Проблема в тому, що цей набір вже перестали випускати, тому доведеться імпровізувати та закуповуватися запчастинами окремо. Варто особливо відзначити, що основа схеми – чіп UAA180 чи вітчизняний аналог 1003ПП1. Знаючи тепер це вам не складе труднощів зібрати своїми руками прилади зі шкалою світлодіодів для свого автомобіля.

Призначення висновків мікросхеми:
1 – земля;
18 - харчування до +18 Вольт;
17 – вхід для вимірюваної напруги;
16 - еталонний нижній рівень вимірюваної напруги;
3 – еталонний верхній рівень;
2 - керовані яскравістю свічення світлодіодів;
4..15 – висновки керування включенням світлодіодами.

Мікросхема ділить різницю напруг між 3й і 16й ногою на 12 діапазонів, і якщо напруга на 17й нозі потрапляє в один із цих діапазонів, то запалюється відповідний світлодіод. Однак, є обмеження: напруги на вимірювальних висновках не можуть бути більшими за 6 Вольт.
Щоб обмежити напругу, що вимірювається, зберемо вимірювальний ланцюжок зі стабілітрона і двох резисторів. Нехай V - напруга в бортовій мережі. У ланцюжку зі стабілітрона VD1 і опорів R1, R2 напруга на стабілітроні буде постійним 9 Вольт (приблизно), а на містку R1, R2 воно буде рівним (V-9). При однакових опорах R1=R2 напруга на опорі R2 вийде рівним половині (V-9), тобто. якщо в мережі напруга V змінюватиметься від 10 до 15 Вольт, то напруга в точці між R1 і R2 змінюватиметься від (10-9)/2 =0,5 до (15-9)/2 =3 Вольт.
Ланцюжок R3, R4, R5 і стабілітрон VD2 задають еталонні мінімальну та максимальну напругу. Мінімальна нуль, т.к. 16 нога на землі. Максимальне встановлюється підстроювальним резистором на рівні близько 3 Вольт. При такому налаштуванні виходить можливим вимірювання напруги бортової мережі в діапазоні від 9 до 15 Вольт із кроком 0,5 Вольта на один світлодіод.
Ланцюжок R6, R7 легко задає яскравість світіння діодів. При R6=50К яскравість більша, при 100К менше.

Варіанти схем зі шкалою «точка, що бігає» і «стовп, що світиться» відрізняються тільки підключенням світлодіодів до мікросхеми. Вимірювальні ланцюги залишаються такими самими.

Налаштування схеми виконується в такий спосіб. Вольтметр потрібно підключити до еталонного джерела 14,7В, повернути підстроювальний резистор так, щоб спалахнув стовп з 11 світлодіодів, потім повільно повертати підстроєчник у зворотний бік до того положення, поки 11й світлодіод не згасне і в стовпі залишиться тільки 10.
Мається на увазі, що шкала має масштаб 2 світлодіода на 1 Вольт, і включення 11-го світлодіода відповідає досягненню вимірюваною напругою рівня 14,7 так, як це показано на малюнку нижче.

Над світлодіодами в передній панелі вольтметра зроблено кольорову розмітку діапазонів напруги:
до 11,6В – червоний, заряд АКБ менше 50%;
11,6-12,6В – червоний пунктир, заряд АКБ 50-100%;
12,6В – зелена точка, заряд 100%;
13,7-14,7В – зелений, напруга генератора в нормі;
більше 14,7 В – червоний, перезаряд.

Схему спаяв у варіанті "стовп, що світиться". На малюнку внизу загальний вигляд того, що вийшло. Підсвічування зробив однією безцокольною автомобільною лампочкою на 12В.

Збиралося все приблизно так, як на малюнку нижче.

Малюнок плати. Зроблено у дзеркальному відображенні, щоб перевести відбиток на фольгу для травлення. Якщо друкувати із щільністю 300 точок на дюйм, то отримаємо картинку в масштабі 1:1.

Розміщення деталей. Вид з боку монтажу радіодеталей. Доріжки насправді з іншого боку плати, але тут намальовані видимими, наче плата прозора.

Під час роботи приладу на автомобілі виявився недолік.

Через дискретність шкали останній у стовпі, що світиться, світлодіод часто працює в мерехтливому режимі. Не завжди, але часто. Спочатку миготіння відволікає увагу, щоправда, потім звикаєш, а миготіння сприймається, як спроба приладу зобразити половину поділу дискретної шкали.

Покажчик рівня палива

Покажчик залишку палива насправді є омметром та вимірює опір датчика-реостата. Якщо підключити змінне сміття до покажчика, його показання повинні відповідати следующему:
0 Ом - стрілка лежить на лівому краю шкали;
15 Ом – стрілка на межі червоної та білої зони;
45 Ом – стрілка лінії 1/2;
90 Ом – стрілка лінії 1;
при розриві стрілка правому краю шкали;

З попередньої схеми виходить досить проста схема покажчика рівня палива, т.к. як омметр можна використовувати вольтметр, який вимірює напругу на опорі, через яке протікає стабілізований струм.

