Tato konstrukce popisuje jednoduchý voltmetr s indikátorem na dvanácti LED. Tento měřicí přístroj umožňuje zobrazit naměřené napětí v rozsahu hodnot od 0 do 12 voltů v krocích po 1 voltu a chyba měření je velmi malá.
Napěťové komparátory jsou sestaveny na třech operačních zesilovačích LM324. Jejich inverzní vstupy jsou připojeny na odporový dělič napětí, sestavený přes odpory R1 a R2, přes který je do obvodu přiváděno řízené napětí.
Neinvertující vstupy operačních zesilovačů přijímají referenční napětí z děliče vytvořeného přes odpory R3 - R15. Pokud na vstupu voltmetru není napětí, pak výstupy operačního zesilovače budou mít vysokou úroveň signálu a výstupy logických prvků logickou nulu, takže LED nebudou svítit.
Když je na vstupu indikátoru LED přijato naměřené napětí, na určitých výstupech komparátorů operačních zesilovačů se vytvoří nízká logická úroveň a podle toho LED obdrží vysokou logickou úroveň, v důsledku čehož se odpovídající LED se rozsvítí. Pro zamezení přívodu napěťové úrovně na vstupu zařízení je ochranná zenerova dioda 12 voltů.
Tato verze výše uvedeného schématu je ideální pro každého majitele vozu a poskytne mu vizuální informace o stavu nabití baterie. V tomto případě jsou použity čtyři vestavěné komparátory mikrosestavy LM324. Invertující vstupy generují referenční napětí 5,6V, 5,2V, 4,8V, 4,4V. Napětí baterie je přímo přiváděno na invertující vstup přes dělič přes odpory R1 a R7.
LED diody fungují jako blikající indikátory. Pro konfiguraci je k baterii připojen voltmetr a poté je proměnný odpor R6 nastaven tak, aby na invertujících svorkách byla přítomna požadovaná napětí. Upevněte indikační LED na předním panelu vozu a zakreslete vedle nich napětí baterie, při kterém se rozsvítí ten či onen indikátor.
Dnes se tedy chci podívat na další projekt využívající mikrokontroléry, ale také velmi užitečný v každodenní práci radioamatéra. Jedná se o digitální zařízení založené na moderním mikrokontroléru. Jeho design byl převzat z rozhlasového časopisu pro rok 2010 a lze jej v případě potřeby snadno převést na ampérmetr.
Tato jednoduchá konstrukce automobilového voltmetru slouží ke sledování napětí palubní sítě automobilu a je určena pro rozsah od 10,5 V do 15 voltů. Jako indikátor se používá deset LED.
Srdcem obvodu je LM3914 IC. Je schopen odhadnout úroveň vstupního napětí a zobrazit přibližný výsledek na LED v bodovém nebo pruhovém režimu.
LED diody zobrazují aktuální hodnotu napětí baterie nebo palubní sítě v tečkovém režimu (pin 9 není připojen nebo připojen k mínusu) nebo sloupcovém režimu (pin 9 k napájení plus).
Odpor R4 reguluje jas LED diod. Rezistory R2 a proměnná R1 tvoří dělič napětí. Pomocí R1 se nastavuje horní práh napětí a pomocí odporu R3 se nastavuje spodní práh.
Kalibrace obvodu se provádí podle následujícího principu. Na vstup voltmetru přivedeme 15 voltů. Poté změnou odporu R1 docílíme rozsvícení LED VD10 (v tečkovém režimu) nebo všech LED (ve sloupcovém režimu).
Poté přivedeme na vstup 10,5 voltu a R3 dosáhne záře VD1. A pak zvyšujeme úroveň napětí v krocích po půl voltu. Přepínač SA1 se používá k přepínání mezi režimy bodového/sloupcového zobrazení. Když je SA1 zavřený - sloupec, když je otevřený - tečka.
