Светодиодный индикатор напряжения своими руками. Как сделать светодиодный индикатор напряжения? Как быть с пульсациями
Светодиодные лампы давно стали неотъемлемой составляющей многих современных транспортных средств. Диоды используются не только в качестве головного освещения машин, но и в качестве индикаторов, определяющих работу того или иного устройства. Как соорудить индикатор напряжения на светодиодах своими руками и что при этом следует учитывать — узнайте из этого материала.
[ Скрыть ]
Особенности светодиодного индикатора напряжения
Чтобы подключить автомобильный индикатор, для начала нужно усвоить то, что диод — это необычная лампочка. Поэтому при проведении процесса сборки необходимо быть осторожным, поскольку при допущении ошибок вы можете столкнуться с необходимостью ремонта электрооборудования. Причем это касается не только диодных элементов, но и любых манипуляций, связанных с электроцепью.
Основные характеристики и особенности, характерные для диодных индикаторов:
- Уровень напряжения в бортовой сети транспортного средства. В легковых автомобилях уровень напряжения должен составлять от 12 до 13 вольт при отключенном моторе. При запущенном двигателе этот параметр увеличивается до 13-14.5 вольт.
- Параметр напряжения питания диодного элемента составляет около 3.5 вольт, но этот показатель может быть изменен, в зависимости от света свечения лампочки. К примеру, для диодов красного и желтого цвета достаточно 2-2.5 вольт питания, а для белых, синих и зеленых диодных элементов этот параметр увеличится до 3-3.8 вольт. Показатель типового тока для маломощных диодов составляет 20 миллиампер, а вот для мощных устройств этот параметр увеличивается до 350 мА.
- Как показывает практика, далеко не все диодные элементы, в отличие от обычных ламп, позволяют осветить должным образом пространство вокруг. Это необходимо учитывать для того, чтобы индикатор напряжения бортовой сети автомобиля мог своевременно сообщить о возможных проблемах в электросети. Если его свечение будет слишком слабым, то какой от него в принципе смысл? Покупая диоды, необходимо уделить внимание выбору типа линзы, при необходимости проконсультируйтесь с продавцом. Узконаправленные устройства оснащаются небольшой линзой на конце.
- У диодного элемента, как и у любой батарейки или аккумулятора, есть положительный и отрицательный контакты. Положительный вывод — это анод, а отрицательный — это катод (автор видео — канал Evseenko Technology).
Руководство по изготовлению
Собрать схему с использованием светового или звукового индикатора для своего авто можно в домашних условиях. Если у вас есть опыт в электротехнике, то это задача не займет много времени. Но даже если вы никогда прежде не занимались выполнением таких работ, то в этом нет ничего сложного. Главное — это правильно соединить все элементы схемы и подключить их к бортовой сети.
Рассмотрим пример сборки индикатора для определения напряжения аккумулятора авто. Вместо десяти отдельных диодных элементов, которые отмечены на схеме, мы будем использовать цельный индикатор, поскольку он занимает не так много места.
Что понадобится?
Что приготовить перед тем, как приступить к процессу:
- сама схема, в нашем примере используется LM 3914;
- диодная планка, рассчитанная на 10 сегментов, можно использовать Kingbright DC-763HWA;
- блок питания с возможностью регулировки от 10 до 15 вольт;
- резисторы.
Этапы
Вкратце рассмотрим инструкцию по изготовлению устройства:
- В первую очередь, печатную плату необходимо очистить от пыли. Проследите за тем, чтобы этот компонент был чистым, на нем не должно быть следов подгорания, в противном случае это может привести к неработоспособности девайса в будущем.
- На готовой к использованию плате необходимо собрать все компоненты в соответствии с приведенной схемой. Для пропайки элементов используйте паяльник с расходными материалами. Все без исключения составляющий части девайса должны быть зафиксированы как можно более прочно. Если крепление резисторов и диодной планки будет слабым, то конструкция со временем может разболтаться в результате вибраций, соответственно, работоспособность девайса будет нарушена.
- Для большего удобства и обеспечения более компактной сборки устройства правый резисторный элемент нужно обрезать.
- После того, как все составляющие на плате будут установлены, осуществляется настройка системы. Для этого на плату нужно подать напряжение величиной 10.5 вольт и произвести регулировку правого подстроечника. Вам нужно добиться того, чтобы включилась первая диодная полоска на устройстве.
- Затем на устройство нужно подать 15-вольтовое напряжение и произвести регулировку девайса таким образом, чтобы начала гореть последняя полоска на плате. Помните о том, что гореть должны не все полоски, а только одна из них.
- Далее, вам остается только установить изготовленный девайс в любом удобном для вас месте и подключить его к бортовой сети. В частности, если вы делали девайс для определения заряда АКБ, то лучше будет подключить его на участке цепи, который соединен непосредственно с аккумулятором.
- Чтобы удостовериться в том, что устройство функционирует правильно, вам необходимо с помощью мультиметра проверить заряд самой аккумуляторной батареи. После чего сопоставить эти цифры с делением на шкале 10-сегментного индикатора. Если заряд АКБ полный, то должна гореть последняя полоска, если средний — то диодная лампочка посредине индикатора, а если заряд минимальный — то первая лампа.
Цена вопроса
Если вы хотите установить в свой автомобиль индикатор напряжения, то можно купить уже готовый цифровой девайс. Стоимость более-менее качественного устройства будет начинаться от 250 рублей. На рынке можно встретить варианты, цена которых составляет 1500 тысячи руб., но такие цифровые девайсы дополнительно оснащаются разными регуляторами, к примеру, температуры в салоне.
Видео «Еще один вариант изготовления индикатора напряжения»
На видео ниже представлен еще один способ изготовления диодного индикатора напряжения в домашних условиях (автор ролика — канал kiborginator).
Потому что нужно грамотно решить сразу две задачи:
- Ограничить прямой ток через светодиод, чтобы он не сгорел.
- Обеспечить защиту светодиода от пробоя обратным током.
Если проигнорировать любой из этих пунктов, светодиод моментально накроется медным тазом.
В самом простейшем случае ограничить ток через светодиод можно резистором и/или конденсатором. А предотвратить пробой от обратного напряжения можно с помощью обычного диода или еще одного светодиода.
Поэтому самая простая схема подключения светодиода к 220В состоит всего из нескольких элементов:
Защитный диод может быть практически любым, т.к. его обратное напряжение никогда не будет превышать прямого напряжения на светодиоде, а ток ограничен резистором.