Стабілізатор 78L03 при такому підключенні працює як джерело струму 30 мА. Стабілітрон на 3В потрібен для захисту вимірювального входу мікросхеми від перенапруги у разі "обриву" проводу датчика. При КЗ датчика показання повинні бути як для порожнього бака.
Ланцюжок R3, C3 уповільнює зміну напруги вимірювальному вході 17 мікросхеми UAA180. Постійний час ланцюжка близько 2 секунд. Таке уповільнення повинно запобігати стрибкам у показаннях приладу при коливаннях поплавця датчика разом із рівнем бензину під час руху.
Для налаштування приладу замість датчика-реостата потрібно підключити опір 90 Ом і, обертаючи підстроювальний резистор, знайти момент включення повного стовпа, що світиться.
На малюнку нижче передня панель покажчика.

Після встановлення приладів на автомобіль був помічений такий недолік роботи покажчика залишку палива.
При повному баку все добре, а, ось, коли бак стає порожнім більше, ніж на половину, то під час руху (у поворотах, або при розгоні/гальмуванні) показання можуть змінюватися на 3 поділки (а це чверть шкали!), наприклад, від 1 до 4 світлодіодів. Очевидно, що це пов'язано з переливанням бензину горизонтально розташованому баку під дією сил інерції. Як із цим боротися поки що не дуже зрозуміло.

Малюнок плати.

Розміщення деталей.

Термометр

У книжках пишуть, що залежність опору справного датчика ТМ-100А (штатний датчик на УЗАМ) від температури має бути такою:

Градуси - Оми 40 - 400 ... 530 80 - 130 ... 160 100 - 80 ... 95 120 - 50 ... 65

Залежність зворотна, та ще й лінійна. Але датчик логометричного типу. Такий датчик забезпечує зміну струму в обмотці вказівника пропорційно до вимірюваної величини. Виходить цікава штука: якщо такий датчик послідовно ввімкнути з правильно підібраним додатковим опором (рівним опору обмотки вимірювача), подати на цей ланцюжок стабілізовану напругу, то на цьому додатковому опорі напруга буде пропорційно температурі. Цей додатковий опір приблизно дорівнює 150 Ом. Через те, що датчик температури повинен встановлюватись на масу, схема простий не вийшла. Те, що вийшло, представлене малюнку.

Пояснення тим, хто захоче розібратися у схемі.
Схема зроблена комір на виворіт. Уявіть годинник, у якого стрілка годинника завжди дивиться вгору, а циферблат обертається під стрілкою. 17а нога, яка повинна бути підключена до вимірюваної напруги, підключена до стабілізованих 3 Вольтів. Різниця мін. та макс. напруг між 16й і 3ей ногою теж стабілізована, близько 3х Вольт, але напруги на 16й і 3й нозі змінюються синхронно, «плавають» навколо напруги на 17й нозі. Загалом схема працює так, що показання шкали світлодіодів відповідають напрузі на резисторі R3. Містки зі стабілітронами потрібні для підтримки напруг-кордонів вимірюваного діапазону.

Однак виявилося, що у схемі термометра можна обійтися без стабілізації взагалі. Нижче наведена набагато простіша схема. Вона заснована на тому, що як би не змінювалося напруга живлення схеми при постійній температурі, пропорція напруги на входах мікросхеми U16:U17:U3 залишатиметься постійною. Абсолютні величини змінюватимуться, але їхнє ставлення один до одного немає.

Місток R4-R5-R6 встановлює межі вимірюваного діапазону. Підстроєчник R1 дозволяє зрушувати показання у більшу чи меншу сторону. Опір R3 необхідне зниження напруги живлення рівня, у якому напруга на входах DA1 нічого очікувати перевищувати гранично допустимого в 6В.

Таку схему можна використовувати тільки в режимі крапка, що світиться. Справа в тому, що при мінімальній температурі напруга, що вимірюється в цій схемі, максимально. З підвищенням температури напруга зменшується до мінімальної. Щоб точка, що світиться, рухалася за шкалою зліва направо зі збільшенням температури, а не навпаки, достатньо розташувати світлодіоди на індикаторі в зворотному порядку. Але таке можливе тільки для точки, що світиться. Стовп, що світиться, у зворотному порядку не запалюється.

Щоб "перевернути" напругу щодо середини вимірюваного діапазону можна додати схему інвертор на операційному підсилювачі.

Номінали опорів, що задають напруги на входах 3 і 16, підібрані таким чином, щоб повна шкала 12 світлодіодів відповідала діапазону в 80оС.

Схема налаштовується в такий спосіб. Можна опустити датчик температури в киплячу воду, або замість датчика до схеми під'єднати опір 91 Ом і підстроювальним резистором знайти момент перемикання стовпа, що світиться, з 10 на 11 світлодіодів, що повинно відповідати точці кипіння води - 100оС.

