オンボード LED 電圧計。スキーム、説明

無線電子工学および電気工学の百科事典
無料のライブラリ / 無線電子および電気機器のスキーム

オンボードLED電圧計。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無料のテクニカルライブラリ

電圧レベルを光表示するためのデバイスの説明は、すでに私たちの雑誌のページに掲載されています。公開されたものに他に何を追加できるでしょうか？それができることが分かりました！以下の記事はこれを裏付けています。本物のアマチュア無線家は、問題が解決したと急いで考える必要はありません...

車のダッシュボードに電圧計を設置すると、車載ネットワークの電圧レベルをすばやく監視できます。このようなデバイスには高解像度は必要ありませんが、測定値を簡単かつ迅速に読み取る機能が必要です。これらの条件は、個別の LED 電圧インジケーターによって最適に満たされます。同様の装置は、（音響増幅装置の）電圧と電力のレベルを評価するために非常に普及しています。通常、これらは XNUMX つの方法で実装されます。

1 つ目については [2] で詳しく説明されています。その本質は、一連の LED が多出力抵抗分圧器を介して測定電圧源に接続されていることです。ここでは、LED、トランジスタ、ダイオードのしきい値特性が使用されます。このようなインジケーターはシンプルですが、その代償として LED 点火しきい値が曖昧になります ([XNUMX] で著者が指摘しているように)。このようなデバイスは、かつてはラジオデザイナーの形で販売されていました。

3 番目の方法は、個別のコンパレータを使用して各 LED をオンにし、入力信号の一部を例示的な信号と比較する方法です (たとえば、[XNUMX])。多くのチップが必要です。クワッドオペアンプは現在でも高価であり、そのようなチップ XNUMX つで駆動できる LED は XNUMX つだけです。

最後に、アナログからデジタルへの変換の原理が使用されている研究 (4) に注目することはできません。この設計には多くの利点がありますが、それでも詳細が多すぎて不経済でもあります。

ご紹介した電圧計は上記を考慮して最適化されており、安価で経済的で広く入手可能な最小限の要素を使用して LED 点火の明確なしきい値レベルが得られます。デバイスの動作原理は、デジタル超小型回路のしきい値特性に基づいています。

このデバイス (図 1 の図を参照) は 10 段階のインジケーターです。車での使いやすさを考慮して、測定間隔は 15 ～ 1 V で XNUMX V ステップに設定されており、間隔とステップの両方を簡単に変更できます。

オンボードLED電圧計

閾値デバイスは 1,1 つのインバータ DD1.6 ～ DDXNUMX であり、それぞれが大きなゲインを備えた非線形電圧増幅器です。インバータのスイッチングしきい値レベルは、チップが供給する電圧の約半分であるため、入力電圧と電源電圧の半分を比較するようなものです。

インバータの入力電圧がしきい値レベルを超えると、出力電圧が低くなります。したがって、インバータの負荷となるLEDは出力（吸い込み）電流により点灯します。インバータの出力が高い場合、LED は閉じて消灯します。

抵抗分圧器 R1 ～ R7 の出力から、オンボードネットワークの電圧の対応する部分がインバータの入力に供給されます。オンボード電圧が変化すると、そのシェアも比例して変化します。インバータと LED ラインの電源電圧は、DA1 マイクロ回路スタビライザによって安定化されます。抵抗R1〜R7の値は、1 Vのスイッチングステップが得られるように計算されます。

コンデンサ C2 は抵抗 R1 とともに低周波フィルタを形成し、エンジン始動時などに発生する可能性のある短期間の電圧スパイクを抑制します。マイクロ回路スタビライザーのメーカーは、高周波での安定性を向上させるためにコンデンサ C1 を取り付けることを推奨しています。抵抗 R8 ～ R13 はインバータの出力電流を制限します。

