12-светодиодный автомобильный вольтметр — Меандр — занимательная электроника
Идея построить автомобильный вольтметр была у меня давно, потому что часто слушая музыку в машине, я разряжал аккумулятор полностью так, что и машина не заводилась. Но руки не доходили до вольтметра. А тут наткнулся на схемку простого вольтметра на 12 светодиодах. Примечательно, что кроме микросхемы и нескольких деталей там ничего сложного нет. Вот описание:
Наилучший выход из положения — применение специализированной микросхемы К1003ПП1. Она предназначена для управления светодиодной шкалой непрерывного или дискретного вида и представляет собой простейший аналого-цифровой преобразователь, содержащий резистивный делитель напряжения и набор компараторов и коммутаторов тока — по числу ячеек индикации. Схема вольтметра, предлагаемого автором этих строк, показана на рис. 1. Прибор позволяет визуально контролировать напряжение бортовой сети автомобиля в пределах от 9,5 до 15 В с шагом 0,5 В. Максимальный потребляемый ток не превышает 20 мА. Диод VD1 защищает прибор от подачи входного напряжения в обратной полярности. Стабилитрон VD2 фиксирует нижнюю границу шкалы. Конденсаторы С1 и С2 сглаживают случайные всплески бортового напряжения. На резисторе R2 и стабилитроне VD3 собран источник образцового напряжения, определяющий шаг индикации. На табло вольтметра светит только один светодиод, соответствующий текущему значению напряжения бортовой сети. Для табло лучше выбрать светодиоды HL1-HL3 и HL9-HL12 красного свечения, а HL4-HL8 — зеленого. Тогда даже при беглом взгляде на шкалу водитель получит информацию о том, находится ли напряжение в границах нормы (11,5…13,5 В) или вышло за них.
Это уже доработанная схема. В ней нет резисторов последовательно со светодиодами, двуханодный стабилитрон заменен на о бычный на 9.1вольт. Кс162 заменен на стабилитон 6.8В. Печатная плата простая, если учесть что светодиоды идут от каждой ноги микросхемы (кстати вместо к1003пп1 я поставил полный аналог UAA180). Дорожки на печатной плате я рисовал сначала гелевой ручкой по уже просверленному текстолиту, а затем остро заточенной спичкой и густой краской (той которой заборы красят. Водоэмульсионная категорически не подходит!). Потом когда чуть подсохнет на лампе, слишком близко расположенную краску слегка расцарапывал маленьким ножом. Это творение помещаетя в раствор хлорного железа в воде. Кстати хлорное железо можно растворять не только 1:3, но и 1:10 — эффект тотже. Хватит на эту плату и пол чайной ложки. Затем баночка с этим раствором помеают на водяную баню, т.е. в какую-либо посудину с кипятком, и мешают в хлорном железе плату. Я пробовал травить и в холодном растворе — сутки стояло и ничего, а в кипятке и с помешиванием травится максимум час. Несмотря на всю сложность процесса, освоив его, я больше никогда не перейду к паянию на картонке, и вырезанию плат ножом!
Это необходимые детали:-)
Плата получилась длиной около 70мм. Светодиоды я применил 3мм. С 8 по 12 — красные и 1- красный, 7-желтый и остальные зеленые. Микросхему очень желательно на панельке (вытаскивать будет легче:-))) Вольтметр установлен в панель приборов с обратной стороны.
В нивовской панели сзади, куда я лепил плату, есть перегородка из белой пластмассы, которая при помощи кусачек и плоскогубцев легко убирается. Отверстия просверлены сверлом 3.2мм с ЛИЦЕВОЙ! стороны. Вышло с небольшой корявостью, но под козырьком не так заметно. светодиоды чтобы вставить пришлось даже сбоку подточить немного. После плотной установки в отверстия вся эта красота заливается жидкими гвоздями.
Подключил я его паралельно лампочке — указатель недостаточного давления масла. То есть при выключенном зажигании, или при заведенной машине он не работает, а при включенном зажигании работает. Все таки ездить ночью, когда прямо в фейс светит светодиод не очень приятно. А вот так енто фунциклирует
Красные светодиоды в начале шкалы светят до напряжения 11.5-11.7В. Показывают, что пипец аккумулятору. Желтый светит около 12.
источник:http://david-oleg.narod.ru
Карманный вольтметр своими руками Полезные самоделки
Транскрипт
1 Цифровой вольтметр своими руками это легко >>> Цифровой вольтметр своими руками это легко Цифровой вольтметр своими руками это легко В некоторых моделях устройств применяется двоичный код. Ваш браузер не поддерживает плавающие фреймы! Дополнительно нужно учитывать помехозащищенность, которая также влияет на сопротивление устройства. Если вы собираетесь использовать инструмент только для одного диапазона вы можете сделать перемычку соединение между самым правым отверстием на борту и соответствующим требуемой позиции для десятичной точки для конкретного приложения. Наиболее важным является входное устройство, которое играет роль источника опорного напряжения. Вольтметры с времяимпульсными типами преобразователей Данные типы вольтметров используют специальные преобразователи, которые измеряют напряжение только в определенных интервалах времени. Простейшее разрядное устройство для небольших никель-кадмиевых аккумуляторов — схема и фото. Предельное давление в данном случае зависит от установленной системы защиты. Печатка Настройка вольтметра производиться с помощью подстроечного резистора R3 желательно применить многооборотник. Стабилизаторы чаще всего устанавливаются расширительного типа. Максимально измеряемое напряжение 30 вольт. Перенос дорожек для травления На фотографии пример использования фотобумаги. В качестве дискретных комплектующих изделий можно использовать обычные покупные радиоэлементы резисторы, диоды и конденсаторы. В результате на начало и конец интервала один параметр может сильно отличаться. R3 контролирует диапазон измерения вольтметра и если вы предоставите для некоторых средств, для переключения различных резисторов на его месте вы можете использовать инструмент в диапазоне напряжений. Стабилитрон, подключенный параллельно между портом AN2 и землей обеспечивает защиту PIC в случае, если входное напряжение случайно выходит за рамки 20 В. Он запрограммирован измерять температуру от 0 до 99 градусов Цельсия. Возвращается импульс в исходное положение только после проведения устройством сравнения. Это сделано для большей точности измерения. Для лабораторных исследований устройства данного типа подходят идеально
Начинайте добавлять с наиболее важного. Есть много различных типов припоя на рынке и вы должны выбрать тот, который содержит необходимый флюс, чтобы обеспечить идеальную совместимость
В результате на начало и конец интервала один параметр может сильно отличаться. Хотя сравнивал всего лишь с моим китайским тестером. Цифровой вольтметр своими руками это легко Проверьте еще раз все внешние подключения к схеме, чтобы увидеть есть ли ошибка. Источник питания: Источник питания 2: Добавить комментарий Ваш не будет опубликован. Постепенно это приводит к утечке, а происходит это в месте, где находятся клеммы. Подаем на вход вольтметра 15 вольт. Усилия не пропали и в результате все работает как надо.