Загалом номінали опорів та налаштування повинні відповідати ось такій передній панелі термометра.

У термометра виявився такий недолік.

Т.к. шкала була розрахована в масштабі 3 світлодіоди на 20оС, один діод перекриває діапазон приблизно в 7 градусів. Якщо під час їзди на шкалі горить 10 діодів, температура може бути від 93 до 100оС, а скільки саме, сказати не можна. У той же час на термометрі автомобіля не потрібна розтягнута ліва частина шкали для низьких температур. Тому при повторенні конструкції краще зробити термометр з масштабом 5оС на діод, наприклад, від 50 до 110оС так, як на малюнку нижче.

Малюнок плати.

Конструкція світлодіодних індикаторів дещо складніша. Звичайно, при використанні спеціальної мікросхеми управління її можна спростити до краю, але тут причаїлася невелика неприємність. Більшість таких мікросхем розвиває на виході струм не більше 10 мА та яскравість світлодіодів в умовах автомобіля може виявитися недостатньою. Крім того, найбільш поширені мікросхеми з виходами на 5 світлодіодів, а це лише "програма-мінімум". Тому для наших умов схема на дискретних елементах краща, її можна розширювати без особливих зусиль. Найпростіший індикатор на світлодіодах (рис. 4) не містить активних елементів і живлення, тому не потребує.

Підключення - до магнітоли за схемою "mixed mono" або з роздільним конденсатором, до підсилювача - "mixed mono" або безпосередньо. Схема дуже проста і не вимагає налагодження. Єдина процедура – ​​підбір резистора R7. На схемі вказано номінал для роботи із вбудованими підсилювачами головного пристрою. При роботі з підсилювачем потужністю 40...50 Вт опір цього резистора має бути 270...470 Ом. Діоди VD1...VD7 - будь-які кремнієві з прямим падінням напруги 0,7... 1 і допустимим струмом не менше 300 мА. Світлодіоди будь-які, але одного типу та кольору свічення з робочим струмом 10. .15 мА. Оскільки світлодіоди "живляться" від вихідного каскаду підсилювача, їх кількість та робочий струм збільшити у цій схемі не можна. Тому доведеться вибрати "яскраві" світлодіоди або знайти для індикатора таке місце, де він буде захищений від прямого освітлення. Ще один недолік найпростішої конструкції – малий динамічний діапазон. Для покращення роботи необхідний індикатор зі схемою керування. Крім більшої свободи у виборі світлодіодів, можна простими засобами сформувати шкалу будь-якого типу - від лінійної до логарифмічної, або "розтягнути" тільки одну ділянку. Схема індикатора з логарифмічною шкалою наведено на рис. 5.

Світлодіоди у цій схемі керуються ключами на транзисторах VT1.VT2. Пороги спрацьовування ключів задають діоди VD3...VD9. Підбираючи їх кількість, можна змінювати динамічний діапазон та тип шкали. Загальну чутливість індикатора визначають резистори на вході. На малюнку наведено зразкові пороги спрацьовування для двох варіантів схеми - з одиночними та "здвоєними" діодами. В основному варіанті діапазон вимірювання – до 30 Вт на навантаженні 4 Ом, з одиночними діодами – до 18 Вт. Світлодіод HL1 світиться постійно, він означає початок шкали, HL6 індикатор перевантаження. Конденсатор С4 затримує на 0,3...0,5 с погасання світлодіода, що дозволяє помітити навіть короткочасне навантаження. Накопичувальний конденсатор С3 визначає час зворотного ходу. Воно, до речі, залежить від кількості світлодіодів, що світяться - "стовпчик" від максимуму починає спадати швидко, а потім "пригальмовує. Конденсатори С1 і С2 на вході пристрою потрібні тільки при роботі з вбудованим підсилювачем магнітоли. При роботі з "нормальним" підсилювачем їх виключають. Кількість сигналів на вході можна збільшити, додавши ланцюжка з резистора і діода.Кількість осередків індикації можна збільшити простим "клонуванням", головне обмеження - "порогових" діодів має бути не більше 10 і між базами сусідніх транзисторів повинен бути хоча б один діод. використовувати будь-які залежно від вимог - від одиночних світлодіодів до світлодіодних збірок і панелей підвищеної яскравості, тому на схемі наведені номінали струмообмежувальних резисторів для різних робочих струмів. з потужністю розсіювання на колекторі не менше 150 мВт та дворазовим запасом потоку колектора. Коефіцієнт передачі струму бази цих транзисторів має бути не менше 50, а краще - більше 100. Цю схему можна трохи спростити, при цьому як побічний ефект з'являються нові властивості, дуже корисні для наших цілей (рис. 6).

