電圧インジケータの簡素化。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

電圧インジケーターの簡素化。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

この記事の著者は、かつて人気のあったオンボード電圧インジケーターの最新版を読者に提供しています。

E. Klimchuk によってほぼ 1 年前に発表された、車のオンボード電圧インジケータ [XNUMX] は、私の意見では、依然としてこの目的で最も成功した設計の XNUMX つです。このインジケーターは車のダッシュボードを変更する必要がなく、測定値を「読み取る」のが簡単です。このデバイスを使用すると、システムの主要パラメータであるバッテリ電圧安定器を確実に判断できます。このインジケーターは私の車で XNUMX 年以上動作し、その有用性、高い安定性、信頼性を確認しました。

それにもかかわらず、テストランプの追加の動作モードを実装するためにわずかに異なる原理を適用し、アマチュア無線家が以前はアクセスできなかった要素が市場に登場したことを利用すれば、インジケーターを大幅に簡素化することが可能になります。そのパフォーマンス、特に温度補償型電圧安定化装置[2]と同時に動作する場合、マイクロ回路が 3 つから 30 つに減り、受動素子の数が減り、許容供給電圧範囲が XNUMX に拡大されました。 XNUMXV。

電圧インジケータの概略図を図に示します。 1. プロトタイプと同様に、制御ランプの 1.1 つの動作モードを構成するために、オペアンプ DA1.2 と DA1.3 で 1.2 つの電圧コンパレータが使用されました。違いは、回路による上部コンパレータの追加のスイッチングしきい値を取得するために、回路による下部コンパレータの高い出力電圧ではなく、低い出力電圧が使用されたという事実にあります。アンプDAXNUMXはコンパレータDAXNUMXの出力信号を反転します。

電圧インジケーターの簡素化

したがって、バッテリ端子の電圧が増加すると、論理組み合わせ 1.1、1.3、01、および 11 がオペアンプ DA00 および DA10 の出力に順次形成されます。

オペアンプ DA1.4 には方形パルス発生器が組み込まれており、その繰り返し率は C2R15 回路の定格に依存します。「ヒステリシス」電圧は、抵抗器 R14 を介して正のフィードバックを提供します。通常、このような発電機では、「ヒステリシス」はオペアンプのスイッチング電圧に関して対称であり、分圧器 R11R12 に同じ抵抗を使用することによって保証されます。この場合、発生器の出力におけるパルスのデューティサイクルは XNUMX に等しくなります。

分圧器の抵抗器の比が変更されると、ループの幅を変更せずに「ヒステリシス」が対称的でなくなり、そのため、コンデンサ C2 の充電時間と放電時間が等しくないことがわかります。パルスのデューティサイクルが変化します。さらに、コンパレータのスイッチング電圧が電源電圧の半分を超えるとデューティサイクルが増加し、この原理はテストランプの XNUMX つの発生器動作モードの動作認識に使用されます。

インジケーターの動作を視覚的に確認したところ、特定の最適な発電機周波数で XNUMX つのモードが得られることがわかりました。XNUMX つは定期的にランプが消灯し、もう XNUMX つは定期的に点灯します。ランプ消灯の頻度（これをモードと呼びましょう）が大幅に減少すると、ランプ消灯状態の継続時間が視覚的記憶、つまりプロセスの「画像の完全性」に違反するほどになったことがわかりました。ランプをオン状態からオフ状態に切り替えたり、その状態に戻したりする処理は、いわば別個の要素に分割されました。これにより、主観的には両方のモードがある程度似たものになり、本当のモードを判断するには、XNUMX、XNUMX 秒間インジケーターを見るのをやめ、焦点を合わせて、ランプの動作に何があるか、つまり休止の合計か、含まれるものの合計を判断する必要がありました。。

同時に、周波数を選択することにより、両方のモードが制御ランプの隣接する主な状態、つまり連続点灯と完全な消灯の有機的な継続となることを実現することができました。

したがって、イグニッションがオンになっているが、スターターがオフでエンジンがオフになっている場合 (イグニッションスイッチの位置 I)、ランプが常に点灯している場合、これは、バッテリーが放電していても、適度に充電されていることを示します。

ランプが常に点灯しているときに明るさの低下が見られる場合は、バッテリーを再充電する必要があります。

エンジンを作動させた状態でも同様の現象が観察されます。オルタネーターによって生成された電圧が許容範囲内にある場合、ランプは消灯し、ドライバーの注意をそらすことはありません。電圧が電気機器にとって危険なレベルを超えるとすぐに、制御ランプが均一に短く点滅し始めます。

