Този дизайн описва прост волтметър с индикатор на дванадесет светодиода. Това измервателно устройство ви позволява да показвате измереното напрежение в диапазона от стойности от 0 до 12 волта на стъпки от 1 волт, като грешката на измерване е много ниска.
Компараторите на напрежението са монтирани на три операционни усилвателя LM324. Техните обратни входове са свързани към резисторен делител на напрежение, монтиран през резистори R1 и R2, през които се подава контролирано напрежение към веригата.
Неинвертиращите входове на операционните усилватели получават референтно напрежение от делител, направен през съпротивления R3 - R15. Ако на входа на волтметъра няма напрежение, тогава изходите на операционния усилвател ще имат високо ниво на сигнала, а изходите на логическите елементи ще имат логическа нула, така че светодиодите няма да светят.
Когато измереното напрежение се получи на входа на светодиодния индикатор, на определени изходи на компараторите на операционните усилватели ще се установи ниско логическо ниво и съответно светодиодите ще получат високо логическо ниво, в резултат на което съответният светодиод ще светне. За да се предотврати подаването на ниво на напрежение на входа на устройството има защитен ценеров диод от 12 волта.
Тази версия на схемата, разгледана по-горе, е идеална за всеки собственик на автомобил и ще му даде визуална информация за състоянието на заряда на батерията. В този случай се използват четири вградени компаратора на микросглобката LM324. Инвертиращите входове генерират референтни напрежения от съответно 5.6V, 5.2V, 4.8V, 4.4V. Напрежението на батерията се подава директно към инвертиращия вход чрез разделител през съпротивления R1 и R7.
Светодиодите действат като мигащи индикатори. За конфигуриране към батерията се свързва волтметър, след което променливият резистор R6 се настройва така, че необходимите напрежения да присъстват на инвертиращите клеми. Фиксирайте индикаторните светодиоди на предния панел на автомобила и начертайте до тях напрежението на батерията, при което един или друг индикатор светва.
И така, днес искам да разгледам друг проект, използващ микроконтролери, но също много полезен в ежедневната работа на радиолюбител. Това е цифрово устройство, базирано на модерен микроконтролер. Дизайнът му е взет от радио списание за 2010 г. и може лесно да се преобразува в амперметър, ако е необходимо.
Този прост дизайн на автомобилен волтметър се използва за наблюдение на напрежението на бордовата мрежа на автомобила и е проектиран за диапазон от 10,5 V до 15 V. Като индикатор се използват десет светодиода.
Сърцето на веригата е LM3914 IC. Той е в състояние да оцени нивото на входното напрежение и да покаже приблизителния резултат на светодиоди в режим на точка или лента.
Светодиодите показват текущата стойност на батерията или напрежението на бордовата мрежа в точков режим (пин 9 не е свързан или е свързан към минуса) или режим на колона (пин 9 към захранващия плюс).
Съпротивлението R4 регулира яркостта на светодиодите. Резисторите R2 и променливата R1 образуват делител на напрежение. С помощта на R1 се регулира горният праг на напрежението и с помощта на резистор R3 се регулира долният праг.
Калибрирането на веригата се извършва съгласно следния принцип. Прилагаме 15 волта към входа на волтметъра. След това, чрез промяна на съпротивлението R1, ще постигнем запалване на светодиода VD10 (в точков режим) или всички светодиоди (в колонен режим).
След това прилагаме 10,5 волта към входа и R3 постига блясъка на VD1. И след това увеличаваме нивото на напрежение на стъпки от половин волт. Превключвател SA1 се използва за превключване между режимите на показване на точки/колони. Когато SA1 е затворен - колона, когато е отворен - точка.
Ако напрежението на батерията е под 11 волта, ценерови диоди VD1 и VD2 не пропускат ток, поради което светва само HL1, което показва ниско ниво на напрежение в бордовата мрежа на автомобила.
Ако напрежението е в диапазона от 12 до 14 волта, ценеровият диод VD1 отключва VT1. HL2 светва, показвайки нормално ниво на батерията. Ако напрежението на батерията е над 15 волта, ценеровият диод VD2 отключва VT2 и светодиодът HL3 светва, което показва значително превишаване на напрежението в мрежата на автомобила.
Като индикатор се използват три светодиода, както в предишния дизайн.