Сопротивление и мощность ограничительного (балластного) резистора зависит от рабочего тока светодиода и рассчитывается по закону Ома:
R = (U вх - U LED) / I
А мощность рассеивания резистора рассчитывается так:
P = (U вх - U LED) 2 / R
где U вх = 220 В,
U LED - прямое (рабочее) напряжение светодиода. Обычно оно лежит в пределах 1.5-3.5 В. Для одного-двух светодиодов им можно пренебречь и, соответственно, упростить формулу до R=U вх /I,
I - ток светодиода. Для обычных индикаторных светодиодов ток будет 5-20 мА.
Пример расчета балластного резистора
Допустим, нам нужно получить средний ток через светодиод = 20 мА, следовательно, резистор должен быть:
R = 220В/0.020А = 11000 Ом (берем два резистора: 10 + 1 кОм)
P = (220В) 2 /11000 = 4.4 Вт (берём с запасом: 5 Вт)
Необходимое сопротивление резистора можно взять из таблицы ниже.
Таблица 1. Зависимость тока светодиода от сопротивления балластного резистора.
| Сопротивление резистора, кОм | Амплитудное значение тока через светодиод, мА | Средний ток светодиода, мА | Средний ток резистора, мА | Мощность резистора, Вт |
|---|---|---|---|---|
| 43 | 7.2 | 2.5 | 5 | 1.1 |
| 24 | 13 | 4.5 | 9 | 2 |
| 22 | 14 | 5 | 10 | 2.2 |
| 12 | 26 | 9 | 18 | 4 |
| 10 | 31 | 11 | 22 | 4.8 |
| 7.5 | 41 | 15 | 29 | 6.5 |
| 4.3 | 72 | 25 | 51 | 11.3 |
| 2.2 | 141 | 50 | 100 | 22 |
Другие варианты подключения
В предыдущих схемах защитный диод был включен встречно-параллельно, однако его можно разместить и так:
Это вторая схема включения светодиодов на 220 вольт без драйвера. В этой схеме ток через резистор будет в 2 раза меньше, чем в первом варианте. А, следовательно, на нем будет выделяться в 4 раза меньше мощности. Это несомненный плюс.
Но есть и минус: к защитному диоду прикладывается полное (амплитудное) напряжение сети, поэтому любой диод здесь не прокатит. Придется подобрать что-нибудь с обратным напряжением 400 В и выше. Но в наши дни это вообще не проблема. Отлично подойдет, например, вездесущий диод на 1000 вольт - 1N4007 (КД258).
Не смотря на распространенное заблуждение, в отрицательные полупериоды сетевого напряжения, светодиод все-таки будет находиться в состоянии электрического пробоя. Но благодаря тому, что сопротивление обратносмещенного p-n-перехода защитного диода очень велико, ток пробоя будет недостаточен для вывода светодиода из строя.
Внимание! Все простейшие схемы подключения светодиодов в 220 вольт имеют непосредственную гальваническую связь с сетью, поэтому прикосновение к ЛЮБОЙ точке схемы - ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНО!
Для уменьшения величины тока прикосновения нужно располовинить резистор на две части, чтобы получилось как показано на картинках:
Благодаря такому решению, даже поменяв местами фазу и ноль, ток через человека на "землю" (при случайном прикосновении) никак не сможет превысить 220/12000=0.018А. А это уже не так опасно.
Как быть с пульсациями?
В обеих схемах светодиод будет светиться только в положительный полупериод сетевого напряжения. То есть он будет мерцать с частой 50 Гц или 50 раз в секунду, причём размах пульсаций будет равен 100% (10 мс горит, 10 мс не горит и так далее). Это будет заметно глазу.
К тому же, при подсветке мерцающими светодиодами каких-либо движущихся объектов, например, лопастей вентилятора, колес велосипеда и т.п., неизбежно будет возникать стробоскопический эффект. В некоторых случаях данный эффект может быть неприемлем или даже опасен. Например, при работе за станком может показаться, что фреза неподвижна, а на самом деле она вращается с бешенной скоростью и только и ждет, чтобы вы сунули туда пальцы.
Чтобы сделать пульсации менее заметными, можно удвоить частоту включения светодиода с помощью двухполупериодного выпрямителя (диодного моста):
Обратите внимание, что по сравнению со схемой #2 при том же самом сопротивлении резисторов, мы получили в два раза больший средний ток. И, соответственно, в четыре раза большую мощность рассеивания резисторов.
К диодному мосту при этом не предъявляется каких-либо особых требований, главное, чтобы диоды, из которых он состоит, выдерживали половину рабочего тока светодиода. Обратное напряжение на каждом из диодов будет совсем ничтожным.
Еще, как вариант, можно организовать встречно-параллельное включение двух светодиодов. Тогда один из них будет гореть во время положительной полуволны, а второй - во время отрицательной.
Фишка в том, что при таком включении максимальное обратное напряжение на каждом из светодиодов будет равно прямому напряжению другого светодиода (несколько вольт максимум), поэтому каждый из светодиодов будет надежно защищен от пробоя.
Светодиоды следует разместить как можно ближе друг к другу. В идеале - попытаться найти сдвоенный светодиод, где оба кристалла размещены в одном корпусе и у каждого свои выводы (хотя я таких ни разу не видел).
Вообще говоря, для светодиодов, выполняющих индикаторную функцию, величина пульсаций не очень-то и важна. Для них самое главное - это максимально заметная разница между включенным и выключенным состоянием (индикация вкл/выкл, воспроизведение/запись, заряд/разряд, норма/авария и т.п.)
А вот при создании светильников, всегда нужно стараться свести пульсации к минимуму. И не столько из-за опасностей стробоскопического эффекта, сколько из-за их вредного влияния на организм.
Какие пульсации считаются допустимыми?
Все зависит от частоты: чем она ниже, тем заметнее пульсации. На частотах выше 300 Гц пульсации становятся совершенно невидимыми и вообще никак не нормируются, то есть даже 100%-ные считаются нормой.
Не смотря на то, что пульсации освещенности на частотах 60-80 Гц и выше визуально не воспринимаются, тем не менее, они способны вызывать повышенную усталость глаз, общую утомляемость, тревожность, снижение производительности зрительной работы и даже головные боли.
Для предотвращения вышеперечисленных последствий, международный стандарт IEEE 1789-2015 рекомендует максимальный уровень пульсаций яркости для частоты 100 Гц - 8% (гарантированно безопасный уровень - 3%). Для частоты 50 Гц - это будут 1.25% и 0.5% соответственно. Но это для перфекционистов.
На самом деле, для того, чтобы пульсации яркости светодиода перестали хоть как-то досаждать, достаточно, чтобы они не превышали 15-20%. Именно таков уровень мерцания ламп накаливания средней мощности, а ведь на них никто и никогда не жаловался. Да и наш российский СНиП 23-05-95 допускает мерцание света в 20% (и только для особо кропотливых и ответственных работ требование повышено до 10%).