На відміну від попередньої схеми, де транзисторні осередки були включені паралельно, тут використано послідовне включення стовпчиком. Пороговими елементами є самі транзистори і відкриваються по черзі - " знизу вгору " . Але в цьому випадку поріг спрацьовування залежить від напруги живлення. На малюнку показані зразкові пороги спрацьовування індикатора при напрузі живлення 11 В (ліва межа прямокутників) та 15 В (правий кордон). Видно, що зі зростанням напруги живлення найбільше зміщується межа індикації максимальної потужності. У разі використання підсилювача, потужність якого залежить від напруги акумулятора (а таких чимало), подібне "автокалібрування" може принести користь. Однак плата за це - зростання навантаження на транзистори. Через нижній за схемою транзистор протікає струм всіх світлодіодів, тому при використанні індикаторів зі струмом більше 10 мА транзистори теж потрібні відповідні потужності. "Клонування" осередків ще більше збільшує нерівномірність шкали. Тому 6-7 осередків – це межа. Призначення інших елементів та вимоги до них - ті ж, що й у попередній схемі. Злегка модернізувавши цю схему отримаємо інші властивості (рис. 7).

У цій схемі, на відміну від раніше розглянутих, немає "лінійки, що світиться" У кожний момент часу світиться тільки один світлодіод, імітуючи рух стрілки за шкалою. Тому споживання енергії мінімальне і в цій схемі можна застосувати малопотужні транзистори. В іншому схема не відрізняється від розглянутих раніше. Порогові діоди VD1 ...VD6 призначені для надійного відключення непрацюючих світлодіодів, тому якщо буде спостерігатися слабке засвітлення зайвих сегментів, необхідно використовувати діоди з великою прямою напругою.

Радіоаматор №6 2005р

Завдяки таким своїм властивостям як: низьке енергоспоживання, малі габарити та простота необхідних для роботи допоміжних ланцюгів, світлодіоди (маються на увазі світлодіоди видимого діапазону довжин хвиль) набули дуже широкого поширення в радіоелектронній апаратурі різного призначення. Вони використовуються в першу чергу як універсальні пристрої індикації режимів роботи або пристрої аварійної індикації. Рідше (зазвичай лише в радіоаматорській практиці) зустрічаються світлодіодні автомати світлових ефектів та світлодіодні інформаційні панелі (табло).

Для нормального функціонування будь-якого світлодіода достатньо забезпечити протікання через нього в прямому напрямку струму, що не перевищує максимально допустимий для застосовуваного приладу. Якщо величина цього струму не буде занадто низькою, світлодіод світиться. Для керування станом світлодіода необхідно забезпечити регулювання (комутацію) у ланцюзі протікання струму. Це можна зробити за допомогою типових послідовних чи паралельних схем комутації (на транзисторах, діодах тощо). Приклади таких схем наведено на рис. 3.7-1, 3.7-2.

Мал. 3.7-1. Способи керування станом світлодіода за допомогою транзисторних ключів

Мал. 3.7-2. Способи керування станом світлодіода від цифрових мікросхем ТТЛ

Прикладом застосування світлодіодів у ланцюгах сигналізації можуть бути наступні дві прості схеми індикаторів мережевої напруги (рис. 3.7-3, 3.7-4).

Схема на рис. 3.7-3 призначена для індикації наявності у побутовій мережі змінної напруги. Раніше в подібних пристроях зазвичай використовували малогабаритні неонові лампочки. Але світлодіоди в цьому відношенні набагато практичніші та технологічніші. У цій схемі струм через світлодіод проходить тільки під час однієї напівхвилі вхідної змінної напруги (під час другої напівхвилі світлодіод шунтується працюючим у прямому напрямку стабілітроном). Цього виявляється достатньо нормального сприйняття людським оком світла від світлодіода як безперервного випромінювання. Напруга стабілізації стабілітрона вибирається дещо більшим, ніж пряме падіння напруги на світлодіоді, що використовується. Місткість конденсатора (C1) залежить від необхідного прямого струму через світлодіод.

Мал. 3.7-3. Індикатор наявності напруги мережі

На трьох світлодіодах виконано пристрій, що інформує про відхилення напруги від номінального значення (рис. 3.7-4). Тут також світіння світлодіодів відбувається лише під час одного напівперіоду вхідної напруги. Комутація світлодіодів здійснюється через послідовно включені з ними диністори. Світлодіод \(HL1\) горить завжди, коли мережна напруга присутня, два порогові пристрої на динисторах і дільниках напруги на резисторах забезпечують включення двох інших світлодіодів тільки при досягненні вхідною напругою встановленого порога спрацьовування. Якщо їх відрегулювати так, щоб при нормальній напрузі в мережі горіли світлодіоди \(HL1\), \(HL2\), то при підвищеній напрузі буде загорятися і світлодіод \(HL3\), а при зниженні напруги в мережі буде гаснути світлодіод \( HL2). Вхідний обмежувач напруги на (VD1), (VD2) запобігає виходу пристрою з ладу при значному перевищенні нормального значення напруги в мережі.