抵抗 R1 ～ R7 を計算するにはどうすればよいですか? 電界効果トランジスタがインバータDD1.1.～D1.6の入力に設置されており、実際には入力電流を消費しないにもかかわらず、いわゆる漏れ電流が存在する。このため、6 つのインバータすべての合計リーク電流 (10X5-10 μA 以下) よりも大幅に大きい分圧器を流れる電流を選択する必要があります。分圧器を流れる最小電流は、表示された最小電圧 XNUMX V になります。

この電流を漏れ電流の約100万倍である1μAに設定しましょう。次に、分圧器の合計抵抗 RD=R2+R4+RЗ+R5+R6+R7+R10 (電圧がボルト、電流がミリアンペアの場合、キロオーム) は次のようになります。 Rd=Uvx min/Imin = 0,1V /100mA = XNUMXキロオーム。

次に、条件 Upr \u2d Upit / 3、つまり、検討中のケースでは Upr \u15d 7 V の下で各抵抗の抵抗を計算しましょう。入力電圧が 3 V の場合、15 V が抵抗 R100 にかかるはずです。それを流れる電流（分圧器全体を流れる電流に等しい）Id \u0,15d UBX / Rd \u150d 7 V / 7 kOhm \u3d 0,15 mA \u20d XNUMX μA、次に、抵抗器RXNUMXの抵抗：R \uXNUMXd Upor / Id ; RXNUMX=XNUMXV/XNUMXmA=XNUMXkΩ。

DD1.5 インバータの入力では、入力電圧 3 V で 14 V である必要があります。この場合、分圧器を流れる電流は Id \u14d 100 V / 0,14 kOhm \u6d 7 mA です。次に、合計抵抗R3 + R0,14 \u21,5d Upop / Id \uXNUMXd XNUMX / XNUMX-XNUMX kOhm。

したがって、R6 \u21,5d 20-1,5 \uXNUMXd XNUMX kOhm.

同様に、分圧器の残りの抵抗の抵抗値が決定されます。 R5 \u6d UporkhRd / Uin- (R7 + R1,6) -4 kOhm; R2-2,2 kOhm、R2-2.7 kOhm、R1-2 kOhm、そして最後に、R4 \u5d Rd- (R6 + R7 + R70 + R68 + RXNUMX + RXNUMX) \uXNUMXd XNUMX kOhm-XNUMX kOhm。

一般に、知られているように、ＣＭＯＳマイクロ回路の素子の閾値電圧は、１／３Ｕｐｉｔから２／３Ｕｐｉｔの範囲にある。同じマイクロ回路の要素は、同じチップ上の単一の技術サイクルで製造され、スイッチング閾値の値がほぼ同じであることも知られています。したがって、電圧計の「目盛の始まり」を正確に設定するには、抵抗器R1を、計算された定格を持つトリマーと計算された定格より3倍小さい定格を持つ定数の直列回路に置き換えるだけで十分です。

デバイスの温度安定性は非常に高いです。温度が -10 °C から +60 °C に変化すると、応答しきい値は数百分の 1 ボルト変化します。 DA30 マイクロ回路安定化装置は、0 ～ 100 °C の範囲内で少なくとも XNUMX mV の温度安定性もあります。

DA1 スタビライザーの出力電圧は 6 V 未満であってはなりません。561 V 未満でない場合、インバーターは LED に必要な電流を供給できなくなります。 K2LN8 チップのインバータでは、最大 307 mA の出力電流が可能です。 AL8BM LED は、電流制限抵抗 R13 ～ R10 の値を再計算することで他の LED に置き換えることができます。コンデンサも、定格電圧が XNUMX V 以上であれば、どのようなものでも使用できます。

組み立てられたデバイスを確立するには、オンボードネットワークをシミュレートする調整可能な電圧源の出力に接続します。ソースの出力電圧を 10 V に設定し、調整抵抗の抵抗を最大に設定し、HL1 LED が点灯するまでスライダーを回転させます。残りのレベルは自動的に設定されます。

電圧計の部品は、厚さ 1 mm のガラス繊維フォイルで作られたプリント基板に取り付けられています。基板の図面を図に示します。 2.調整抵抗器SPZ-33と残りのMLT-0,125、コンデンサC1 - KM、C2 - K50-35を取り付けるように設計されています。

