Problém je v tom, že táto sada sa už nevyrába, takže budete musieť improvizovať a kupovať náhradné diely samostatne. Za zmienku stojí najmä to, že základom obvodu je čip UAA180 alebo domáci analóg 1003PP1. Keď to teraz viete, nebude to pre vás ťažké zostaviť vlastnými rukami zariadenia s LED stupnicou pre vaše auto.

Účel kolíkov mikroobvodu:
1 – zem;
18 – napájanie do +18 Voltov;
17 – vstup pre merané napätie;
16 – referenčná spodná úroveň meraného napätia;
3 – referenčná horná úroveň;
2 – ovládanie jasu LED;
4..15 – výstupy pre ovládanie zaradenia LED.

Mikroobvod rozdeľuje rozdiel napätia medzi 3. a 16. vetvou do 12 rozsahov a ak napätie na 17. vetve spadne do jedného z týchto rozsahov, rozsvieti sa príslušná LED dióda. Existujú však obmedzenia: napätie na meracích svorkách nemôže byť vyššie ako 6 voltov.
Na obmedzenie meraného napätia zostavíme merací reťazec zenerovej diódy a dvoch odporov. Nech V je napätie v palubnej sieti. V reťazci zenerovej diódy VD1 a odporov R1, R2 bude napätie na zenerovej dióde konštantné 9 voltov (približne) a na mostíku R1, R2 sa bude rovnať (V-9). Pri rovnakých odporoch R1=R2 bude napätie na odpore R2 rovné polovici (V-9), t.j. ak sa sieťové napätie V zmení z 10 na 15 voltov, potom sa napätie v bode medzi R1 a R2 zmení z (10-9)/2 =0,5 na (15-9)/2 =3 volty.
Reťazec R3, R4, R5 a zenerova dióda VD2 nastavujú referenčné minimálne a maximálne napätie. Minimálne nula, pretože 16. noha na zemi. Maximum je nastavené trimovacím odporom na približne 3 volty. S týmto nastavením je možné merať napätie palubnej siete v rozsahu od 9 do 15 Voltov v krokoch po 0,5 Volta na LED.
Reťazec R6, R7 jednoducho nastavuje jas diód. Pri R6=50K je jas väčší, pri 100K je nižší.

Varianty obvodov so stupnicou „bežiaca bodka“ a „svetelný stĺp“ sa líšia iba pripojením LED k mikroobvodu. Meracie obvody zostávajú rovnaké.

Schéma je nakonfigurovaná nasledovne. Voltmeter je potrebné pripojiť k referenčnému zdroju 14,7V, otočte trimrom tak, aby sa rozsvietil stĺpec 11 LED, potom pomaly otáčajte trimrom v opačnom smere, kým nezhasne 11. LED a v stĺpci zostane svietiť iba 10 LED. .
Predpokladá sa, že váha má stupnicu 2 LED na 1 Volt a rozsvietenie 11. LED zodpovedá nameranému napätiu dosahujúcemu úroveň 14,7 V, ako je znázornené na obrázku nižšie.

Nad LED diódami na prednom paneli voltmetra sú farebné označenia napäťových rozsahov:
do 11,6V - červená, nabitie batérie menej ako 50%;
11,6-12,6V - červená bodkovaná čiara, nabitie batérie 50-100%;
12,6V - zelený bod, nabíjanie 100%;
13,7-14,7V - zelená, napätie generátora je normálne;
viac ako 14,7V - červená, prebitie.

Obvod bol spájkovaný vo verzii „svetelný stĺp“. Obrázok nižšie ukazuje všeobecný pohľad na to, čo sa stalo. Osvetlenie som vyrobil jednou bezpäticovou 12V autožiarovkou.

Všetko bolo zmontované približne ako na obrázku nižšie.

Kreslenie dosky. Vyrobené v zrkadlovom obraze na prenos tlače na fóliu na leptanie. Ak tlačíte s hustotou 300 dpi, získate obrázok v mierke 1:1.

Umiestnenie dielov. Pohľad zo strany inštalácie rádiových komponentov. Dráhy sú v skutočnosti na druhej strane dosky, ale tu sú nakreslené viditeľné, ako keby bola doska priehľadná.

Počas prevádzky zariadenia na vozidle bola zistená chyba.

Kvôli diskrétnosti stupnice často pracuje posledná LED dióda v svetelnom stĺpci v režime blikania. Nie vždy, ale často. Najskôr žmurkanie odpútava pozornosť, ale potom si na to zvyknete a žmurkanie vníma ako pokus zariadenia o zobrazenie polovice dielika diskrétnej stupnice.

Indikátor hladiny paliva

Palivomer je vlastne ohmmeter a meria odpor snímača reostatu. Ak k ukazovateľu pripojíte variabilný solenoid, jeho hodnoty by mali zodpovedať nasledovnému:
0 Ohm – šípka leží na ľavom okraji stupnice;
15 Ohm – šípka na hranici červenej a bielej zóny;
45 Ohm – šípka na riadku 1/2;
90 Ohm – šípka na riadku 1;
keď sa šípka zlomí, ukazovateľ je na pravom okraji stupnice;

Z predchádzajúceho diagramu sa získa pomerne jednoduchý diagram indikátora hladiny paliva, pretože ako ohmmeter možno použiť voltmeter, ktorý meria napätie na odpore, ktorým preteká stabilizovaný prúd.