Мал. 3.7-4. Індикатор рівня напруги мережі

Схема на рис. 3.7-5 призначена для сигналізації про перегорання запобіжника. Якщо запобіжник (FU1) цілий, падіння напруги на ньому дуже мало, і світлодіод не світиться. При перегоранні запобіжника напруга живлення через незначний опір навантаження прикладається до ланцюга індикатора і світлодіод загоряється. Резистор (R1) вибирається з умови, що через світлодіод протікатиме необхідний струм. Не всі види навантажень можуть підійти для цієї схеми.

Мал. 3.7-5. Світлодіодний індикатор перегорання запобіжника

Пристрій індикації навантаження стабілізатора напруги представлено на рис. 3.7-6. У нормальному режимі роботи стабілізатора напруга на базі транзистора (VT1) стабілізовано стабілітроном (VD1) і приблизно на 1 В більше, ніж на емітері, тому транзистор закритий і горить сигнальний світлодіод (HL1). При перевантаженні стабілізатора вихідна напруга зменшується, стабілітрон виходить з режиму стабілізації і напруга на базі (VT1) зменшується. Тому транзистор відкривається. Оскільки пряма напруга на включеному світлодіоді \(HL1\) більше, ніж на \(HL2\) і транзисторі, в момент відкривання транзистора світлодіод \(HL1\) згасає, а \(HL2\) - включається. Пряма напруга на зеленому світлодіоді \(HL1\) приблизно на 0,5 В більше, ніж на червоному світлодіоді \(HL2\), тому максимальна напруга насичення колектор-емітер транзистора \(VT1\) має бути меншою за 0,5 В. Резистор R1 обмежує струм через світлодіоди, а резистор (R2) визначає струм через стабілітрон (VD1).

Мал. 3.7-6. Індикатор стану стабілізатора

Схема простого пробника, що дозволяє визначати характер (постійне або змінне) і полярність напруги в діапазоні 3...30 для постійного і 2,1...21 для діючого значення змінної напруги наведена на рис. 3.7-7. Основу пробника становить стабілізатор струму на двох польових транзисторах, навантажений на зустрічно-паралельно включені світлодіоди. Якщо на клему \(XS1\) подається позитивний потенціал, а на \(XS2\) - негативний, то спалахує світлодіод HL2, якщо навпаки - світлодіод \(HL1\). Коли на вході змінна напруга, запалюються обидва світлодіоди. Якщо жоден із світлодіодів не горить, це означає, що вхідна напруга менше 2 В. Струм, що споживається пристроєм, не перевищує 6 мА.

Мал. 3.7-7. Простий пробник-індикатор характеру та полярності напруги

На рис. 3.7-8 дана схема ще одного простого пробника зі світлодіодною індикацією. Він використовується для перевірки логічного рівня у цифрових ланцюгах, побудованих на мікросхемах ТТЛ. У вихідному стані, коли до клеми (XS1) нічого не підключено, світлодіод (HL1) світиться слабо. Його режим задається встановленням відповідної напруги зміщення на базі транзистора (VT1). Якщо на вхід буде подано напругу низького рівня, транзистор закриється, і світлодіод згасне. За наявності на вході напруги високого рівня транзистор відкривається, яскравість свічення світлодіода стає максимальною (струм обмежений резистором (R3)). При перевірці імпульсних сигналів яскравість HL1 зростає, якщо в послідовності сигналів переважає напруга високого рівня, і зменшується, якщо переважає напруга низького рівня. Живлення пробника можна здійснювати як від джерела живлення пристрою, що перевіряється, так і від окремого джерела живлення.

Мал. 3.7-8. Пробник-індикатор логічного рівня ТТЛ

Більш досконалий пробник (рис. 3.7-9) містить два світлодіоди і дозволяє не тільки оцінювати логічні рівні, а й перевіряти наявність імпульсів, оцінювати їхню шпаруватість та визначати проміжний стан між напругами високого та низького рівнів. Пробник складається з підсилювача на транзисторі (VT1), що підвищує його вхідний опір, і двох ключів на транзисторах (VT2), (VT3). Перший ключ управляє світлодіодом \(HL1\), що має зелений колір свічення, другий - світлодіодом \(HL2\), що має червоний колір свічення. При вхідній напрузі 0,4...2,4 В (проміжний стан) транзистор (VT2) відкритий, світлодіод (HL1) вимкнений. У той же час закритий і транзистор (VT3), оскільки падіння напруги на резисторі (R3) недостатньо для повного відкривання діода (VD1) і створення необхідного зміщення на базі транзистора. Тому (HL2) теж не світиться. Коли вхідна напруга стає менше 0,4 В, транзистор (VT2) закривається, спалахує світлодіод (HL1), індикуючи наявність логічного нуля. При напрузі на вході більше 2,4 В відкривається транзистор (VT3), включається світлодіод (HL2), індикуючи наявність логічної одиниці. Якщо на вхід пробника подано імпульсну напругу, шпаруватість імпульсів можна оцінити за яскравістю світіння того чи іншого світлодіода.

