Принципиальная электрическая схема вольтметр на светодиодах. Бортовой светодиодный вольтметр автолюбителя. Вольтметр автомобильный на микросхеме К1003ПП1

Радиосхемы Схемы электрические принципиальные

Принципиальная электрическая схема вольтметр на светодиодах. Бортовой светодиодный вольтметр автолюбителя. Вольтметр автомобильный на микросхеме К1003ПП1

материалы в категории

Вольтметр, установленный на панель приборов автомобиля, позволяет оперативно контролировать уровень напряжения в его бортовой сети, От такого прибора не требуется высокой разрешающей способности, зато необходима возможность легкой и быстрой считываемости показаний.

Наилучшим образом этим условиям отвечает дискретный светодиодный индикатор напряжения. Подобные устройства получили весьма широкое распространение и для оценки уровня напряжения и мощности (в звукоусилительной аппаратуре). Реализуют их, как правило, двумя способами.

Первый подробно описан в [1]. Суть его в том, что линейку светодиодов подключают к источнику измеряемого напряжения через многовыходный резистивный делитель напряжения.

Здесь использованы пороговые свойства светодиодов, транзисторов и диодов. За простоту такого индикатора приходится расплачиваться нечетким порогом зажигания светодиодов (что отмечает автор в [2]).

Подобные устройства в свое время продавались в виде радиоконструктора.

Второй способ – применение для включения каждого светодиода отдельного компаратора, сравнивающего часть входного сигнала с образцовым (как, например, в [3]), Вследствие высокого коэффициента усиления компараторов, чаще всего выполняемых на ОУ, пороги включения и выключения очень четкие, но для индикатора требуется много микросхем. Счетверенные ОУ сейчас еще дороги, а одна такая микросхема может управлять только четырьмя светодиодами.

Наконец, нельзя не отметить работу (4), где использован принцип аналогоцифрового преобразования. У этой конструкции немало достоинств, но все-таки многовато деталей, и к тому же неэкономичных.

Вольтметр, предлагаемый вашему вниманию, оптимизирован в свете сказанного выше – в нем четкие пороговые уровни зажигания светодиодов получены с помощью минимума дешевых, экономичных и широкодоступных элементов. В основу принципа работы прибора положены пороговые свойства цифровой микросхемы.

Прибор (см. схему на рис. 1) представляет собой шестиуровневый индикатор. Для удобства применения в автомобиле интервал измерения выбран равным 10…15 В с шагом в 1 В. И интервал, и шаг могут быть легко изменены.

Пороговыми устройствами служат шесть инверторов DD1,1-DD1.6, каждый из которых представляет собой нелинейный усилитель напряжения с большим коэффициентом усиления. Пороговый уровень переключения инверторов – примерно половина напряжения питания микросхемы, поэтому они как бы сравнивают напряжение на входе с половиной напряжения питания.

Если входное напряжение инвертора превысит пороговый уровень, на его выходе появится напряжение низкого уровня. Поэтому светодиод, служащий нагрузкой инвертора, включится выходным (втекающим) током. Когда же на выходе инверторов высокий уровень, светодиоды закрыты и выключены.

С выходов резистивного делителя R1-R7 на вход инверторов поступает соответствующая доля напряжения бортовой сети. При изменении бортового напряжения пропорционально изменяются и его доли. Напряжение же питания инверторов и светодиодной линейки стабилизировано микросхемным стабилизатором DA1. Номиналы резисторов R1-R7 рассчитывают таким образом., чтобы получить шаг переключения, равный 1 В.

Конденсатор С2 совместно с резистором R1 образуют низкочастотный фильтр, подавляющий кратковременные всплески напряжения, которые могут возникнуть, например, при пуске двигателя. Конденсатор С1 изготовитель микросхемных стабилизаторов рекомендует устанавливать для улучшения их устойчивости на высокой частоте. Резисторы R8-R13 ограничивают выходной ток инверторов.

Как рассчитать резисторы R1–R7? Несмотря на то, что на входе инверторов DD1.1.-D1.6 установлены полевыетранзисторы, которые входного тока практически не потребляют, существует так называемый ток утечки.