Pokud je napětí na baterii nižší než 11 voltů, zenerovy diody VD1 a VD2 neprocházejí proudem, proto se rozsvítí pouze HL1, což indikuje nízkou úroveň napětí v palubní síti vozidla.
Pokud je napětí v rozsahu od 12 do 14 voltů, zenerova dioda VD1 odblokuje VT1. HL2 se rozsvítí, což znamená normální úroveň nabití baterie. Pokud je napětí baterie vyšší než 15 voltů, zenerova dioda VD2 odemkne VT2 a rozsvítí se LED HL3, což indikuje značné přepětí v síti vozidla.
Jako indikátor jsou použity tři LED diody, stejně jako v předchozím provedení.
Když je úroveň napětí nízká, rozsvítí se HL1. Pokud je norma HL2. A více než 14 voltů, třetí LED bliká. Zenerova dioda VD1 tvoří referenční napětí pro provoz operačního zesilovače.
Elektronické domácí produkty pro pomoc motoristům
Voltmetr nainstalovaný na palubní desce automobilu vám umožňuje rychle sledovat úroveň napětí v jeho palubní síti.Takové zařízení nevyžaduje vysoké rozlišení, ale vyžaduje schopnost snadno a rychle odečítat hodnoty. Tyto podmínky nejlépe splňuje diskrétní LED indikátor napětí. Taková zařízení se velmi rozšířila pro hodnocení úrovně napětí a výkonu (v zařízeních pro zesílení zvuku). Obvykle se realizují dvěma způsoby.
První je podrobně popsán v. Jeho podstatou je, že ke zdroji měřeného napětí je přes vícevýstupový odporový dělič napětí připojena řada LED. Jsou zde využity prahové vlastnosti LED, tranzistorů a diod. Pro jednoduchost takového indikátoru musíte zaplatit nejasným prahem pro rozsvícení LED (jak autor poznamenává). Taková zařízení se kdysi prodávala ve formě rádiových souprav.
Druhou metodou je použití samostatného komparátoru pro rozsvícení každé LED, porovnávání části vstupního signálu s referenčním signálem (jako například v), Vzhledem k vysokému zisku komparátorů, nejčastěji prováděných na operačních zesilovačích , prahy zapnutí a vypnutí jsou velmi jasné, ale indikátor vyžaduje mnoho mikroobvodů. Čtyři operační zesilovače jsou v současné době stále drahé a jeden takový čip může řídit pouze čtyři LED.
Na závěr nelze opomenout práci (4), kde je použit princip analogově-digitální konverze. Toto provedení má mnoho výhod, ale přesto je zde mnoho dílů a také neekonomické.
Voltmetr, na který jste upozornili, je optimalizován ve světle výše uvedeného - v něm jsou jasné prahové úrovně pro zapalování LED získány s použitím minima levných, ekonomických a široce dostupných prvků. Princip činnosti zařízení je založen na prahových vlastnostech digitálního mikroobvodu.
Zařízení (viz schéma na obr. 1) je šestiúrovňový indikátor. Pro snadné použití v autě je interval měření zvolen na 10...15 V v krocích po 1 V. Interval i krok lze snadno změnit.
Prahovými zařízeními je šest invertorů DD1.1-DD1.6, z nichž každý je nelineární napěťový zesilovač s vysokým ziskem. Úroveň prahového spínání invertorů je přibližně polovina napájecího napětí mikroobvodu, takže se zdá, že porovnávají vstupní napětí s polovičním napájecím napětím.
Pokud vstupní napětí měniče překročí prahovou úroveň, objeví se na jeho výstupu nízké napětí. Proto bude LED sloužící jako zátěž měniče rozsvícena výstupním (přitékajícím) proudem. Když je výstup měničů vysoký, LED se uzavřou a zhasnou.