Схема амперметра на светодиодах светодиодный индикатор тока
Цифровой амперметр на светодиодах – удобный способ отображения информации, при котором имеет значение не только модуль измеряемой величины (что, кстати, значительно удобнее определять не по отклонению стрелочного индикатора, а по величине столбчатой диаграммы, или при помощи мини-дисплея), но и частоту изменения этого параметра.
Описание схемы
Светодиоды не отличаются большой мощностью, но использовать их в слаботочных электрических цепях допустимо и целесообразно. В качестве примера можно рассмотреть схему получения цифрового амперметра для определения силы тока в аккумуляторной батарее автомобиля, при номинальном диапазоне значений в 40…60 мА.
Количество использованных светодиодов определит пороговое значение тока, при котором в работу будет включаться один из светодиодов. В качестве операционного усилителя можно использовать LM3915, либо подходящий по параметрам микроконтроллер. На вход будет подаваться напряжение через любой низкоомный резистор.
Удобно отражать результаты измерения в виде столбчатой диаграммы, где весь, практически используемый диапазон тока будет разделяться на несколько сегментов по 5…10 мА. Плюсом LED является то, что в схеме можно использовать элементы разного цвета – красного, зелёного, синего и т.д.
Для работы цифрового амперметра потребуются следующие компоненты:
- Микроконтроллер типа PIC16F686 с АЦП на 16 бит.
- Настраиваемые джамперы для выхода конечного сигнала. Можно, как альтернативу, применить DIP-переключатели, которые используются в качестве электронных шунтов или сигнальных замыканий в обычных электронных цепях.
- Источник питания постоянного тока, который рассчитан на рабочее напряжение от 5 до 15 В (при наличии стабильного напряжения, что контролируется вольтметром, подойдёт и 6 В).
- Контактная плата, где можно разместить до 20 светодиодов типа SMD.
Последовательность размещения и монтажа амперметра
Входной сигнал по току (не более 1 А) подаётся от стабилизированного блока питания через шунтирующий резистор, допустимое напряжение на котором не должно быть более 40…50 В. Далее, проходя через операционный усилитель, сигнал поступает на светодиоды. Поскольку значение тока во время прохождения сигнала изменяется, то соответственно будет изменяться и высота столбика. Управляя током нагрузки, можно регулировать высоту диаграммы, получая результат с различной степенью точности.
Монтаж платы с SMD-компонентами, по желанию пользователя, можно размещать либо горизонтально, либо вертикально. Смотровое окошко перед началом тарировки необходимо перекрывать тёмным стеклом (подойдёт фильтр с кратностью 6…10х от обычной сварочной маски).
Тарировка цифрового амперметра состоит в подборе минимального значения нагрузки по току, при которой светодиод будет светиться. Варьирование настройки производится экспериментально, для чего в схеме предусматривается резистор с небольшим (до 100 мОм) сопротивлением. Погрешность показаний такого амперметра обычно не превышает нескольких процентов.
Вы знали, что можно переделать старый вольтметр в амперметр? Как это сделать — смотрите видео:
Как настраивать регулировочный резистор
Для этого последовательно устанавливают силу тока, которая проходит через определённый светодиод. В качестве контрольного прибора можно использовать обычный тестер. Вольтметр включается в схему перед микроконтроллером, а амперметр – после него. Для исключения влияния случайных пульсаций подключается также сглаживающий конденсатор.
Практическим плюсом изготовления прибора своими руками (светодиодов не должно быть менее четырёх) является устойчивость схемы при значительных изменениях первоначально заданного диапазона силы тока. В отличие от обычных диодов, которые при коротком замыкании выйдут из строя, светодиоды просто не загораются.
Св-диоды как измерители тока в аккумуляторной батарее автомобиля, не только экономят заряд и сохраняют аккумуляторы, но и позволяют более удобным способом считывать показания.
Аналогичным образом можно построить и цифровой вольтметр. В качестве источников света для такого варианта применения подойдут элементы на 12 В, а наличие дополнительного шунта в схеме вольтметра позволит более рационально использовать всю высоту столбчатой диаграммы.
Зарядка аккумулятора. Амперметр
Share
Зарядка аккумулятора. Амперметр.
В предыдущей статье: «Выпрямитель для зарядки аккумулятора» для контроля зарядного тока применяется амперметр на 5 — 8 ампер. Амперметр довольно дефицитная вещь и не всегда подберешь его на такой ток. Попробуем изготовить амперметр своими руками.
Для этого потребуется стрелочный измерительный прибор магнитно-электрической системы на любой ток полного отклонения стрелки по шкале.
Необходимо посмотреть, чтоб у него не было внутреннего шунта или добавочного сопротивления для вольтметра.
Измерительный стрелочный прибор имеет внутреннее сопротивление подвижной рамки и ток полного отклонения стрелки. Стрелочный прибор может использоваться как вольтметр (добавочное сопротивление включается последовательно с прибором) и как амперметр (добавочное сопротивление включается параллельно с прибором).
Схема для амперметра справа на рисунке.
Добавочное сопротивление — шунт рассчитывается по специальным формулам… Мы же изготовим его практическим путем, применив только калибровочный амперметр на ток до 5 — 8 ампер, или применив тестер, если он имеет такой предел измерения.
Соберем несложную схему из зарядного выпрямителя, образцового амперметра, провода для шунта и заряжаемого аккумулятора. Смотрите рисунок…
В качестве шунта можно использовать толстый провод из стали или меди. Лучше всего и проще, взять тот же провод, каким наматывалась вторичная обмотка, или чуть-чуть потолще.