Когато нивото на напрежението е ниско, HL1 светва. Ако нормата е HL2. И повече от 14 волта, третият светодиод мига. Ценеровият диод VD1 формира референтното напрежение за работа на операционния усилвател.
Електронни домашни продукти в помощ на шофьора
Волтметър, инсталиран на таблото на автомобила, ви позволява бързо да наблюдавате нивото на напрежение в бордовата мрежа.Такова устройство не изисква висока разделителна способност, но изисква възможност за лесно и бързо четене на показанията. Дискретният LED индикатор за напрежение най-добре отговаря на тези условия. Такива устройства са станали широко разпространени за оценка на нивата на напрежение и мощност (в оборудването за усилване на звука). Те обикновено се изпълняват по два начина.
Първият е описан подробно в. Същността му е, че линия от светодиоди е свързана към източника на измереното напрежение чрез многоизходен резистивен делител на напрежение. Тук се използват праговите свойства на светодиодите, транзисторите и диодите. За простотата на такъв индикатор трябва да платите с неясен праг за светене на светодиодите (както отбелязва авторът). Някога такива устройства се продаваха под формата на радиоприемници.
Вторият метод е да се използва отделен компаратор за включване на всеки светодиод, сравнявайки част от входния сигнал с референтен (както например в), Поради високото усилване на компараторите, най-често изпълнявани на оп-усилватели , праговете за включване и изключване са много ясни, но индикаторът изисква много микросхеми. Четворните операционни усилватели в момента все още са скъпи и един такъв чип може да управлява само четири светодиода.
И накрая, не може да не се отбележи работа (4), където се използва принципът на аналогово-цифровото преобразуване. Този дизайн има много предимства, но все пак има много части, а също и неикономични.
Представеният на вашето внимание волтметър е оптимизиран в светлината на гореизложеното - в него се получават ясни прагови нива за LED запалване с помощта на минимум евтини, икономични и широко достъпни елементи. Принципът на работа на устройството се основава на праговите свойства на цифрова микросхема.
Устройството (виж схемата на фиг. 1) е шестстепенен индикатор. За по-лесно използване в автомобил интервалът на измерване е избран да бъде 10...15 V на стъпки от 1 V. И интервалът, и стъпката могат лесно да се променят.
Праговите устройства са шест инвертора DD1.1-DD1.6, всеки от които е нелинеен усилвател на напрежение с голямо усилване. Нивото на прагово превключване на инверторите е приблизително половината от захранващото напрежение на микросхемата, така че те изглежда сравняват входното напрежение с половината от захранващото напрежение.
Ако входното напрежение на инвертора превиши праговото ниво, на изхода му ще се появи напрежение с ниско ниво. Следователно светодиодът, служещ за товар на инвертора, ще се включи от изходния (входящия) ток. Когато мощността на инверторите е висока, светодиодите се затварят и изключват.
От изходите на резистивния делител R1-R7 съответният дял от напрежението на бордовата мрежа се подава към входа на инверторите. Когато напрежението на борда се промени, неговите дялове също се променят пропорционално. Захранващото напрежение на инверторите и светодиодната линия се стабилизира от стабилизатора на микросхемата DA1. Стойностите на резисторите R1-R7 се изчисляват по такъв начин, че да се получи стъпка на превключване, равна на 1 V.
Кондензатор C2 заедно с резистор R1 образуват нискочестотен филтър, който потиска краткотрайните пренапрежения на напрежението, които могат да възникнат, например, при стартиране на двигател. Производителят на стабилизатори на микросхеми препоръчва инсталирането на кондензатор C1, за да се подобри тяхната стабилност при високи честоти. Резисторите R8-R13 ограничават изходния ток на инверторите.
Как да изчислим резистори R1--R7? Въпреки факта, че на входа на инверторите DD1.1.-D1.6 са инсталирани транзистори с полеви ефекти, които практически не консумират входен ток, има така наречения ток на утечка. Това ни принуждава да изберем ток през делителя, който е много по-голям от общия ток на утечка на всичките шест инвертора (не повече от 6X10-5 μA). Минималният ток през делителя ще бъде при минимално указано напрежение от 10 V.