В соответствии с ГОСТ 33393-2015 "Здания и сооружения. Методы измерения коэффициента пульсации освещенности" для оценки величины пульсаций вводится специальный показатель - коэффициент пульсаций (К п).
Коэфф. пульсаций в общем рассчитывается по сложной формуле с применением интегральной функции, но для гармонических колебаний формула упрощается до следующей:
К п = (Е max - E min) / (E max + E min) ⋅ 100%,
где Е мах - максимальное значение освещенности (амплитудное), а Е мин - минимальное.
Мы будем использовать эту формулу для расчета емкости сглаживающего конденсатора.
Очень точно определить пульсации любого источника света можно при помощи солнечной панели и осциллографа:
Как уменьшить пульсации?
Посмотрим, как включить светодиод в сеть 220 вольт, чтобы снизить пульсации. Для этого проще всего подпаять параллельно светодиоду накопительный (сглаживающий) конденсатор:
Из-за нелинейного сопротивления светодиодов, расчет емкости этого конденсатора является довольно нетривиальной задачей.
Однако, эту задачу можно упростить, если сделать несколько допущений. Во-первых, представить светодиод в виде эквивалентного постоянного резистора:
А во-вторых, сделать вид, что яркость светодиода (а, следовательно, и освещенность) имеет линейную зависимость от тока.
Расчет емкости сглаживающего конденсатора
Допустим, мы хотим получить коэфф. пульсаций 2.5% при токе через светодиод 20 мА. И пусть в нашем распоряжении оказался светодиод, на котором при токе в 20 мА падает 2 В. Частота сети, как обычно, 50 Гц.
Так как мы решили, что яркость линейно зависит от тока через светодиод, а сам светодиод мы представили в виде простого резистора, то освещенность в формуле расчета коэффициента пульсаций можем спокойно заменить на напряжение на конденсаторе:
К п = (U max - U min) / (U max + U min) ⋅ 100%
Подставляем исходные данные и вычисляем U min:
2.5% = (2В - U min) / (2В + U min) ⋅ 100% => U min = 1.9В
Период колебаний напряжения в сети равен 0.02 с (1/50).
Таким образом, осциллограмма напряжения на конденсаторе (а значит и на нашем упрощенном светодиоде) будет выглядеть примерно вот так:
Вспоминаем тригонометрию и считаем время заряда конденсатора (для простоты не будем учитывать сопротивление балластного резистора):
t зар = arccos(U min /U max) / 2πf = arccos(1.9/2) / (2⋅ 3.1415⋅ 50) = 0.0010108 с
Весь остальной остаток периода кондер будет разряжаться. Причем, период в данном случае нужно сократить в два раза, т.к. у нас используется двухполупериодный выпрямитель:
t разр = Т - t зар = 0.02/2 - 0.0010108 = 0.008989 с
Осталось вычислить емкость:
C = I LED ⋅ dt/dU = 0.02 ⋅ 0.008989/(2-1.9) = 0.0018 Ф (или 1800 мкФ)
На практике вряд ли кто-то будет ставить такой большой кондер ради одного маленького светодиодика. Хотя, если стоит задача получить пульсации в 10%, то нужно всего 440 мкФ.
Повышаем КПД
Обратили внимание, насколько большая мощность выделяется на гасящем резисторе? Мощность, которая тратится впустую. Нельзя ли ее как-нибудь уменьшить?
Оказывается, еще как можно! Достаточно вместо активного сопротивления (резистора) взять реактивное (конденсатор или дроссель).
Дроссель мы, пожалуй, сразу откинем из-за его громоздкости и возможных проблем с ЭДС самоиндукции. А насчет конденсаторов можно подумать.
Как известно, конденсатор любой емкости обладает бесконечным сопротивлением для постоянного тока. А вот сопротивление переменному току рассчитывается по этой формуле:
R c = 1 / 2πfC
то есть, чем больше емкость C и чем выше частота тока f - тем ниже сопротивление.
Прелесть в том, что на реактивном сопротивлении и мощность тоже реактивная, то есть ненастоящая. Она как бы есть, но ее как бы и нет. На самом деле эта мощность не совершает никакой работы, а просто возвращается назад к источнику питания (в розетку). Бытовые счетчики ее не учитывают, поэтому платить за нее не придется. Да, она создает дополнительную нагрузку на сеть, но вас, как конечного потребителя, это вряд ли сильно обеспокоит =)
Таким образом, наша схема питания светодиодов от 220В своими руками приобретает следующий вид:
Но! Именно в таком виде ее лучше не использовать, так как в этой схеме светодиод уязвим для импульсных помех.
Включение или выключение распложенных на одной с вами линии мощной индуктивной нагрузки (двигатель кондиционера, компрессор холодильника, сварочный аппарат и т.п.) приводит к появлению в сети очень коротких выбросов напряжения. Конденсатор С1 представляет для них практически нулевое сопротивление, следовательно мощный импульс направится прямиком к С2 и VD5.
Еще один опасный момент возникает в случае включения схемы в момент пучности напряжения в сети (т.е. в тот самый момент, когда напряжение в розетке находится на пике своего значения). Т.к. С1 в этот момент полностью разряжен, то возникает слишком большой бросок тока через светодиод.
Все это со временем это приводит к прогрессирующей деградации кристалла и падению яркости свечения.
Во избежание таких печальных последствий, схему нужно дополнить небольшим гасящим резистором на 47-100 Ом и мощностью 1 Вт. Кроме того, резистор R1 будет выступать в роли предохранителя на случай пробоя конденсатора С1.
Получается, что схема включения светодиода в сеть 220 вольт должна быть такой:
И остается еще один маленький нюанс: если выдернуть эту схему из розетки, то на конденсаторе С1 останется какой-то заряд. Остаточное напряжение будет зависеть от того, в какой момент была разорвана цепь питания и в отдельных случаях может превышать 300 вольт.
А так как конденсатору некуда разряжаться, кроме как через свое внутреннее сопротивление, то заряд может сохраняться очень долго (сутки и более). И все это время кондер будет ждать вас или вашего ребенка, через которого можно будет как следует разрядиться. Причем, для того, чтобы получить удар током, не нужно лезть в недра схемы, достаточно просто прикоснуться к обоим контактам штепсельной вилки.
Чтобы помочь кондеру избавиться от ненужного заряда, подключим параллельно ему любой высокоомный резистор (например, на 1 МОм). Этот резистор не будет оказывать никакого влияния на расчетный режим работы схемы. Он даже греться не будет.
Таким образом, законченная схема подключения светодиода к сети 220В (с учетом всех нюансов и доработок) будет выглядеть так:
Значение емкости конденсатора C1 для получения нужного тока через светодиод можно сразу взять из , а можно рассчитать самостоятельно.