Это заставляет выбирать ток через делитель намного большим суммарного тока утечки всех шести инверторов (не более 6X10-5 мкА). Минимальным ток через делитель будет при минимальном индицируемом напряжении 10 В.

Зададим этот ток равным 100 мкА, что примерно в миллион раз больше тока утечки. Тогда общее сопротивление делителя RД=R1+R2+RЗ+R4+R5+R6+R7 (в килоомах, если напряжение в вольтах, а ток – в миллиамперах) должно быть равно: Rд=Uвx min/Imin = 10В/0,1мА = 100кОм.

Теперь рассчитаем сопротивление каждого из резисторов при условии Uпор=Uпит/2, т. е. в рассматриваемом случае Uпор=3 В. При входном напряжении 15 В на резисторе R7 должно падать 3 В, а ток через него (равный току через весь делитель) Iд=UBX/Rд=15 В/100 кОм= 0,15 мА=150 мкА, Тогда сопротивление резистора R7: R=Uпоp/Iд; R7=3 В/0,15 мА=20кОм.

На входе инвертора DD1.5 3 В должно быть при входном напряжении 14 В. Ток через делитель в этом случае Iд=14 В/100 кОм=0,14 мА. Тогда суммарное сопротивление R6+R7=Uпоp/Iд=3/0,14-21,5 кОм.

Отсюда R6=21,5-20=1,5 кОм.

Аналогично определяют сопротивление остальных резисторов делителя: R5=UпорхRд/Uвх-(R6+R7)-1,6 кОм; R4-2 кОм, RЗ-2,2 кОм, R2-2.7 кОм и, наконец, R1=Rд-(R2+RЗ+R4+R5+R6+R7) = 70 кОм-68 кОм.

Вообще, как известно, пороговое напряжение элементов микросхем КМОП находится в пределах от 1/3Uпит до 2/3Uпит.

Известно также, что изготовленные в едином технологическом цикле на одном кристалле элементы одной микросхемы имеют практически одинаковые значения порога переключения.

Поэтому для точной установки “начала шкалы” вольтметра достаточно резистор R1 заменить последовательной цепью из подстроечного с рассчитанным номиналом и постоянного с номиналом в два раза меньше расчетного.

Температурная стабильность прибора весьма высока. При изменении температуры от -10 до +60 °С порог срабатывания изменяется на несколько сотых долей вольта. Микросхемный стабилизатор DА1 также обладает температурной стабильностью не хуже 30 мВ в пределах 0…100 °С.

Выходное напряжение стабилизатора DА1 не должно боыть меньше 6 В, иначе инверторы не смогут обеспечить необходимый ток через светодиоды. Инверторы микросхемы К561ЛН2 допускают выходной ток до 8 мА. Светодиоды АЛ307БМ можно заменить любыми другими, пересчитав номиналы токоограничивающих резисторов R8-R13. Конденсаторы так же могут быть любыми на номинальное напряжение не менее 10 В.

Для налаживания собранное устройство подключают к выходу регулируемого источника напряжения, который будет имитировать бортовую сеть. Установив выходное напряжение источника 10 В, а сопротивление подстроечного резистора на максимум, вращают его движок до момента включения светодиода HL1. Ос тальные уровни устанавливаются автоматически.

Детали вольтметра смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис. 2. Она рассчитана на установку подстроечного резистора СПЗ-33, а остальных – МЛТ-0,125, конденсатора С1 – KM, С2 – К50-35.

Плата прикреплена ко дну коробки из пластика двумя винтами М2,5 на трубчатых стойках и еще одним таким же, который одновременно прижимает к плате микросхему DA1. Отметим, что эта микросхема установлена пластмассовой (а не металлической) гранью к плате.

Между корпусом микросхемы и платой также установлена трубчатая стойка, но укороченная.
Выводы светодиодов перед монтажом изгибают на 90 град, с тем, чтобы их оптические оси были параллельны плоскости платы.

Корпусы светодиодов должны выступать за край платы и при окончательной сборке устройства выходить в отверстия, просверленные в торце коробки.