Pri tomto zapojení funguje stabilizátor 78L03 ako zdroj prúdu 30 mA. 3V zenerova dióda je potrebná na ochranu meracieho vstupu mikroobvodu pred prepätím v prípade „prerušenia“ vodiča snímača. Ak dôjde ku skratu snímača, hodnoty by mali byť rovnaké ako pri prázdnej nádrži.
Reťaz R3, C3 spomaľuje zmenu napätia na meracom vstupe 17 mikroobvodu UAA180. Časová konštanta reťazca je približne 2 sekundy. Takéto spomalenie by malo zabrániť skokom v údajoch zariadenia, keď plavák snímača kolíše spolu s hladinou benzínu počas jazdy.
Na nastavenie zariadenia je potrebné namiesto snímača reostatu pripojiť odpor 90 Ohm a otáčaním trimovacieho odporu nájsť okamih, kedy sa rozsvieti plný svetelný stĺpec.
Obrázok nižšie zobrazuje predný panel ukazovateľa.

Po inštalácii zariadení na auto sa zistila chyba v činnosti indikátora zostávajúceho paliva.
Keď je nádrž plná, všetko je v poriadku, ale keď je nádrž viac ako poloprázdna, potom sa počas jazdy (v zákrutách alebo pri zrýchľovaní/brzdení) môžu hodnoty meniť o 3 dieliky (a to je štvrtina stupnice !), napríklad od 1 do 4 LED. Je zrejmé, že je to spôsobené nalievaním benzínu cez horizontálne umiestnenú nádrž pod vplyvom zotrvačných síl. Ako sa s tým vysporiadať, zatiaľ nie je veľmi jasné.

Kreslenie dosky.

Umiestnenie dielov.

Teplomer

V knihách sa píše, že závislosť odporu pracovného snímača TM-100A (štandardný snímač na UZAM) od teploty by mala byť nasledovná:

Stupne – Ohmy 40 – 400...530 80 – 130...160 100 – 80...95 120 – 50...65

Vzťah je inverzný a nie lineárny. Ale snímač je pomerového typu. Takýto snímač zabezpečuje zmenu prúdu vo vinutí ukazovateľa v pomere k nameranej hodnote. Ukazuje sa zaujímavá vec: ak je takýto snímač zapojený do série so správne zvoleným dodatočným odporom (rovnajúcim sa odporu vinutia merača), na tento reťazec sa aplikuje stabilizované napätie, potom bude napätie na tomto dodatočnom odpore úmerné na teplotu. Tento dodatočný odpor je približne 150 ohmov. Vzhľadom na to, že snímač teploty musí byť inštalovaný na zemi, okruh sa neukázal ako jednoduchý. Čo sa stalo, je znázornené na obrázku.

Vysvetlenie pre tých, ktorí chcú pochopiť okruh.
Schéma je urobená naruby. Predstavte si hodinky, v ktorých hodinová ručička smeruje vždy nahor a ciferník sa otáča pod ručičkou. 17. noha, ktorá by mala byť napojená na merané napätie, je pripojená na stabilizované 3 Volty. Rozdiel nameraných min. a max. Napätie medzi 16. a 3. vetvou je tiež stabilizované, asi 3 volty, ale napätia na 16. a 3. vetve sa menia synchrónne a „plávajú“ okolo napätia na 17. vetve. Vo všeobecnosti obvod funguje tak, že hodnoty na stupnici LED zodpovedajú napätiu na rezistore R3. Pre udržanie napäťových hraníc meraného rozsahu sú potrebné mostíky so zenerovými diódami.

Ukázalo sa však, že v okruhu teplomeru je možné úplne urobiť bez stabilizácie. Nižšie je uvedený oveľa jednoduchší diagram. Vychádza zo skutočnosti, že bez ohľadu na to, ako sa pri konštantnej teplote mení napájacie napätie obvodu, podiel napätí na vstupoch mikroobvodu U16:U17:U3 zostane konštantný. Absolútne hodnoty sa zmenia, ale ich vzájomný vzťah sa nezmení.

Most R4-R5-R6 nastavuje hranice meraného rozsahu. Trimmer R1 vám umožňuje posunúť hodnoty nahor alebo nadol. Odpor R3 je potrebný na zníženie napájacieho napätia na úroveň, pri ktorej napätie na vstupoch DA1 nepresiahne maximálne povolených 6V.

Túto schému je možné použiť iba v režime svetelných bodov. Faktom je, že pri minimálnej teplote je napätie namerané v tomto obvode maximálne. Pri zvyšovaní teploty sa napätie znižuje na minimum. Aby sa svetelný bod pohyboval pozdĺž stupnice zľava doprava so zvyšujúcou sa teplotou a nie naopak, stačí usporiadať LED diódy na indikátore v opačnom poradí. Ale to je možné len pre svetelný bod. Svetelný stĺpik nesvieti v opačnom poradí.

Na „preklopenie“ napätia vzhľadom na stred meraného rozsahu môžete do obvodu pridať invertor operačného zosilňovača.

Hodnoty odporu, ktoré nastavujú napätia na vstupoch 3 a 16, sú zvolené tak, aby celý rozsah 12 LED zodpovedal rozsahu 80°C.

Okruh je nakonfigurovaný nasledovne. Teplotný senzor môžete spustiť do vriacej vody, alebo namiesto senzora zapojiť do obvodu odpor 91 Ohmov a pomocou trimovacieho rezistora nájsť moment, kedy sa žeraviaci stĺpec prepne z 10 na 11 LED, čo by malo zodpovedať bod varu vody - 100 ° C.

Vo všeobecnosti by hodnoty odporu a nastavenia mali zodpovedať prednému panelu teplomera, ako je tento.

Teplomer má takú chybu.