Необходимо взять отрезок медного или стального провода длиной около 80 сантиметров, снять с него изоляцию. На двух концах отрезка сделать колечки для болтового крепления. Включить этот отрезок последовательно в цепь с образцовым амперметром.
Один конец от нашего стрелочного прибора припаять к концу шунта, а другим проводить по проводу шунта. Включить питание, установить регулятором или тумблерами ток заряда по контрольному амперметру — 5 ампер.
Начиная от места пайки, другим концом от стрелочного прибора проводить по проводу. Установить одинаковые показания обоих амперметров. В зависимости от сопротивления рамки вашего стрелочного прибора, разные стрелочные приборы будут иметь разную длину провода шунта, иногда до одного метра.
Это конечно не всегда удобно, но если у вас будет свободное место в корпусе, можно аккуратно разместить.
Провод шунта можно смотать в спираль как на рисунке, или еще как нибудь по обстоятельствам. Витки немного растянуть, чтоб не касались друг друга или надеть колечки из хлорвиниловой трубочки по всей длине шунта.
Можно предварительно определить длину провода шунта, а потом вместо голого применить провод в изоляции и намотать уже в навал на заготовку.
Подбирать надо тщательно, проделывая все операции несколько раз, тем точнее будут показания вашего амперметра.
Соединительные провода от прибора необходимо обязательно припаивать непосредственно к шунту, иначе будут неправильные показания стрелки прибора.
Соединительные провода могут быть любой длины, а потому шунт может быть расположен в любом месте корпуса выпрямителя.
Необходимо подобрать шкалу к амперметру. Шкала у амперметра для измерения постоянного тока равномерная.
Один из вариантов шкалы смотрите на рисунке:
Тут можно сделать шкалу на 5 ампер, на 8 ампер или на полное отклонение стрелки до 10 ампер.
Могут быть другие шкалы, на другие цифры по шкале.
А можно подрисовать свои цифры.
Нужно немного пофантазировать.
Такой амперметр подойдет только для измерения постоянного или пульсирующего тока.
Share
амперметр
1 year ago
Амперметр — прибор для измерения силы тока
Амперметр — прибор для измерения силы тока в электрической цепи.
7 months ago
Как подключить вольтметр амперметр
Более подробно читайте на моем сайте https://sdelaitak24.ru/
2 years ago
КАК ВРЕЗАТЬ В ЭЛЕКТРО ЦЕПЬ АМПЕРМЕТР
КАК ВРЕЗАТЬ В ЭЛЕКТРО ЦЕПЬ АМПЕРМЕТР КТО ХОЧЕТ ПОМОЧЬ КАНАЛУ НА YouTube БУДУ БЛАГОДАРЕН DONATION to the development…
1 year ago
Сила тока, единицы силы тока. Амперметр, измерение силы тока Физика 8 класс
5 years ago
Измерение силы тока. Практическое применение амперметра. Как это работает? 1.
Видео из серии а как это работает)
4 months ago
Подключаем амперметр,указатели,датчики на трактор,автомобиль(часть-1)
Если у нас нет элетрооборудования на технике,её можно сделать самому.Подключить все приборы,тумблера…Дел…
4 months ago
Ставим амперметр на Соболь,Газель,любой автомобиль,трактор
Подключаю амперметр на автомобиль Соболь(Газель).По такому методу и на любой авто,трактор…
6 months ago
Вольтметр амперметр с алиэкспресс — подключение, калибровка и доработка
Цифровой вольтметр амперметр dsn-vc288 с алиэкспресс на 100В, 10А. В видео обзоре подробно приведена схема подключ…
1 year ago
Посылка из китая, амперметр для зарядки авто АКБ
Ссылка на прибор https://at.joom.com/iYcwgVJUHM.
5 years ago
КАК РАБОТАЮТ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
В этом выпуске вы узнаете: как работают электроизмерительные приборы; как устроены магнитоэлектрические…
1 year ago
Вольтметр и амперметр | Цепи | Физика
В этом видео мы расскажем в чём разница между Это видео — русская версия видео «Voltmeters and Ammeters» Академии…
3 years ago
Амперметр э8030-м1 содержание драгметаллов
Содержание драгметаллов в радиодеталях Амперметр э8030-м1 содержит в себе серебро и медь, алюминий подробн…
10 months ago
Шунтирование амперметра. Самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора
4 years ago
Расчет шунта для амперметра.
Видео о том, как сделать шунт для амперметра на нужный вам ток. Обычно в комплекте к таким дешевым китайским…
3 years ago
Модернизация китайского вольтметра в амперметр
есть желание поддержать канал? в описании канала есть реквизиты. заработать на ЮТУБ http://join.air.io/ua3usy.
2 years ago
Подключение амперметра и вольтметра к ЗУ. Connecting the ammeter and voltmeter to the charger.
По просьбе зрителя, делаю обзор о том. как подключить амперметр и вольтметр к самодельному зарядному устрой…
4 years ago
Установка амперметра на ВАЗ 2106.
Амперметр установка.
3 years ago
ВОЛЬТМЕТР-АМПЕРМЕТР ТЕСТ, КАЛИБРОВКА, СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ. АЛИЭКСПРЕСС
ВОЛЬТМЕТР-АМПЕРМЕТР — http://ali.pub/2b1zyn и http://ali.pub/2b200l Штекеры — http://ali.pub/2b203b и http://ali.pub/2b2059 Блок питания 12V 2A — http://ali …
1 year ago
Самодельный амперметр на 100 ампер .
Дневник Механика — В этом видео я показал как своими руками сделать очень нужный прибор для ремонта автомоб…
6 months ago
8 кл — 113. Сила тока. Единицы силы тока. Амперметры
Урок физики в Ришельевском лицее.
4 years ago
Цифровой амперметр постоянного тока 100A. Тест.Обзор.Предназначение.
http://got.by/2idl1u цифровой амперметр В видео показана работа цифрового амперметра на 100а. тест показал точные…
2 hours ago
Автомобильный Вольт-Амперметр
Автомобильный Вольт-Амперметр Необходимый гаджет для автомобилиста! Контроль заряда аккумулятора и напря…
5 months ago
Вольт-Амперметры с AliExpress. Цена дешевизны
Проверка и настройка популярных «показометров». Вольт-амперметр инвалид http://ali.pub/3a4tzi Вольт-амперметр полноц…
4 years ago
Вольтметр 100V + амперметр 50А подключаем шунт digital voltmeter ammeter
Подключить шунт к вольтамперметру DC 100V 50A Купить в Китае — http://ali.pub/oqcx9 + шунт к нему — http://ali.pub/szd9y Здравствуйте…
4 months ago
Очень просто! Как правильно подключить цифровой dc вольт-амперметр.