オンボードLED電圧計

ボードは、管状ラック上の 2,5 本の M1 ネジと、同時に DAXNUMX チップをボードに押し付けるもう XNUMX 本のネジを使用して、プラスチックボックスの底部に取り付けられています。この超小型回路は、プラスチック (金属ではない) 側を基板に取り付けてあることに注意してください。管状スタンドもマイクロ回路ケースと基板の間に取り付けられていますが、短くされています。

実装前のLEDのリードは光軸が基板面と平行になるように90度折り曲げられています。 LED のハウジングは基板の端から突き出る必要があり、デバイスの最終組み立て中に、ボックスの端に開けられた穴に入ります。

8ミクロンの容量のコンデンサをマイクロ回路の入力（ピン17と0,1の間）に接続すると、スタビライザーとデバイス全体の安定性がさらに高まります。振幅が 80 ～ 00 V に達する可能性があるオンボードネットワーク内の偶発的な電圧サージからスタビライザーを保護するために、このコンデンサと並列に別の酸化物コンデンサを接続する必要があります。少なくとも 1000 マイクロファラッドの容量と 25 V の公称電圧が必要です。このコンデンサは、ラジオや音声増幅の自動車機器の動作にも有益な効果をもたらします。

文学

Nechaev I. LED信号レベルインジケーター。 - ラジオ、1988 年、第 12 号、p. 52.
Isaulov V.、Vasilenko E. シンプルな録音レベルインジケーター。 - RadioAmator、1995 年、No. 3、p. 5.
Tikhomirov A. オンボードネットワーク電圧インジケーター。 - RadioAmator、1996 年、第 10 号、p. 2.
Gvozditsky G. オンボードネットワーク電圧インジケーター。 - ラジオ、1992 年、第 7 号、p. 18-20。

著者: O. Klevtsov、ドネプロペトロフスク、ウクライナ

他の記事も見る セクション自動車。電子デバイス.

読み書き 有用なこの記事へのコメント.

<<戻る

科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

庭の花の間引き機 02.05.2024

現代の農業では、植物の世話プロセスの効率を高めることを目的とした技術進歩が進んでいます。収穫段階を最適化するように設計された革新的な Florix 摘花機がイタリアで発表されました。このツールには可動アームが装備されているため、庭のニーズに簡単に適応できます。オペレーターは、ジョイスティックを使用してトラクターの運転台から細いワイヤーを制御することで、細いワイヤーの速度を調整できます。このアプローチにより、花の間引きプロセスの効率が大幅に向上し、庭の特定の条件や、そこで栽培される果物の種類や種類に合わせて個別に調整できる可能性が得られます。 2 年間にわたりさまざまな種類の果物で Florix マシンをテストした結果、非常に有望な結果が得られました。フロリックス機械を数年間使用しているフィリベルト・モンタナリ氏のような農家は、花を摘むのに必要な時間と労力が大幅に削減されたと報告しています。 ... >>

最先端の赤外線顕微鏡 02.05.2024

顕微鏡は科学研究において重要な役割を果たしており、科学者は目に見えない構造やプロセスを詳しく調べることができます。ただし、さまざまな顕微鏡法には限界があり、その中には赤外領域を使用する場合の解像度の限界がありました。しかし、東京大学の日本人研究者らの最新の成果は、ミクロ世界の研究に新たな展望をもたらした。東京大学の科学者らは、赤外顕微鏡の機能に革命をもたらす新しい顕微鏡を発表した。この高度な機器を使用すると、生きた細菌の内部構造をナノメートルスケールで驚くほど鮮明に見ることができます。通常、中赤外顕微鏡は解像度が低いという制限がありますが、日本の研究者による最新の開発はこれらの制限を克服します。科学者によると、開発された顕微鏡では、従来の顕微鏡の解像度の 120 倍である最大 30 ナノメートルの解像度の画像を作成できます。 ... >>