Pretože Stupnica bola vypočítaná na stupnici 3 LED pri 20°C, potom jedna dióda pokrýva rozsah približne 7 stupňov. Ak sa počas jazdy rozsvieti na stupnici 10 diód, tak teplota môže byť od 93 do 100 °C, no nedá sa presne povedať koľko. Teplomer do auta zároveň nepotrebuje predĺženú ľavú časť stupnice pre nízke teploty. Preto pri opakovaní konštrukcie by bolo lepšie vyrobiť teplomer so stupnicou 5 ° C na diódu, napríklad od 50 do 110 ° C, ako na obrázku nižšie.

Kreslenie dosky.

Dizajn LED indikátorov je o niečo komplikovanejší. Samozrejme, pri použití špeciálneho ovládacieho čipu sa to dá zjednodušiť až na doraz, no číha tu malá nepríjemnosť. Väčšina týchto mikroobvodov vyvíja výstupný prúd nie väčší ako 10 mA a jas LED diód v aute nemusí byť dostatočný. Okrem toho najbežnejšie mikroobvody majú výstupy pre 5 LED, čo je len „minimálny program“. Preto je pre naše podmienky výhodnejší obvod založený na diskrétnych prvkoch, ktorý je možné rozšíriť bez veľkého úsilia. Najjednoduchší LED indikátor (obr. 4) neobsahuje aktívne prvky a nevyžaduje napájanie.

Pripojenie - k rádiu podľa schémy "zmiešané mono" alebo s izolačným kondenzátorom, k zosilňovaču - "zmiešané mono" alebo priamo. Schéma je veľmi jednoduchá a nevyžaduje nastavenie. Jediným postupom je vybrať odpor R7. Diagram zobrazuje hodnotenie pre prácu so vstavanými zosilňovačmi hlavnej jednotky. Pri práci so zosilňovačom s výkonom 40...50 W by mal byť odpor tohto odporu 270...470 Ohmov. Diódy VD1...VD7 - ľubovoľný kremík s priamym úbytkom napätia 0,7...1 V a prípustný prúd nie menej ako 300 mA. Akékoľvek LED, ale rovnakého typu a farby s prevádzkovým prúdom 10..15 mA. Keďže LED diódy sú „napájané“ z výstupného stupňa zosilňovača, ich počet a prevádzkový prúd nemožno v tomto obvode zvýšiť. Preto budete musieť zvoliť „svetlé“ LED alebo nájsť miesto pre indikátor, kde bude chránený pred priamym svetlom. Ďalšou nevýhodou najjednoduchšieho dizajnu je malý dynamický rozsah. Na zlepšenie výkonu je potrebný indikátor s riadiacim obvodom. Okrem väčšej slobody pri výbere LED môžete jednoducho vytvoriť škálu akéhokoľvek typu - od lineárnej po logaritmickú alebo „natiahnuť“ iba jednu sekciu. Schéma indikátora s logaritmickou stupnicou je znázornená na obr. 5.

LED diódy v tomto obvode sú ovládané spínačmi na tranzistoroch VT1.VT2. Spínacie prahy sa nastavujú diódami VD3...VD9. Výberom ich počtu môžete zmeniť dynamický rozsah a typ mierky. Celková citlivosť indikátora je určená odpormi na vstupe. Obrázok ukazuje približné prahové hodnoty odozvy pre dve možnosti obvodu - s jednou a „dvojitou“ diódou. V základnej verzii je rozsah merania až 30 W pri záťaži 4 Ohm, s jednoduchými diódami - až 18 W. LED HL1 neustále svieti, indikuje začiatok stupnice, HL6 je indikátor preťaženia. Kondenzátor C4 oneskoruje zhasnutie LED o 0,3...0,5 sekundy, čo umožňuje zaznamenať aj krátkodobé preťaženie. Akumulačný kondenzátor C3 určuje čas spätného chodu. Mimochodom, závisí to od počtu svietiacich LED diód - „stĺpec“ z maxima začne rýchlo klesať a potom sa „spomalí.“ Kondenzátory C1 a C2 na vstupe zariadenia sú potrebné iba pri práci so zabudovaným -v zosilňovači rádia.Pri práci s „normálnym“ zosilňovačom sú vylúčené.Počet vstupných signálov je možné zvýšiť pridaním reťazcov rezistora a diódy.Počet indikačných buniek možno zvýšiť jednoduchým „klonovaním“ “, hlavným obmedzením je, že nesmie byť viac ako 10 „prahových“ diód a medzi bázami susedných tranzistorov musí byť aspoň jedna dióda. LED je možné použiť ľubovoľné v závislosti od požiadaviek – od jednotlivých LED po zostavy LED a panely so zvýšeným jasom. Diagram preto ukazuje hodnoty odporov obmedzujúcich prúd pre rôzne prevádzkové prúdy. Na zvyšné časti nie sú žiadne špeciálne požiadavky, možno použiť takmer akékoľvek tranzistory štruktúry p-p-p so stratovým výkonom na kolektore najmenej 150 mW a dvojnásobnou rezervou na prietok kolektorom. Základný koeficient prenosu prúdu týchto tranzistorov musí byť najmenej 50 a lepšie - viac ako 100. Tento obvod možno trochu zjednodušiť, zatiaľ čo vedľajší účinok objavujú sa nové vlastnosti, ktoré sú pre naše účely veľmi užitočné (obr. 6).