Нека настроим този ток на 100 μA, което е около милион пъти повече от тока на утечка. Тогава общото съпротивление на делителя RД=R1+R2+RЗ+R4+R5+R6+R7 (в килооми, ако напрежението е във волтове, а токът е в милиампери) трябва да бъде равно на: Rд=Uвx min /Imin = 10V/0.1mA = 100kOhm.
Сега нека изчислим съпротивлението на всеки от резисторите при условие Upor = Upit/2, т.е. в разглеждания случай Upor = 3 V. При входно напрежение от 15 V, 3 V трябва да паднат през резистора R7 и токът през то (равно на тока през целия делител) Id=UBX/Rd=15 V/100 kOhm=0,15 mA=150 μA, Тогава съпротивлението на резистора R7: R=Upop/Id; R7=3 V/0,15 mA=20 kOhm.
На входа на инвертора DD1.5 трябва да има 3 V при входно напрежение 14 V. Токът през делителя в този случай е Id = 14 V/100 kOhm = 0,14 mA. Тогава общото съпротивление R6+R7=Upop/Id=3/0.14-21.5 kOhm.
Следователно R6=21,5-20=1,5 kOhm.
По същия начин се определя съпротивлението на останалите резистори на делителя: R5=UporkhRd/Uin-(R6+R7)-1,6 kOhm; R4-2 kOhm, RЗ-2,2 kOhm, R2-2,7 kOhm и накрая R1=Rд-(R2+RЗ+R4+R5+R6+R7) = 70 kOhm-68 kOhm.
Като цяло, както е известно, праговото напрежение на елементите на CMOS микросхемата е в диапазона от 1/3Upit до 2/3Upit. Известно е също, че елементите на една микросхема, произведени в един технологичен цикъл на един чип, имат почти еднакви стойности на прага на превключване. Следователно, за да зададете точно "началото на скалата" на волтметъра, е достатъчно да замените резистора R1 с последователна верига, състояща се от тример с изчислената стойност и постоянна със стойност, половината от изчислената стойност.
Температурната стабилност на устройството е много висока. Когато температурата се промени от -10 до +60 °C, прагът на реакция се променя с няколко стотни от волта. Стабилизаторът на микросхемата DA1 също има температурна стабилност не по-лоша от 30 mV в диапазона от 0...100 °C.
Изходното напрежение на стабилизатора DA1 не трябва да бъде по-малко от 6 V, в противен случай инверторите няма да могат да осигурят необходимия ток през светодиодите. Инверторите на микросхемата K561LN2 позволяват изходен ток до 8 mA. Светодиодите AL307BM могат да бъдат заменени с други чрез преизчисляване на стойностите на токоограничаващите резистори R8-R13. Кондензаторите също могат да бъдат всякакви с номинално напрежение най-малко 10 V.
За настройка сглобеното устройство е свързано към изхода на регулируем източник на напрежение, който ще симулира бордовата мрежа. След като зададете изходното напрежение на източника на 10 V и съпротивлението на резистора за подстригване на максимум, завъртете плъзгача му, докато светодиодът HL1 светне. Останалите нива се задават автоматично.
Частите на волтметъра са монтирани върху печатна платка, изработена от ламинат от фибростъкло с фолио с дебелина 1 mm. Чертежът на дъската е показан на фиг. 2. Предназначен е за инсталиране на настройващ резистор SPZ-33, а останалите - MLT-0.125, кондензатор C1 - KM, C2 - K50-35.
Платката е прикрепена към дъното на пластмасовата кутия с два винта M2.5 на тръбни стойки и още един от същия тип, който едновременно притиска чипа DA1 към платката. Имайте предвид, че тази микросхема е инсталирана с пластмасов (не метален) ръб към платката. Между тялото на чипа и платката също е монтирана тръбна стойка, но тя е скъсена.
Преди монтаж светодиодните проводници се огъват на 90 градуса, така че оптичните им оси да са успоредни на равнината на платката. Светодиодните корпуси трябва да излизат извън ръба на платката и при окончателното сглобяване на устройството да влизат в отворите, пробити в края на кутията.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нечаев И. LED индикатор за нивото на сигнала. – Радио, 1988, бр.12, с. 52.
2. Исаулов В., Василенко Е. Прост индикатор за ниво на запис. - Радиолюбител, 1995, № 3, с. 5.
