電圧レベル偏差 LED インジケータ。スキーム、説明

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電圧偏差LEDインジケーター

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この記事では、制御されたパラメーターの値がどの方向にどれだけ逸脱したかを示すインジケーターの設計について説明します。このデバイスは、アクチュエータをオンにする信号出力を提供します。このインジケーターは、信号レベルメーターとして機能するように簡単に再構成できます。

LED インジケータは、DC 信号の設定値からの正または負の方向の偏差を監視するように設計されています。 0,1 つの LED 上に組み立てられたこのデバイスの説明されているバージョンは、各方向で「ゼロ」からの偏差が 3 段階で表示されます。記録される偏差の最大値は +6 V です。入力電圧は XNUMX V を超えてはなりません。XNUMX V を超えない場合は、入力減衰器が必要になります。インジケーターの入力インピーダンスは約 XNUMX kΩ です。

このインジケータは、指定された土壌水分 [1] を自動的に維持するためのシステムの不可欠な部分であり、最適値からの逸脱を監視する役割を果たします。

デバイスのスコアボードは、水平または垂直に配置された XNUMX つの LED の列です。信号が設定値から逸脱していない場合、ラインの右 (または上) XNUMX つの LED は点灯せず、他の XNUMX つは点灯します。信号偏差が正の場合、オンになる LED の数は比例して増加し、信号偏差が負の場合、LED の数は減少します。

インジケーターは安定したバイポーラ電圧 2x12 V によって電力供給されます。消費電流 - 40 mA以下。

インジケータースキームを図に示します。 1. 制御された入力信号が入力 A に適用されます。例示的な電圧が入力 B に適用されます。非常に安定している必要があります。これは、制御電圧の公称値に等しく設定されます。

電圧偏差LEDインジケーター

オペアンプDA1は、並列負OSを備えたスキームに従って接続されています。出力にコモンモード電圧が存在するため、このようなオペアンプの組み込みはめったに使用されませんが、インジケーターとしては十分許容されます。コモンモード電圧は、デバイスが調整されるときに補償されます。

オペアンプの出力では、トランジスタ VT1、VT2 のバイポーラエミッタフォロワがオンになり、その出力信号がしきい値デバイス (シュミットトリガ) を介して、土壌水分維持システムの灌漑バルブの動作を制御します。インジケーターとしてのみ使用する場合は、エミッタフォロアを省略できます。

抵抗器 R5 を介して電流増幅された信号は、安定器として機能するダイオード VD1 ～ VD5 の回路に供給されます。各ダイオードの電圧降下は約 0,6 V で、これが表示段の「高さ」を決定します。ダイオード回路内の電圧分布は、抵抗R7とR8の抵抗値の比とオペアンプの出力信号のレベルに依存します。

初期状態では、ダイオード VD3 と VD4 の接続点では、共通ワイヤに対して電圧がゼロになるはずです。トランジスタ VT3 ～ VT5 のベースには正の電圧がかかっているため、トランジスタ VT3 ～ VT5、したがって VT10 ～ VT12 は開いています。 LED HL1 ～ HL3 は、開いたトランジスタ VT12 によって分路されるため、消勢されます。

トランジスタ VT7、VT8 のベースには負の電圧が印加され、VT6 にはゼロ電圧が印加されるため、これらは閉じられます。トランジスタ VT13 ～ VT15 も閉じられます。動作電流はトランジスタ VT12 と LED HL4 ～ HL6 を流れます。LED はオンになります。

入力 A の電圧が増加すると、オペアンプの出力電圧が減少し、ゼロ電圧点がダイオード VD1 ～ VD5 の回路に沿って左に移動します。トランジスタのペア VT5 と VT12、VT4 と VT11、VT3 と VT10 が順次閉じられ、それぞれ LED HL3、HL2、HL1 の分路が停止されます。したがって、LED は XNUMX つずつ点灯します。

入力 A の電圧が低下すると、ゼロ電位点がダイオード回路に沿って右に移動し、トランジスタのペア VT6 と VT13、VT7 と VT14、VT8 と VT15 が開きます。 LED HL4、HL5、HL6 が XNUMX つずつ消えます。

インジケーター内の LED は直列に接続されています。それらを流れる電流は、VT10 トランジスタの電流安定化装置によって 9 mA に等しい一定に維持されます。これにより、電源の負荷が軽減され、電源が一定になります。ここでは単一のトランジスタの増幅では十分ではないため、各 LED を駆動するには一対のトランジスタを使用する必要があります。