Na rozdiel od predchádzajúceho obvodu, kde boli tranzistorové články zapojené paralelne, je tu použité sériové zapojenie v režime „stĺpec“. Prahové prvky sú samotné tranzistory a otvárajú sa jeden po druhom - „zdola nahor“. Ale v tomto prípade prah odozvy závisí od napájacieho napätia. Obrázok ukazuje približné prahové hodnoty, aby indikátor fungoval pri napájacom napätí 11 V (ľavý okraj obdĺžnikov) a 15 V (pravý okraj). Je vidieť, že pri zvyšovaní napájacieho napätia sa najviac posúva hranica indikácie maximálneho výkonu. Ak používate zosilňovač, ktorého výkon závisí od napätia batérie (a je ich veľa), takáto „automatická kalibrácia“ môže byť prospešná. Cenou za to je však zvýšené zaťaženie tranzistorov. Prúd všetkých LED preteká spodným tranzistorom v obvode, takže pri použití indikátorov s prúdom väčším ako 10 mA budú tranzistory vyžadovať aj príslušný výkon. „Klonovanie“ buniek ďalej zvyšuje nerovnomernosť stupnice. Preto je limit 6-7 buniek. Účel zostávajúcich prvkov a požiadavky na ne sú rovnaké ako v predchádzajúcom diagrame. Miernou modernizáciou tejto schémy získame ďalšie vlastnosti (obr. 7).

V tomto obvode, na rozdiel od vyššie diskutovaných, neexistuje žiadne svetelné „pravítko.“ V každom okamihu sa rozsvieti iba jedna LED dióda, ktorá simuluje pohyb ihly po stupnici. Preto je spotreba energie minimálna a v tomto obvode je možné použiť tranzistory s nízkym výkonom. V opačnom prípade sa schéma nelíši od schém diskutovaných vyššie. Prahové diódy VD1 ... VD6 sú navrhnuté tak, aby spoľahlivo vypínali nečinné LED diódy, takže ak je pozorované slabé osvetlenie prebytočných segmentov, je potrebné použiť diódy s vysokým priepustným napätím.

Rádioamatér č.6 2005

Vďaka takým vlastnostiam, ako sú: nízka spotreba energie, malé rozmery a jednoduchosť pomocných obvodov potrebných na prevádzku, sa LED diódy (rozumej LED vo viditeľnom rozsahu vlnových dĺžok) veľmi rozšírili v elektronických zariadeniach na najrôznejšie účely. Používajú sa predovšetkým ako univerzálne zariadenia na indikáciu prevádzkového režimu alebo núdzové signalizačné zariadenia. Menej časté (spravidla len v rádioamatérskej praxi) sú LED svetelné efektové stroje a LED informačné panely (výsledkové tabule).

Pre normálnu funkciu akejkoľvek LED stačí zabezpečiť, aby prúd, ktorý cez ňu preteká v smere dopredu, neprekračuje maximum prípustné pre použité zariadenie. Ak tento prúd nie je príliš nízky, LED sa rozsvieti. Pre riadenie stavu LED je potrebné zabezpečiť reguláciu (spínanie) v prúdovom okruhu. To je možné vykonať pomocou štandardných sériových alebo paralelných spínacích obvodov (tranzistory, diódy atď.). Príklady takýchto schém sú znázornené na obr. 3,7-1, 3,7-2.

Ryža. 3,7-1. Spôsoby ovládania stavu LED pomocou tranzistorových spínačov

Ryža. 3,7-2. Spôsoby riadenia stavu LED z digitálnych čipov TTL

Príkladom použitia LED v signalizačných obvodoch sú nasledujúce dva jednoduché obvody indikátorov sieťového napätia (obr. 3.7-3, 3.7-4).

Schéma na obr. 3.7-3 je určená na označenie prítomnosti striedavého napätia v domácej sieti. Predtým takéto zariadenia zvyčajne používali malé neónové žiarovky. Ale LED diódy sú v tomto smere oveľa praktickejšie a technologicky vyspelejšie. V tomto obvode prechádza prúd cez LED len počas jednej polvlny vstupného striedavého napätia (počas druhej polvlny je LED posunutá zenerovou diódou pracujúcou v priepustnom smere). To sa ukazuje ako dostatočné na to, aby ľudské oko normálne vnímalo svetlo z LED ako nepretržité žiarenie. Stabilizačné napätie zenerovej diódy je zvolené tak, aby bolo o niečo väčšie ako pokles napätia vpred na použitej LED. Kapacita kondenzátora \(C1\) závisí od požadovaného priepustného prúdu cez LED.

Ryža. 3,7-3. Indikátor sieťového napätia

Tri LED diódy obsahujú zariadenie, ktoré informuje o odchýlkach sieťového napätia od menovitej hodnoty (obr. 3.7-4). Aj tu sa LED diódy rozsvietia len počas jedného polcyklu vstupného napätia. Spínanie LED sa vykonáva pomocou dinistorov zapojených do série s nimi. LED \(HL1\) svieti vždy, keď je prítomné sieťové napätie, dve prahové zariadenia na dinistoroch a rozdeľovače napätia na rezistoroch zaisťujú, že ďalšie dve LED sa rozsvietia len vtedy, keď vstupné napätie dosiahne nastavenú prevádzkovú prahovú hodnotu. Ak sú nastavené tak, že pri normálnom napätí v sieti svietia LED \(HL1\), \(HL2\), tak pri zvýšenom napätí sa rozsvieti aj LED \(HL3\) a keď napätie v sieť zníži LED \( HL2\). Obmedzovač vstupného napätia na \(VD1\), \(VD2\) zabraňuje poruche zariadenia pri výraznom prekročení normálneho napätia v sieti.