Расчет гасящего конденсатора для светодиода
Не буду приводить утомляющие математические выкладки, дам сразу готовую формулу емкости (в Фарадах):
C = I / (2πf√(U 2 вх - U 2 LED)) [Ф],
где I - ток через светодиод, f - частота тока (50 Гц), U вх - действующее значение напряжения сети (220В), U LED - напряжение на светодиоде.
Если расчет ведется для небольшого числа последовательно включенных светодиодов, то выражение √(U 2 вх - U 2 LED) приблизительно равно U вх, следовательно формулу можно упростить:
C ≈ 3183 ⋅ I LED / U вх [мкФ]
а, раз уж мы делаем расчеты под U вх = 220 вольт, то:
C ≈ 15 ⋅ I LED [мкФ]
Таким образом, при включении светодиода на напряжение 220 В, на каждые 100 мА тока потребуется примерно 1.5 мкФ (1500 нФ) емкости.
Кто не в ладах с математикой, заранее посчитанные значения можно взять из таблицы ниже.
Таблица 2. Зависимость тока через светодиоды от емкости балластного конденсатора.
| C1 | 15 nF | 68 nF | 100 nF | 150 nF | 330 nF | 680 nF | 1000 nF |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I LED | 1 mA | 4.5 mA | 6.7 mA | 10 mA | 22 mA | 45 mA | 67 mA |
Немного о самих конденсаторах
В качестве гасящих рекомендуется применять помехоподавляющие конденсаторы класса Y1, Y2, X1 или X2 на напряжение не менее 250 В. Они имеют прямоугольный корпус с многочисленными обозначениями сертификатов на нем. Выглядят так:
Если вкратце, то:
- X1 - используются в промышленных устройствах, подключаемых к трехфазной сети. Эти конденсаторы гарантированно выдерживают всплеск напряжения в 4 кВ;
- X2 - самые распространенные. Используются в бытовых приборах с номинальным напряжением сети до 250 В, выдерживают скачек до 2.5 кВ;
- Y1 - работают при номинальном сетевом напряжении до 250 В и выдерживают импульсное напряжение до 8 кВ;
- Y2 - довольно-таки распространенный тип, может быть использован при сетевом напряжении до 250 В и выдерживает импульсы в 5 кВ.
Допустимо применять отечественные пленочные конденсаторы К73-17 на 400 В (а лучше - на 630 В).
Сегодня широкое распространение получили китайские "шоколадки" (CL21), но в виду их крайне низкой надежности, очень рекомендую удержаться от соблазна применять их в своих схемах. Особенно в качестве балластных конденсаторов.
Внимание! Полярные конденсаторы ни в коем случае нельзя использовать в качестве балластных!
Итак, мы рассмотрели, как подключать светодиод к 220В (схемы и их расчет). Все приведенные в данной статье примеры хорошо подходят для одного или нескольких маломощных светодиодов, но совершенно нецелесообразны для мощных светильников, например, ламп или прожекторов - для них лучше использовать , которые называются драйверами.
Этот индикатор напряжения, он же пробник электрика позволит вам определить фазу, место короткого замыкания или обрыва в сети переменного тока, даст возможность прозвонить обмотки электродвигателя и проверить выпрямительные диоды. Для простоты изготовления и удобства в работе в пробнике электрика отсутствует переключатель режима работы, и выключатель питания. Зато в нем имеется два светодиода разных цветов, а также обычная неоновая лампа
Если щупы пробника замкнуть, то потребление тока будет около 100 мА, если щупы разомкнуты – потребление тока стремится к нулю. Запитать наше самодельное устройство проще всего от батарейки «Крона», но если ее вольты упадет даже до 4 в, работоспособность пробника сохраниться.
Во время прозвонки сопротивления в пределах от 0 до 150 ом, загорается зелёный светодиод, Если сопротивление будет в диапазоне от 150 ОМ до 50 кОм загорается жёлтый светодиод. Во время измерения переменного напряжение 220 – 380 В, загорается неоновая лампа, а светодиоды будут чуть-чуть мерцать.
Индикатор напряжения схема на транзисторах
Схема пробника собрана на трёх транзисторах. В начальный момент все транзисторы будут заперты. Если мы замкнем щупы пробника, то положительная составляющая напряжения через диод VD1 и резистор R5 проходит к затвору униполярного транзистор, который под воздействием поля открывается и поспособствует открытию биполярного транзистора V3.
Во время подачи сетевого напряжения на щупы, загорится неоновая лампочка HL1, кроме того выпрямленное сетевое напряжение с диода VD1 поступает на стабилитрон VD3, и как только оно достигнет 12 вольт, откроется транзистор V2, который закроет полевой транзистор V1. Светодиоды при этом будут слегка мерцать.
Транзисторы V2, V3 можно взять 13003A из обычной энергосберегающей лампы. Стабилитрон Д814Д, КС515А либо любой другой с напряжением стабилизации 12-18 в. Неоновую лампу можно взять из индикаторной отвёртки. Выпрямительный диод подойдет любой с током не менее 0,3 А и обратным напряжением 600 вольт, можете выбрать его из .
Пробник начнёт работать сразу же, если был собран правильно и в настройке не нуждается. Первый диапазон 0-150 Ом при необходимости можно изменить подбором резистора R2.
Этот пробник обладает двумя видами сигнализации - звуковой и световой и двумя порогами включения звукового сигнала - при сопротивлении измеряемой цепи до 50 Ом и до 1 кОм. Поэтому его можно использовать для проверки исправности р-n переходов транзисторов и диодов.
Индикатор напряжения на логической микросхеме
Если щупы пробника разомкнуты или сопротивление контролируемой цепи более установленного переключателем предела, транзистор VT1 заперт и на элементе DD1.2 логический ноль, поэтому генератор звуковой частоты не генерирует импульсы. Когда мы замыкаем щупы при положении переключателя «50 Ом», через диоды VD1-VD3 и резисторы R1-R3 потечёт ток около 3,6 мА и падения "U" на резисторе R1 будет вполне достаточно для открытия транзистора. Загорится светодиод HL1, а генератор ЗЧ начнет генерировать импульсы частотой около 1,2 кГц и зазвучит звуковой сигнал. Резистор R10 предназначен для уменьшения громкости сигнала, a сопротивление R8 ограничивает ток протекающий через светодиод.
Последовательно соединенные резисторы R1, R4, R7, а точнее их общее сопротивление задает чувствительность пробника. Чем оно выше, тем при более высоком сопротивлении контролируемой цепи будет звучать звуковой сигнал. В случае если контакты переключателя SA1 разомкнуты, пробник находится в режиме измерения целостности цепей сопротивлением до 1000 Ом. Диоды VD1-VD4 и резистор R3 защитят пробник электрика от повреждения при ошибочном подсоединении щупов к находящейся под напругой цепи или к заряженному конденсатору. Но возможности этой защиты не совершенны, помните об этом.