По просьбам зрителей, сделал видео, в котором показал и рассказал, как правильно подключить ампер-вольтметр…
5 years ago
Мультиметр Вольтметр Амперметр Омметр OHM Тестер XL-830L
Обзор на мультиметр XL-830L (снижена цена до $8.49). 15мм высокой ЖК-дисплей. Auto дисплей полярности. Портативный…
9 months ago
6в1 Измеритель мощности, Вольтметр, Амперметр (до 100А) PUUCAI P06S-100 (Wired Power Monitor)
Многофункциональный (6в1) Измеритель мощности, Вольтметр, Амперметр, Счетчик потребления электроэнергии,…
more (4074+ videos)
Цифровой вольтметр в панель приборов Поделки для авто
Пришел мне по почте из Китая вольтметр с REM. Первым делом я проверил его работу дома при помощи компьютерного блока питания. И кстати скажу еще о кое чем. некоторые люди мне писали что REM на них не работает, и что вольтметр работает постоянно, даже при выключенном ГУ. Поначалу я тоже так подумал.
Но лично для меня был и минус — слишком ярко светятся цифры, ночью будут слепить и привлекать изрядное внимание. Берем кусок тонировочной пленки, и разбираем
все очень просто — схема с индикацией держится в корпусе на двух защелках — раздвигаем их и извлекаем начинку.
Вынимаем рассеивающие стеклышко. Одна сторона у него гладкая, другая ширшавая.
Я решил поставить его в окантовку комбинации приборов, там как раз слева есть достаточно места. сам процесс изготовления отверстия не снимал — обозначил размер, и по контуру сверлил, потом грубые края доработал натфилем и вуаля)))
Обратная сторона.В машине REM я кинул на магнитолу, а сами провода + и — кинул на клеммы усилителя, так как все просадки вольтметр нам покажет непосредственно оттуда. На вольтметре есть регулировочный резистор. С помощью мультиметра я отрегулировал показатели. Ну и собственно фото всего установленного и находящегося в работе.
Всем спасибо за внимание)) удачи и 14+ вольт Вам)))
Как сделать цифровой вольтметр своими руками — MOREREMONTA
Рассмотрены не сложные схемы цифровых вольтметра и амперметра, построенных без использования микроконтроллеров на микросхемах СА3162, КР514ИД2. Обычно, у хорошего лабораторного блока питания есть встроенные приборы, — вольтметр и амперметр. Вольтметр позволяет точно установить выходное напряжение, а амперметр покажет ток через нагрузку.
В старых лабораторных блоках питания были стрелочные индикаторы, но сейчас должны быть цифровые. Сейчас радиолюбители чаще всего делают такие приборы на основе микроконтроллера или микросхем АЦП вроде КР572ПВ2, КР572ПВ5.
Микросхема СА3162Е
Но существуют и другие микросхемы аналогичного действия. Например, есть микросхема СА3162Е, которая предназначена для создания измерителя аналоговой величины с отображением результата на трехразрядном цифровом индикаторе.
Микросхема СА3162Е представляет собой АЦП с максимальным входным напряжением 999 mV (при этом показания «999») и логической схемой, которая выдает сведения о результате измерения в виде трех поочередно меняющихся двоично-десятичных четырехразрядных кодов на параллельном выходе и трех выходах для опроса разрядов схемы динамической индикации.
Чтобы получить законченный прибор нужно добавить дешифратор для работы на семисегментный индикатор и сборку из трех семисегментных индикаторов, включенных в матрицу для динамической индикации, а так же, трех управляющих ключей.
Тип индикаторов может быть любым, -светодиодные, люминесцентные, газоразрядные, жидкокристаллические, все зависит от схемы выходного узла на дешифраторе и ключах. Здесь используется светодиодная индикация на табло из трех семисегментных индикаторов с общими анодами.
Индикаторые включены по схеме динамической матрицы, то есть, все их сегментные (катодные) выводы включены параллельно. А для опроса, то есть, последовательного переключения, используются общие анодные выводы.
Принципиальная схема вольтметра
Теперь ближе к схеме. На рисунке 1 показана схема вольтметра, измеряющего напряжение от 0 до 100V (0. 99,9V). Измеряемое напряжение поступает на выводы 11-10 (вход) микросхемы D1 через делитель на резисторах R1-R3.
Конденсатор СЗ исключает влияние помех на результат измерения. Резистором R4 устанавливают показания прибора на ноль, при отсутствии входного напряжения А резистором R5 выставляют предел измерения так чтобы результат измерения соответствовал реальному, то есть, можно сказать, им калибруют прибор.
Рис. 1. Принципиальная схема цифрового вольтметра до 100В на микросхемах СА3162, КР514ИД2.
Теперь о выходах микросхемы. Логическая часть СА3162Е построена по логике ТТЛ, а выходы еще и с открытыми коллекторами. На выходах «1-2-4-8» формируется двоичнодесятичный код, который периодически сменяется, обеспечивая последовательную передачу данных о трех разрядах результата измерения.
Если используется дешифратор ТТЛ, как, например, КР514ИД2, то его входы непосредственно подключаются к данным входам D1. Если же будет применен дешифратор логики КМОП или МОП, то его входы будет необходимо подтянуть к плюсу при помощи резисторов. Это нужно будет сделать, например, если вместо КР514ИД2 будет использован дешифратор К176ИД2 или CD4056.
Выходы дешифратора D2 через токоограничивающие резисторы R7-R13 подключены к сегментным выводам светодиодных индикаторов Н1-НЗ. Одноименные сегментные выводы всех трех индикаторов соединены вместе. Для опроса индикаторов используются транзисторные ключи VT1-VT3, на базы которых подаются команды с выходов Н1-НЗ микросхемы D1.
Эти выводы тоже сделаны по схеме с открытым коллектором. Активный ноль, поэтому используются транзисторы структуры р-п-р.
Принципиальная схема амперметра
Схема амперметра показана на рисунке 2. Схема практически такая же, за исключением входа. Здесь вместо делителя стоит шунт на пятиваттном резисторе R2 сопротивлением 0,1 От. При таком шунте прибор измеряет ток до 10А (0. 9.99А). Установка на ноль и калибровка, как и в первой схеме, осуществляется резисторами R4 и R5.