Ryža. 3,7-4. Indikátor úrovne sieťového napätia

Schéma na obr. 3.7-5 je určený na signalizáciu prepálenej poistky. Ak je poistka \(FU1\) neporušená, pokles napätia na nej je veľmi malý a LED sa nerozsvieti. Keď sa poistka prepáli, napájacie napätie sa privedie cez malý odpor záťaže k obvodu indikátora a rozsvieti sa LED. Rezistor \(R1\) sa volí z podmienky, že cez LED bude pretekať požadovaný prúd. Pre túto schému nemusia byť vhodné všetky typy záťaží.

Ryža. 3,7-5. LED indikátor poistky

Zariadenie na indikáciu preťaženia stabilizátora napätia je znázornené na obr. 3,7-6. V normálnom režime činnosti stabilizátora je napätie na báze tranzistora \(VT1\) stabilizované zenerovou diódou \(VD1\) a je približne o 1 V viac ako na emitore, takže tranzistor je uzavretý a signálna LED \(HL1\) svieti. Pri preťažení stabilizátora sa výstupné napätie zníži, zenerova dióda vystúpi z režimu stabilizácie a napätie na báze \(VT1\) sa zníži. Preto sa tranzistor otvorí. Keďže priepustné napätie na zapnutej LED \(HL1\) je väčšie ako na \(HL2\) a tranzistore, v momente otvorenia tranzistora LED \(HL1\) zhasne a \(HL2\ ) vzrušuje. Dopredné napätie na zelenej LED \(HL1\) je približne o 0,5 V väčšie ako na červenej LED \(HL2\), takže maximálne saturačné napätie kolektor-emitor tranzistora \(VT1\) by malo byť menšie ako 0,5 V Rezistor R1 obmedzuje prúd cez LED a rezistor \(R2\) určuje prúd cez zenerovu diódu \(VD1\).

Ryža. 3,7-6. Indikátor stavu stabilizátora

Je znázornený obvod jednoduchej sondy, ktorá umožňuje určiť povahu (DC alebo AC) a polaritu napätia v rozsahu 3...30 V pre jednosmerný a 2,1...21 V pre efektívnu hodnotu striedavého napätia. na obr. 3,7-7. Sonda je založená na prúdovom stabilizátore založenom na dvoch tranzistoroch s efektom poľa, naložených na LED diódy back-to-back. Ak je kladný potenciál privedený na svorku \(XS1\) a záporný potenciál na svorku \(XS2\), potom sa rozsvieti LED HL2, ak naopak, rozsvieti sa LED \(HL1\). Keď je vstupné napätie striedavé, rozsvietia sa obe LED diódy. Ak nesvieti žiadna z LED, znamená to, že vstupné napätie je menšie ako 2 V. Prúd spotrebovaný zariadením nepresahuje 6 mA.

Ryža. 3,7-7. Jednoduchá sonda-indikátor povahy a polarity napätia

Na obr. 3.7-8 je znázornená schéma ďalšej jednoduchej sondy s LED indikáciou. Používa sa na kontrolu logickej úrovne v digitálnych obvodoch postavených na TTL čipoch. V počiatočnom stave, keď nie je nič pripojené k terminálu \(XS1\), LED \(HL1\) slabo svieti. Jeho režim sa nastavuje nastavením príslušného predpätia na báze tranzistora \(VT1\). Ak je na vstup privedené nízke napätie, tranzistor sa zatvorí a LED zhasne. Ak je na vstupe napätie vysoký stupeň tranzistor sa otvorí, jas LED sa stane maximálnym (prúd je obmedzený odporom \(R3\)). Pri kontrole impulzných signálov sa jas HL1 zvyšuje, ak v sekvencii signálov prevláda vysoké napätie, a znižuje sa, ak prevláda nízke napätie. Sonda môže byť napájaná buď zo zdroja testovaného zariadenia alebo zo samostatného zdroja napájania.

Ryža. 3,7-8. Sonda indikátora úrovne logiky TTL

Pokročilejšia sonda (obr. 3.7-9) obsahuje dve LED diódy a umožňuje nielen vyhodnocovať logické úrovne, ale aj kontrolovať prítomnosť impulzov, vyhodnocovať ich pracovný cyklus a určiť medzistav medzi vysokým a nízkym napätím. Sonda sa skladá zo zosilňovača na tranzistore \(VT1\), ktorý zvyšuje jeho vstupný odpor, a dvoch spínačov na tranzistoroch \(VT2\), \(VT3\). Prvým klávesom sa ovláda LED \(HL1\), ktorá má zelenú žiaru, druhým - LED \(HL2\), ktorá má červenú žiaru. Pri vstupnom napätí 0,4...2,4 V (medzistav) je tranzistor \(VT2\) otvorený, LED \(HL1\) je zhasnutá. Súčasne je uzavretý aj tranzistor \(VT3\), pretože pokles napätia na rezistore \(R3\) nestačí na úplné otvorenie diódy \(VD1\) a vytvorenie požadovaného predpätia na báze tranzistor. Preto nesvieti ani \(HL2\). Keď vstupné napätie klesne pod 0,4 V, tranzistor \(VT2\) sa uzavrie, LED \(HL1\) sa rozsvieti, čo indikuje prítomnosť logickej nuly. Keď je vstupné napätie vyššie ako 2,4 V, tranzistor \(VT3\) sa otvorí, LED \(HL2\) sa rozsvieti, čo indikuje prítomnosť logickej jednotky. Ak sa na vstup sondy privedie impulzné napätie, pracovný cyklus impulzov možno odhadnúť podľa jasu konkrétnej LED.