Z výstupů odporového děliče R1-R7 je na vstup měničů přiváděn odpovídající podíl napětí palubní sítě. Při změně palubního napětí se úměrně mění i jeho podíly. Napájecí napětí střídačů a vedení LED je stabilizováno stabilizátorem mikroobvodu DA1. Hodnoty rezistorů R1-R7 jsou vypočteny tak, aby se získal spínací krok rovný 1 V.
Kondenzátor C2 spolu s rezistorem R1 tvoří nízkofrekvenční filtr, který potlačuje krátkodobé napěťové rázy, ke kterým může dojít např. při startování motoru. Výrobce mikroobvodových stabilizátorů doporučuje instalovat kondenzátor C1 pro zlepšení jejich stability při vysokých frekvencích. Rezistory R8-R13 omezují výstupní proud měničů.
Jak vypočítat odpory R1--R7? I přesto, že na vstupu měničů DD1.1.-D1.6 jsou instalovány tranzistory s efektem pole, které prakticky nespotřebovávají vstupní proud, dochází k tzv. svodovému proudu. To nás nutí zvolit proud děličem, který je mnohem větší než celkový svodový proud všech šesti měničů (ne více než 6X10-5 μA). Minimální proud děličem bude při minimálním udávaném napětí 10 V.
Nastavme tento proud na 100 μA, což je asi milionkrát více než unikající proud. Pak by se celkový odpor děliče RД=R1+R2+RЗ+R4+R5+R6+R7 (v kiloohmech, pokud je napětí ve voltech a proud v miliampérech) měl rovnat: Rд=Uвx min. /Imin = 10V/0,1mA = 100kOhm.
Nyní spočítejme odpor každého z rezistorů za podmínky Upor = Upit/2, tedy v uvažovaném případě Upor = 3 V. Při vstupním napětí 15 V by na rezistoru R7 měly klesnout 3 V a proud přes to (rovná se proudu celým děličem) Id=UBX/Rd=15 V/100 kOhm=0,15 mA=150 μA, Pak odpor rezistoru R7: R=Upop/Id; R7=3 V/0,15 mA=20 kOhm.
Na vstupu měniče DD1.5 by mělo být 3 V se vstupním napětím 14 V. Proud děličem je v tomto případě Id = 14 V/100 kOhm = 0,14 mA. Potom celkový odpor R6+R7=Upop/Id=3/0,14-21,5 kOhm.
Proto R6 = 21,5-20 = 1,5 kOhm.
Odpor zbývajících rezistorů děliče se určí stejným způsobem: R5=UporkhRd/Uin-(R6+R7)-1,6 kOhm; R4-2 kOhm, RЗ-2,2 kOhm, R2-2,7 kOhm a nakonec R1=Rд-(R2+RЗ+R4+R5+R6+R7) = 70 kOhm-68 kOhm.
Obecně, jak je známo, je prahové napětí prvků mikroobvodu CMOS v rozsahu od 1/3 Upit do 2/3 Upit. Je také známo, že prvky jednoho mikroobvodu vyrobené v jediném technologickém cyklu na jediném čipu mají téměř shodné prahové hodnoty spínání. Pro přesné nastavení „začátku stupnice“ voltmetru tedy stačí nahradit rezistor R1 sériovým obvodem skládajícím se z trimru s vypočtenou hodnotou a konstanty s hodnotou poloviční oproti vypočtené hodnotě.
Teplotní stabilita zařízení je velmi vysoká. Při změně teploty z -10 na +60 °C se práh odezvy změní o několik setin voltu. Stabilizátor mikroobvodu DA1 má také teplotní stabilitu ne horší než 30 mV v rozsahu 0...100 °C.
Výstupní napětí stabilizátoru DA1 by nemělo být menší než 6 V, jinak nebudou měniče schopny zajistit požadovaný proud přes LED. Invertory mikroobvodu K561LN2 umožňují výstupní proud až 8 mA. LED diody AL307BM lze vyměnit za jakékoli jiné přepočtem hodnot odporů R8-R13 omezujících proud. Kondenzátory mohou být také libovolné se jmenovitým napětím alespoň 10 V.