Рис. 2. Принципиальная схема цифрового амперметра до 10А и более на микросхемах СА3162, КР514ИД2.
Выбрав другие делители и шунты можно задать другие пределы измерения, например, 0. 9.99V, 0. 999mA, 0. 999V, 0. 99.9А, это зависит от выходных параметров того лабораторного блока питания, в который будут установлены эти индикаторы. Так же, на основе данных схем можно сделать и самостоятельный измерительный прибор для измерения напряжения и тока (настольный мультиметр).
При этом нужно учесть, что даже используя жидкокристаллические индикаторы прибор будет потреблять существенный ток, так как логическая часть СА3162Е построена по ТТЛ-логике. Поэтому, хороший прибор с автономным питанием вряд ли получится. А вот автомобильный вольтметр (рис.4) выйдет неплохой.
Питаются приборы постоянным стабилизированным напряжением 5V. В источнике питания, в который будут они установлены, необходимо предусмотреть наличие такого напряжения при токе не ниже 150mA.
Подключение прибора
На рисунке 3 показана схема подключения измерителей в лабораторном источнике.
Рис. 3. Схема подключения измерителей в лабораторном источнике.
Рис.4. Самодельный автомобильный вольтметр на микросхемах.
Детали
Пожалуй, самое труднодоставаемое — это микросхемы СА3162Е. Из аналогов мне известна только NTE2054. Возможно есть и другие аналоги, о которых мне не известно.
С остальным значительно проще. Как уже сказано, выходную схему можно сделать на любом дешифраторе и соответствующих индикаторах. Например, если индикаторы будут с общим катодом, то нужно КР514ИД2 заменить на КР514ИД1 (цоколевка такая же), а транзисторы VТ1-VТЗ перетащить вниз, подсоединив их коллектора к минусу питания, а эмиттеры к общим катодам индикаторов. Можно использовать дешифраторы КМОП-логики, подтянув их входы к плюсу питания при помощи резисторов.
Налаживание
В общем-то оно совсем несложное. Начнем с вольтметра. Сначала замкнем между собой выводы 10 и 11 D1, и подстройкой R4 выставим нулевые показания. Затем, убираем перемычку, замыкающую выводы 11-10 и подключаем к клеммам «нагрузка» образцовый прибор, например, мультиметр.
Регулируя напряжение на выходе источника, резистором R5 настраиваем калибровку прибора так, чтобы его показания совпадали с показаниями мультиметра. Далее, налаживаем амперметр. Сначала, не подключая нагрузку, регулировкой резистора R5 устанавливаем его показания на ноль. Теперь потребуется постоянный резистор сопротивлением 20 От и мощностью не ниже 5W.
Устанавливаем на блоке питания напряжение 10V и подключаем этот резистор в качестве нагрузки. Подстраиваем R5 так чтобы амперметр показал 0,50 А.
Можно выполнить калибровку и по образцовому амперметру, но мне показалось удобнее с резистором, хотя конечно на качество калибровки очень влияет погрешность сопротивления резистора.
По этой же схеме можно сделать и автомобильный вольтметр. Схема такого прибора показана на рисунке 4. Схема от показанной на рисунке 1 отличается только входом и схемой питания. Этот прибор теперь питается от измеряемого напряжения, то есть, измеряет напряжение, поступающее на него как питающее.
Напряжение от бортовой сети автомобиля через делитель R1-R2-R3 поступает на вход микросхемы D1. Параметры этого делителя такие же как в схеме на рисунке 1, то есть для измерения в пределах 0. 99.9V.
Но в автомобиле напряжение редко бывает более 18V (больше 14,5V уже неисправность). И редко опускается ниже 6V, разве только падает до нуля при полном отключении. Поэтому прибор реально работает в интервале 7. 16V. Питание 5V формируется из того же источника, с помощью стабилизатора А1.
Купить конечно проще и дешевле, но мой мозг и руки ржавели от скуки…
На просторах интернета нашел схемку и прошивку, искал именно на микроконтроллере (в целях самообразования).
Специально для этого проекта, а может и для будущих, был прикуплен программатор:
Простой цифровой вольтметр ch-c3200.
Автор: Catcatcat
Опубликовано 17.01.2012
Создано при помощи КотоРед.
В этой статье рассмотрен пример создания простого вольтметра постоянного тока на печатной платы ch-c0030pcb. Дан краткий принцип построения цифровых вольтметров, описание схемы, прошивки контроллеров, а также программа на ассемблере с комментариями. Большой популярностью пользуются цифровые вольтметры среди автолюбителей для контроля напряжения бортовой сети автомобиля. Поэтому рассматриваемая конструкция, ориентирована на возможность питания от бортовой сети автомобиля (12-24 вольта) и для индикации и контроля питающего напряжения.
Для реализации этого проекта нам потребуется PIC-контроллер с аналого-цифровым преобразователем (АЦП). По монтажному месту нам подойдут из серии PIC16 — PIC16F819 или PIC16F88.
Схема вольтметра.
Позиционное обозначение элементов сохранено согласно монтажной схемы платы. Питание подается на контакты 1,2 соединителя, контакты 3,4 используются для подключения индикатора или исполнительного устройства. Подается контролируемое напряжение на контакт 9. Контролируемое напряжение не должно превышать 100 вольт.Измерение напряжения. Для измерения напряжения будем использовать вход AN0. При помощи перемычек R20 и R18 сконфигурируем входную цепь. В качестве делителя входного напряжения будем использовать резисторы R1 и R2. Соотношение 20/1 позволит нам измерять постоянные напряжения до 100 вольт. В качестве опорного напряжения будем использовать напряжение стабилизатора питания контроллера.
В выбранных нами контроллерах встроен десяти разрядный АЦП, это значит, что выбранный нами диапазон опорного напряжения 5.0 вольт он «разделит» на 1024 значения. Т.е. если на вход контроллера AN0 подавать напряжение от 0 до 5 вольт, то с регистров АЦП ADRESH и ADRESL сможем сосчитать значение от 0 до 1023.
Значит, в нашем случае весовое значение одного разряда АЦП составит 5/1024 =0,0048828125 вольта.