3. Тихомиров А. Индикатор за напрежение на бордовата мрежа. - Радиолюбител, 1996, № 10, с. 2.
4. Гвоздицки Г. Индикатор за напрежение на бордовата мрежа. – Радио, 1992, бр.7, с. 18-20.
О. КЛЕВЦОВ, Днепропетровск, Украйна
Списание Радио 1998, брой 2
Бележка от редакцията на сп. Радио:Стабилността на стабилизатора и цялото устройство като цяло ще бъде още по-висока, ако към входа на микросхемата (между щифтове 8 и 17) е свързан кондензатор с капацитет 0,1 микрона. За да предпазите стабилизатора от случайни пренапрежения на напрежението в бордовата мрежа, чиято амплитуда може да достигне 80 - 00 V, трябва да свържете друг кондензатор паралелно с този кондензатор - оксиден. Той трябва да има капацитет най-малко 1000 μF и номинално напрежение 25 V. Този кондензатор също ще има благоприятен ефект върху работата на радио и звукоусилващо оборудване за автомобили.
Доста автомобилисти се сблъскват с такъв проблем като неочаквано разреждане на батерията. Особено неприятно е, когато това се случи на път далеч от дома. Една от причините може да е повреда на генератора на автомобила. Помага за предотвратяване на предстоящото изтощаване на батерията автомобилен волтметър. По-долу има няколко прости диаграми на такова устройство.
Автомобилен волтметър на чип LM3914
Тази схема на автомобилен волтметър е предназначена да следи напрежението на бордовата мрежа на автомобила в диапазона от 10,5 V до 15 V. Като индикатори се използват 10 светодиода.
Основата на веригата е интегрирана. Тази микросхема е в състояние да оцени входното напрежение и да покаже резултата на 10 светодиода в режим на точка или колона. Чипът LM3914 може да работи в широк диапазон на захранване (3V...25V). Яркостта на светодиодите може да се регулира с помощта на външен променлив резистор. Изходите на микросхемата са съвместими с TTL и CMOS логиката.
Десет светодиода VD1-VD10 показват текущата стойност на напрежението на батерията или напрежението на бордовата мрежа на автомобила в точков режим (щифт 9 не е свързан или свързан към минуса) или режим на колона (щифт 9 е свързан към захранващия плюс ).
Резисторът R4, свързан между щифтове 6,7 и захранващия минус, задава яркостта на светодиодите. Резисторите R2 и променливият резистор R1 образуват делител на напрежение. С помощта на променлив резистор R1 се регулира горното ниво на напрежение, а с помощта на R3 - долното.
Както споменахме по-рано, този автомобилен волтметър осигурява индикация от 10,5 до 15 волта. Калибрирането на веригата се извършва по следния начин. Приложете 15 волта от захранването към входа на веригата на волтметъра. След това, чрез промяна на съпротивлението на резистора R1, е необходимо да се гарантира, че светодиодът VD10 (в режим на точка) или всички светодиоди VD...VD10 (в режим на колона) светват.
След това приложете 10,5 волта към входа и използвайте променлив резистор R3, за да сте сигурни, че само LED VD1 свети. Сега увеличавайки напрежението на стъпки от 0,5 волта, светодиодите ще светнат един по един и при напрежение от 15 волта всички светодиоди ще светнат. Превключвател SA1 е проектиран да превключва между режимите на индикация на точки/колони. Когато превключвателят SA1 е затворен, това е колона; когато е отворен, това е точка.
Автомобилен волтметър, използващ транзистори
Следната схема на автомобилен волтметър е изградена на две. Когато напрежението на батерията е под 11 волта, ценерови диоди VD1 и VD2 не пропускат ток, поради което свети само червеният светодиод, показващ ниско напрежение в бордовата мрежа на автомобила.
Ако напрежението е между 12 и 14 волта, ценеровият диод VD1 отваря транзистора VT1. Зеленият светодиод светва, показвайки нормално напрежение. Ако напрежението на акумулатора надвиши 15 волта, ценеровият диод VD2 отваря транзистора VT2, в резултат на което жълтият светодиод светва, което показва значително превишаване на напрежението в мрежата на автомобила.
Волтметър на операционен усилвател LM393
Този прост автомобилен волтметър е изграден на базата на операционен усилвател. Като индикатор, както и в предишната схема, се използват три светодиода.
