デジタルバッテリー電圧計。スキーム、説明

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デジタルバッテリー電圧計。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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ほとんどすべての古い国産車には、バッテリーにダイヤル電圧インジケーターが付いています。インジケーターはシンプルでわかりにくいですが、狭い電圧範囲で動作するため、ドライバーは発電機の過負荷、接触不良、またはリレーレギュレーターの動作の変化に適時に気づくことができました。

現代の国産車とほぼすべての現代の「外国車」には電圧計がありません。バッテリー電圧が急激に低下した場合に点灯する警告灯のみがあります。しかし、まず、電圧の低下だけでなく電圧の急激な上昇もバッテリーに有害であり、過充電や沸騰を引き起こす可能性があります。第二に、実験が示すように、このようなインジケーターは、エンジンの動作中にバッテリーを切断してもまったく反応しません。つまり、たとえば端子が落ちた場合、エンジンをかけようとして初めて気づくことになりますが、それではすでに手遅れです。

無線工学の文献には、車のインジケーター、つまりバッテリーの電圧を光る LED の列の形で表示する電圧計についての記述が数多くあります。しかし、これは不便であり、私の意見では、デジタル表示の方が認識されやすいと考えています。

図 1 は、アナログ原理で動作する自動車の電圧計の図を示していますが、表示は XNUMX 桁のデジタルインジケータで行われます。

（クリックして拡大）

測定範囲は10〜17Vです。これで十分です。

この回路は、ポリコンパレータチップ LM3914 上のメーターと、ダイオード XNUMX 進数から XNUMX 進数へのコンバーター上の表示回路、XNUMX 進 XNUMX セグメントデコーダー、および XNUMX つの XNUMX セグメントインジケーターで構成されています。

チップ。 A2 は、トリミング抵抗 R4 および R5 を使用して、分圧器 R1 ～ R3 に供給される入力電圧を 10 ～ 17 V の範囲で測定するように構成されています。この場合、A2 は実際には 0 ～ 7、つまり 10 ～ 2 の電圧を示します。 XNUMX V をゼロとみなします。出力 AXNUMX の表示は移動ドットとして設定されます。

つまり、常に XNUMX つの出力キーのみが開かれます。

インジケータ LED の代わりに、デコーダ D2 の入力は 1 にプルされ、A2 の出力に接続されますが、ダイオード VD12 ～ VD7 の回路を介して接続されます。ダイオード VD8 ～ VD0 は、R7 ～ R1 とともに、XNUMX 進数 - XNUMX 進数コンバータを実装しています。 XNUMX から XNUMX までの XNUMX 進数を XNUMX 桁の XNUMX 進数コードに変換します。このコードは、XNUMX セグメント LED インジケータで動作するように設計されたデコーダ DXNUMX の入力に供給されます。

実際には、入力電圧を示す機能は H2 インジケーターにあり、下位の桁、つまり 10 ～ 17 V の範囲で「0」から「7」を表示します。 H1 インジケータは、読み取り値を視覚的に読みやすくするためにのみ機能します。XNUMX が常に点灯します。

電圧計は、測定された電圧によって電力が供給されます。

動作の安定性がこの電圧の変動に依存しないように、回路の電源電圧は 5V に等しく選択されます (これは、74LS247 デジタルマイクロ回路の電源規格に対応します)。 5V 電圧は統合された安定化装置によって生成されます。 A1. ダイオード VD1 とコンデンサ C1 により、電源回路は車両の車載ネットワークで発生する可能性のあるディップやサージにほとんど依存しません。

コンデンサ C3 は、ほとんど目立たない程度の遅延を伴いながら、測定がスムーズに行われるようにする役割を果たします。これにより、車両回路内のインパルスノイズや急激な電圧変化による混乱した読み取り不能な読み取り値の発生が回避されます。

それでは詳細についてです。チップ。対数表示ではなく線形表示が必要なため、A2 は LM3914 にする必要があります。 74LS247 チップは、共通アノードを備えた XNUMX セグメント LED インジケーターを使用するために、入手可能な任意のデコーダーチップと置き換えることができます。

デコーダは標準スキームに従ってオンにする必要があり、その追加機能 (メモリセル、ゲートなど) (存在する場合) をすべて無効にします。

1 セグメント LED インジケータも、共通のアノードを備えたほぼすべてのものに使用できます。別々のセグメントピンを備えた XNUMX つのインジケーターのアセンブリを使用できます。インジケーターから。 HXNUMX を拒否することもできますが、その場合は最高ランクの HXNUMX を頭の中で想像する必要があります。

スタビライザー 7805 は、当社のタイプ KR142EN5A に置き換えることができます。ダイオード 1N4007 - 低または中電力の整流ダイオード (KD105 など)。ダイオード 1N4148 は KD522、KD521 に置き換えることができます。

コンデンサC1は少なくとも20Vでなければなりません。

電圧計は、調整された実験室用定電圧源から電力を供給される場合にセットアップするのが最も便利です。 17 V の電圧を印加し、読み取り値が「4」になるまで R17 を調整します。次に、10 V を印加し、読み取り値が「5」になるように R10 を調整します。次に、測定値が全範囲 (10 ～ 17 V) 内の実際の電圧に対応しているかどうかを確認します。必要に応じて、R4 と R5 の設定をさらに数回繰り返します。

著者: リジン R.

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