ЛИТЕРАТУРА
1. Нечаев И. Светодиодный индикатор уровня сигнала. – Радио, 1988, № 12, с. 52.
2. Исаулов В., Василенко Е. Простой индикатор уровня записи. – РадiАматор, 1995, № 3, с. 5.
3. Тихомиров А. Индикатор напряжения бортовой сети. – РадiоАматор, 1996, № 10, с. 2.
4. Гвоздицкий Г. Индикатор напряжения бортовой сети. – Радио, 1992, № 7, с. 18-20.

О. КЛЕВЦОВ, г. Днепропетровск, Украина
Журнал Радио 1998 год, номер 2

Примечание от редакции журнала Радио: Устойчивость работы стабилизатора и всего устройства в целом будет еще выше, если к входу микросхемы (между выв. 8 и 17) подключить конденсатор емкостью 0,1 мк.

Для того чтобы обезопасить стабилизатор от случайных всплесков напряжения в бортовой сети, амплитуда которых может достигать 80 – 00 В. параллельно этому конденсатору следует подключить еще один – оксидный. Он должен иметь емкость не менее 1000 мкФ и номинальное напряжение 25 В.

Этот конденсатор благоприятно скажется и на работе радиоприемной и звукоусилительной автомобильной аппаратуры.

Источник: http://radio-uchebnik.ru/shem/15-avto-moto-velo-elektronika/1212-bortovoj-svetodiodnyj-voltmetr

Вольтметр на К1003ПП1

Принципиальная электрическая схема вольтметр на светодиодах. Бортовой светодиодный вольтметр автолюбителя. Вольтметр автомобильный на микросхеме К1003ПП1

Электронные компоненты со склада по низким ценам, подробнее >>>

Журнал Радио

1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,121,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,121,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,121,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,121,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,121,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12

Литература

  • Chip News
  • Радио
  • Новости Электроники
  • Статьи
  • Книги

Новости электроники

Сравнив статистику посещения сайта за два месяца (ноябрь и декабрь 2014 года), в MediaTek выяснили, что число посетителей ресурса из России увеличилось в 10 раз, а из Украины ? в 12. Таким образом, доля русскоговорящих разработчиков с аккаунтами на labs.mediatek.com превысила одну десятую от общего количества зарегистрированных на MediaTek Labs пользователей.

Амбициозная цель компании MediaTek – сформировать сообщество разработчиков гаджетов из специалистов по всему миру и помочь им реализовать свои идеи в готовые прототипы.

Уже сейчас для этого есть все возможности, от мини-сообществ, в которых можно посмотреть чужие проекты до прямых контактов с настоящими производителями электроники.

Начать проектировать гаджеты может любой талантливый разработчик – порог входа очень низкий.

Компания Компэл, приглашает вас принять участие в семинаре и тренинге ?ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!?, который пройдет 14 и 15 октября в Новосибирске.

Журнал “Радио”, номер 6, 1999г.
В. Смирнов, г. Называевск Омской обл.

    Вольтметры с дискретнойсветодиодной шкалой в ряде случаев оказываются предпочтительнеестрелочных. Так, любительские дискретные индикаторы получили широкоераспространение для контроля бортового напряжения в автомобиле.

Типичный пример такого прибора был представлен в статье Г. Гвоздицкого”Индикатор напряжения бортовой сети” (“Радио”, 1992, # 7).
    Нижеописано подобное устройство с практически такими же возможностямии принципом работы, но выполненное не на пяти, а всего на одноймикросхеме.

К тому же оно более чем в десять раз экономичнее.

    Самые первые из опубликованных в журнале “Радио”приборов дляконтроля напряжения бортовой сети построены на двух-трех светодиодахи указывают лишь на то, что напряжение в тот или иной момент находитсяв некоторых известных пределах, порой весьма широких. Более точногозначения напряжения такие индикаторы дать не могут.

    В дальнейшемавторы публикаций стали делить контролируемый интервал напряженияна большее число узких участков. Точность оценки напряжения повысилась,но пропорционально увеличилась и сложность индикаторов.