Настройка пробника заключается в подборке резисторов R1, R4, R7. В режиме 50 Ом резистором R1 задают порог включения сигнала при сопротивлении контролируемой цепи 50 Ом или меньше. В режиме 1 кОм» резисторами R4 (грубо) и R7 (точно) устанавливают порог в 1 кОм. Напряжения на щупах пробника обладает полярностью, поэтому их желательно выделить, например, цветными термоусадочными кембриками.
На двух светодиодах разного цвета можно сделать простой индикатор-пробник напряжения от 4,5 до 220 В. Он также может определять полярность источника питания. При контроле наличия переменного "U" горят оба диода, а если "U" постоянное горит только один из них в зависимости от полярности подключения индикатора напряжения. Схему его предложил чехословацкий радиолюбительский журнал «Amaterske Radio».
Измерять номиналы от 110 до 220 Вольт переменного тока следует кратковременно, чтобы не перегрелось токоограничивающее сопротивление R1.
Чешские стабилитроны 1NZ70 можно заменить отечественными аналогами Д815А, диоды V1 и V5 - любыми маломощными кремниевыми, например одним из самых распространенных Д226.
Индикатор напряжения на одном светодиоде |
Работоспособность схемы гарантируется в диапазоне от 3 до 30 вольт. В начальный момент времени, когда на входных клеммах появляется контролируемый уровень, через сопротивления R1-R4, светодиод и резистор R5 начинает идти ток. Он вызывает падение напряжения на токовом датчике R5. Как только величина этого падения увеличится для достаточного для открывания биполярного транзистора VT1, последний откроется, и часть тока будет проходить уже через него. Этот ток создаст еще большее падение на сопротивлениях R1-R4 поддерживая постоянным напряжение на плюсе светодиода не зависимо от величины на входе. При 30 вольтах, ток, течет через сопротивления R1…R4, может достигать номинала в ста миллиампер.
Учитывая величину тока и номинал падения на этих сопротивлениях, пришлось использовать четыре резистора, а не один. В роли транзистора VT1 можно взять КТ603А, имеющий постоянный ток коллектора около 300мА и рассеиваемую мощность 0,5 Вт. Можно также использовать КТ815, но с маленьким теплоотводом.
Индикатор постоянного и переменного напряжения на светодиодах |
С помощью этого пробника можно проверить наличие напряжения, определить его характер (постоянное или переменное), а также прозвонить цепи на исправность. Светодиод HL2 говорит о наличие на входе (вилки ХР1 и ХР2) постоянного напряжения определенной полярности. Если на вилку ХР1 поступает плюс, а на ХР2 - минус, то через токоограничительное сопротивление R2,диод VD2, стабилитрон VD3 и собственно сам светодиод протекает ток, поэтому HL2 будет гореть. Причем его яркость свечения зависит от уровня входного напряжения. При обратной полярности он гореть не будет.
Светодиод HL1 говорит о наличие на входе пробника переменного напряжения. Он подсоединен через ограничивающие протекающий ток конденсатор С1 () и резистор R3, диод VD1 - который защищает светодиод от отрицательной полуволны переменного напряжения. Одновременно со светодиодом HL1 будет гореть и HL2. Сопротивление R1 предназначено для разрядки емкости С1. Минимальный уровень напряжения при котором начинает гореть светодиод - 8 В.
В роли источника питания для "прозвонки" соединительных проводов использован С2 большой емкости. Перед проведением проверки его требуется зарядить подключив к сети 220 вольт на пятнадцать минут. Ионистор заряжается через компоненты R2, VD2, HL2, напряжение на нем ограничевается стабилитроном VD3. После этого вход пробника подсоединяют к проверяемой цепи и нажимают SB1. Если провод хороший, через него, контакты кнопки, светодиод HL3, R4, R5 и плавкую вставку FU1 следует ток и HL3 начинает гореть. Запаса энергии в ионисторе хватит минут на 20 работы.
Частенько в радиолюбительской практике при применении различных самодельных источников питания и зарядных устройств появляется необходимость в определении полярности на их выходе. Конечно, это легко сделать мультиметром, но если под рукой находится устройство для определения полярности, то определить «плюс» или «минус» можно гораздо быстрее, к тому же измерительное устройство в первом варианте даже не требует своего источника питания и в любой момент готово к работе.
Привет. Сегодня я расскажу вам, как я сделал самодельный указатель напряжения . Слов будет не много, так как у меня есть фотографии. Также интересные новости.
Что такое указатель напряжения?
Это прибор () для определения наличия или отсутствия напряжения на токоведущих частях. Таких как провода, шины, контактные соединения и т п.
Каждый должен иметь свой личный указатель , но иногда приходится сталкиваться с тем, что на предприятии не закупают в нужный срок всех необходимых инструментов и материалов. Со мной недавно так и было, пришел, уже вроде надо самостоятельно что-то делать, а инструмента для личного пользования нет, даже инструмента! Что тут говорить о приборах…
Ну вот, оказалось, что в составе электриков есть электронщик, который умеет сам собирать указатели для напряжения. Посмотрел на прибор, попробовал на контакт, отлично работает. Решил под его руководством собрать себе такой же.
Вообще, советую всем, если осваиваете что-то новое, прислушивайтесь к советам тех людей, кто дает советы из своей практики , а не читал или слышал где-то что-то.
Евгений Васильевич имя электрика, который меня научил этому. Вряд-ли он прочитает эту статью, но передаю большой респект этому человеку. 74 года сейчас ему. У всех электриков на заводе есть его приборы, для проверки напряжения. Итак, схема, фото.
Для того чтобы собрать указатель напряжения будем использовать:
- Фольгированный текстолит
- Кабель канал
- Полупроводниковый диод
- Светодиоды
- Сопротивления — резисторы.
- Стабилитрон – Д 814 А
- Диоды
- Электролитический конденсатор — 2200 микрофарад, 25 вольт
Не уверен, что все знают весь список компонентов, так как сам в первый раз столкнулся с некоторыми, но они нужны. Можно также добавить динамик, для звукового сигнала. В моей схеме нет динамика.
Также потребуется тестер , омметр , чтобы знать как устанавливать светодиоды, которые пропускают ток только в одном направлении, это необходимо для правильной работы схемы.
Итак, приступаем к сборке!
Берем фольгированный текстолит, вырезаем на нем островки, делаем плату, как показано на моем фото:
Это можно сделать с помощью обычного ножа. Думаю понятно, для чего мы вырезаем так называемые островки. На каждом, свой компонент схемы. Далее, нужно облудить поверхность. Тоесть нанести слой припоя (олово) на каждый. Приступаем к установке светодиодов и компонентов по схемам.