Pro nastavení se sestavené zařízení připojí na výstup regulovatelného zdroje napětí, který bude simulovat palubní síť. Po nastavení výstupního napětí zdroje na 10 V a odporu trimovacího rezistoru na maximum otáčejte jeho posuvníkem, dokud se nerozsvítí LED HL1. Zbývající úrovně se nastaví automaticky.
Díly voltmetru jsou osazeny na desce plošných spojů z laminátu potaženého fólií o tloušťce 1 mm. Výkres desky je na Obr. 2. Je určen k instalaci ladícího odporu SPZ-33 a zbytek - MLT-0,125, kondenzátor C1 - KM, C2 - K50-35.
Deska je připevněna ke dnu plastové krabičky dvěma šrouby M2,5 na trubkových stojáncích a dalším stejného typu, který současně přitlačuje čip DA1 k desce. Všimněte si, že tento mikroobvod je instalován s plastovým (ne kovovým) okrajem k desce. Mezi tělo čipu a desku je také instalován trubkový stojan, který je však zkrácen.
Před instalací jsou LED vodiče ohnuty o 90 stupňů tak, aby jejich optické osy byly rovnoběžné s rovinou desky. Pouzdra LED by měla vyčnívat za okraj desky a při konečné montáži zařízení zasahovat do otvorů vyvrtaných na konci krabice.
LITERATURA
1. Nechaev I. LED indikátor úrovně signálu. - Rozhlas, 1988, č. 12, s. 52.
2. Isaulov V., Vasilenko E. Jednoduchý indikátor úrovně nahrávání. - RadioAmator, 1995, č. 3, s. 5.
3. Tikhomirov A. Indikátor napětí palubní sítě. - RadioAmator, 1996, č. 10, s. 2.
4. Gvozditsky G. Indikátor napětí palubní sítě. - Rozhlas, 1992, č. 7, s. 18-20.
O. KLEVTSOV, Dněpropetrovsk, Ukrajina
Rozhlasový časopis 1998, číslo 2
Poznámka redakce časopisu Radio: Stabilita stabilizátoru a celého zařízení jako celku bude ještě vyšší, pokud se na vstup mikroobvodu (mezi piny 8 a 17) připojí kondenzátor o kapacitě 0,1 mikronu. Aby byl stabilizátor chráněn před náhodnými napěťovými rázy v palubní síti, jejíž amplituda může dosáhnout 80 - 00 V, měl by být paralelně s tímto kondenzátorem zapojen další kondenzátor - oxidový. Musí mít kapacitu minimálně 1000 μF a jmenovité napětí 25 V. Tento kondenzátor bude mít také příznivý vliv na provoz rádiových a zvukových zesilovacích zařízení pro automobily.
Poměrně málo motoristů se potýká s takovým problémem, jako je neočekávané vybití baterie. Zvláště nepříjemné je, když se to stane na cestě daleko od domova. Jedním z důvodů může být porucha generátoru automobilu. Pomáhá předcházet hrozícímu vybití baterie voltmetr do auta. Níže jsou uvedena jednoduchá schémata takového zařízení.
Automobilový voltmetr na čipu LM3914
Tento obvod automobilového voltmetru je určen pro sledování napětí palubní sítě automobilu v rozsahu od 10,5V do 15V. Jako indikátory se používá 10 LED.
Základ obvodu je integrovaný. Tento mikroobvod je schopen odhadnout vstupní napětí a zobrazit výsledek na 10 LED v tečkovém nebo sloupcovém režimu. Čip LM3914 je schopen pracovat v širokém rozsahu napájení (3V...25V). Jas LED diod lze nastavit pomocí externího proměnného odporu. Výstupy mikroobvodu jsou kompatibilní s logikou TTL a CMOS.