Для вычисления напряжения необходимо полученное значение АЦП умножать на0,0048828125.
Например, при измерении мы получили значение 359. Для вычисления напряжения нам необходимо 359*0,0048828125 = 1,7529296875. Или округленно 1,8 вольта.
Но как нам измерять напряжения выше 5 вольт? Для этого и используется входной делитель на резисторах R1 и R2. Выберем R2=10 кОм, почему 10, потому если входные цепи АЦП требуют, что бы источник имел сопротивление не ниже 10 кОм. А в целях уменьшения входного тока, возьмём максимальное значение. R1 выберем равное = 200 кОм для обеспечения необходимого диапазона входного напряжения.
Коэффициент деления 200/10=20. Это значит, что напряжение, поступающее на вход делителя, будет уменьшено на его выходе в 20 раз. При максимальном входном напряжении на входе контроллера 5 вольт мы сможем измерять напряжения 5*20=100 вольт,(или для нашего случая 99,9 вольта). Такой диапазон достаточен для многих устройств, включая и автомобильную технику.
И так если мы выбрали для индикации минимального значения 0,1 вольт, то диапазон индицируемых значений составит от 0,1 до 99,9 вольт.
Для измерения переменного напряжения необходимо на вход добавить выпрямительный диод и изменить входной делитель, но в этой публикации создание вольтметра переменного тока рассматриваться не будет.
Программа.
Для работы контролера, необходимо программа, которая будет выполнять все наши требования по работе устройства. Программа написана на ассемблере с применение среды MPLAB IDE v8.83.
Наша программа кроме измерения напряжения и вывода его значения на индикатор будет выполнять и необходимые функции по контролю напряжения. Так как параметры по контролю напряжения необходимо задавать во время эксплуатации устройства, то добавим к нашему устройству кнопки управления. Кнопки управления подключаются к порту B микроконтроллера и используются для ввода параметров работы и калибровочных констант. Для сохранения параметров в отключенном состоянии используется EEPROM контроллера. Запоминание происходить при выходе из режима настройки.
Выбор PIC-контроллера.
Прошивка и текст на ассемблере выполнены для контроллера PIC16F88 , но с незначительными изменениями в программе можно приметить и PIC16F819 . Для этого в тексте программы есть пометки позволяющие переключиться с одного процессора на другой.
Сборочный чертеж верхняя сторона платы.
Сборочный чертеж нижняя сторона.
Программирование контроллера.
Программирование PIC контроллера можно выполнить непосредственно в плате, для этого можно использовать любой программатор позволяющий выполнять внутрисхемное программирование.
Для этого применяется соединитель CON1 (отверстие в плате).
Демонстрация доступа к функциям настройки параметров работы вольтметра.
Демонстрация калибровки вольтметра.
От того как правильно будет выполнена калибровка зависит точность паказаний нашего вольтметра. Для этого необходимо выполнить три правила:
1. Калибруют по максимальному значению измеряемого диапазона .
Что это значит? Если вы планируете измерять диапазон напряжений например, от 0 до 30 вольт, то необходимо выставить 30 вольт и по этому уровню калибровать вольтметр.
2. Калибровать надо по прибору более высокого класса.
Если вы желаете получить точность +/- 0,1 вольта выставить с точностью до сотых — 30,00. Реально это сделать из того что есть под руками сложно, поэтому надо попытаться установить максимально точно.
3. Подгонять показания надо как можно точнее выбирать точку смены индикации.
Как это делать посмотрите видеоролик. На ролике мы калибруем вольтметр по уровню напряжения 20 вольт.
Приборы для автомобиля со шкалой светодиодов — Сделай сам — Инструкции — Инструкции — Призма
Приборы со
шкалой
светодиодов
Вольтметр
Оригинальная статья основана на наборчиках радиодеталей от конторы МАСТЕРКИТ ( www.masterkit.ru ). Один из наборчиков называется NM5302 – Блок индикации — автомобильный вольтметр «бегающая точка» . Проблема в том, что данный набор уже перестали выпускать, поэтому придётся импровизировать и закупаться запчастями по отдельности. Стоит особо отметить, что основа схемы – чип UAA180 или отечественный аналог 1003ПП1. Зная теперь это вам не составит труда собрать своими руками приборы со шкалой светодиодов для своего автомобиля.
Назначение
выводов микросхемы:
1 – земля;
18 – питание до +18 Вольт;
17 – вход для измеряемого напряжения;
16 – эталонный нижний
уровень измеряемого напряжения;
3 – эталонный верхний уровень;
2 – управлени яркостью свечения светодиодов;
4..15 – выводы
управления включением светодиодами.
Микросхема делит
разницу напряжений между 3й и 16й ногой на 12 диапазонов, и если напряжение на
17й ноге попадает в один из этих диапазонов, то зажигается соответствующий светодиод.
Однако, есть ограничения: напряжения на измерительных выводах не могут быть
больше 6 Вольт.
Чтобы ограничить измеряемое напряжение, соберём
измерительную цепочку из стабилитрона и двух резисторов. Пусть V – напряжение в
бортовой сети. В цепочке из стабилитрона VD1 и сопротивлений R1, R2 напряжение
на стабилитроне будет постоянным 9 Вольт (приблизительно), а на мостике R1, R2
оно будет равно (V-9). При одинаковых сопротивлениях R1=R2 напряжение на
сопротивлении R2 получится равным половине (V-9), т.е. если в сети напряжение V
будет меняться от 10 до 15 Вольт, то напряжение в точке между R1 и R2 будет
меняться от (10-9)/2 =0,5 до (15-9)/2 =3 Вольт.
Цепочка R3, R4,
R5 и стабилитрон VD2 задают эталонные минимальное и максимальное напряжение.
Минимальное ноль, т.к. 16 нога на земле. Максимальное устанавливается
подстроечным резистором на уровне около 3 Вольт. При такой настройке получается
возможным измерение напряжения бортовой сети в диапазоне от 9 до 15 Вольт с
шагом 0,5 Вольта на один светодиод.
Цепочка R6, R7 просто задаёт
яркость свечения диодов. При R6=50К яркость больше, при 100К
меньше.
Варианты схем со шкалой «бегающая точка» и «светящийся столб» отличаются только подключением светодиодов к микросхеме. Измерительные цепи остаются такими же.