    Весьмаудачное схемное решение индикатора предложил О. Клевцов в статье”Бортовой светодиодный вольтметр” в “Радио”, 1998, # 3, с. 54,55, 60. Прибор содержит резистивный делитель напряжения и пороговыеустройства на логических элементах цифровой микросхемы К561ЛН2.Табло прибора – линейка из шести светодиодов, указывающих напряжениев пределах 10…15 В с шагом 1 В.

    Таким образом, прибор О. Клевцовабез натяжки можно считать вольтметром, правда, не очень точным.Увеличение точности путем наращивания длины резистивного делителяи числа пороговых устройств приводит к неоправданному усложнениюприбора, а главное – к большим сложностям в калибровке шкалы.

    Наилучший выход из положения – применениеспециализированной микросхемыК1003ПП1. Она предназначена для управления светодиодной шкалойнепрерывного или дискретного вида и представляет собой простейшийаналого-цифровой преобразователь, содержащий резистивный делительнапряжения и набор компараторов и коммутаторов тока – по числуячеек индикации.

    Схема вольтметра, предлагаемого автором этихстрок, показана на рис. 1. Прибор позволяет визуально контролироватьнапряжение бортовой сети автомобиля в пределах от 9,5 до 15 Вс шагом 0,5 В. Максимальный потребляемый ток не превышает 20 мА.

    Диод VD1 защищает прибор от подачи входногонапряжения в обратнойполярности. Стабилитрон VD2 фиксирует нижнюю границу шкалы. КонденсаторыС1 и С2 сглаживают случайные всплески бортового напряжения. Нарезисторе R2 и стабилитроне VD3 собран источник образцового напряжения,определяющий шаг индикации.

    На табло вольтметра светит толькоодин светодиод, соответствующий текущему значению напряжения бортовойсети. Для табло лучше выбрать светодиоды HL1-HL3 и HL9-HL12 красногосвечения, а HL4-HL8 – зеленого. Тогда даже при беглом взглядена шкалу водитель получит информацию о том, находится ли напряжениев границах нормы (11,5…13,5 В) или вышло за них.

    Все деталивольтметра смонтированы на печатной плате из фольгированногостеклотекстолитатолщиной не менее 1,5 мм. Чертеж платы представлен на рис. 2.Конструкция платы рассчитана на технологию резания. Зачерненыучастки, где фольга отсутствует.

    Можно изготовить плату и методомтравления. В этом случае раскладка рисунков проводников “под резак”позволяет получить значительную экономию хлорного железа.

    Смонтированнуюплату я поместил в футляр от аудиокассеты.

    Выводы светодиодовсогнуты на прямой угол так, чтобы после монтажа их оптическиеоси были параллельны плате. Линзы светодиодов пропущены в отверстия,просверленные в длинной боковой стенке футляра. Рядом с отверстияминанесена оцифровка в значениях напряжения.

    Все резисторы в вольтметре- МЛТ-0,125; конденсаторы: С1 – из серии КМ, С2 – К50-35. ВместоАЛ307Б и АЛ307Г можно использовать светодиоды серии АЛ307БМ иАЛ307ГМ, а также современные из серий КИПМО и КИПДО с током неболее 10 мА.

    Вместо двуанодного стабилитрона подойдет любоймаломощныйодноанодный на напряжение стабилизации 9,1 В (включенный анодомк резистору R13). Диод VD1 – любой кремниевый. Отечественная микросхемаК1003ПП1 заменима зарубежной А277Д.

    Прибор в налаживании не нуждаетсяи начинает работать сразу после включения.

газинур пишет…

Спасибо автору!Получилось нормальный вольтметр.Машина была без вольтметра,без указателя температуры

05/03/2015 22:18:33

Timhyst пишет…

Скинув рубашки, ботинки с носками и закатав штаны, они бежали к воде в той ежливой дев https://inava.ru/modnyie-kupalniki-2016-goda/ Китайцам забивают головы коммунистической пропагандой, и они верят ей, а потом взросле

Источник: http://www.chipinfo.ru/literature/radio/199906/p37.html

WikiMedForum.Ru
Добавить комментарий