Когато напрежението е ниско (под 11V), червеният светодиод свети. Ако напрежението е нормално (12,4…14V), тогава светлината светва зелено. Ако напрежението надвиши 14V, жълтият светодиод светва. Ценеровият диод VD1 формира референтното напрежение. Тази схема е подобна на схемата.
Автомобилен волтметър на микросхема K1003PP1
Тази схема на волтметър за автомобил е изградена върху микросхемата K1003PP1 и ви позволява да наблюдавате напрежението на бордовата мрежа чрез светене на 3 светодиода:
- Когато напрежението е под 11 волта, светодиодът HL1 светва
- При напрежение 11,1…14,4 волта светодиодът HL2 светва
- Когато напрежението е повече от 14,6 волта, светодиодът HL3 светва
Настройвам. След подаване на напрежение към входа от произволно захранване (11.1...14.4V), трябва да се използва променлив резистор R4, за да накара светодиода HL2 да свети.
Това е описание на прост псевдоаналогов волтметър. Измерената стойност се отчита под формата на LED точки, стилизирани като сензор за показалец (въпреки че може да се направи и под формата на LED линийка), но измерването се извършва в цифрова форма, с помощта на микроконтролер. Волтметърът е създаден като допълнение към регулираното захранване и е направен от налични радио елементи.
Схематична диаграма
Волтметърът се състои от две части: дисплей и измервателен модул. Тук има обикновено 5 V захранване, Atmega8 MCU с външен източник на референтно напрежение и регистри с 32 светодиода.
Прост LED волтметър - цифрова схема на част Основният диапазон на измерване на напрежението е 1-32 V с разделителна способност 1 V, но беше решено да се добави автоматична промяна на диапазона от 0,1-3,2 V с разделителна способност 0,1 V.
Прост LED волтметър - индикаторна верига Принципът на работа се основава на измерване на напрежение с помощта на два преобразувателя ADC0 и ADC1. Преобразувателят ADC1 се използва за определяне на обхвата на измерване. Стойността от този сензор ви позволява да контролирате и добавяте резистор R9 през щифта на порта PC2 - образувайки разделител 1:10 или изключвайки го. За напрежения от 0,1-3,2 V, входното напрежение от CON2 се подава през резистор R8 и отива директно към входа на преобразувателя ADC0. Ако напрежението надвиши зададената стойност от 3,3 волта, се превключва от нисък диапазон (зеленият LED33 диод свети) към висок диапазон.
За да използвате такъв волтметър за захранване от 15 V, вместо делител 1:10 можете да инсталирате делител 1:4, който дава диапазон до 16 V с разделителна способност 0,5 V. Тъй като не всеки ще хареса превключване на диапазони, можете да откажете това и да направите един диапазон, като свържете R9 директно към земята, прекъснете връзката към щифта PC2, ADC1 не се използва, можете също да свържете към земята.
Диодите D2-D5 (заедно с R8, R10) представляват най-простата защита на преобразувателите от подаване на напрежение, по-високо от захранващото напрежение на Atmega, т.е. 5 V. Кондензаторите C7, C8 допълнително филтрират изчисленото напрежение. Вътрешното референтно напрежение на Atmega беше изоставено поради неговата нестабилност. Референтното напрежение се извършва на TL431. Референтното напрежение беше фиксирано на 3,3 V. Фината настройка се извършва с помощта на потенциометър. Резисторите R3 и R4 ви позволяват да изберете обхвата на регулиране на напрежението на потенциометъра.
Захранването за аналоговата част на MK също е типично, използвайки индуктор 10 µH и кондензатор 100 nF. Раздели масовото цифрово и аналогово.
Измерваните напрежения се предават последователно към регистрите чрез сигнали, обозначени с CLK, D и C., които се извеждат към конектора CON4.
Превключване на режимите
Волтметърът може да работи в режим "светеща точка" според стандартната настройка или в режим LED линийка. Промяната на режима се извършва чрез промяна на състоянието на контакта PB0, щифт 14. Свързването към земята е точков режим, изключването на този контакт от земята е превключване към режим на линийка.
Транзисторите T1, R6, R7 и LED1 образуват прост източник на ток, елиминирайки необходимостта от отделни резистори за всеки от 32-те светодиода на дисплея. Токът на такъв източник на ток се определя от рейтинга на R7. Волтметърът е направен върху едностранни печатни платки. Файлове и фърмуер - .