Ryža. 3,7-9. Vylepšená verzia sondy indikátora logickej úrovne TTL

Iná verzia sondy je znázornená na obr. 3,7-10. Ak terminál \(XS1\) nie je nikde pripojený, všetky tranzistory sú zatvorené, LED \(HL1\) a \(HL2\) nefungujú. Emitor tranzistora \(VT2\) z deliča \(R2-R4\) prijíma napätie asi 1,8 V, báza \(VT1\) - asi 1,2 V. Ak sa na napätie privedie napätie nad 2,5 V vstup sondy, predpätie báza-emitor tranzistora \(VT2\) prekročí 0,7 V, otvorí a otvorí tranzistor \(VT3\) svojim kolektorovým prúdom. LED \(HL1\) sa rozsvieti, čo indikuje stav logickej jednotky. Kolektorový prúd \(VT2\), približne rovnaký ako jeho emitorový prúd, je obmedzený odpormi \(R3\) a \(R4\). Keď vstupné napätie prekročí 4,6 V (čo je možné pri kontrole výstupov obvodov s otvoreným kolektorom), tranzistor \(VT2\) prejde do režimu saturácie a ak základný prúd \(VT2\) nie je obmedzený rezistorom \ (R1\), tranzistor \(VT3\) sa zatvorí a LED \(HL1\) zhasne. Keď vstupné napätie klesne pod 0,5 V, tranzistor \(VT1\) sa otvorí, jeho kolektorový prúd otvorí tranzistor \(VT4\), zapne \(HL2\), čo indikuje stav logickej nuly. Pomocou odporu \(R6\) sa nastavuje jas LED diód. Výberom rezistorov \(R2\) a \(R4\) môžete nastaviť požadované prahové hodnoty pre zapnutie LED.

Ryža. 3,7-10. Sonda indikátora logickej úrovne pomocou štyroch tranzistorov

Na označenie jemného ladenia rádiové prijímače často používajú jednoduché zariadenia obsahujúce jednu a niekedy aj niekoľko LED diód rôznych farieb.

Schéma ekonomického LED indikátora ladenia pre batériovo napájaný prijímač je na obr. 3,7-11. Prúdová spotreba zariadenia pri absencii signálu nepresahuje 0,6 mA a pri jemnom doladení je to 1 mA. Vysoká účinnosť je dosiahnutá napájaním LED impulzné napätie(t.j. LED nesvieti nepretržite, ale často bliká, avšak kvôli zotrvačnosti videnia takéto blikanie nie je okom viditeľné). Generátor impulzov je vyrobený na unijunkčnom tranzistore \(VT3\). Generátor vytvára impulzy s trvaním asi 20 ms, po ktorých nasleduje frekvencia 15 Hz. Tieto impulzy riadia činnosť spínača na tranzistore \(DA1.2\) (jeden z tranzistorov mikrozostavy \(DA1\)). Pri absencii signálu sa však LED nerozsvieti, pretože v tomto prípade je odpor časti emitor-kolektor tranzistora \(VT2\) vysoký. Pri jemnom doladení sa tranzistor \(VT1\) a potom \(DA1.1\) a \(VT2\) otvoria natoľko, že v momentoch, keď je tranzistor \(DA1.2\) otvorený, LED sa rozsvieti \( HL1\). Na zníženie spotreby prúdu je emitorový obvod tranzistora \(DA1.1\) pripojený ku kolektoru tranzistora \(DA1.2\), vďaka čomu sú posledné dva stupne (\(DA1.2\), \(VT2\)) fungujú aj v režime kľúča. Ak je to potrebné, výberom odporu \(R4\) môžete dosiahnuť slabé počiatočné svietenie LED \(HL1\). V tomto prípade slúži aj ako indikátor zapnutia prijímača.

Ryža. 3,7-11. Ekonomický LED indikátor nastavenia

Ekonomický LED indikátory môžu byť potrebné nielen v rádiách napájaných z batérie, ale aj v rôznych iných nositeľných zariadeniach. Na obr. 3.7-12, 3.7-13, 3.7-14 uvádza niekoľko diagramov takýchto ukazovateľov. Všetky pracujú na už popísanom princípe impulzov a sú to v podstate ekonomické generátory impulzov nabité na LED. Frekvencia generovania v takýchto obvodoch je zvolená dosť nízka, v skutočnosti na hranici vizuálneho vnímania, keď blikanie LED začína byť jasne vnímané ľudským okom.

Ryža. 3,7-12. Ekonomický LED indikátor založený na unijunkčnom tranzistore

Ryža. 3,7-13. Ekonomický LED indikátor založený na unijunkcii a bipolárnych tranzistoroch

Ryža. 3,7-14. Ekonomický LED indikátor založený na dvoch bipolárnych tranzistoroch

Vo VHF FM prijímačoch je možné použiť tri LED diódy na indikáciu ladenia. Na ovládanie takéhoto indikátora sa využíva signál z výstupu FM detektora, v ktorom je konštantná zložka pozitívna pre mierne rozladenie v jednom smere od frekvencie stanice a negatívna pre mierne rozladenie v druhom smere. Na obr. Obrázok 3.7-15 znázorňuje schému jednoduchého indikátora nastavenia, ktorý funguje podľa opísaného princípu. Ak je napätie na vstupe indikátora blízke nule, potom sú všetky tranzistory zatvorené a LED \(HL1\) a \(HL2\) nevyžarujú a cez \(HL3\) preteká prúd určený napájaním. napätie a odpor rezistorov \(R4 \) a \(R5\). S menovitými hodnotami uvedenými v diagrame sa približne rovná 20 mA. Akonáhle sa na vstupe indikátora objaví napätie presahujúce 0,5 V, otvorí sa tranzistor \(VT1\) a rozsvieti sa LED \(HL1\). Súčasne sa otvorí tranzistor \(VT3\\), obíde LED \(HL3\) a zhasne. Ak je vstupné napätie záporné, ale absolútna hodnota je väčšia ako 0,5 V, potom sa LED \(HL2\) rozsvieti a \(HL3\) zhasne.