После сборки, схема устанавливается в кабель-канал. Закрепить ее там вы можете любым способом, хоть приклеить) главное не повредить схему. Уложили в кабель канал, проплавили или вырезали отверстия в крышке, для светодиодов, вывели удобные щупы с помощью проводов, все. Можете нарисовать свой бренд. Так как это ваша продукция
Схема указателя напряжения может быть не понятна новичкам, но если вы соберете все указанные компоненты, думаю можно и по фото ориентироваться.
Хочу заметить, что самодельный указатель напряжения запрещен правилами , из-за него я не сдал, с первого раза, почитайте.
Указатели должны быть сертифицирован и пройти поверку. Сейчас существует много магазинов, где вы без труда сможете купить указатель напряжения, хороший или плохой. Сделать выбор Вам поможет . Не скупитесь, выбирайте хорошие.
Интересные новости:
1) Британцы делают топливо из воздуха!!!
Инженеры британской компании Air Fuel Synthesis объявили, что могут получать бензин из воздуха. Верится? Представленный прототип, по словам его издателей, имеется с августа этого года (2012) и уже доказал, что справился со своей задачей. Разработчики говорят, что в течении двух лет построят первую электростанцию. Метод экологическо чист. Технология производства предусматривает извлечение углекислого газа из воздуха, водорода из воды. Затем с помощью реакции их превращают в метанол. Также, получить можно и бензин, и дизельное топливо, утверждают в компании. Электростанция обойдется в 5 миллионов фунтов стерлингов. Изобретателей засыпали критикой, по поводу того, сколько нужно затратить на это энергии, но они утверждают, что результаты уже превзошли угольные электростанции, эффективность которых – 70%.
2) Недавно получил , с 3-ей группой. Странно только, что оценка уд, на экзамене 4 ставили.
С информацией о присвоении , вы так же можете ознакомиться на страницах блога. Также хочу добавить:
Всегда, перед проверкой напряжения, проверяйте указатели напряжения на исправность, особенно самодельные. Как? Очень просто — прикоснитесь указателем там, где 100 % есть ток, если показывает, значит исправен.
Благодаря таким своим свойствам как: низкое энергопотребление, малые габариты и простота необходимых для работы вспомогательных цепей, светодиоды (имеются ввиду светодиоды видимого диапазона длин волн) получили очень широкое распространение в радиоэлектронной аппаратуре самого разного назначения. Используются они в первую очередь как универсальные устройства индикации режимов работы или устройства аварийной индикации. Реже (обычно только в радиолюбительской практике) встречаются светодиодные автоматы световых эффектов и светодиодные информационные панели (табло).
Для нормального функционирования любого светодиода достаточно обеспечить протекание через него в прямом направлении тока не превышающего максимально допустимый для применяемого прибора. Если величина этого тока не будет слишком низкой, светодиод будет светиться. Для управления состоянием светодиода необходимо обеспечить регулировку (коммутацию) в цепи протекания тока. Это можно сделать с помощью типовых последовательных или параллельных схем коммутации (на транзисторах, диодах и т.п.). Примеры таких схем приведены на рис. 3.7-1, 3.7-2.
Рис. 3.7-1. Способы управления состоянием светодиода с помощью транзисторных ключей
Рис. 3.7-2. Способы управления состоянием светодиода от цифровых микросхем ТТЛ
Примером применения светодиодов в цепях сигнализации могут служить следующие две простые схемы индикаторов сетевого напряжения (рис. 3.7-3, 3.7-4).
Схема на рис. 3.7-3 предназначена для индикации наличия в бытовой сети переменного напряжения. Ранее в подобных устройствах обычно использовались малогабаритные неоновые лампочки. Но светодиоды в этом отношении гораздо более практичны и технологичны. В данной схеме ток через светодиод проходит только во время одной полуволны входного переменного напряжения (во время второй полуволны светодиод шунтируется работающим в прямом направлении стабилитроном). Этого оказывается достаточно для нормального восприятия человеческим глазом света от светодиода как непрерывного излучения. Напряжение стабилизации стабилитрона выбирается несколько большим, чем прямое падение напряжения на используемом светодиоде. Емкость конденсатора \(C1\) зависит от требуемого прямого тока через светодиод.
Рис. 3.7-3. Индикатор наличия сетевого напряжения
На трех светодиодах выполнено устройство, информирующее об отклонениях сетевого напряжения от номинального значения (рис. 3.7-4). Здесь также свечение светодиодов происходит только во время одного полупериода входного напряжения. Коммутация светодиодов осуществляется через включенные последовательно с ними динисторы. Светодиод \(HL1\) горит всегда, когда сетевое напряжение присутствует, два пороговых устройства на динисторах и делителях напряжения на резисторах обеспечивают включение двух других светодиодов только при достижении входным напряжением установленного порога срабатывания. Если их отрегулировать так, чтобы при нормальном напряжении в сети горели светодиоды \(HL1\), \(HL2\), то при повышенном напряжении будет загораться и светодиод \(HL3\), а при понижении напряжения в сети будет гаснуть светодиод \(HL2\). Входной ограничитель напряжения на \(VD1\), \(VD2\) предотвращает выход устройства из строя при значительном превышении нормального значения напряжения в сети.
Рис. 3.7-4. Индикатор уровня сетевого напряжения
Схема на рис. 3.7-5 предназначена для сигнализации о перегорании предохранителя. Если предохранитель \(FU1\) цел, падение напряжения на нем очень мало, и светодиод не светится. При перегорании предохранителя напряжение питания через незначительное сопротивление нагрузки прикладывается к цепи индикатора, и светодиод загорается. Резистор \(R1\) выбирается из условия, что через светодиод будет протекать требуемый ток. Не все виды нагрузок могут подойти для данной схемы.
Рис. 3.7-5. Светодиодный индикатор перегорания предохранителя
Устройство индикации перегрузки стабилизатора напряжения представлено на рис. 3.7‑6. В нормальном режиме работы стабилизатора напряжение на базе транзистора \(VT1\) стабилизировано стабилитроном \(VD1\) и примерно на 1 В больше, чем на эмиттере, поэтому транзистор закрыт и горит сигнальный светодиод \(HL1\). При перегрузке стабилизатора выходное напряжение уменьшается, стабилитрон выходит из режима стабилизации и напряжение на базе \(VT1\) уменьшается. Поэтому транзистор открывается. Поскольку прямое напряжение на включенном светодиоде \(HL1\) больше, чем на \(HL2\) и транзисторе, в момент открывания транзистора светодиод \(HL1\) гаснет, а \(HL2\) - включается. Прямое напряжение на зеленом светодиоде \(HL1\) приблизительно на 0,5 В больше, чем на красном светодиоде \(HL2\), поэтому максимальное напряжение насыщения коллектор-эмиттер транзистора \(VT1\) должно быть меньше 0,5 В. Резистор R1 ограничивает ток через светодиоды, а резистор \(R2\) определяет ток через стабилитрон \(VD1\).