Добрият стар начин.
Волтметър, инсталиран на арматурното табло на автомобил, ви позволява бързо да наблюдавате нивото на напрежение в неговата бордова мрежа. Такова устройство не изисква висока разделителна способност, но изисква възможност за лесно и бързо определяне на показанията. На тези условия най-добре отговаря дискретен Лед индикаторволтаж. Такива устройства станаха широко разпространени за оценка на нивата на напрежение и мощност. Те обикновено се изпълняват по два начина.
Първо, неговата същност е, че линия от светодиоди е свързана към източника на измереното напрежение чрез многоизходен резистивен делител на напрежение. Тук се използват праговите свойства на светодиодите, транзисторите и диодите. За простотата на такъв индикатор трябва да платите за неясния праг за осветяване на светодиодите. Някога подобни устройства се продаваха под формата на радиоприемници.
Вторият метод е да използвате отделен компаратор за включване на всеки светодиод, сравнявайки част от входния сигнал с референтния. Поради високото усилване на компараторите, най-често прилагани в операционни усилватели, праговете за включване и изключване са много ясни, но индикаторът изисква много чипове. Четворните операционни усилватели в момента все още са скъпи и един такъв чип може да управлява само четири светодиода.
Представеният на вашето внимание волтметър е оптимизиран в светлината на гореизложеното - в него се получават ясни прагови нива за LED запалване с помощта на минимум евтини, икономични и широко достъпни елементи. Принципът на работа на устройството се основава на праговите свойства на цифрова микросхема.
Устройството (виж схемата на фиг. 1) е шестстепенен индикатор. За по-лесно използване в автомобил интервалът на измерване е избран да бъде 10...15 V на стъпки от 1 V. И интервалът, и стъпката могат лесно да се променят.
Праговите устройства са шест инвертора DD1.1-DD1.6, всеки от които е нелинеен усилвател на напрежение с голямо усилване. Нивото на прагово превключване на инверторите е приблизително половината от захранващото напрежение на микросхемата, така че те изглежда сравняват входното напрежение с половината от захранващото напрежение.
Ако входното напрежение на инвертора превиши праговото ниво, на изхода му ще се появи напрежение с ниско ниво. Следователно светодиодът, служещ за товар на инвертора, ще се включи от изходния (входящия) ток. Когато мощността на инверторите е висока, светодиодите се затварят и изключват.
От изходите на резистивния делител R1-R7 съответният дял от напрежението на бордовата мрежа се подава към входа на инверторите. Когато напрежението на борда се промени, неговите дялове също се променят пропорционално. Захранващото напрежение на инверторите и LED линията се стабилизира от стабилизаторния чип DA1. Стойностите на резисторите R1-R7 се изчисляват по такъв начин, че да се получи стъпка на превключване, равна на 1 V.
Кондензатор C2 заедно с резистор R1 образуват нискочестотен филтър, който потиска краткотрайните пренапрежения на напрежението, които могат да възникнат, например, при стартиране на двигател. Производителят на стабилизатори на микросхеми препоръчва инсталирането на кондензатор C1, за да се подобри тяхната стабилност при високи честоти. Резисторите R8-R13 ограничават изходния ток на инверторите.
Как да изчислим резистори R1-R7? Въпреки факта, че на входа на инверторите DD1.1.-D1.6 са инсталирани транзистори с полеви ефекти, които практически не консумират входен ток, има така наречения ток на утечка. Това ни принуждава да изберем ток през делителя, който е много по-голям от общия ток на утечка на всичките шест инвертора (не повече от 6X10-5 μA). Минималният ток през делителя ще бъде при минимално индуцирано напрежение от 10 V.
Нека настроим този ток на 100 μA, което е около милион пъти повече от тока на утечка. Тогава общото съпротивление на делителя RД=R1+R2+RЗ+R4+R5+R6+R7 (в килооми, ако напрежението е във волтове, а токът е в милиампери) трябва да бъде равно на: Rд=Uвx min /Imin = 10V/0.1mA = 100kOhm.