Ryža. 3,7-15. Indikátor ladenia pre VHF-FM prijímač na troch LED

Schéma ďalšej verzie jednoduchého indikátora jemného doladenia pre VKV FM prijímač je na obr. 3,7-16.

Ryža. 3,7-16. Indikátor ladenia pre VHF FM prijímač (možnosť 2)

V magnetofónoch, nízkofrekvenčných zosilňovačoch, ekvalizéroch atď. Používajú sa LED indikátory úrovne signálu. Počet úrovní indikovaných takýmito indikátormi sa môže meniť od jednej alebo dvoch (t. j. ovládanie typu „prítomný signál - žiadny signál“) až po niekoľko desiatok.

Schéma dvojúrovňového dvojkanálového indikátora úrovne signálu je znázornená na obr. 3,7-17. Každá z buniek \(A1\), \(A2\) je vyrobená na dvoch tranzistoroch rôznych štruktúr. Ak na vstupe nie je signál, oba tranzistory článkov sú zatvorené, takže LED \(HL1\), \(HL2\) nesvietia. Zariadenie zostáva v tomto stave dovtedy, kým amplitúda kladnej polvlny riadeného signálu neprekročí približne o 0,6 V konštantné napätie na emitore tranzistora \(VT1\) v článku \(A1\), určené č. oddeľovač \(R2\), \ (R3\). Hneď ako sa to stane, tranzistor \(VT1\) sa začne otvárať, v kolektorovom obvode sa objaví prúd a keďže je to súčasne prúd emitorového prechodu tranzistora \(VT2\), tranzistor \(VT2\) sa tiež začne otvárať. Zvyšujúci sa pokles napätia na rezistore \(R6\) a LED \(HL1\) povedie k zvýšeniu základného prúdu tranzistora \(VT1\) a ešte viac sa otvorí. Výsledkom je, že veľmi skoro budú oba tranzistory úplne otvorené a LED \(HL1\) sa rozsvieti. S ďalším zvýšením amplitúdy vstupného signálu nastáva podobný proces v bunke \(A2\), po ktorom sa rozsvieti LED \(HL2\). Keď úroveň signálu klesne pod nastavené prahy odozvy, bunky sa vrátia do pôvodného stavu, LED diódy zhasnú (najskôr \(HL2\), potom \(HL1\)). Hysterézia nepresahuje 0,1 V. Pri hodnotách odporu uvedených v obvode sa bunka \(A1\) spustí pri amplitúde vstupného signálu približne 1,4 V, bunka \(A2\) - 2 V.

Ryža. 3,7-17. Dvojkanálový indikátor úrovne signálu

Viackanálový indikátor úrovne na logických prvkoch je znázornený na obr. 3,7-18. Takýto indikátor je možné použiť napríklad v nízkofrekvenčnom zosilňovači (organizovaním svetelnej stupnice z množstva indikátorových LED). Rozsah vstupného napätia tohto zariadenia sa môže meniť od 0,3 do 20 V. Na ovládanie každej LED sa používa spúšť \(RS\) namontovaná na prvkoch 2I-NOT. Prahové hodnoty odozvy týchto spúšťačov sú nastavené odpormi \(R2\), \(R4-R16\). Na linku „reset“ by mal byť periodicky privádzaný impulz zhasnutia LED (je rozumné dodať takýto impulz s frekvenciou 0,2...0,5 s).

Ryža. 3,7-18. Indikátor úrovne viackanálového nízkofrekvenčného signálu na spúšťačoch \(RS\).

Vyššie uvedené obvody hladinových indikátorov zabezpečovali ostrú odozvu každého indikačného kanála (t.j. LED v nich buď svieti pri danom režime jasu alebo je vypnutá). V indikátoroch stupnice (riadok postupne spúšťaných LED) nie je tento režim prevádzky vôbec potrebný. Preto je možné pre tieto zariadenia použiť jednoduchšie obvody, v ktorých sú LED diódy riadené nie samostatne pre každý kanál, ale spoločne. Postupné zapínanie viacerých LED pri zvyšovaní úrovne vstupného signálu sa dosahuje postupným zapínaním napäťových deličov (na odporoch alebo iných prvkoch). V takýchto obvodoch sa jas LED postupne zvyšuje so zvyšujúcou sa úrovňou vstupného signálu. V tomto prípade je pre každú LED diódu nastavený jej vlastný aktuálny režim, takže žiara špecifikovanej LED diódy je vizuálne pozorovaná len vtedy, keď vstupný signál dosiahne príslušnú úroveň (pri ďalšom zvýšení úrovne vstupného signálu sa LED rozsvieti stále jasnejšie, ale do určitej hranice). Najjednoduchšia verzia indikátora fungujúceho podľa opísaného princípu je znázornená na obr. 3,7-19.