Мал. 3.7-9. Поліпшений варіант пробника-індикатора логічного рівня ТТЛ

Ще один варіант пробника представлено на рис. 3.7-10. Якщо клема \(XS1\) нікуди не приєднана, всі транзистори закриті, світлодіоди \(HL1\) та \(HL2\) не працюють. На емітер транзистора (VT2) з дільника (R2-R4) надходить напруга близько 1,8 В, на базу (VT1) - близько 1,2 В. Якщо на вхід пробника подати напругу вище 2,5 В , напруга зміщення база-емітер транзистора (VT2) перевищить 0,7 В, він відкриється і своїм колекторним струмом відкриє транзистор (VT3). Світлодіод \(HL1\) увімкнеться, індикуючи стан логічної одиниці. Струм колектора (VT2), приблизно рівний струму його емітера, обмежується резисторами (R3) і (R4). При перевищенні напругою на вході рівня 4,6 (що можливо при перевірці виходів схем з відкритим колектором) транзистор \(VT2\) входить в режим насичення, і якщо не обмежити струм бази \(VT2\) резистором \(R1\), транзистор (VT3) закриється і світлодіод (HL1) вимкнеться. При зменшенні напруги на вході нижче 0,5 відкривається транзистор \(VT1\), його колекторний струм відкриває транзистор \(VT4\), включається \(HL2\), індикуючи стан логічного нуля. За допомогою резистора (R6) регулюється яскравість світіння світлодіодів. Підбором резисторів (R2) і (R4) можна встановити необхідні пороги включення світлодіодів.

Мал. 3.7-10. Пробник-індикатор логічного рівня на чотирьох транзисторах

Для індикації точного налаштування в радіоприймачах часто застосовуються прості пристрої, що містять один, а іноді й кілька світлодіодів різного кольору свічення.

Схема економічного світлодіодного індикатора налаштування для приймача з живленням від батарейок наведена на рис. 3.7-11. Струм споживання пристрою не перевищує 0,6 мА без сигналу, а при точному налаштуванні становить 1 мА. Висока економічність досягається за рахунок живлення світлодіода імпульсною напругою (тобто світлодіод не світиться безперервно, а часто блимає, проте через інерційність зору таке мерехтіння не помітне на око). Генератор імпульсів виконаний на одноперехідному транзисторі (VT3). Генератор виробляє імпульси тривалістю близько 20 мс, що йдуть з частотою 15 Гц. Ці імпульси керують роботою ключа на транзисторі (DA1.2) (один з транзисторів мікроскладання (DA1)). Однак відсутність сигналу світлодіод не включається, так як при цьому опір ділянки емітер-колектор транзистора (VT2 \) велике. При точному налаштуванні транзистор \(VT1\), а за ним і \(DA1.1\) і \(VT2\) відкриються настільки, що в моменти, коли відкритий транзистор \(DA1.2\), світиться світлодіод \( HL1). Щоб зменшити споживаний струм, емітерний ланцюг транзистора \(DA1.1\) підключений до колектора транзистора \(DA1.2\), завдяки чому останні два каскади (\(DA1.2\), \(VT2\)) також працюють у ключовий режим. При необхідності підбором резистора (R4) можна домогтися слабкого початкового світіння світлодіода (HL1). У цьому випадку він виконує функцію індикатора включення приймача.

Мал. 3.7-11. Економічний світлодіодний індикатор налаштування

Економічні світлодіодні індикатори можуть знадобитися не тільки в радіоприймачах з батарейним живленням, а й у багатьох інших пристроях, що носяться. На рис. 3.7-12, 3.7-13, 3.7-14 наведено кілька схем таких індикаторів. Всі вони працюють за вже описаним імпульсним принципом і по суті є економічними генераторами імпульсів, навантажені на світлодіод. Частота генерації у таких схемах вибирається досить низькою, фактично межі зорового сприйняття, коли миготіння світлодіода починають чітко сприйматися людським оком.

Мал. 3.7-12. Економічний світлодіодний індикатор на одноперехідному транзисторі

Мал. 3.7-13. Економічний світлодіодний індикатор на одноперехідному та біполярному транзисторах

Мал. 3.7-14. Економічний світлодіодний індикатор на двох біполярних транзисторах

В УКХ ЧС приймачах для індикації настройки можна застосовувати три світлодіоди. Для керування таким індикатором використовується сигнал з виходу ЧС детектора, в якому постійна складова позитивна при незначному розладі в одну сторону від частоти станції і негативна при незначному розладі в іншу сторону. На рис. 3.7-15 наведено схему простого індикатора налаштування, що працює за описаним принципом. Якщо напруга на вході індикатора близько до нуля, то всі транзистори закриті і світлодіоди \(HL1\) і \(HL2\) не випромінюють, а через \(HL3\) при цьому протікає струм, який визначається напругою живлення та опором резисторів \(R4 \) та \(R5\). При зазначених на схемі номінала він приблизно дорівнює 20 мА. Як тільки на вході індикатора з'являється напруга, що перевищує 0,5 В, транзистор (VT1) відкривається і включається світлодіод (HL1). Одночасно відкривається транзистор (VT3), він шунтує світлодіод (HL3), і той гасне. Якщо напруга на вході негативна, але за абсолютним значенням більше 0,5 В, то включається світлодіод \(HL2\), а \(HL3\) вимикається.