当然のことながら、比較閾値、つまり表示モードが変化する電圧値を適切に選択すれば、上記のすべてが当てはまります。図に示されている抵抗器 R2、R4、および R9 の値では、これらのしきい値は 12,2、13,6、および 14,4 V にほぼ等しくなります。

ただし、ジェネレーターの周波数の値は、心理的知覚にとって好ましい組み合わせに対応していますが、依然として同じではないことに注意する必要があります。そのため、ランプの消灯周波数はスイッチング周波数より若干低くなります（図に示されている受動素子の定格では、それぞれ約 1,2 Hz と 1,5 Hz）。

発生器の動作モードの切り替えは、オペアンプ DA11 および DA12 の出力における分圧器 R01R10 のレベル 1.1 および 1.3 における電圧の極性の変化の結果として発生します。出力レベルが同じ（11 と 00）の場合、ジェネレータは抑制され、オペアンプ DA1.4 は電圧フォロワとして動作します。つまり、その出力は高電圧または低電圧のいずれかになります。無負荷で動作している場合、発電機は寄生周波数で励起される可能性があります。

電流アンプはトランジスタ VT1 に組み込まれており、白熱表示灯が負荷されています。 LEDランプの代わりに使用する場合は、抵抗器R16と共通線、つまり抵抗器のアノードとの間に直接接続します。

比較しきい値の「ヒステリシス」について少し説明しておく必要があります。元の設計と同様に、分圧抵抗 R6R8 と R7R10 の抵抗値の比率を変更することで調整できます。ただし、検討中のインジケーターには、OS DA1.4 上のジェネレーターの負荷の変化に関連する機能があります。モードに応じて、発電機の出力電流は数マイクロアンペアから数ミリアンペアまで変化します。これにより、平滑フィルタ C13R1 の抵抗 R13 の両端の電圧降下が変化し、その結果、電圧しきい値が変化します。発現は弱いものの、同様の効果がプロトタイプ [1] でも観察されました。

図に示されている部品の定格では、比較の最初と 20 番目のしきい値の「ヒステリシス」は 250 mV を超えず、1 番目のしきい値は約 13 mV です。これは、発電機と隣接するメインモードの平均消費電流がほぼ同じであり、電圧リップルが CXNUMXRXNUMX フィルターによって十分に抑制されているという事実によって説明されます。

40 番目の比較しきい値の「ヒステリシス」を (4 mV 未満の値に) 大幅に低減するのは非常に簡単です。オペアンプの電源電圧 (ピン 13) の正の出力を右側に接続するだけで十分です。回路へ）抵抗RXNUMXの出力。それにもかかわらず、私にはそのような相違がさらに好ましいと思われたので、これをしませんでした。

実際には、比較の XNUMX 番目のしきい値によって、一般に電気機器の XNUMX つの正常な状態が区別されます。一方、このしきい値付近では (アイドルエンジン速度または発電機駆動ベルトの張力が弱い場合)、オンボードネットワークのわずかな電圧変動が発生する可能性があります。これは、ランプの熱慣性を考慮すると、情報を「読む」のが難しい。同時に、制御電圧の極値の小さな「ヒステリシス」により高い制御精度が保証されます。これは、バッテリーの放電の程度を決定する際に特に重要です。

LM324DP マイクロ回路の代わりに、国産アナログ K1401UD2 をインジケーターに使用できます。電源ピンの配置が逆であることに注意する必要があります。ピン 4 に -Upit を、ピン 11 に +Upit を供給する必要があります。 3]。複合トランジスタVT1は従来のKT815またはKT817シリーズと置き換え可能です。ツェナーダイオード VD1 - 4,7 ... 7,5 V の安定化電圧用の任意のダイオード (KS147G、KS156G、KC168A など)。コンデンサC1にはタンタル(K53-1A、K53-18など)を使用することが望ましいです。コンデンサ C2 (定格電圧 73 V の場合は K17-63) は、静電容量の温度係数が可能な限り低いものを選択する必要があります。

インジケーターのすべての部品は、厚さ 1,5 mm のフォイルグラスファイバー製の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. ボードはプラスチックの箱に入れられ、計器パネルの後ろに取り付けられます。