Рис. 3.7-6. Индикатор состояния стабилизатора
Схема простого пробника, позволяющего определять характер (постоянное или переменное) и полярность напряжения в диапазоне 3...30 В для постоянного и 2,1...21 В для действующего значения переменного напряжения приведена на рис. 3.7-7. Основу пробника составляет стабилизатор тока на двух полевых транзисторах, нагруженный на встречно-параллельно включенные светодиоды. Если на клемму \(XS1\) подается положительный потенциал, а на \(XS2\) - отрицательный, то загорается светодиод HL2, если наоборот - светодиод \(HL1\). Когда на входе переменное напряжение, зажигаются оба светодиода. Если ни один из светодиодов не горит, это означает, что входное напряжение менее 2 В. Потребляемый устройством ток не превышает 6 мА.
Рис. 3.7-7. Простой пробник-индикатор характера и полярности напряжения
На рис. 3.7-8 дана схема еще одного простого пробника со светодиодной индикацией. Он используется для проверки логического уровня в цифровых цепях, построенных на микросхемах ТТЛ. В исходном состоянии, когда к клемме \(XS1\) ничего не подключено, светодиод \(HL1\) светится слабо. Его режим задается установкой соответствующего напряжения смещения на базе транзистора \(VT1\). Если на вход будет подано напряжение низкого уровня, транзистор закроется, и светодиод погаснет. При наличии на входе напряжения высокого уровня транзистор открывается, яркость свечения светодиода становится максимальной (ток ограничен резистором \(R3\)). При проверке импульсных сигналов яркость HL1 возрастает, если в последовательности сигналов преобладает напряжение высокого уровня, и убывает, если преобладает напряжение низкого уровня. Питание пробника можно осуществлять как от источника питания проверяемого устройства, так и от отдельного источника питания.
Рис. 3.7-8. Пробник-индикатор логического уровня ТТЛ
Более совершенный пробник (рис. 3.7-9) содержит два светодиода и позволяет не только оценивать логические уровни, но и проверять наличие импульсов, оценивать их скважность и определять промежуточное состояние между напряжениями высокого и низкого уровней. Пробник состоит из усилителя на транзисторе \(VT1\), повышающего его входное сопротивление, и двух ключей на транзисторах \(VT2\), \(VT3\). Первый ключ управляет светодиодом \(HL1\), имеющим зеленый цвет свечения, второй - светодиодом \(HL2\), имеющим красный цвет свечения. При входном напряжении 0,4...2,4 В (промежуточное состояние) транзистор \(VT2\) открыт, светодиод \(HL1\) выключен. В то же время закрыт и транзистор \(VT3\), поскольку падение напряжения на резисторе \(R3\) недостаточно для полного открывания диода \(VD1\) и создания требуемого смещения на базе транзистора. Поэтому \(HL2\) тоже не светится. Когда входное напряжение становится меньше 0,4 В, транзистор \(VT2\) закрывается, загорается светодиод \(HL1\), индицируя наличие логического нуля. При напряжении на входе более 2,4 В открывается транзистор \(VT3\), включается светодиод \(HL2\), индицируя наличие логической единицы. Если на вход пробника подано импульсное напряжение, скважность импульсов можно оценить по яркости свечения того или иного светодиода.
Рис. 3.7-9. Улучшенный вариант пробника-индикатора логического уровня ТТЛ
Еще один вариант пробника представлен на рис. 3.7-10. Если клемма \(XS1\) никуда не подсоединена, все транзисторы закрыты, светодиоды \(HL1\) и \(HL2\) не работают. На эмиттер транзистора \(VT2\) с делителя \(R2-R4\) поступает напряжение около 1,8 В, на базу \(VT1\) - около 1,2 В. Если на вход пробника подать напряжение выше 2,5 В, напряжение смещения база-эмиттер транзистора \(VT2\) превысит 0,7 В, он откроется и своим коллекторным током откроет транзистор \(VT3\). Светодиод \(HL1\) включится, индицируя состояние логической единицы. Ток коллектора \(VT2\), примерно равный току его эмиттера, ограничивается резисторами \(R3\) и \(R4\). При превышении напряжением на входе уровня 4,6 В (что возможно при проверке выходов схем с открытым коллектором) транзистор \(VT2\) входит в режим насыщения, и если не ограничить ток базы \(VT2\) резистором \(R1\), транзистор \(VT3\) закроется и светодиод \(HL1\) выключится. При уменьшении напряжения на входе ниже 0,5 В открывается транзистор \(VT1\), его коллекторный ток открывает транзистор \(VT4\), включается \(HL2\), индицируя состояние логического нуля. С помощью резистора \(R6\) регулируется яркость свечения светодиодов. Подбором резисторов \(R2\) и \(R4\) можно установить необходимые пороги включения светодиодов.
Рис. 3.7-10. Пробник-индикатор логического уровня на четырех транзисторах
Для индикации точной настройки в радиоприемниках часто применяются простые устройства, содержащие один, а иногда и несколько, светодиодов разного цвета свечения.
Схема экономичного светодиодного индикатор настройки для приемника с питанием от батареек приведена на рис. 3.7-11. Ток потребления устройства не превышает 0,6 мА в отсутствие сигнала, а при точной настройке составляет 1 мА. Высокая экономичность достигается за счет питания светодиода импульсным напряжением (т.е. светодиод не светится непрерывно, а часто мигает, однако из-за инерционности зрения такое мерцание не заметно на глаз). Генератор импульсов выполнен на однопереходном транзисторе \(VT3\). Генератор вырабатывает импульсы длительностью около 20 мс, следующие с частотой 15 Гц. Эти импульсы управляют работой ключа на транзисторе \(DA1.2\) (один из транзисторов микросборки \(DA1\)). Однако в отсутствие сигнала светодиод не включается, так как при этом сопротивление участка эмиттер-коллектор транзистора \(VT2\) велико. При точной настройке транзистор \(VT1\), а за ним и \(DA1.1\) и \(VT2\) откроются настолько, что в моменты, когда открыт транзистор \(DA1.2\), будет загораться светодиод \(HL1\). Чтобы уменьшить потребляемый ток, эмиттерная цепь транзистора \(DA1.1\) подключена к коллектору транзистора \(DA1.2\), благодаря чему последние два каскада (\(DA1.2\), \(VT2\)) также работают в ключевом режиме. При необходимости подбором резистора \(R4\) можно добиться слабого начального свечения светодиода \(HL1\). В этом случае он выполняет и функцию индикатора включения приемника.