Мал. 3.7-15. Індикатор налаштування для УКХ-ЧМ приймача на трьох світлодіодах

Схема ще одного варіанта простого індикатора точного налаштування для УКХ ЧС приймача представлена ​​на рис. 3.7-16.

Мал. 3.7-16. Індикатор налаштування для УКХ ЧС приймача (варіант 2)

У магнітофонах, низькочастотних підсилювачах, еквалайзерах тощо. знаходять застосування світлодіодні індикатори рівня сигналу. Число рівнів, що індикуються такими індикаторами, може варіюватися від одного-двох (тобто контроль типу "сигнал є - сигналу немає") до декількох десятків.

Схема дворівневого двоканального індикатора рівня сигналу наведено на рис. 3.7-17. Кожна з осередків (A1), (A2) виконана на двох транзисторах різної структури. За відсутності сигналу на вході обидва транзистори осередків закриті, тому світлодіоди \(HL1\), \(HL2\) не горять. У такому стані пристрій знаходиться до тих пір, поки амплітуда позитивної напівхвилі контрольованого сигналу не перевищить приблизно на 0,6 постійна напруга на емітері транзистора \(VT1\) в комірці \(A1\), задане дільником \(R2\), \ (R3). Як тільки це станеться, транзистор (VT1) почне відкриватися, в ланцюгу колектора з'явиться струм, а оскільки він в той же час є і струмом емітерного переходу транзистора (VT2), транзистор (VT2) теж почне відкриватися. Зростаюче падіння напруги на резисторі (R6) і світлодіоді (HL1) приведе до збільшення струму бази транзистора (VT1), і він відкриється ще більше. В результаті дуже скоро обидва транзистори виявляться повністю відкриті і світлодіод (HL1) включиться. При подальшому зростанні амплітуди вхідного сигналу аналогічний процес протікає в комірці (A2), після чого загоряється світлодіод (HL2). Зі зменшенням рівня сигналу нижче встановлених порогів спрацьовування осередку повертаються у вихідний стан, світлодіоди гаснуть (спочатку \(HL2\), потім \(HL1\)). Гістерезис не перевищує 0,1 В. При зазначених у схемі значеннях опорів, комірка (A1) спрацьовує при амплітуді вхідного сигналу приблизно 1,4 В, комірка (A2) - 2 В.

Мал. 3.7-17. Двоканальний індикатор рівня сигналу

Багатоканальний індикатор рівня логічних елементах представлений на рис. 3.7-18. Такий індикатор можна застосовувати, наприклад, підсилювачі НЧ (організувавши з ряду світлодіодів індикатора світлову шкалу). Діапазон вхідної напруги цього пристрою може коливатися від 0,3 до 20 В. Для управління кожним світлодіодом використовується \(RS\)-тригер, зібраний на елементах 2І-НЕ. Пороги спрацьовування цих тригерів задаються резисторами (R2), (R4-R16). На лінію "скидання" періодично повинен подаватися імпульс гасіння світлодіодів (розумним буде подавати такий імпульс з періодичністю 0,2...0,5 с).

Мал. 3.7-18. Багатоканальний індикатор рівня НЧ сигналу на (RS)-тригерах

Наведені вище схеми індикаторів рівня забезпечували різке спрацьовування кожного каналу індикації (тобто світлодіод у них світиться із заданим режимом яскравості, або погашений). У шкальних індикаторах (лінія світлодіодів, що послідовно спрацьовують) такий режим роботи зовсім не обов'язковий. Тому для цих пристроїв можуть використовуватися простіші схеми, в яких керування світлодіодами здійснюється не окремо по кожному каналу, а спільно. Послідовне включення низки світлодіодів зі збільшенням рівня вхідного сигналу досягається з допомогою послідовного включення дільників напруги (на резисторах чи інших елементах). У таких схемах відбувається поступове збільшення яскравості світла світлодіодів при наростанні рівня вхідного сигналу. При цьому для кожного світлодіода встановлюється свій струмовий режим, такий, що свічення зазначеного світлодіода візуально спостерігається тільки при досягненні вхідним сигналом відповідного рівня (при подальшому збільшенні вхідного сигналу світлодіод горить все яскравіше, але до певної межі). Найпростіший варіант індикатора, що працює за описаним принципом, наведено на рис. 3.7-19.

Мал. 3.7-19. Простий індикатор рівня сигналу НЧ

При необхідності збільшення кількості рівнів індикації та підвищення лінійності індикатора схема включення світлодіодів має бути дещо змінена. Підійде, наприклад, індикатор за схемою рис. 3.7-20. У ньому, крім іншого, є і досить чутливий вхідний підсилювач, що забезпечує роботу як від джерела постійної напруги, так і сигналу звукової частоти (при цьому індикатор управляється тільки позитивними напівхвилями вхідної змінної напруги).

