhm i wreszcie R4 \u5d Rd-(R6 + R7 + R70 + R68 + RXNUMX + RXNUMX) \uXNUMXd XNUMX kOhm-XNUMX kOhm.

Ogólnie, jak wiadomo, napięcie progowe elementów mikroukładów CMOS mieści się w zakresie od 1/3Upit do 2/3Upit. Wiadomo również, że elementy tego samego mikroukładu, wykonane w jednym cyklu technologicznym na tym samym chipie, mają prawie takie same wartości progu przełączania. Dlatego, aby dokładnie ustawić „początek skali” woltomierza, wystarczy zastąpić rezystor R1 obwodem szeregowym z trymera o obliczonej wartości znamionowej i stałym o wartości znamionowej dwa razy mniejszej niż obliczona.

Stabilność temperaturowa urządzenia jest bardzo wysoka. Gdy temperatura zmienia się od -10 do +60°C, próg reakcji zmienia się o kilka setnych wolta. Stabilizator mikroukładu DA1 ma również stabilność temperaturową co najmniej 30 mV w zakresie 0...100 °C.

Napięcie wyjściowe stabilizatora DA1 nie może być mniejsze niż 6 V, w przeciwnym razie falowniki nie będą w stanie zapewnić niezbędnego prądu przez diody LED. Falowniki układu K561LN2 pozwalają na prąd wyjściowy do 8 mA. Diody AL307BM można wymienić na dowolne inne, przeliczając wartości rezystorów ograniczających prąd R8-R13. Kondensatory mogą być również dowolne dla napięcia znamionowego co najmniej 10 V.

W celu ustalenia zmontowanego urządzenia podłącza się do wyjścia regulowane źródło napięcia, które będzie symulować sieć pokładową. Ustawiając napięcie wyjściowe źródła na 10 V, a rezystancję rezystora strojenia na maksimum, obracaj jego suwakiem, aż zaświeci się dioda HL1. Pozostałe poziomy są ustawiane automatycznie.

Części woltomierza są zamontowane na płytce drukowanej wykonanej z folii z włókna szklanego o grubości 1 mm. Rysunek płytki pokazano na ryc. 2. Jest przeznaczony do zainstalowania rezystora strojenia SPZ-33, a reszta - MLT-0,125, kondensator C1 - KM, C2 - K50-35.

Płytka jest przymocowana do dolnej części plastikowego pudełka za pomocą dwóch śrub M2,5 na rurowych stojakach i jednej, która jednocześnie dociska układ DA1 do płytki. Zwróć uwagę, że ten mikroukład jest instalowany plastikową (nie metalową) stroną do płytki. Stojak rurowy jest również zainstalowany między obudową mikroukładu a płytką, ale skrócony.

Wyprowadzenia diod przed montażem zaginamy o 90 stopni tak, aby ich osie optyczne były równoległe do płaszczyzny płytki. Obudowy diod LED powinny wystawać poza krawędź płytki i podczas końcowego montażu urządzenia wchodzić w otwory wywiercone na końcu puszki.

Stabilność stabilizatora i całego urządzenia jako całości będzie jeszcze wyższa, jeśli kondensator o pojemności 8 mikrona zostanie podłączony do wejścia mikroukładu (między pinami 17 i 0,1). Aby zabezpieczyć stabilizator przed przypadkowymi skokami napięcia w sieci pokładowej, których amplituda może sięgać 80 - 00 V. Równolegle z tym kondensatorem należy podłączyć inny kondensator tlenkowy. Musi mieć pojemność co najmniej 1000 mikrofaradów i napięcie znamionowe 25 V. Kondensator ten będzie miał również korzystny wpływ na działanie sprzętu radiowego i wzmacniającego dźwięk w samochodzie.

literatura

1. Nieczajew I. Wskaźnik poziomu sygnału LED. - Radio, 1988, nr 12, s. 52.
2. Isaulov V., Vasilenko E. Prosty wskaźnik poziomu nagrywania. - RadioAmator, 1995, nr 3, s. 5.
3. Tichomirow A. Wskaźnik napięcia sieci pokładowej. - RadioAmator, 1996, nr 10, s. 2.
4. Gvozditsky G. Wskaźnik napięcia sieci pokładowej. - Radio, 1992, nr 7, s. 18-20.