雑誌「Radio」にも同様の LED 信号レベルメーターが掲載されました [2-5]。彼らの回路ソリューションの一部は、説明されているデバイスで使用されています。差動入力の存在、より高く調整可能なゲイン、および電源への LED の直列接続が異なり、アプリケーションの可能性が広がります。

LED を除くインジケーターのすべての部品は、フォイルグラスファイバー製の厚さ 1 mm の片面プリント基板に取り付けられています。基板図を図に示します。 2. グラインダーを回転させ、カッターで定規に沿ってカットしてボードを作成します。基板図の黒い線は箔を切り落とした箇所です。もちろん、基板は伝統的な方法であるエッチングで作成することもできます。

電圧偏差LEDインジケーター

ボード上のダイオードとほとんどの抵抗は「直立」して取り付けられています。 LED はフロントパネルに取り付けられ、ワイヤリングハーネスによってボードに接続されます。

インジケーターで使用されるトランジスタには、任意の低電力シリコンを使用できます。たとえば、KT315B (VT3-VT8) の代わりに、古いタイプの MP113 (係数 h21E> 45) のトランジスタが適しており、KT502V (VT10-VT15) の代わりに MP116 (h21E> 20) が適しています。ただし、これを行うには、回路基板のサイズをわずかに大きくする必要があります。トランジスタ VT1、VT2、VT9 は少なくとも 30 V のコレクタ電圧を許容する必要があります。

ダイオード VD1 ～ VD5 - 任意の低電力シリコン。 K140UD5 オペアンプの使用は重要ではありません。インジケーターは、2x15 V の電源電圧用に設計された別のオペアンプでも動作します。LED の数を変更し、それに応じて制御トランジスタのペアを変更できます。

インジケーターのセットアップは、LED の状態の初期設定から始まります。これを行うには、入力 A と B が相互接続され、例示的な電圧がそれらに適用されます。通常、追加の安定器と抵抗分圧器を使用して電源電圧から形成されます (これらは図には示されていません)。経験的に、ダイオード VD1 ～ VD5 の回路上で、スキームに従って、抵抗 R5 の出力を接続する最適な点を見つけます。最適なポイントを選択するための基準 - LED HL4 ～ HL6 がオン、HL1 ～ HL3 がオフになります。

その後、入力 A がオフになり、基準値から +1 ～ 2 V の範囲で調整できる安定した電圧が印加されます。別の同様の分圧器は、この電圧のソースとして機能しますが、アームの 8 つに可変抵抗器が付いています。基準電圧と正確に等しい電圧が入力 A に設定され、抵抗 RXNUMX は、次の LED を点灯するには、この電圧を、反対に、もう XNUMX つをオフにするために低下させる必要がある分だけ増加する必要があるように選択されます。「ゼロ」の表示の信頼性は、この操作が完全であるかどうかに依存します。

インジケーターの必要な感度は、オペアンプの負帰還回路の抵抗 R3 を選択することによって設定されます。

信号レベル測定モードでインジケータを使用する必要がある場合は、入力 A と B を調整用の共通線に接続し、抵抗 R5 を VD1-VD5 ダイオード回路のその点に接続します。これにより、最小数の LED が点灯します。次に、HL8 LED がグローの始まりの境界に位置するように、抵抗 R6 が選択されます。次に、入力 B は共通線に接続されたままになり、測定された正の電圧が入力 A に印加されます。逆極性の入力信号の場合、入力は反転されます。指示計の感度は抵抗 R3 を選択することで変更されます。入力信号レベルが 3 V に達する場合は、オペアンプとエミッタフォロワは不要です。この場合、内部抵抗が 2 kΩ 以下の信号源が抵抗 R1 を介してダイオード VD5 ～ VD5 の回路に接続されます。

文学

Egorov Yu.、Galitsky V. 温室内の灌漑用の電子制御システム。 - ラジオ、1997 年、第 11 号、p. 48、49。
Dimov V. LED信号レベルメーター。 - ラジオ、1987 年、第 10 号、p. 59、60。
NechaevI.LED信号レベルメーター。 -ラジオ、1988年、第12号、p。 52。
PotiginI.LED設定インジケーター。 -ラジオ、1987年、第12号、p。 39。
Yanko B.、Potapova L. AF アンプの出力パワーを組み合わせたインジケーター。 - ラジオ、1987 年、第 8 号、p. 32、33。

著者: Yu.Egorov、モスクワ

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