Нові статті

● Проект 4: Світлодіодна шкала 10 сегментів. Обертанням потенціометра міняємо кількість світлодіодів, що світяться.

У цьому експерименті ми розглянемо роботу аналогових входів Arduino, роботу потенціометра як аналоговий датчик і демонструватимемо показання аналогового датчика за допомогою світлодіодної шкали.

Необхідні компоненти:

У попередніх експериментах ми розглядали роботу з цифровими висновками Arduino, вони мають тільки два можливі стани: увімкнено або вимкнено, HIGH або LOW, 1 або 0. Але для отримання інформації про навколишній світ необхідно працювати з аналоговими даними, що мають нескінченну кількість можливих значень у даному діапазоні. Для отримання аналогових даних Arduino має аналогові входи, що оснащені 10-розрядним аналого-цифровим перетворювачем для аналогових перетворень. Точність АЦП визначено дозволом. 10-розрядний означає, що АЦП може поділити аналоговий сигнал на 210 різних значень. Отже, Arduino може присвоїти 210 = 1024 аналогових значення від 0 до 1023. Опорна напруга визначає максимальну напругу, його значення відповідає значенню 1023 АЦП. При напрузі 0 на контакті АЦП повертає значення 0, опорна напруга повертає значення 1023. Незважаючи на те що можна змінити опорну напругу, ми будемо використовувати опорну напругу 5 В.

Розглянемо, як використовувати потенціометр як аналоговий датчик. Малюнок 4.1 показує, як правильно підключити ваше

Мал. 4.1. Схема підключення потенціометра як аналоговий датчик

Потенціометр до Arduino як аналоговий датчик. Ми підключаємо один із крайніх висновків на землю, інший крайній висновок – до +5 В. Середній висновок потенціометра підключаємо до аналогового входу A0 плати Arduino. Для зчитування даних з аналогового порту Arduino є функція analogRead().
Завантажуємо на плату Arduino скетч з лістингу 4.1 для зчитування значень аналогового порту і виведення їх у монітор послідовного порту Arduino.

Const int POT = 0; int valpot = 0; void setup()( Serial.begin(9600 ); ) void loop ()(valpot = analogRead(POT); Serial.println(valpot); // Виведення значень у послідовний порт delay(500); // Затримка 0.5 сек }
Порядок підключення:

2. Завантажуємо до плати Arduino скетч з лістингу 4.1.
3. Запускаємо в Arduino IDE монітор послідовного порту.
4. Повертаємо ручку потенціометра та спостерігаємо виведення аналогових значень потенціометра до монітора послідовного порту (див. рис. 4.2).

Мал. 4.2. Виведення аналогових значень потенціометра на монітор послідовного порту

Тепер візуалізуємо аналогові дані потенціометра за допомогою 10-розрядної лінійної світлодіодної шкали. Шкала є складання з 10 незалежних світлодіодів з катодами з боку напису на корпусі. Для підключення шкали Arduino будемо використовувати 10 цифрових висновків D3-D12. Схема з'єднань показано на рис. 4.3. Кожен із світлодіодів шкали виведенням анода з'єднаний з цифровим виводом Arduino, а катодом на землю через послідовно з'єднаний обмежуючий резистор 220 Ом. Аналогові дані потенціометра (0-1023) масштабуємо дані шкали (0-10) за допомогою функції map() і запалюємо відповідну кількість світлодіодів. Скетч наведено у лістингу 4.2.

const int POT = 0; // Аналоговий вхід A0 для підключення потенціометра int valpot = 0; // Змінна для зберігання значення потенціометра // Список контактів підключення світлодіодної шкали const int pinsled=(3,4,5,6,7,8,9,10,11,12); int countleds = 0; // Змінна для зберігання значення шкали void setup()( for (int i = 0; i<10 ;i++) { // Конфігурувати контакти приєднання шкали як виходи pinMode(pinsled[i],OUTPUT); digitalWrite(pinsled[i],LOW); ( ) void loop ()(valpot = analogRead(POT); // Читання даних потенціометра // масштабуємо значення інтервалу 0-10 countled = map (valpot,0,1023,0,10); // запалюємо кількість смужок на шкалі, що дорівнює countled for (int i=0; i<10 ;i++) { if (i// запалюємо світлодіод шкали digitalWrite(pinsled[i],HIGH); else // Гасимо світлодіод шкали digitalWrite(pinsled[i],LOW); )

Порядок підключення:

1. Підключаємо потенціометр за схемою на рис. 4.1.
2. Підключаємо висновки світлодіодної шкали контактами анодів через обмежувальні резистори номіналом 220 Ом до висновків Arduino D3-D12, контактами катодів – на землю (див. рис. 4.3).
3. Завантажуємо в плату Arduino скетч із лістингу 4.2.
4. Повертаємо ручку потенціометра та спостерігаємо на світлодіодній шкалі рівень значення потенціометра від максимального номіналу.