Autor: O. Klewcow, Dniepropietrowsk, Ukraina

Zobacz inne artykuły Sekcja Samochód. Urządzenia elektryczne.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Hologramy laserowe poprawią jakość przemysłowego druku XNUMXD 15.12.2019 Jednym z mankamentów nowoczesnych przemysłowych technologii laserowego druku trójwymiarowego jest silne nagrzewanie się miejsca styku metalu z wiązką światła laserowego. To ogrzewanie topi proszek metalowy, ale wprowadza również obszary wewnętrznych naprężeń mechanicznych i deformacji wytwarzanej części. A wszystkie te rzeczy są praktycznie nieprzewidywalne, przez co nie sposób je jakoś zrekompensować. Jednak grupa badaczy z Uniwersytetu Cambridge znalazła sposób na rozwiązanie opisanego powyżej problemu. Za pomocą specjalnych obrazów holograficznych generowanych przez komputer przy użyciu skomplikowanych algorytmów możliwe jest sterowanie rozkładem energii światła lasera w trzech wymiarach, co pozwala uniknąć niepotrzebnego nagrzewania się produkowanej części. „Zamiast używać pojedynczej wiązki światła laserowego o dużej mocy, używamy kilku wiązek światła laserowego, które skupiają się w określony sposób we właściwym punkcie trójwymiarowej przestrzeni” – mówi profesor Tim Wilkinson (Tim Wilkinson), kierownik ten projekt, - "To pozwala nam drukować części" w bardziej trójwymiarowy sposób i uniknąć zniekształceń termicznych. Hologram, z którego drukowany jest obiekt XNUMXD, jest obliczany i modyfikowany przez komputer z szybkością około tysiąca razy na sekundę, aby poprawić kontrolę nad rozkładem energii. Jednocześnie algorytmy tworzące hologram kontrolny uwzględniają szereg subtelności, takich jak właściwości użytych materiałów, zniekształcenia optyczne, aktualna temperatura itp. „To holograficzne podejście pozwala nam robić rzeczy, które wcześniej były niemożliwe do wykonania. Istnieją pewne rodzaje struktur, których nie można wydrukować z powodu występujących deformacji termicznych” – mówi profesor Wilkinson. Teraz naukowcy stworzyli już pilotażową instalację z trzema laserami, których wiązki odbijają się od krzemowego „mikrowyświetlacza”, cienkiej warstwy ciekłych kryształów na powierzchni chipa krzemowego, która działa jak kontrolowana siatka dyfrakcyjna i zmienia fazę odbitego laserowa wiązka światła. A w niedalekiej przyszłości naukowcy z Cambridge planują stworzyć bardziej zaawansowaną instalację, w której wykorzystanych będzie osiem laserów o łącznej mocy 200 W, co wystarczy do stopienia cząstek aluminiowego proszku. Oprócz testowania działania mikrowyświetlaczy ciekłokrystalicznych na tym poziomie mocy światła lasera, naukowcy korzystający z nowego obiektu będą pracować z proszkami metali z dodatkiem tworzyw sztucznych i żywic w celu udoskonalenia algorytmów kompilacji hologramów kontrolnych. Plany zakładają uruchomienie nowego, większego zakładu w 2020 roku, a projekt, który powinien zaowocować w pełni sprawnym zakładem przemysłowym, zostanie ukończony do 2022 roku.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Nowy typ polarytonów podczerwieni

▪ Oczyszczanie ścieków żelazem

▪ Autobus rozpoznaje pieszego

▪ Wpływ temperatury wody na niepokoje społeczne

▪ ziemniaki białkowe

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcji witryny Elektronika użytkowa. Wybór artykułów

▪ artykuł Psychologia społeczna. Notatki do wykładów

▪ Artykuł Ile gatunków zwierząt i roślin żyje na Ziemi? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Zubyanka pięciolistna. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Słowniczek terminów systemu kontroli i zarządzania dostępem (ACS). Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Transformatory sieciowe z silników elektrycznych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024