Deset LED diod VD1-VD10 zobrazuje aktuální hodnotu napětí baterie nebo napětí palubní sítě vozidla v bodovém režimu (pin 9 není připojen nebo připojen k mínusu) nebo sloupcovém režimu (pin 9 je připojen k napájení plus ).
Rezistor R4 zapojený mezi piny 6,7 a napájení mínus nastavuje jas LED. Rezistory R2 a proměnný rezistor R1 tvoří dělič napětí. Pomocí proměnného odporu R1 se nastavuje horní úroveň napětí a pomocí R3 se nastavuje spodní.
Jak již bylo zmíněno dříve, tento automobilový voltmetr poskytuje indikaci 10,5 až 15 voltů. Kalibrace obvodu se provádí následovně. Přiveďte 15 voltů z napájecího zdroje na vstup obvodu voltmetru. Poté je nutno změnou odporu rezistoru R1 zajistit rozsvícení LED VD10 (v tečkovém režimu) nebo všech LED VD...VD10 (ve sloupcovém režimu).
Poté připojte 10,5 V na vstup a použijte proměnný odpor R3, abyste zajistili, že se rozsvítí pouze LED VD1. Nyní zvyšujte napětí v krocích po 0,5 voltu, LED diody se rozsvítí jedna po druhé a při napětí 15 voltů se rozsvítí všechny LED diody. Přepínač SA1 je určen k přepínání mezi režimy indikace bod/sloupec. Když je spínač SA1 sepnutý, je to sloupec, když je otevřený, je to tečka.
Automobilový voltmetr pomocí tranzistorů
Následující obvod automobilového voltmetru je postaven na dvou. Při napětí na akumulátoru nižším než 11 voltů neprochází zenerovými diodami VD1 a VD2 proud, proto svítí pouze červená LED indikující nízké napětí v palubní síti vozidla.
Pokud je napětí mezi 12 a 14 volty, zenerova dioda VD1 otevře tranzistor VT1. Zelená LED se rozsvítí a indikuje normální napětí. Pokud napětí baterie překročí 15 voltů, zenerova dioda VD2 otevře tranzistor VT2, v důsledku čehož se rozsvítí žlutá LED, což indikuje značné přepětí v síti vozidla.
Voltmetr na operačním zesilovači LM393
Tento jednoduchý automobilový voltmetr je postaven na operačním zesilovači. Jako indikátor, stejně jako v předchozím obvodu, jsou použity tři LED diody.
Když je napětí nízké (méně než 11V), rozsvítí se červená LED. Pokud je napětí normální (12,4…14V), kontrolka se rozsvítí zeleně. Pokud napětí překročí 14V, rozsvítí se žlutá LED. Zenerova dioda VD1 tvoří referenční napětí. Toto schéma je podobné schématu.
Automobilový voltmetr na mikroobvodu K1003PP1
Tento obvod voltmetru pro auto je postaven na mikroobvodu K1003PP1 a umožňuje sledovat napětí palubní sítě pomocí svitu 3 LED:
- Když je napětí nižší než 11 voltů, rozsvítí se LED HL1
- Při napětí 11,1…14,4 V se rozsvítí LED HL2
- Když je napětí vyšší než 14,6 V, rozsvítí se LED HL3
Založit. Po přivedení napětí na vstup z libovolného zdroje (11,1...14,4V) je nutné použít proměnný rezistor R4, aby se LED HL2 rozsvítila.
Toto je popis jednoduchého pseudoanalogového voltmetru. Naměřená hodnota je odečítána ve formě LED bodů, stylizovaných jako pointer senzor (i když to lze provést i ve formě LED pravítka), ale měření probíhá v digitální podobě, pomocí mikrokontroléru. Voltmetr byl vytvořen jako doplněk k regulovanému napájecímu zdroji a byl vyroben z dostupných rádiových prvků.
Schematický diagram
Voltmetr se skládá ze dvou částí: displeje a měřicího modulu. Zde je běžný zdroj 5 V, MCU Atmega8 s externím zdrojem referenčního napětí a registry s 32 LED.