Сега нека изчислим съпротивлението на всеки от резисторите при условие Upor = Upit/2, т.е. в разглеждания случай Upor = 3 V. При входно напрежение от 15 V, 3 V трябва да паднат през резистора R7 и токът през то (равно на тока през целия делител) Id=UBX/Rd=15 V/100 kOhm=0,15 mA=150 μA, Тогава съпротивлението на резистора R7: R=Upop/Id; R7=3 V/0,15 mA=20 kOhm.
На входа на инвертора DD1.5 трябва да има 3 V при входно напрежение 14 V. Токът през делителя в този случай е Id = 14 V/100 kOhm = 0,14 mA. Тогава общото съпротивление R6+R7=Upop/Id=3/0.14-21.5 kOhm.
Следователно R6=21,5-20=1,5 kOhm.
По същия начин се определя съпротивлението на останалите резистори на делителя: R5=UporkhRd/Uin-(R6+R7)-1,6 kOhm; R4-2 kOhm, RЗ-2,2 kOhm, R2-2,7 kOhm и накрая R1=Rд-(R2+RЗ+R4+R5+R6+R7) = 70 kOhm-68 kOhm.
Като цяло, както е известно, праговото напрежение на елементите на CMOS микросхемата е в диапазона от 1/3Upit до 2/3Upit. Известно е също, че елементите на една микросхема, произведени в един технологичен цикъл на един чип, имат почти еднакви стойности на прага на превключване. Следователно, за да зададете точно "началото на скалата" на волтметъра, е достатъчно да замените резистора R1 с последователна верига, състояща се от тример с изчислената стойност и постоянна със стойност, половината от изчислената стойност.
Температурната стабилност на устройството е много висока. Когато температурата се промени от -10 до +60 °C, прагът на реакция се променя с няколко стотни от волта. Стабилизаторът на микросхемата DA1 също има температурна стабилност не по-лоша от 30 mV в диапазона от 0...100 °C.
Изходното напрежение на стабилизатора DA1 не трябва да бъде по-малко от 6 V, в противен случай инверторите няма да могат да осигурят необходимия ток през светодиодите. Инверторите на микросхемата K561LN2 позволяват изходен ток до 8 mA. Светодиодите AL307BM могат да бъдат заменени с всякакви други чрез преизчисляване на стойностите на токоограничаващите резистори R8-R13. Кондензаторите също могат да бъдат всякакви с номинално напрежение най-малко 10 V.
За настройка сглобеното устройство е свързано към изхода на регулируем източник на напрежение, който ще симулира бордовата мрежа. След като зададете изходното напрежение на източника на 10 V и съпротивлението на резистора за подстригване на максимум, завъртете плъзгача му, докато светодиодът HL1 светне. Останалите нива се задават автоматично.
Частите на волтметъра са монтирани върху печатна платка, изработена от ламинат от фибростъкло с фолио с дебелина 1 mm. Чертежът на дъската е показан на фиг. 2. Предназначен е за инсталиране на настройващ резистор SPZ-33, а останалите - MLT-0.125, кондензатор C1 - KM, C2 - K50-35.
Платката е прикрепена към дъното на пластмасовата кутия с два винта M2.5 на тръбни стойки и още един от същия тип, който едновременно притиска чипа DA1 към платката. Имайте предвид, че тази микросхема е инсталирана с пластмасов (не метален) ръб към платката. Между тялото на чипа и платката също е монтирана тръбна стойка, но тя е скъсена.
Преди монтаж светодиодните проводници се огъват на 90 градуса, така че оптичните им оси да са успоредни на равнината на платката. Светодиодните корпуси трябва да излизат извън ръба на платката и при окончателното сглобяване на устройството да влизат в отворите, пробити в края на кутията.
Стабилността на стабилизатора и цялото устройство като цяло ще бъде още по-висока, ако към входа на микросхемата (между щифтове 8 и 17) е свързан кондензатор с капацитет 0,1 микрона. За да предпазите стабилизатора от случайни пренапрежения на напрежението в бордовата мрежа, чиято амплитуда може да достигне 80 - 00 V, трябва да свържете друг кондензатор паралелно с този кондензатор - оксиден. Той трябва да има капацитет най-малко 1000 μF и номинално напрежение 25 V. Този кондензатор ще има благоприятен ефект върху работата на радиоприемници и усилватели на автомобилни аудиосистеми.
Литература