Ryža. 3,7-19. Jednoduchý indikátor úrovne signálu LF

Ak je potrebné zvýšiť počet úrovní indikácie a zvýšiť linearitu indikátora, je potrebné mierne zmeniť spínací obvod LED. Napríklad indikátor podľa schémy na obr. 3,7-20. Okrem iného má pomerne citlivý vstupný zosilňovač, ktorý zabezpečuje prevádzku ako zo zdroja konštantného napätia, tak aj zo signálu audio frekvencie (v tomto prípade je indikátor riadený iba kladnými polvlnami vstupného striedavého napätia).

Nové články

● Projekt 4: LED stupnica 10 segmentov. Otáčaním potenciometra zmeníte počet rozsvietených LED diód

V tomto experimente sa pozrieme na činnosť analógových vstupov Arduino, činnosť potenciometra ako analógového senzora a predvedieme hodnoty analógového senzora pomocou LED stupnice.

Požadované komponenty:

V predchádzajúcich experimentoch sme sa zaoberali prácou s digitálnymi pinmi Arduino, ktoré majú len dva možné stavy: zapnuté alebo vypnuté, HIGH alebo LOW, 1 alebo 0. Na získanie informácií o svete okolo nás je však potrebné pracovať s analógovými údajmi , ktorý má nekonečný počet možných hodnôt v danom rozsahu. Pre príjem analógových dát má Arduino analógové vstupy vybavené 10-bitovým A/D prevodníkom pre analógové prevody. Presnosť ADC je určená rozlíšením. 10-bit znamená, že ADC dokáže rozdeliť analógový signál na 210 rôznych hodnôt. Preto môže Arduino priradiť 210 = 1024 analógových hodnôt, od 0 do 1023. Referenčné napätie určuje maximálne napätie, jeho hodnota zodpovedá hodnote 1023 ADC. Na kolíku 0V ADC vráti 0, referenčné napätie vráti 1023. Hoci referenčné napätie možno zmeniť, použijeme referenčné napätie 5V.

Pozrime sa, ako použiť potenciometer ako analógový snímač. Obrázok 4.1 ukazuje, ako správne pripojiť váš

Ryža. 4.1. Schéma zapojenia potenciometra ako analógového snímača

Potenciometer pre Arduino ako analógový senzor. Jeden z vonkajších pinov pripojíme na zem, druhý vonkajší pin na +5 V. Stredný pin potenciometra pripojíme na analógový vstup A0 dosky Arduino. Na čítanie údajov z analógového portu má Arduino funkciu analogRead().
Načítame skicu z výpisu 4.1 na dosku Arduino, aby sme načítali hodnoty z analógového portu a vydali ich na monitor sériového portu Arduino.

Const int POT=0 ; int valpot = 0 ; void setup()( Serial.begin(9600); ) void loop()( valpot = analogRead(POT); Serial.println(valpot); // výstup hodnôt na sériový port oneskorenie(500); // oneskorenie 0,5 sek }
Poradie pripojenia:

2. Nahrajte skicu zo zoznamu 4.1 na dosku Arduino.
3. Spustite monitor sériového portu v Arduino IDE.
4. Otáčajte gombíkom potenciometra a sledujte výstup analógových hodnôt potenciometra na monitor sériového portu (pozri obr. 4.2).

Ryža. 4.2. Výstup hodnôt analógového potenciometra na sériový monitor

Teraz si vizualizujme dáta analógového potenciometra pomocou 10-miestnej lineárnej LED stupnice. Stupnica je zostava 10 nezávislých LED diód s katódami na nápisovej strane tela. Na pripojenie váhy k Arduinu použijeme 10 digitálnych pinov D3-D12. Schéma zapojenia je znázornená na obr. 4.3. Každá z LED stupnice je spojená s anódovým kolíkom s digitálnym kolíkom Arduino a katódou so zemou cez sériovo zapojený 220 ohmový obmedzovací odpor. Údaje analógového potenciometra (0-1023) upravíme na údaje mierky (0-10) pomocou funkcie map() a rozsvietime zodpovedajúci počet LED. Náčrt je zobrazený vo výpise 4.2.

const int POT=0 ; // Analógový vstup A0 pre pripojenie potenciometra int valpot = 0 ; // premenná na uloženie hodnoty potenciometra // zoznam kontaktov pre pripojenie LED stupnice const int pinsled=(3 ,4 ,5 ,6 ,7 ,8 ,9 ,10 ,11 ,12 ); int pocet = 0 ; // premenná na uloženie hodnoty stupnice void setup()(pre (int i=0 ;i<10 ;i++) { // Konfigurácia pripojovacích kolíkov stupnice ako výstupov pinMode(pinsled[i],VYSTUP); digitalWrite(pinsled[i],LOW); ( ) void loop()( valpot = analogRead(POT); // čítanie údajov potenciometra // upravte hodnotu na rozsah 0-10 počítané=mapa(valpot,0,1023,0,10); // rozsvieti sa počet pruhov na stupnici, ktorý sa rovná napočítanému pre (int i=0;i<10 ;i++) { if (i// rozsvieti LED na stupnici digitalWrite(pinsled[i],HIGH); inak // vypnutie LED na váhe digitalWrite(pinsled[i],LOW); ))

Poradie pripojenia:

1. Pripojte potenciometer podľa schémy na obr. 4.1.
2. Vývody LED stupnice s anódovými kontaktmi pripojíme cez obmedzovacie odpory s nominálnou hodnotou 220 Ohm na piny Arduino D3-D12 a katódové kontakty na zem (viď obr. 4.3).
3. Nahrajte skicu zo zoznamu 4.2 na dosku Arduino.
4. Otáčajte gombíkom potenciometra a sledujte na LED stupnici úroveň hodnoty potenciometra od maximálnej hodnoty.