Jednoduchý LED voltmetr - schéma digitální části Hlavní rozsah měření napětí je 1-32 V s rozlišením 1 V, ale bylo rozhodnuto přidat automatickou změnu rozsahu 0,1-3,2 V s rozlišením 0,1 V.
Jednoduchý LED voltmetr - indikační obvod Princip činnosti je založen na měření napětí pomocí dvou převodníků ADC0 a ADC1. Převodník ADC1 slouží k určení měřicího rozsahu. Hodnota z tohoto snímače umožňuje ovládat a přidávat odpor R9 přes pin portu PC2 - tvořící dělič 1:10, nebo jej vypínat. Pro napětí 0,1-3,2 V je vstupní napětí z CON2 přiváděno přes rezistor R8 a jde přímo na vstup převodníku ADC0. Pokud napětí překročí nastavenou hodnotu 3,3V, přepne se z dolního rozsahu (rozsvítí se zelená dioda LED33) do vysokého rozsahu.
Chcete-li použít takový voltmetr pro napájení 15 V, můžete místo děliče 1:10 nainstalovat dělič 1:4, který dává rozsah až 16 V s rozlišením 0,5 V. Protože ne každému se bude líbit přepínání rozsahů, můžete to odmítnout a udělat jeden rozsah připojením R9 přímo k zemi, přerušením připojení na pin PC2, ADC1 nevyužit, můžete také připojit k zemi.
Diody D2-D5 (spolu s R8, R10) představují nejjednodušší ochranu měničů před napájecím napětím vyšším než je napájecí napětí Atmega, tedy 5 V. Kondenzátory C7, C8 navíc filtrují vypočtené napětí. Interní referenční napětí Atmega bylo opuštěno kvůli jeho nestabilitě. Referenční napětí se provádí na TL431. Referenční napětí bylo pevně nastaveno na 3,3 V. Jemné doladění se provádí pomocí potenciometru. Rezistory R3 a R4 umožňují zvolit rozsah nastavení napětí potenciometru.
Typické je také napájení analogové části MK, využívající tlumivku 10 µH a kondenzátor 100 nF. Rozdělil masové digitální a analogové.
Měřicí napětí jsou postupně přenášena do registrů pomocí signálů označených CLK, D a C., které jsou vyvedeny na konektor CON4.
Přepínání režimů
Voltmetr může pracovat v režimu „světelný bod“ podle standardního nastavení nebo v režimu LED pravítka. Změna režimu se provádí změnou stavu kontaktu PB0, pin 14. Připojení k zemi je bodový režim, odpojením tohoto kontaktu od země se přepne do režimu pravítka.
Tranzistor T1, R6, R7 a LED1 tvoří jednoduchý zdroj proudu, což eliminuje potřebu samostatných rezistorů pro každou z 32 LED displeje. Proud takového zdroje proudu je určen jmenovitou hodnotou R7. Voltmetr je vyroben na jednostranných deskách plošných spojů. Soubory a firmware - .
Starý dobrý způsob.
Voltmetr nainstalovaný na palubní desce automobilu vám umožňuje rychle sledovat úroveň napětí v jeho palubní síti. Takové zařízení nevyžaduje vysoké rozlišení, ale vyžaduje schopnost snadno a rychle určit hodnoty. Tyto podmínky nejlépe splňuje diskrétní led indikátor Napětí. Taková zařízení se velmi rozšířila pro hodnocení úrovně napětí a výkonu. Obvykle se realizují dvěma způsoby.
Za prvé, jeho podstatou je, že řada LED je připojena ke zdroji měřeného napětí přes vícevýstupový odporový dělič napětí. Jsou zde využity prahové vlastnosti LED, tranzistorů a diod. Pro jednoduchost takového indikátoru musíte zaplatit za nejasný práh pro rozsvícení LED. Podobná zařízení se kdysi prodávala ve formě rádiových souprav.