Настройка
схемы выполняется следующим образом. Вольтметр нужно подключить к эталонному
источнику 14,7В, повернуть подстроечный резистор так, чтобы загорелся столб из
11 светодиодов, затем медленно поворачивать подстроечник в обратную сторону до
того положения, пока 11й светодиод не погаснет и в столбе останется только 10
включенных светодиодов.
Подразумевается, что шкала имеет масштаб 2
светодиода на 1 Вольт, и включение 11го светодиода соответствует достижению
измеряемым напряжением уровня 14,7В так, как это показано на рисунке
ниже.
Над
светодиодами в передней панели вольтметра сделана цветная разметка диапазонов
напряжения:
до 11,6В — красный, заряд АКБ менее 50%;
11,6-12,6В — красный пунктир, заряд АКБ 50-100%;
12,6В —
зеленая точка, заряд 100%;
13,7-14,7В — зеленый, напряжение
генератора в норме;
более 14,7В — красный, перезаряд.
Схему спаял в варианте «светящийся столб». На рисунке внизу общий вид того, что получилось. Подсветку сделал одной безцокольной автомобильной лампочкой на 12В.
Собиралось все приблизительно так, как на картинке ниже.
Рисунок платы. Сделано в зеркальном отражении, чтобы переводить отпечаток на фольгу для травления. Если печатать с плотностью 300 точек на дюйм, то получим картинку в масштабе 1:1.
Размещение деталей. Вид со стороны монтажа радиодеталей. Дорожки на самом деле с другой стороны платы, но здесь нарисованы видимыми, как будто плата прозрачная.
Во время работы прибора на автомобиле обнаружился недостаток.
Из-за дискретности шкалы последний в светящемся столбе светодиод часто работает в мерцающем режиме. Не всегда, но часто. По началу мигание отвлекает внимание, правда, потом привыкаешь, а мигание воспринимается, как попытка прибора изобразить половину деления дискретной шкалы.
Указатель уровня топлива
Указатель остатка
топлива на самом деле является омметром и измеряет сопротивление
датчика-реостата. Если подключить переменное соротивление к указателю, то его
показания должны соответствовать следующему:
0 Ом – стрелка лежит на
левом краю шкалы;
15 Ом – стрелка на границе красной и белой зоны;
45 Ом – стрелка на линии 1/2;
90 Ом – стрелка на линии 1;
при разрыве стрелка на правом краю шкалы;
Из предыдущей схемы получается довольно простая схема указателя уровня топлива, т.к. в качестве омметра можно использовать вольтметр, который измеряет напряжение на сопротивлении, через которое протекает стабилизированный ток.
Стабилизатор
78L03 при таком подключении работает, как источник тока 30 мА. Стабилитрон на
3В нужен для защиты измерительного входа микросхемы от перенапряжения в случае
«обрыва» провода датчика. При КЗ датчика показания должны быть, как
для пустого бака.
Цепочка R3, C3 замедляет изменение напряжения на
измерительном входе 17 микросхемы UAA180. Постоянная времени цепочки около 2
секунд. Такое замедление должно предотвращать скачки в показаниях прибора при
колебаниях поплавка датчика вместе с уровнем бензина во время движения.
Для настройки прибора вместо датчика-реостата нужно подключить
сопротивление 90 Ом и, вращая подстроечный резистор, найти момент включения
полного светящегося столба.
На рисунке ниже передняя панель
указателя.
После установки
приборов на автомобиль был замечен такой недостаток в работе указателя остатка
топлива.
При полном баке все хорошо, а, вот, когда бак становится
пустым больше, чем на половину, то во время движения (в поворотах, или при
разгоне/торможении) показания могут меняться на 3 деления (а это четверь
шкалы!), например, от 1 до 4 светодиодов. Очевидно, что это связано с переливанием
бензина по горизонтально расположенному баку под действием сил инерции. Как с
этим бороться пока не очень
понятно.
Рисунок платы.
Размещение деталей.
Термометр
В книжках пишут, что зависимость сопротивления исправного датчика ТМ-100А (штатный датчик на УЗАМ) от температуры должна быть такой:
Градусы – Омы 40 – 400...530 80 – 130...160 100 – 80...95 120 – 50...65
Зависимость обратная, да еще и не линейная. Но датчик логометрического типа. Такой датчик обеспечивает изменение тока в обмотке указателя пропорционально измеряемой величине. Получается интересная штука: если такой датчик включить последовательно с правильно подобранным дополнительным сопротивлением (равным сопротивлению обмотки измерителя), подать на эту цепочку стабилизированное напряжение, то на этом дополнительном сопротивлении напряжение будет пропорционально температуре. Это дополнительное сопротивление приблизительно равно 150 Ом. Из-за того, что датчик температуры должен устанавливаться на массу, схема простой не получилась. То, что получилось, представлено на рисунке.
Пояснение
для тех, кто захочет разобраться в схеме.
Схема сделана шиворот на
выворот. Представьте часы, у которых стрелка часов всегда смотрит вверх, а
циферблат вращается под стрелкой. 17я нога, которая должна быть подключена к
измеряемому напряжению, подключена к стабилизированным 3 Вольтам. Разница
измеряемых мин. и макс. напряжений между 16й и 3ей ногой тоже
стабилизированная, около 3х Вольт, но напряжения на 16й и 3й ноге меняются
синхронно, «плавают» вокруг напряжения на 17й ноге. В целом схема работает так,
что показания шкалы светодиодов соответствуют напряжению на резисторе R3. Мостики
со стабилитронами нужны для поддержания напряжений-границ измеряемого
диапазона.
Однако, оказалось, что в схеме термометра можно обойтись без стабилизации вообще. Ниже приведена гораздо более простая схема. Она основана на том, что как бы не изменялось напряжение питания схемы при постоянной температуре, пропорция напряжений на входах микросхемы U16:U17:U3 будет оставаьтся постоянной. Абсолютные величины будут меняться, но их отношение друг к другу нет.
Мостик R4-R5-R6 устанавливает границы измеряемого диапазона. Подстроечник R1 позволяет сдвигать показания в большую или меньшую сторону. Сопротивление R3 необходимо для понижения напряжения питания до уровня, при котором напряжение на входах DA1 не будет превышать предельно допустимого в 6В.