Рис. 3.7-11. Экономичный светодиодный индикатор настройки
Экономичные светодиодные индикаторы могут понадобиться не только в радиоприемниках с батарейным питанием, но и во множестве других носимых устройств. На рис. 3.7‑12, 3.7‑13, 3.7‑14 приведено несколько схем таких индикаторов. Все они работают по уже описанному импульсному принципу и по сути представляют собой экономичные генераторы импульсов, нагруженные на светодиод. Частота генерации в таких схемах выбирается достаточно низкой, фактически на границе зрительного восприятия, когда мигания светодиода начинают отчетливо восприниматься человеческим глазом.
Рис. 3.7-12. Экономичный светодиодный индикатор на однопереходном транзисторе
Рис. 3.7-13. Экономичный светодиодный индикатор на однопереходном и биполярном транзисторах
Рис. 3.7-14. Экономичный светодиодный индикатор на двух биполярных транзисторах
В УКВ ЧМ приемниках для индикации настройки можно применять три светодиода. Для управления таким индикатором используется сигнал с выхода ЧМ детектора, в котором постоянная составляющая положительна при незначительной расстройке в одну сторону от частоты станции и отрицательна при незначительной расстройке в другую сторону. На рис. 3.7-15 приведена схема простого индикатора настройки, работающего по описанному принципу. Если напряжение на входе индикатора близко к нулю, то все транзисторы закрыты и светодиоды \(HL1\) и \(HL2\) не излучают, а через \(HL3\) при этом протекает ток, определяемый напряжением питания и сопротивлением резисторов \(R4\) и \(R5\). При указанных на схеме номиналах он примерно равен 20 мА. Как только на входе индикатора появляется напряжение, превышающее 0,5 В, транзистор \(VT1\) открывается и включается светодиод \(HL1\). Одновременно открывается транзистор \(VT3\), он шунтирует светодиод \(HL3\), и тот гаснет. Если напряжение на входе отрицательное, но по абсолютному значению больше 0,5 В, то включается светодиод \(HL2\), а \(HL3\) выключается.
Рис. 3.7-15. Индикатор настройки для УКВ-ЧМ приемника на трех светодиодах
Схема еще одного варианта простого индикатора точной настройки для УКВ ЧМ приемника представлена на рис. 3.7-16.
Рис. 3.7-16. Индикатор настройки для УКВ ЧМ приемника (вариант 2)
В магнитофонах, низкочастотных усилителях, эквалайзерах и т.п. находят применение светодиодные индикаторы уровня сигнала. Число индицируемых такими индикаторами уровней может варьироваться от одного-двух (т.е. контроль типа “сигнал есть – сигнала нет”) до нескольких десятков.
Схема двухуровнего двухканального индикатора уровня сигнала приведена на рис. 3.7‑17. Каждая из ячеек \(A1\), \(A2\) выполнена на двух транзисторах разной структуры. При отсутствии сигнала на входе оба транзистора ячеек закрыты, поэтому светодиоды \(HL1\), \(HL2\) не горят. В таком состоянии устройство находится до тех пор, пока амплитуда положительной полуволны контролируемого сигнала не превысит примерно на 0,6 В постоянное напряжение на эмиттере транзистора \(VT1\) в ячейке \(A1\), заданное делителем \(R2\), \(R3\). Как только это произойдет, транзистор \(VT1\) начнет открываться, в цепи коллектора появится ток, а поскольку он в то же время является и током эмиттерного перехода транзистора \(VT2\), транзистор \(VT2\) тоже начнет открываться. Возрастающее падение напряжения на резисторе \(R6\) и светодиоде \(HL1\) приведет к увеличению тока базы транзистора \(VT1\), и он откроется еще больше. В результате очень скоро оба транзистора окажутся полностью открыты и светодиод \(HL1\) включится. При дальнейшем росте амплитуды входного сигнала аналогичный процесс протекает в ячейке \(A2\), после чего загорается светодиод \(HL2\). С уменьшением уровня сигнала ниже установленных порогов срабатывания ячейки возвращаются в исходное состояние, светодиоды гаснут (сначала \(HL2\), затем \(HL1\)). Гистерезис не превышает 0,1 В. При указанных в схеме значениях сопротивлений, ячейка \(A1\) срабатывает при амплитуде входного сигнала примерно 1,4 В, ячейка \(A2\) - 2 В.
Рис. 3.7-17. Двухканальный индикатор уровня сигнала
Многоканальный индикатор уровня на логических элементах представлен на рис. 3.7‑18. Такой индикатор можно применять, например, в усилителе НЧ (организовав из ряда светодиодов индикатора световую шкалу). Диапазон входного напряжения этого устройства может колебаться от 0,3 до 20 В. Для управления каждым светодиодом используется \(RS\)-триггер, собранный на элементах 2И‑НЕ. Пороги срабатывания этих триггеров задаются резисторами \(R2\), \(R4-R16\). На линию “сброс” периодически должен подаваться импульс гашения светодиодов (разумным будет подавать такой импульс с периодичностью 0,2...0,5 с).
Рис. 3.7-18. Многоканальный индикатор уровня НЧ сигнала на \(RS\)-триггерах
Приведенные выше схемы индикаторов уровня обеспечивали резкое срабатывание каждого канала индикации (т.е. светодиод в них либо светится с заданным режимом яркости, либо погашен). В шкальных индикаторах (линия последовательно срабатывающих светодиодов) такой режим работы совсем не обязателен. Поэтому для этих устройств могут использоваться более простые схемы, в которых управление светодиодами осуществляется не отдельно по каждому каналу, а совместно. Последовательное включение ряда светодиодов при увеличении уровня входного сигнала достигается за счет последовательного включения делителей напряжения (на резисторах или других элементах). В таких схемах происходит постепенное увеличение яркости свечения светодиодов при нарастании уровня входного сигнала. При этом для каждого светодиода устанавливается свой токовый режим, такой, что свечение указанного светодиода визуально наблюдается только при достижении входным сигналом соответствующего уровня (при дальнейшем увеличении уровня входного сигнала светодиод горит все более ярко, но до определенного предела). Простейший вариант индикатора, работающего по описанному принципу приведен на рис. 3.7-19.
Рис. 3.7-19. Простой индикатор уровня сигнала НЧ
При необходимости увеличения количества уровней индикации и повышения линейности индикатора схема включения светодиодов должна быть несколько изменена. Подойдет, например, индикатор по схеме рис. 3.7-20. В нем, кроме прочего, имеется и достаточно чувствительный входной усилитель, обеспечивающий работу как от источника постоянного напряжения, так и от сигнала звуковой частоты (при этом индикатор управляется только положительными полуволнами входного переменного напряжения).