Druhou metodou je použití samostatného komparátoru pro rozsvícení každé LED, přičemž se porovnává část vstupního signálu s referenčním. Vzhledem k vysokému zisku komparátorů, nejčastěji implementovaných v operačních zesilovačích, jsou prahy zapnutí a vypnutí velmi jasné, ale indikátor vyžaduje hodně čipů. Čtyři operační zesilovače jsou v současné době stále drahé a jeden takový čip může řídit pouze čtyři LED.
Voltmetr, na který jste upozornili, je optimalizován ve světle výše uvedeného - v něm jsou jasné prahové úrovně pro zapalování LED získány s použitím minima levných, ekonomických a široce dostupných prvků. Princip činnosti zařízení je založen na prahových vlastnostech digitálního mikroobvodu.
Zařízení (viz schéma na obr. 1) je šestiúrovňový indikátor. Pro snadné použití v autě je interval měření zvolen na 10...15 V v krocích po 1 V. Interval i krok lze snadno změnit.
Prahovými zařízeními je šest invertorů DD1.1-DD1.6, z nichž každý je nelineární napěťový zesilovač s vysokým ziskem. Úroveň prahového spínání invertorů je přibližně polovina napájecího napětí mikroobvodu, takže se zdá, že porovnávají vstupní napětí s polovičním napájecím napětím.
Pokud vstupní napětí měniče překročí prahovou úroveň, objeví se na jeho výstupu nízké napětí. Proto bude LED sloužící jako zátěž měniče rozsvícena výstupním (přitékajícím) proudem. Když je výstup měničů vysoký, LED se uzavřou a zhasnou.
Z výstupů odporového děliče R1-R7 je na vstup měničů přiváděn odpovídající podíl napětí palubní sítě. Při změně palubního napětí se úměrně mění i jeho podíly. Napájecí napětí střídačů a vedení LED je stabilizováno stabilizačním čipem DA1. Hodnoty rezistorů R1-R7 jsou vypočteny tak, aby se získal spínací krok rovný 1 V.
Kondenzátor C2 spolu s rezistorem R1 tvoří nízkofrekvenční filtr, který potlačuje krátkodobé napěťové rázy, ke kterým může dojít např. při startování motoru. Výrobce mikroobvodových stabilizátorů doporučuje instalovat kondenzátor C1 pro zlepšení jejich stability při vysokých frekvencích. Rezistory R8-R13 omezují výstupní proud měničů.
Jak vypočítat odpory R1-R7? I přesto, že na vstupu měničů DD1.1.-D1.6 jsou instalovány tranzistory s efektem pole, které prakticky nespotřebovávají vstupní proud, dochází k tzv. svodovému proudu. To nás nutí zvolit proud děličem, který je mnohem větší než celkový svodový proud všech šesti měničů (ne více než 6X10-5 μA). Minimální proud děličem bude při minimálním indukovaném napětí 10V.
Nastavme tento proud na 100 μA, což je asi milionkrát více než unikající proud. Pak by se celkový odpor děliče RД=R1+R2+RЗ+R4+R5+R6+R7 (v kiloohmech, pokud je napětí ve voltech a proud v miliampérech) měl rovnat: Rд=Uвx min. /Imin = 10V/0,1mA = 100kOhm.
Nyní spočítejme odpor každého z rezistorů za podmínky Upor = Upit/2, tedy v uvažovaném případě Upor = 3 V. Při vstupním napětí 15 V by na rezistoru R7 měly klesnout 3 V a proud přes to (rovná se proudu celým děličem) Id=UBX/Rd=15 V/100 kOhm=0,15 mA=150 μA, Pak odpor rezistoru R7: R=Upop/Id; R7=3 V/0,15 mA=20 kOhm.