電圧インジケーターの簡素化

インジケーターを確立するには、選択した抵抗器 R2、R4、および R9 と比較するためのしきい値を設定します。これを行う方法については、[1] で詳しく説明されています。トリマーの使用を放棄することが賢明であると考えていることだけを述べておきます。インジケーターを操作してみるとわかるように、電圧しきい値を調整する必要はありません。

結論として、表示アルゴリズムを個々の知覚の特性により完全に一致させるために、発振器の周波数をわずかに変更することを試みると有益であることを付け加えておきます。これは、インジケーターが動作するのと同じタイプのランプで行うことが望ましいです。

文学

Klimchuk E. 電圧インジケーター。 - ラジオ、1993 年、第 6 号、p. 35、36。
Biyukov S. シンプルな熱補償型電圧レギュレータ。 - ラジオ、1994 年、No. 1、p. 34、35。
Petropavlovsky Yu. 家庭用ビデオ機器のコンポーネント。 - ラジオ、2001 年、第 7 号、p. 9-11。

著者：A.Martemyanov、セヴェルスク、トムスク地域

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

マイクロプラスチックは脳に侵入する可能性がある 03.06.2023

小さなプラスチック粒子は、食物、水、空気とともに体内に入り、組織や細胞に蓄積します。これはもはやニュースではなく、当然のことだと考えてください。科学者たちはこの現象に「可塑症」という名前さえ付け出しました。しかし、中枢神経系は血液脳関門によって異物の侵入から十分に保護されていると考えられていました。しかし、科学者たちはプラスチックがそれを克服できることを発見しました。そして、食後数時間以内に、マイクロプラスチックは脳にさえ侵入する可能性があります。

毎年自然界に排出される何百万トンものプラスチックは、死んだ重さではありません。ゆっくりと分解され、土壌、水、空気中に広がり、生物の体内に侵入します。小さなプラスチック粒子は植物や動物に蓄積します。そしてその後、最も深刻な健康上の問題を引き起こす可能性があります。

プラスチックはどのようにして布地に入り込むのでしょうか? 食物とともに最終的に腸に到達し、そこから血液やその他の体液によって体中に運ばれます。組織に浸透し、細胞にも影響を与えます。これまで、プラスチック汚染から確実に保護されている臓器は脳だけであると考えられていました。

しかし、ウィーン医科大学の科学者らによる新たな研究は、中枢神経系がプラスチックに対して無防備であることを示した。マウスにポリスチレンの粒子をいくつか餌と一緒に与えた実験では、食後XNUMX時間以内には最小の粒子が動物の脳に到達することが判明した。

中枢神経系の血液脳関門は、特に高密度に詰まった細胞のいくつかの層によって形成されています。これらは、CNS と体の他の部分の間の物質の移動を制御します。そして、敏感な神経組織に大きな害を与える可能性のある微生物、毒素、さらには「外部」免疫細胞からも保護します。 Kenner らの実験が示したように、この限界を克服できるのは、サイズが 0,001 ミリメートルを超えない小さなプラスチック粒子だけです。

科学者らは、マイクロプラスチックが血液脳関門を通過する能力において重要な役割を果たしているのは、その生体分子の冠であることを発見した。体内に現れるのはプラスチックのほんの小さな破片だけで、コレステロールを含むさまざまな生物学的物質がその表面に「付着」します。このような殻の存在により、小さな粒子が体の防御の最後のレベルを突破し、神聖な場所である人間の脳に到達することができます。

これまでのところ、科学者たちは、体内のマイクロプラスチックの蓄積がどのような違反につながるかを明確に言うのは難しいと感じています。しかし、可塑症が少なくとも身体の汚染の証拠であることは確かに知られています。

その他の興味深いニュース:

▪ 可視・赤外イメージセンサーをワンチップ化

▪ 家政学はスポーツに代わるものではありません

▪ アザラシもインフルエンザにかかります

▪ リチウムイオン電池をリサイクルする持続可能な方法

▪ 東芝の第19世代XNUMXnmフラッシュメモリ

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:

▪ 電気技師の Web サイトのセクション。プエ。記事の選択

▪ アーネスト・ラザフォードによる記事。有名な格言

▪ 記事細菌とは何ですか? 詳細な回答

▪ 記事フェラーバッカーデリンバーマシン (ハーベスター) およびスキッダートランスポートマシン (フォワーダー) のドライバー。労働保護に関する標準的な指示

▪ 記事ミクロンをキャッチします。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

▪ 記事シンプルな自動充電器。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