Такую схему можно использовать только в режиме светящаяся точка. Дело в том, что при минимальной температуре измеряемое в этой схеме напряжение максимально. С повышением температуры напряжение уменьшается до минимального. Чтобы светящаяся точка двигалась по шкале слева направо с увеличением температуры, а не наоборот, достаточно расположить светодиоды на индикаторе в обратном порядке. Но такое возможно только для светящейся точки. Светящийся столб в обратном порядке не зажигается.
Чтобы «перевернуть» напряжение относительно середины измеряемого диапазона можно добавить в схему инвертор на операционном усилителе.
Номиналы сопротивлений, задающих напряжения на входах 3 и 16, подобраны таким образом, чтобы полная шкала в 12 светодиодов соответствовала диапазону в 80оС.
Схема настраивается следующим образом. Можно опустить датчик температуры в кипящую воду, либо вместо датчика к схеме подсоединить сопротивление 91 Ом и подстроечным резистором найти момент переключения светящегося столба с 10 на 11 светодиодов, что должно соответствовать точке кипения воды — 100оС.
В общем номиналы сопротивлений и настройка должны соответствовать вот такой передней панели термометра.
У термометра обнаружился такой недостаток.
Т.к. шкала была рассчитана в масштабе 3 светодиода на 20оС, то один диод перекрывает диапазон приблизительно в 7 градусов. Если во время езды на шкале горит 10 диодов, то температура может быть от 93 до 100оС, а сколько именно, сказать нельзя. В то же время на автомобильном термометре не нужна растянутая левая часть шкалы для низких температур. Поэтому при повторении конструкции лучше будет сделать термометр с масштабом 5оС на диод, например, от 50 до 110оС так, как на рисунке ниже.
Рисунок платы.
Размещение деталей.
Источник: http://analarc.narod.ru/hobby/panel/pribory/pribory.html
Простой псвевдо аналоговый LED вольтметр
Это описание простого псвевдоаналогового вольтметра. Чтение измеренного значения происходит в виде точек светодиодов, стилизованных по типу стрелочнового датчика (хотя можно сделать и в виде LED линейки), но измерение происходит в цифровой форме, с использованием микроконтроллера. Вольтметр был создан в качестве дополнения к регулируемому блоку питания и был сделан из имеющихся под рукой радиоэлементов.
Схема принципиальная
Вольтметр состоит из двух частей: дисплея и измерительного модуля. Здесь обычный блок питания 5 В, МК Atmega8 с внешним источником опорного напряжения и регистры с 32 светодиодами.
Простой LED вольтметр — схема цифровой частиОсновной диапазон измерений напряжения 1-32 В с разрешением 1 В, но решено ещё добавить автоматическое изменение диапазона на 0,1-3,2 В с разрешением 0,1 В.
Простой LED вольтметр — схема индикатораПринцип действия основан на измерении напряжения с помощью двух преобразователей ADC0 и ADC1. Преобразователь ADC1 используется для определения диапазона измерения. Значение с этого датчика позволяет контролировать и добавлять резистор R9 через пин порта PC2 — образуя делитель 1:10, или отключая его. Для напряжений 0,1-3,2 V входное напряжение с CON2 подается через резистор R8 и поступает непосредственно на вход преобразователя ADC0. Если напряжение превысит заданное значение 3,3 вольта, то происходит переключение с низкого диапазона, (загорается зеленый диод LED33), на диапазон высокий.
Чтобы использовать такой вольтметр для блока питания 15 В, можно вместо делителя 1:10 установить делитель 1:4, что как раз и дает диапазон до 16 В с разрешением 0,5 В. Так как не каждому понравится переключение диапазонов, можно от этого отказаться и сделать один диапазон, соединив R9 непосредственно на массу, разрезав соединение с контактом PC2, ADC1 неиспользованный, вы можете также подключить к массе.
Диоды D2-D5 (вместе с R8, R10), представляют собой простейшую защиту преобразователей от подачи напряжения выше, чем напряжение питания Atmega, то есть 5 В. Конденсаторы C7, C8 дополнительно фильтруют расчетное напряжение. От внутреннего опорного напряжения Atmega отказались из-за его нестабильности. Образцовое напряжение выполнено на TL431. Значение опорного напряжения было зафиксировано на уровне 3,3 В. Точная настройка осуществляется с помощью потенциометра. Резисторы R3 и R4 позволяют подобрать диапазон регулировки напряжения потенциометра.
Питание аналоговой части МК также выполнено типично, с использованием дросселя 10 мкГн и конденсатора 100 нФ. Разделили массу цифровую и аналоговую.
Напряжение измерения передаются последовательно в регистры сигналами, маркированными как CLK, D и С., которые выводятся на разъем CON4.
Переключение режимов
Вольтметр может работать в режиме «светящейся точки» по стандартной настройке, или в режиме LED линейки. Изменение режима осуществляется изменением состояния контакта PB0, pin 14. Подключение к массе — это режим точечный, отсоединение этого контакта от массы — перевод в режим линейки.
Транзистор T1, R6, R7 и LED1 образуют простой источник тока, благодаря чему можно избежать необходимости применения отдельных резисторов для каждого из 32 светодиодов дисплея. Ток такого источника тока определяется номиналом R7. Вольтметр выполнен на односторонних печатных платах. Файлы и прошивка — в архиве.
Вольтметр на LM3914 из часов от ваз 2106
Вольтметр на микросхеме LM3914 в качестве корпуса взят корпус от часов и ваз 2106
Вот такие часы
На основе интегральной микросхемы LM3914 можно конструировать различные светодиодные индикаторы, имеющие линейную шкалу. Основой LM3914 10 компараторов.
Вот по этой схеме будем собирать
Для начала разбираем часы убираем все внутренности
В программе sprint layout сделал две платы одну для размещения деталей вторую для светодиодов.
Для светодиодов
Для основной платы
Собираем все вместе и вставляем светодиоды
Вот что должно получится
Еще я приобрел вот такой вольтметр, чтобы вставить в центр
Далее вставляем в корпус, стекло предварительно нужно затонировать
Подробно о сборке на видео кому понравилось и захочет собрать:
[media=https://www.youtube.com/watch?v=DUAxUWXz3Jc]
Все файлы для сборки можно скачать по ссылке:
voltmetr.zip [38.01 Kb] (скачиваний: 219)
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.Радиосхемы. — Бортовой светодиодный вольтметр
Бортовой светодиодный вольтметр
категория
Электронные самоделки в помощь автомобилисту
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.