Na vstupu měniče DD1.5 by mělo být 3 V se vstupním napětím 14 V. Proud děličem je v tomto případě Id = 14 V/100 kOhm = 0,14 mA. Potom celkový odpor R6+R7=Upop/Id=3/0,14-21,5 kOhm.
Proto R6 = 21,5-20 = 1,5 kOhm.
Odpor zbývajících rezistorů děliče se určí stejným způsobem: R5=UporkhRd/Uin-(R6+R7)-1,6 kOhm; R4-2 kOhm, RЗ-2,2 kOhm, R2-2,7 kOhm a nakonec R1=Rд-(R2+RЗ+R4+R5+R6+R7) = 70 kOhm-68 kOhm.
Obecně, jak je známo, je prahové napětí prvků mikroobvodu CMOS v rozsahu od 1/3 Upit do 2/3 Upit. Je také známo, že prvky jednoho mikroobvodu vyrobené v jediném technologickém cyklu na jediném čipu mají téměř shodné prahové hodnoty spínání. Pro přesné nastavení „začátku stupnice“ voltmetru tedy stačí nahradit rezistor R1 sériovým obvodem skládajícím se z trimru s vypočtenou hodnotou a konstanty s hodnotou poloviční oproti vypočtené hodnotě.
Teplotní stabilita zařízení je velmi vysoká. Při změně teploty z -10 na +60 °C se práh odezvy změní o několik setin voltu. Stabilizátor mikroobvodu DA1 má také teplotní stabilitu ne horší než 30 mV v rozsahu 0...100 °C.
Výstupní napětí stabilizátoru DA1 by nemělo být menší než 6 V, jinak nebudou měniče schopny zajistit požadovaný proud přes LED. Invertory mikroobvodu K561LN2 umožňují výstupní proud až 8 mA. LED diody AL307BM lze nahradit jakýmikoli jinými přepočtem hodnot odporů R8-R13 omezujících proud. Kondenzátory mohou být také libovolné se jmenovitým napětím alespoň 10 V.
Pro nastavení se sestavené zařízení připojí na výstup regulovatelného zdroje napětí, který bude simulovat palubní síť. Po nastavení výstupního napětí zdroje na 10 V a odporu trimovacího rezistoru na maximum otáčejte jeho posuvníkem, dokud se nerozsvítí LED HL1. Zbývající úrovně se nastaví automaticky.
Díly voltmetru jsou osazeny na desce plošných spojů z laminátu potaženého fólií o tloušťce 1 mm. Výkres desky je na Obr. 2. Je určen k instalaci ladícího odporu SPZ-33 a zbytek - MLT-0,125, kondenzátor C1 - KM, C2 - K50-35.
Deska je připevněna ke dnu plastové krabičky dvěma šrouby M2,5 na trubkových stojáncích a dalším stejného typu, který současně přitlačuje čip DA1 k desce. Všimněte si, že tento mikroobvod je instalován s plastovým (ne kovovým) okrajem k desce. Mezi tělo čipu a desku je také instalován trubkový stojan, který je však zkrácen.
Před instalací jsou LED vodiče ohnuty o 90 stupňů tak, aby jejich optické osy byly rovnoběžné s rovinou desky. Pouzdra LED by měla vyčnívat za okraj desky a při konečné montáži zařízení zasahovat do otvorů vyvrtaných na konci krabice.
Stabilita stabilizátoru a celého zařízení jako celku bude ještě vyšší, pokud se na vstup mikroobvodu (mezi piny 8 a 17) připojí kondenzátor o kapacitě 0,1 mikronu. Aby byl stabilizátor chráněn před náhodnými napěťovými rázy v palubní síti, jejíž amplituda může dosáhnout 80 - 00 V, měl by být paralelně s tímto kondenzátorem zapojen další kondenzátor - oxidový. Musí mít kapacitu alespoň 1000 μF a jmenovité napětí 25 V. Tento kondenzátor bude mít příznivý vliv na provoz rádiových přijímačů a zesilovačů audiosystému v automobilech.
Literatura