昆虫用エアトラップ 01.05.2024

農業は経済の重要な分野の 1 つであり、害虫駆除はこのプロセスに不可欠な部分です。インド農業研究評議会 - 中央ジャガイモ研究所 (ICAR-CPRI) シムラーの科学者チームは、この問題に対する革新的な解決策、つまり風力発電の昆虫エアトラップを考案しました。このデバイスは、リアルタイムの昆虫個体数データを提供することで、従来の害虫駆除方法の欠点に対処します。このトラップは風力エネルギーのみで駆動されるため、電力を必要としない環境に優しいソリューションです。そのユニークな設計により、有害な昆虫と有益な昆虫の両方を監視することができ、あらゆる農業地域の個体群の完全な概要を提供します。「対象となる害虫を適切なタイミングで評価することで、害虫と病気の両方を制御するために必要な措置を講じることができます」とカピル氏は言います。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

レーザーホログラムは、産業用 XNUMXD 印刷の品質を向上させます 15.12.2019

レーザー三次元印刷の最新の産業技術の欠点の XNUMX つは、金属とレーザー光ビームとの接触点での強い加熱です。この加熱により金属粉末が溶融しますが、製造される部品の内部機械的応力と変形の領域も導入されます。そして、これらすべてのことは実質的に予測不可能であるため、何らかの方法でそれらを補うことは不可能です. しかし、ケンブリッジ大学の研究者グループが、上記の問題を解決する方法を発見しました。複雑なアルゴリズムを使用してコンピューターによって生成された特別なホログラフィック画像の助けを借りて、レーザー光エネルギーの分布を XNUMX 次元で制御することができ、製造された部品の不要な加熱を回避することができます。

「高出力レーザー光の単一ビームを使用する代わりに、XNUMX 次元空間の適切な点に特定の方法で焦点を合わせた複数のレーザー光ビームを使用します」とティムウィルキンソン教授 (ティムウィルキンソン) は言います。このプロジェクトでは、「これにより、部品をより立体的に印刷し、熱による歪みを回避することができます。

XNUMXD オブジェクトの印刷元となるホログラムは、コンピューターによって計算され、XNUMX 秒間に約 XNUMX 回の速度で修正され、エネルギーの分布の制御が改善されます。同時に、制御ホログラムを生成するアルゴリズムは、使用される材料の特性、光学的歪み、現在の温度など、多くの微妙な点を考慮に入れます。「このホログラフィックアプローチにより、以前は不可能だったことが可能になります。発生する熱変形のために印刷できない特定のタイプの構造があります」と Wilkinson 教授は述べています。

現在、科学者たちは、ビームがシリコン「マイクロディスプレイ」から反射される200つのレーザーを備えたパイロットプラントをすでに作成しています。これは、制御された回折格子として機能し、反射光の位相を変化させるシリコンチップの表面にある液晶の薄層です。レーザー光線。そして近い将来、ケンブリッジの研究者は、アルミニウム粉末の粒子を溶かすのに十分な合計出力XNUMX WのXNUMXつのレーザーを使用する、より高度な設備を作成することを計画しています.

このレベルのレーザー光パワーで液晶マイクロディスプレイの動作をテストすることに加えて、科学者は新しい施設を使用して、制御ホログラムをコンパイルするためのアルゴリズムを改善するために、プラスチックと樹脂を追加した金属粉末を使用します。計画では、2020 年に操業を開始する新しい大規模なプラントが必要であり、完全に稼働する産業プラントとなるこのプロジェクトは 2022 年までに完了する予定です。

その他の興味深いニュース:

科学技術、新しいエレクトロニクスのニュースフィード

無料の技術ライブラリの興味深い資料:

▪ サイトの家電製品セクション。記事の選択

▪ 記事社会心理学。講義ノート

▪ 記事地球上には何種類の動植物が生息していますか? 詳細な回答

▪ 記事ズビャンカの五葉。伝説、栽培、応用方法

▪ 記事アクセス制御管理システム (ACS) の用語集。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

▪ 記事電気モーターからのネットワーク変圧器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

この記事にコメントを残してください：

このページのすべての言語

ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー