Индикатор напряжения на светодиодах своими руками
Светодиоды отлично зарекомендовали себя в роли различных индикаторов. В качестве примера, можно привести промышленно выпускаемый индикатор напряжения «Контакт-55ЭМ». Среди аналогичных приборов, которые можно легко сделать своими руками, авторы обычно ограничиваются узким диапазоном возможного измеряемого напряжения с целью упрощения схемы, поэтому готовые изделия имеют узкое практическое применение.
Ниже приведенная универсальная схема светодиодной контрольки, которая будет работать как, например, с постоянной автомобильной сетью 12 В, так и с переменной бытовой 220 В.
Схема
Предлагаемая конструкция светодиодного индикатора напряжения, так называемой контрольки, собрана на одном светодиоде. Прибор способен сигнализировать о напряжении от 4,5 до 600 В с током потребления от измеряемой сети не более 1 мА. Простота и универсальность схемотехнического решения достигнута, благодаря включению MOSFET транзистора по схеме стабилизатора тока. Работает устройство без батареек.Назначение элементов и принцип работы
Как видно из рисунка, схема индикатора собрана всего на семи элементах. «Сердцем» устройства является полевой транзистор VT2, включенный как стабилизатор тока и способный выдерживать напряжение до 600 В на переходе сток-исток. В свою очередь на транзисторе VT1 собрана цепь обратной связи стабилизатора, направленная на поддержание тока заданной величины.
Светодиодная контролька работает следующим образом. При касании измерительными щупами контактов под напряжением, в схеме начинает протекать ток, величина которого зависит от напряжения перехода база-эмиттер VT1 (UБЭ) и от сопротивления резистора R2. Так как значение UБЭ открытого транзистора является константой, то ток стабилизации можно определить по формуле: IСТ = UБЭ/R2.
Как правило, UБЭ маломощных транзисторов находится в пределе 0,5-0,6 В. Подставляя в формулу R2 номиналом 560 Ом, получаем ток стабилизации равный примерно 1 мА. Как показывают практические испытания, этого достаточно, чтобы слаботочный светодиод засветился.
Мегаомный резистор R1 служит нагрузкой для VT1, а конденсатор С1 дополнительно защищает светодиод от возможных негативных бросков тока. При проверке переменного напряжения диод VD1 служит выпрямителем, а при замере постоянного – служит защитой от переполюсовки.
Рабочий диапазон устройства определяется техническими характеристиками полевого транзистора. Минимальный порог срабатывания индикатора зависит от напряжения затвор-исток, которое может быть от 2 до 4 вольт. Это означает, что прибор просигнализирует о наличии разницы потенциалов, величиною более 4 вольт. Максимум измеряемого напряжения ограничен параметром UСИ = 600 В.
Нюансы в работе индикатора напряжения
Наличие в схеме светодиодного индикатора диода VD1 позволяет определять полярность напряжения в цепях постоянного тока. Если коснуться щупом, припаянным к аноду VD1, плюсового провода, а щупом, припаянным к эмиттеру VT1, минусового провода, то светодиод засветится. Если щупы поменять местами, светодиодный индикатор ничего не покажет.
При проверке напряжения в цепях переменного тока соблюдение полярности не требуется. Светодиод засветится в обоих случаях, но с меньшей яркостью, так как отрицательную часть полуволны не пропустит диод.
Детали сборки
В качестве полевого транзистора используется Power MOSFET IRFBC40 с UСИ = 600 В, UЗИ = 2–4 В. Он является самым дорогим элементом схемы с ценником чуть более 1 доллара. Биполярный транзистор – это всем известный КТ315Б, который можно заменить на КТ3102 с любым буквенным индексом. Диод подойдет любой с обратным напряжением более 600 В, например, 1N4005-1N4007. Конденсатор должен быть неполярным ёмкостью 0,1 мкФ.
Выбор светодиода имеет важное значение.
От его способности светиться на малых токах зависит правильность работы индикатора в целом. Поэтому рекомендуется применять к установке сверхъяркий светодиод в прозрачном корпусе 3-5 мм красного свечения.
Не стоит забывать об электрической прочности резисторов, на которых во время замера может появляться потенциал в несколько сотен вольт. Предельное рабочее напряжение непроволочных резисторов может колебаться от 100 до 1000 В и во многом зависит от длины самого элемента. Поэтому миниатюрные планарные компоненты придётся оставить для других целей, а здесь лучше применить сопротивление типа МЛТ-0,25. Для повышения надежности во время монтажа R1 и R2 делают составными, заменяя каждый из них двумя последовательно включенными элементами.
Печатная плата
Один из возможных вариантов печатной платы контрольки со светодиодом приведен на рисунке.
Плата в файле Sprint Layout 6.0: plata-indikatora.lay6
Плата выполнена из одностороннего текстолита с использованием деталей в DIP-корпусах. Светодиод для удобства размещают в торце платы. Широкие контактные площадки нужны для надёжного контакта деталей. Имея удлиненную форму размером 12 на 60 мм, готовая сборка легко помещается в корпусе из-под толстого фломастера или маркера. С одного торца располагают светодиод, а с другого выводят два измерительных провода со щупами на концах. Отверстия для проводов обозначены надписью (Control).
Уверен, что данный индикатор напряжения станет верным помощником как мастеру-электрику, так и рядовому хозяину в своём доме.
Индикатор напряжения на светодиодах своими руками
Категория: Разное
Сигнальные светодиоды (в англоязычной литературе – LED, light-emitting diode) потребляют ток величиной 10-15 мА. В зависимости от цвета прямое падение напряжения на светоизлучающем диоде составляет от 1,5 до 2,5 В. Небольшие размеры, малый ток потребления и низкое рабочее напряжение LED позволяют радиолюбителям изготовить множество полезных приборов..JPG.37aed458a496b73bbd568f194e43cede.JPG)
Используя минимальный набор деталей, можно изготовить индикатор напряжения на светодиодах своими руками.
Назначение элементов и принцип работы схемы
У многих читателей в доме установлены выключатели света со светодиодной подсветкой. Схема светодиодной подсветки выглядит следующим образом:
- Параллельно контакту выключателя включается цепочка, состоящая из гасящего резистора, светодиода и простого кремниевого диода.
- При разомкнутом выключателе электрический ток протекает через гасящий (токоограничивающий) резистор, включенные встречно-параллельно светодиоды и лампу накаливания.
- Во время одной из полуволн, когда положительное напряжение приложено к аноду LED, светоизлучающий диод светится. Тем самым не только обеспечивается подсветка выключателя, но и осуществляется светодиодная индикация напряжения.
Если убрать из схемы выключатель, лампочку и провода, у нас останется цепочка, состоящая из резистора и двух диодов. Эта цепочка представляет собой простейший индикатор (указатель) переменного тока 220 В.
Остановимся подробнее на назначении элементов схемы. Выше мы указывали, что рабочий ток сигнального LED составляет около 10-15 мА. Понятно, что при непосредственном подключении светоизлучающего диода к сети 220 В через него будет протекать ток, во много раз превышающий предельно допустимое значение. Для того чтобы ограничить ток LED, последовательно с ним включают гасящий резистор. Рассчитать номинал резистора можно по формуле:
R = (U max – U led) / I led
В ней:
- U max – максимальное измеряемое напряжение;
- U led – падение напряжения на светодиоде;
- I led – рабочий ток светоизлучающего диода.
Выполнив простейший расчет, для сети 240 В мы получим номинал резистора R1 равный 15-18 кОм. Для сети 380 В нужно применить резистор, имеющий сопротивление 27 кОм.
Кремниевый диод выполняет функцию защиты от перенапряжения. Если он отсутствует, при отрицательной полуволне U на запертом светодиоде будет падать 220 В или 380 В.
Большинство светоизлучающих диодов не рассчитано на такое обратное напряжение. Из-за этого может произойти пробой p-n перехода LED. При встречно-параллельном подключении кремниевого диода, во время отрицательной полуволны он будет открыт и U на светодиоде не превысит 0,7 В. LED будет надежно защищен от высокого обратного напряжения.
На основе рассмотренной схемы можно сделать индикатор напряжения 220/380 В. Достаточно дополнить радиоэлементы двумя щупами и поместить их в подходящий корпус. Для изготовления корпуса индикатора подойдет большой маркер или толстый фломастер. Можно разместить радиодетали на самодельной печатной плате или выполнить соединения навесным способом.
В маркере проделывают отверстие, в которое вставляют светодиод. На одном конце корпуса закрепляют металлический щуп. Через второй конец корпуса пропускают провод, идущий ко второму щупу или изолированному зажиму «крокодил».
Несмотря на простоту конструкции, устройство позволит проверять наличие напряжения на выходе автоматического выключателя или в розетке, найти сгоревший предохранитель в распределительном щите. Заметим, что приведенная схема индикатора применяется и в промышленных изделиях.
Нюансы в работе индикатора напряжения
Собранный своими руками светодиодный индикатор, так же как и промышленные приборы данного типа, может применяться для проверки наличия напряжения. Измерительным прибором он не является, а лишь указывает на наличие или отсутствие напряжения. Приобретя некоторый опыт работы с указателем, можно по яркости свечения светоизлучающего диода определить величину напряжения между двумя проводниками. Однако для точных измерений нужно применять стрелочные или цифровые вольтметры.
В отличие от указателей с газоразрядными лампами светодиодный индикатор нельзя применять для поиска «фазы», прикасаясь к одному из щупов пальцем. Прибор имеет малое внутреннее сопротивление, и такой способ поиска фазного проводника грозит поражением электрическим током.
Проверка постоянного напряжения
Рассмотренная нами схема индикатора может применяться не только в цепях переменного, но и в цепях постоянного тока. В случае если мы прикоснемся к «плюсу» щупом, присоединенным к аноду светодиода, а другим щупом будем касаться «минуса» электроустановки, индикатор будет светиться. При противоположном подключении указателя LED «не загорится». Таким образом, мы не только сможем проверить наличие напряжения, но и определим полярность источника.
Простейшая схема индикатора напряжения на светодиодах может быть улучшена. Для этого в нее нужно внести одно изменение: заменить кремниевый диод на светодиод. После этой замены у индикатора, подключенного к переменному напряжению, будут светиться оба светодиода одновременно. При проверке наличия постоянного напряжения будет светиться один из светодиодов. Какой из LED будет светиться, зависит от полярности подключения индикатора.
Если индикатор может светиться разными цветами, то по умолчанию зеленые светодиоды означают нормальный режим работы, например правильную полярность.
Индикатор для микросхем – логический пробник
Научившись создавать простейший пробник электрика своими руками, на основе LED также можно сделать простой логический пробник, который поможет отыскать неисправности в цифровых устройствах.
Логические пробники появились на заре вычислительной техники. При помощи них специалисты анализировали логические уровни на входах и выходах цифровых микросхем. Высокому уровню (напряжению) на выходе логического элемента присваивается значение логической «единицы», а низкому уровню – логического «нуля». Сопоставляя уровни на входе и выходе цифровой микросхемы, можно судить о ее исправности.
Для индикации «0» или «1» достаточно двух светодиодов. Поэтому светодиодные логические пробники имеют простую конструкцию. Для сборки простейшего логического пробника понадобятся:
- 2 транзистора VT1 и VT2 n-p-n структуры;
- 2 светоизлучающих диода;
- несколько резисторов.
На транзисторах собирают 2 усилительных каскада с общим эмиттером. Усилительные каскады должны иметь непосредственную связь. В цепь коллектора транзисторов включают светодиоды красного и зеленого цвета.
Логический пробник работает следующим образом:
- При подаче логической единицы на вход пробника открывается транзистор VT1 и загорается красный светодиод. При этом VT2 оказывается запертым и зеленый светодиод не горит.
- При подаче на вход логического нуля VT1 запирается, при этом открывается транзистор VT2 и загорается зеленый LED.
Если на выходе проверяемого устройства с большой скоростью чередуются логические «0» и «1», то визуально будет казаться, что оба светодиода горят одновременно.
Рассмотренный пробник можно применять для проверки устройств, собранных как на микросхемах ТТЛ логики, так и на КМОП-микросхемах. При использовании прибора его питают от проверяемой схемы.
Индикатор напряжения на двухцветном светодиоде
Кроме простых светодиодов, промышленность выпускает светодиодные сборки, состоящие из двух и более приборов. Двухцветные светодиодные излучатели могут иметь 2 или 3 вывода. В сборках с тремя выводами катоды светодиодов соединены вместе, а аноды диодов имеют отдельные выводы. В случае с двумя выводами светодиоды соединены встречно-параллельно. Двухвыводные LED можно применить в индикаторе напряжения, а светодиоды с тремя выводами- в логическом пробнике.
Вариант для автомобиля
Раньше в различных «контрольках» автоэлектриков в качестве индикатора применялась маломощная лампочка 12 Вольт. С ее помощью осуществлялась проверка напряжения в различных частях бортовой сети автомобиля. Сейчас в большинстве промышленных и самодельных индикаторов 12 В используются светодиоды.
Конструкция таких приборов практически ничем не отличается от первого рассмотренного индикатора. Чтобы переделать первый указатель на 12 В, нужно исключить простой диод или заменить его на двухцветный LED.
Гасящий резистор при 12 В должен иметь сопротивление 680 Ом.
Так выглядит применение светодиодов в индикаторах различного назначения. Однако на основе LED можно сделать множество других устройств, которые будет отличать простота, экономия и надежность. Индикаторные и сверхъяркие светодиоды можно применить для освещения или подсветки разных объектов. Используя LED в качестве источника опорного напряжения, можно построить параметрический стабилизатор напряжения.
Индикатор напряжения на трех светодиодах
В данной статье автор предлагает рассмотреть конструкцию индикатора напряжения на трех светодиодах.
Работа готового устройства выглядит так: При поступлении номинального напряжения загорается центральный (зеленый) светодиод, при падении напряжения загорается левый (красный) светодиод, при повышении загорается правый (красный) светодиод.
При выставлении переменного резистора в положении «среднее» все транзисторы будут закрыты, и напряжение будет поступать только на зеленый светодиод.
Перемещение ползунка переменного резистора вверх (повышение напряжения) открывает транзистор VT1, при этом прекращается подача напряжения на светодиод HL3 и напряжение подается на светодиод HL1. Если же ползунок резистора переместить вниз (тем самым понизив напряжение) это закроет транзистор VT1 и откроет транзистор VT2, что подаст напряжение на светодиод HL2. При этом возникнет небольшая задержка, прекратит свечение светодиод HL1, светодиод HL3 мигнет один раз и наконец зажжется HL2.
Необходимые детали и инструменты:
– Паяльник (олово и кислота к нему)
– R1 переменное сопротивление 10 кОм
– R2, R3 сопротивление 1 кОм
– VT1 КТ 315 Б
– VT2 КТ 361 Б
– HL1 красный светодиод
– HL2 красный светодиод
– HL3– зеленый светодиод
– X1 и Х2 источник питания в виде 6V
(светодиоды подбирать с напряжением питания 1.
– Подходящий для устройства корпус ( автор использовал спичечный коробок)
Все перечисленные детали могут присутствовать в старой советской технике – телевизорах, магнитофонах, радиоприемниках.
Для сборки схемы автор использовал печатную плату из картона, но схему можно собрать как и на весу, так и использовать для нее текстолитовую плату.
На картонную плату наносится схема удобного расположения деталей и их тип. Размер соблюдается 1:1 с оригиналом детали, чтобы в последствии все поместилось.
Для площадок автор использовал вот такие пролужонные скобы, вырезанные из банки кофе (можно использовать любые подходящие материалы).
Прикрепляем скобы к «плате».
Припаиваем резисторы и светодиоды.
После припаиваем транзисторы и переменный резистор для контроля системы.
На схеме показано, где у транзисторов вывод базы, коллектора, эмиттера.
Далее нам остается поместить готовую плату любой подходящий корпус и устройство будет полностью готово к использованию.
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Индикатор напряжения на светодиодах – 3 схемы
Светодиоды широко применяются во многих электронно-технических устройствах, благодаря незначительному энергопотреблению. Они отличаются компактными размерами, высокой надежностью и качественным светом. Эти свойства дали возможность сделать намного удобнее отображение всех функций оборудования, приборов и устройств. Среди них следует отметить индикатор напряжения на светодиодах, используемый при работе с электрическим током. Устройство индикатора совсем несложное, поэтому его легко изготовить собственными силами.
Общее устройство и принцип работы
Светодиоды являются одной из основных деталей индикаторов напряжения в сети. В ходе тестирования они наглядно демонстрируют наличие или отсутствие электрического тока на проверяемом участке.
Схемы простейших индикаторов состоят из минимального количества деталей и легко собираются даже начинающими радиолюбителями. На представленном рисунке отображается конструкция прибора, предназначенного для определения фазного проводника или контакта.
Данная схема широко используется в индикаторных отвертках. Им не требуется собственного источника питания, так как величины потенциала, образующегося между фазой и голой рукой, вполне хватает, чтобы началось свечение диода. Светодиодный индикатор напряжения, предназначенный для работы в сети 220 В, дополняется емкостным сопротивлением, ограничивающим ток, поступающий к лампочке. От обратной полуволны защита обеспечивается диодом. При проверке низковольтных цепей до 12 вольт ограничителем тока нередко выступает лампа накаливания малой мощности или резистор, с сопротивлением от 50 до 100 Ом. При работе с более высоким напряжением мощность резистора должна быть увеличена.
Радиолюбители для проверки микросхем часто используют простейшее устройство, в котором имеются три стабильные позиции. Если цепь оборвана и сигнал отсутствует, диоды не будут светиться. В других случаях при разных токах загораются определенные светодиодные лампочки. Подобное разделение осуществляется с помощью транзисторов с различным напряжением открытия. Например, когда ток составляет 0,5 В, открывается первый транзистор, а при 2,4 В открывается второй. Если возникает необходимость работы с другими токами, необходимо использовать транзисторы с соответствующими характеристиками.
Таким образом, довольно легко изготовить указатель напряжения на светодиодах своими руками. Эта и другие схемы используются достаточно часто, поэтому их стоит рассмотреть более подробно.
Простая схема индикатора
Схема с применением транзисторных элементов и сопротивлений используется в указателях, работающих с постоянным и переменным напряжением до 600 вольт. Подобная конструкция несколько сложнее, сравнительно с индикаторной отверткой, однако добавление деталей делает указатель напряжения на светодиодах универсальным инструментом.
Его можно совершенно безопасно использовать для проверки напряжения в диапазоне от 5 до 600 вольт.
На представленной схеме хорошо просматривается полевой транзистор VT2, который служит основой всей конструкции индикатора. Срабатывание устройства зависит от порогового значения напряжения, зафиксированного разностью потенциалов в положении затвор-исток.
Величина максимально возможных сетевых напряжений находится в зависимости от падения потенциала в позиции сток-исток. По своей сути этот транзистор является своеобразным стабилизатором тока. Транзистор VT1 является биполярным, используемым для обратной связи и поддержки заданных параметров.
Самодельный индикатор функционирует следующим образом. Когда на вход подается напряжение, в контуре появляется электрический ток. Его величина зависит от сопротивления R2 и напряжения биполярного транзистора VT1 в переходе база-эмиттер. Свечение маломощного светодиода вполне возможно при стабилизирующем токе в 100 мкА. При напряжении в база-эмиттер около 0,5 вольт, сопротивление R2 должно находиться в пределах от 500 до 600 Ом. От возможных скачков тока светодиод защищен неполярным конденсатором С, емкость которого составляет 0,1 мкФ.
Мощность резистора R1 составляет 1 Мом, что вполне достаточно для использования его в качестве нагрузки транзистора VT1. При работе с постоянным напряжением диод VD выполняет защитную функцию и проверку полюсов. Когда проверяется переменное напряжение, этот диод становится выпрямителем и служит для срезания отрицательной полуволны. Величина его обратного напряжения составляет не менее 600 вольт. Сам светодиод HL следует выбирать с наибольшей яркостью, чтобы сигнал был заметен даже при минимальном токе.
Указатель напряжения для аккумуляторных батарей
Срок службы автомобильного аккумулятора значительно продлевается, если на его клеммах проводится регулярный контроль напряжения. В случае каких-либо отклонений можно принять своевременные меры и избежать негативных последствий.
Предлагаемая схема функционирует на светодиоде RGB, отличающемся от обычных источников света тремя кристаллами разных цветов, расположенными внутри корпуса. В процессе работы каждый цвет будет соответствовать определенному значению напряжения.
Для создания индикатора понадобится 9 резисторов, три стабилитрона, 3 биполярных транзистора и 1 разноцветный светодиод. После правильной сборки сигнал будет зеленого цвета при напряжении 12-14 вольт, красного цвета – более 14,4 В, синего цвета – менее 11,5 В. Чтобы выставить минимальный предел напряжения используется потенциометр R4 и стабилитрон VD2.
В случае снижения разности потенциалов ниже установленного значения, происходит закрытие транзистора VT2, а транзистор VT3, наоборот, будет открываться, индуцируя кристалл диода синего цвета. Если напряжение в норме и находится в заданных пределах, ток будет проходить через резисторы R5, R9 и через стабилитрон VD3. В это время светодиод будет светиться зеленой индикацией. Транзистор VT3 будет закрыт, а VT2 – открыт. Резистор R2 является переменным и позволяет настроить напряжение, в том числе и в сторону увеличения более 14,4 В. В этом случае сражу же загорается красный свет.
|
Ещё одна важная особенность схемки это низкое энергопотребление в ждущем режиме.Простейший индикатор уровня заряда батареи
Самое удивительное то, что схема индикатора уровня заряда аккумуляторной батареи не содержит ни транзисторов, ни микросхем, ни стабилитронов.
Только светодиоды и резисторы, включенные таким образом, что обеспечивается индикация уровня подведенного напряжения.Схема индикатора
Работа устройства основывается на начальном напряжении включения светодиода. Любой светодиод — это полупроводниковый прибор, который имеет граничную точку напряжения, только превысив которую он начинает работать (светить). В отличии от лампы накаливания, которая имеет почти линейные вольтамперные характеристики, светодиоду очень близка характеристика стабилитрона, с резкой крутизной тока при увеличении напряжения.
Если включить светодиоды в цепь последовательно с резисторами, то каждый светодиод начнет включаться только после того, как напряжение превысит сумму светодиодов в цепи для каждого отрезка цепи в отдельности.
Порог напряжения открытия или начала загорания светодиода может колебаться от 1,8 В до 2,6 В. Все зависит от конкретной марки.
В итоге, каждый светодиод загорается только после того, как загорелся предыдущий.
Сборка индикатора уровня заряда батареи
Схему я собрал на универсальной монтажной плате, спаяв вывода элементов между собой. Для лучшего восприятия я взял светодиоды разных цветов.
Такой индикатор можно сделать не только на шесть светодиодов, а к примеру, на четыре.
Использовать индикатор можно не только для аккумулятора, но для создания индикации уровня на музыкальных колонках. Подключив устройство к выходу усилителя мощности, параллельно колонке. Тем самым можно отслеживать критические уровни для акустической системы.
Возможно найти и другие применения этой, по истине, очень простой схемы.
Смотрите видео работы и сборки индикатора уровня
Схемы индикаторов разряда li-ion аккумуляторов для определения уровня заряда литиевой батареи (например, 18650)
Что может быть печальнее, чем внезапно севший аккумулятор в квадрокоптере во время полета или отключившийся металлоискатель на перспективной поляне? Вот если бы можно было бы заранее узнать, насколько сильно заряжен аккумулятор! Тогда мы могли бы подключить зарядку или поставить новый комплект батарей, не дожидаясь грустных последствий.
И вот тут как раз рождается идея сделать какой-нибудь индикатор, который заранее подаст сигнал о том, что батарейка скоро сядет. Над реализацией этой задачи пыхтели радиолюбители всего мира и сегодня существует целый вагон и маленькая тележка различных схемотехнических решений – от схем на одном транзисторе до навороченных устройств на микроконтроллерах.
Далее будут представлены только те индикаторы разряда li-ion аккумуляторов, которые не только проверены временем и заслуживают вашего внимания, но и с легкостью собираются своими руками.
Внимание! Приведенные в статье схемы только лишь сигнализируют о низком напряжении на аккумуляторе. Для предупреждения глубокого разряда необходимо вручную отключить нагрузку либо использовать контроллеры разряда.Вариант №1
Начнем, пожалуй, с простенькой схемки на стабилитроне и транзисторе:
Разберем, как она работает.
Пока напряжение выше определенного порога (2.0 Вольта), стабилитрон находится в пробое, соответственно, транзистор закрыт и весь ток течет через зеленый светодиод. Как только напряжение на аккумуляторе начинает падать и достигает значения порядка 2.0В + 1.2В (падение напряжение на переходе база-эмиттер транзистора VT1), транзистор начинает открываться и ток начинает перераспределяться между обоими светодиодами.
Если взять двухцветный светодиод, то мы получим плавный переход от зеленого к красному, включая всю промежуточную гамму цветов.
Типовое различие прямого напряжения в двухцветных светодиодах составляет 0.25 Вольта (красный зажигается при более низком напряжении). Именно этой разницей определяется область полного перехода между зеленым и красным цветом.
Таким образом, не смотря на свою простоту, схема позволяет заранее узнать, что батарейка начала подходить к концу. Пока напряжение на аккумуляторе составляет 3.25В или более, горит зеленый светодиод. В промежутке между 3.00 и 3.25V к зеленому начинает подмешиваться красный – чем ближе к 3.
00 Вольтам, тем больше красного. И, наконец, при 3V горит только чисто красный цвет.
Недостаток схемы в сложности подбора стабилитронов для получения необходимого порога срабатывания, а также в постоянном потреблении тока порядка 1 мА. Ну и, не исключено, что дальтоники не оценят эту задумку с меняющимися цветами.
Кстати, если в эту схему поставить транзистор другого типа, ее можно заставить работать противоположным образом – переход от зеленого к красному будет происходить, наоборот, в случае повышения входного напряжения. Вот модифицированная схема:
Вариант №2
В следующей схеме использована микросхема TL431, представляющая собой прецизионный стабилизатор напряжения.
Порог срабатывания определяется делителем напряжения R2-R3. При указанных в схеме номиналах он составляет 3.2 Вольта. При снижении напряжения на аккумуляторе до этого значения, микросхема перестает шунтировать светодиод и он зажигается. Это будет сигналом к тому, что полный разряд батареи совсем близок (минимально допустимое напряжение на одной банке li-ion равно 3.0 В).
Если для питания устройства применяется батарея из нескольких последовательно включенных банок литий-ионного аккумулятора, то приведенную выше схему необходимо подключить к каждой банке отдельно. Вот таким образом:
Для настройки схемы подключаем вместо батарей регулируемый блок питания и подбором резистора R2 (R4) добиваемся зажигания светодиода в нужный нам момент.
Вариант №3
А вот простая схема индикатора разрядки li-ion аккумулятора на двух транзисторах:Порог срабатывания задается резисторами R2, R3. Старые советские транзисторы можно заменить на BC237, BC238, BC317 (КТ3102) и BC556, BC557 (КТ3107).
Вариант №4
Схема на двух полевых транзисторах, потребляющая в ждущем режиме буквально микротоки.
При подключении схемы к источнику питания, положительное напряжение на затворе транзистора VT1 формируется с помощью делителя R1-R2. Если напряжение выше напряжение отсечки полевого транзистора, он открывается и притягивает затвор VT2 на землю, тем самым закрывая его.
В определенный момент, по мере разряда аккумулятора, напряжение, снимаемое с делителя становится недостаточным для отпирания VT1 и он закрывается. Следовательно, на затворе второго полевика появляется напряжение, близкое к напряжению питания. Он открывается и зажигает светодиод. Свечение светодиода сигнализирует нам о необходимости подзаряда аккумулятора.
Транзисторы подойдут любые n-канальные с низким напряжением отсечки (чем меньше – тем лучше). Работоспособность 2N7000 в этой схеме не проверялась.
Вариант №5
На трех транзисторах:
Думаю, схема не нуждается в пояснениях. Благодаря большому коэфф. усиления трех транзисторных каскадов, схема срабатывает очень четко – между горящим и не горящим светодиодом достаточно разницы в 1 сотую долю вольта. Потребляемый ток при включенной индикации – 3 мА, при выключенном светодиоде – 0.3 мА.
Не смотря на громоздкий вид схемы, готовая плата имеет достаточно скромные габариты:
С коллектора VT2 можно брать сигнал, разрешающий подключение нагрузки: 1 – разрешено, 0 – запрещено.
Транзисторы BC848 и BC856 можно заменить на ВС546 и ВС556 соответственно.
Вариант №6
Эта схема мне нравится тем, что она не только включает индикацию, но и отрубает нагрузку.
Жаль только, что сама схема от аккумулятора не отключается, продолжая потреблять энергию. А жрет она, благодаря постоянно горящему светодиоду, немало.
Зеленый светодиод в данном случае выступает в роли источника опорного напряжения, потребляя ток порядка 15-20 мА. Чтобы избавиться от такого прожорливого элемента, вместо источника образцового напряжения можно применить ту же TL431, включив ее по такой схеме*:
*катод TL431 подключить ко 2-ому выводу LM393.
Вариант №7
Схема с применением так называемых мониторов напряжения. Их еще называют супервизорами и детекторами напряжения (voltdetector’ами). Это специализированные микросхемы, разработанные специально для контроля за напряжением.
Вот, например, схема, поджигающая светодиод при снижении напряжения на аккумуляторе до 3.1V. Собрана на BD4731.
Согласитесь, проще некуда! BD47xx имеет открытый коллектор на выходе, а также самостоятельно ограничивает выходной ток на уровне 12 мА. Это позволяет подключать к ней светодиод напрямую, без ограничительных резисторов.
Аналогичным образом можно применить любой другой супервизор на любое другое напряжение.
Вот еще несколько вариантов на выбор:
- на 3.08V: TS809CXD, TCM809TENB713, MCP103T-315E/TT, CAT809TTBI-G;
- на 2.93V: MCP102T-300E/TT, TPS3809K33DBVRG4, TPS3825-33DBVT, CAT811STBI-T3;
- серия MN1380 (или 1381, 1382 – они отличаются только корпусами). Для наших целей лучше всего подходит вариант с открытым стоком, о чем свидетельствует дополнительная циферка “1” в обозначении микросхемы – MN13801, MN13811, MN13821. Напряжение срабатывания определяется буквенным индексом: MN13811-L как раз на 3,0 Вольта.
Также можно взять советский аналог – КР1171СПхх:
В зависимости от цифрового обозначения, напряжение детекции будет разным:
Сетка напряжений не очень-то подходит для контроля за li-ion аккумуляторами, но совсем сбрасывать эту микросхему со счетов, думаю, не стоит.
Неоспоримые достоинства схем на мониторах напряжения – чрезвычайно низкое энергопотребление в выключенном состоянии (единицы и даже доли микроампер), а также ее крайняя простота. Зачастую вся схема умещается прямо на выводах светодиода:
Чтобы сделать индикацию разряда еще более заметной, выход детектора напряжения можно нагрузить на мигающий светодиод (например, серии L-314). Или самому собрать простейшую “моргалку” на двух биполярных транзисторах.
Пример готовой схемы, оповещающей о севшей батарейке с помощью вспыхивающего светодиода приведен ниже:
Еще одна схема с моргающим светодиодом будет рассмотрена ниже.
Вариант №8
Крутая схема, запускающая моргание светодиода, если напряжение на литиевом аккумуляторе упадет до 3.
0 Вольта:
Эта схема заставляет вспыхивать сверхяркий светодиод с коэффициентом заполнения 2.5% (т.е. длительная пауза – коротка вспышка – опять пауза). Это позволяет снизить потребляемый ток до смешных значений – в выключенном состоянии схема потребляет 50 нА (нано!), а в режиме моргания светодиодом – всего 35 мкА. Сможете предложить что-нибудь более экономичное? Вряд ли.
Как можно было заметить, работа большинства схем контроля за разрядом сводится к сравнению некоего образцового напряжения с контролируемым напряжением. В дальнейшем эта разница усиливается и включает/отключает светодиод.
Обычно в качестве усилителя разницы между опорным напряжением и напряжением на литиевом аккумуляторе используют каскад на транзисторе или операционный усилитель, включенный по схеме компаратора.
Но есть и другое решение. В качестве усилителя можно применить логические элементы – инверторы. Да, это нестандартное использование логики, но это работает. Подобная схема приведена в следующем варианте.
Вариант №9
Схема на 74HC04.
Рабочее напряжение стабилитрона должно быть ниже напряжение срабатывания схемы. Например, можно взять стабилитроны на 2.0 – 2.7 Вольта. Точная подстройка порога срабатывания задается резистором R2.
Схема потребляет от батареи около 2 мА, так что ее тоже надо включать после выключателя питания.
Вариант №10
Это даже не индикатор разряда, а, скорее, целый светодиодный вольтметр! Линейная шкала из 10 светодиодов дает наглядное представление о состоянии аккумулятора. Весь функционал реализован всего на одной-единственной микросхеме LM3914:
Делитель R3-R4-R5 задает нижнее (DIV_LO) и верхнее (DIV_HI) пороговые напряжения. При указанных на схеме значениях свечению верхнего светодиода соответствует напряжение 4.2 Вольта, а при снижении напряжения ниже 3х вольт, погаснет последний (нижний) светодиод.
Подключив 9-ый вывод микросхемы на “землю”, можно перевести ее в режим “точка”.
В этом режиме всегда светится только один светодиод, соответствующий напряжению питания. Если оставить как на схеме, то будет светиться целая шкала из светодиодов, что нерационально с точки зрения экономичности.
В качестве светодиодов нужно брать только светодиоды красного свечения, т.к. они обладают самым малым прямым напряжением при работе. Если, например, взять синие светодиоды, то при севшем до 3х вольт аккумуляторе, они, скорее всего, вообще не загорятся.
Сама микросхема потребляет около 2.5 мА, плюс 5 мА на каждый зажженный светодиод.
Недостатком схемы можно считать невозможность индивидуальной настройки порога зажигания каждого светодиода. Можно задать только начальное и конечное значение, а встроенный в микросхему делитель разобьет этот интервал на равные 9 отрезков. Но, как известно, ближе к концу разряда, напряжение на аккумуляторе начинает очень стремительно падать. Разница между аккумуляторами, разряженными на 10% и 20% может составлять десятые доли вольта, а если сравнить эти же аккумуляторы, только разряженненные на 90% и 100%, то можно увидеть разницу в целый вольт!
Типичный график разряда Li-ion аккумулятора, приведенный ниже, наглядно демонстрирует данное обстоятельство:
Таким образом, использование линейной шкалы для индикации степени разряда аккумулятора представляется не слишком целесообразным. Нужна схема, позволяющая задать точные значения напряжений, при которых будет загораться тот или иной светодиод.
Полный контроль над моментами включения светодиодов дает схема, представленная ниже.
Вариант №11
Данная схема является 4-разрядным индикатором напряжения на аккумуляторе/батарейке. Реализована на четырех ОУ, входящих в состав микросхемы LM339.
Схема работоспособна вплоть до напряжения 2 Вольта, потребляет меньше миллиампера (не считая светодиода).
Разумеется, для отражения реального значения израсходованной и оставшейся емкости аккумулятора, необходимо при настройке схемы учесть кривую разряда используемого аккумулятора (с учетом тока нагрузки).
Это позволит задать точные значения напряжения, соответствующие, например, 5%-25%-50%-100% остаточной емкости.
Вариант №12
Ну и, конечно, широчайший простор открывается при использовании микроконтроллеров со встроенным источником опорного напряжения и имеющих вход АЦП. Тут функционал ограничивается только вашей фантазией и умением программировать.
Как пример приведем простейшую схему на контроллере ATMega328.
Хотя тут, для уменьшения габаритов платы, лучше было бы взять 8-миногую ATTiny13 в корпусе SOP8. Тогда было бы вообще шикарно. Но пусть это будет вашим домашним заданием.
Светодиод взят трехцветный (от светодиодной ленты), но задействованы только красный и зеленый.
Готовую программу (скетч) можно скачать по этой ссылке.
Программа работает следующим образом: каждые 10 секунд опрашивается напряжение питания. Исходя из результатов измерений МК управляет светодиодами с помощью ШИМ, что позволяет получать различные оттенки свечения смешением красного и зеленого цветов.
Свежезаряженный аккумулятор выдает порядка 4.1В — светится зеленый индикатор. Во время зарядки на АКБ присутствует напряжение 4.2В, при этом будет моргать зеленый светодиод. Как только напряжение упадет ниже 3.5В, начнет мигать красный светодиод. Это будет сигналом к тому, что аккумулятор почти сел и его пора заряжать. В остальном диапазоне напряжений индикатор будет менять цвет от зеленого к красному (в зависимости от напряжения).
Вариант №13
Ну и на закуску предлагаю вариант переделки стандартной платы защиты (их еще называют контроллерами заряда-разряда), превращающий ее в индикатор севшего аккумулятора.
Эти платы (PCB-модули) добываются из старых батарей мобильных телефонов чуть ли не в промышленных масштабах. Просто подбираете на улице выброшенный аккумулятор от мобилы, потрошите его и плата у вас в руках. Все остальное утилизируете как положено.
Внимание!!! Попадаются платы, включающие защиту от переразряда при недопустимо низком напряжении (2.
5В и ниже). Поэтому из всех имеющихся у вас плат необходимо отобрать только те экземпляры, которые срабатывают при правильном напряжении (3.0-3.2V).
Чаще всего PCB-плата представляет собой вот такую схемку:
Микросборка 8205 – это два миллиомных полевика, собранных в одном корпусе.
Внеся в схему некоторые изменения (показаны красным цветом), мы получим прекрасный индикатор разряда li-ion аккумулятора, практически не потребляющий ток в выключенном состоянии.
Так как транзистор VT1.2 отвечает за отключение зарядного устройства от банки аккумулятора от при перезаряде, то он в нашей схеме лишний. Поэтому мы полностью исключили этот транзистор из работы, разорвав цепь стока.
Резистор R3 ограничивает ток через светодиод. Его сопротивление необходимо подобрать таким образом, чтобы свечение светодиода было уже заметным, но потребляемый ток еще не был слишком велик.
Кстати, можно сохранить все функции модуля защиты, а индикацию сделать с помощью отдельного транзистор, управляющий светодиодом. То есть индикатор будет загораться одновременно с отключением аккумулятора в момент разряда.
Вместо 2N3906 подойдет любой имеющийся под рукой маломощный p-n-p транзистор. Просто подпаять светодиод напрямую не получится, т.к. выходной ток микросхемы, управляющий ключами, слишком мал и требует усиления.
Пожалуйста, учитывайте тот факт, что схемы индикаторов разряда сами потребляют энергию аккумулятора! Во избежание недопустимого разряда, подключайте схемы индикаторов после выключателя питания или используйте схемы защиты, предотвращающие глубокий разряд.Как, наверное, не сложно догадаться, схемы могут быть использованы и наоборот – в качестве индикатора заряда.
4 цепи светодиодного индикатора напряжения
В электронных приборах не требуется. Один мой друг как-то сказал, что это хороший инструмент. Не обязательно быть дорогим.
Важно использовать достаточно. Сегодня я попробую собрать 4 схемы светодиодных индикаторов напряжения постоянного тока
Это четыре схемы светодиодных индикаторов напряжения, которые просты и легки в сборке для проверки напряжения батареи и др., Используются как стабилитрон, транзистор, LM339 и др.
Цепь 1 # Простейший индикатор заряда батареи с двумя светодиодами
Если вы хотите научить детей изучать простую светодиодную схему.Это одна из хороших схем. Это самый простой индикатор заряда батареи с двумя светодиодами. Оба светодиода покажут вам.
Когда вы включаете S1 в положение «ВКЛ», ток течет в цепь. Пока LED1 будет кратковременно мигать. Но LED2 гаснет.
Затем мы выключаем S1 в положение «ВЫКЛ», чтобы не использовать схему. Смотрите, LED1 все еще гаснет. Но LED2 кратковременно мигнет, после чего тоже погаснет.
Почему?
Конденсатор C1 емкостью 1000 мкФ – герой.
В схеме есть переключатель SPDT-S1.
Если мы включаем, ток течет через R1 к LED1, он кратковременно мигает, когда C1 начинает заряжаться. Пока C1 полностью не зарядится, LED1 гаснет.
Так как LED1 получает обратное смещение. Так что с LED1 ничего не происходит.
Теперь C1 имеет полный ток и меньше тока утечки.
Затем мы отключаем ток на выходе. Но не до конца, ток в C1 разряжается на LED2. Он также кратковременно мигает. Единица тока в С1 пуста. LED2 гаснет.
Светодиод LED1 гаснет из-за обратной полярности.
Посмотрите, как выглядят оба светодиодных дисплея на видео ниже:
Цепь 2 # Крошечная схема визуального индикатора нулевого биения
Вы встречаетесь с крошечной схемой визуального индикатора нулевого биения. Подходит для отображения на звуковом сигнале или индикаторе настройки CW. Что ниже 3Vp-p.
В схеме используются всего два светодиода и только один резистор.
Светодиоды (LED) Светодиодный дисплей является индикатором.Поскольку светодиод может выдерживать ток 20-30 мА, R1 обеспечивает более чем правильное ограничение тока.
Крошечная электрическая схема визуального индикатора нулевого биения
Оба светодиода подключены параллельно, имеют разную полярность. Они укажут частоту нулевых биений.
Каждый светодиод работает только на половину цикла входного сигнала.
Когда входная частота превышает 1 килогерц, от частоты нулевых биений. Оба светодиода будут постоянно расти.
Поскольку входная частота находится в пределах примерно 20 герц от нулевых ударов, светодиоды будут мигать до тех пор, пока не будут достигнуты нулевые удары.
Оба светодиода светятся или мигают до тех пор, пока не будет достигнуто нулевое биение, после чего погаснут.
Схема 3 # Простой индикатор уровня напряжения с использованием стабилитрона
Простой индикатор напряжения с использованием светодиода и стабилитрона
Вы ознакомитесь с концепцией. Хотя есть небольшие схемы. Но это могло сделать схемы, большая работа была завершена.
Сегодня мы познакомимся с индикатором уровня напряжения в самой простой модели. В нем используется только легкая электроника. Стабилитрон, резистор и светодиод в результате уже могут показывать.В каждой цепи светодиодный индикатор загорается, когда V + повышается до напряжения пробоя. И Vz стабилитрона + VLed должны использовать RS для светодиодов один за другим. Цепь справа будет свидетельствовать о считывании значения в виде гистограммы. Когда стабилитрон незаметно увеличивает значение Vz. Эта схема может быть проста и полезна для друзей, пожалуйста, сэр.
Цепь 4 # Простой трехступенчатый индикатор уровня
Сегодня мы рассмотрим концепцию простой схемы индикатора уровня, которая сконструирована так, чтобы быть очень маленькой, может отображаться с помощью светодиода 3 шага.Когда вы видите в приведенной ниже схеме, это очень просто. Мы используем переменный резистор (потенциометр) только с 3 единицами, что делает схему дешевой и простой.
Значения резисторов потенциометра VR1-3 определяются типом светодиода, когда мы использовали многоустойчивые светодиоды MV 50, шагом 2 кОм для 2 В и током стока (последовательные цепи) во всех трех светодиодах на 5 мА. , светодиод цепи может быть расширен, но быстрое увеличение тока стока и первый светодиод в источнике тока.
Как показано на рисунке ниже, мы тестируем эту схему на макетной плате с напряжением 3 В для первого светодиода 1, 6 В для второго светодиода 2 и 9 В для третьего светодиода 3.
Цепь 5 # Цепь индикатора уровня напряжения батареи
Эта схема представляет собой простую цепь индикатора уровня заряда батареи. Что быть простым сложным, можно увидеть, что схема имеет светодиодный индикатор для отображения на 3 шаге.
Работа цепи, если эта цепь была исправлена, чтобы дать обычное напряжение храма, что около 11V-14V. При этом уровень вольта будет нормальным, если уровень напряжения немного выше на 11В, и красный светодиод LED1 станет ярким.
Большое спасибо Денис ошибка этой схемы.Мой сын снова тестирует эту схему и модифицирует новую.
Большое спасибо !!
Если напряжение на 11 В больше, но не превышает 14 В, сделайте светодиод LED1 красным, а светодиод LED2 – зеленым. Поскольку напряжение, которое превышает 11 В, имеет ток, протекающий через R1, и ZD1 направляется, чтобы стимулировать контакт B Q1, заставляя Q1 работать, LED2 светится. Но если уровень напряжения питания на 15 В превышает уровень, светодиоды 3 должны загореться. Из-за источника геркона, через который 15 В протекает ток через R4 и ZD2, он поддерживает вывод B Q2, он заставляет Q2 работать LED3, а затем загораться.
При напряжении 15В загораются все светодиоды LED1, LED2, LED3. Светодиод LED1 в норме, потому что через него проходит более низкий ток.
Схема 6 # Монитор уровня свинцово-кислотной батареи 12 В
В приведенной ниже схеме счетверенный компаратор напряжения (LM3914) используется в качестве простого гистограммного индикатора для индикации состояния заряда 12-вольтной свинцово-кислотной батареи.
Опорное напряжение 5 вольт подключено к каждому из (+) входов четырех компараторов и (-) входов подключены к последовательным точкам вдоль делителя напряжения.
Светодиоды будут гореть, когда напряжение на отрицательную (-) вход превышает опорное напряжение. Калибровку можно выполнить, отрегулировав потенциометр 2K таким образом, чтобы все четыре светодиода загорались, когда напряжение батареи составляет 12,7 В, указывая на полную зарядку без нагрузки на батарею.
При напряжении 11,7 В светодиоды должны погаснуть, указывая на то, что аккумулятор разряжен. Каждый светодиод отображает изменение состояния заряда примерно на 25% или 300 милливольт, так что 3 светодиода показывают 75%, 2 светодиода показывают 50% и т. Д.Фактические напряжения будут зависеть от температурных условий и типа батареи, влажной ячейки, гелевой ячейки и т. Д.
Хотя схемы не такие же. Но это поможет вам добиться успеха в безусловно электронных проектах.
Также ознакомьтесь с этими статьями:
ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ
Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .
Цепь индикатора низкого напряжения батареи |
Цепь индикатора низкого напряжения батареи
по
Дон Нельсон, N0YE (ex-N0UGY)
Ко мне пришел знакомый радиолюбитель и попросил простую схему для контроля напряжения батареи и включения индикатора, когда напряжение батареи падает ниже заданного уровня.Таким образом, задача заключалась в том, чтобы создать что-то простое, но эффективное для индикации того, было ли напряжение батареи выше порогового значения или нет.
В данном решении используются пять пассивных компонентов и никаких дополнительных источников питания. Четыре компонента находятся в виде перемычки, а пятый компонент – светодиод через мост в качестве детектора. Мостовая схема проиллюстрирована ниже. Каждая половина моста имеет один резистор и один стабилитрон. Резистор обеспечивает ток смещения стабилитрона.Один диод Зенера подключен к земле и обеспечивает опорное напряжение над землей. Другой стабилитрон подключен к стороне высокого напряжения батареи, обеспечивая опорный сигнал ниже стороны высокого напряжения батареи. Когда светодиод помещается между двумя стабилитронами, светодиод будет проводить ток, когда разница между двумя стабилитронами больше, чем напряжение прямого смещения стабилитрона, которое для некоторых светодиодов составляет 1,7 вольт.
Уравнение того, когда светодиод будет проводить вперед, выглядит следующим образом: если Vbat В этом проекте я покажу вам, как разработать простую схему индикатора уровня заряда батареи, используя легко доступные компоненты.Индикатор уровня заряда батареи показывает состояние батареи просто горящими светодиодами. Например, горят шесть светодиодов, значит, осталось 60% заряда батареи. В этой статье объясняется, как проектировать индикатор уровня заряда батареи. Вы можете использовать эту схему для проверки автомобильного аккумулятора или инвертора. Таким образом, используя эту схему, мы можем увеличить срок службы батареи. Эта схема разработана на базе микросхемы lM3914 (Интегрированная микросхема). Эта микросхема представляет собой драйвер светодиодного дисплея. Сердцем схемы индикатора уровня заряда батареи является микросхема LM3914.Эта ИС принимает входное аналоговое напряжение и управляет 10 светодиодами линейно в соответствии с входным аналоговым напряжением. В этой схеме нет необходимости в резисторах, соединенных последовательно со светодиодами, потому что ток регулируется микросхемой. Получите представление о соответствующей публикации – Как работает схема автоматического зарядного устройства с использованием LM317? Принципиальная схема индикатора уровня заряда батареи В этой цепи светодиоды (D1-D10) отображают емкость батареи в точечном режиме или режиме отображения. Этот режим выбирается внешним переключателем sw1, который подключен к выводу 9 -го IC. Выводы 6 -й и 7 -й микросхемы соединены с землей через резистор.Этот резистор регулирует яркость светодиодов. Здесь резистор R3 и POT RV1 образуют цепь делителя потенциала. Здесь горшок RV1 используется для калибровки. Для этой схемы нет необходимости во внешнем питании. Схема предназначена для контроля от 10 В до 15 В постоянного тока. Схема будет работать даже при напряжении аккумулятора 3 В. Рабочее напряжение этой ИС составляет от 3 до 25 В постоянного тока. Lm3914 управляет светодиодами, ЖК-дисплеями и вакуумными люминесцентными лампами. Микросхема содержит регулируемый эталон и точный 10-ступенчатый делитель.Эта ИС также может действовать как секвенсор. Мы также можем подключить светодиоды разного цвета для индикации статуса.Подключите красные светодиоды D1 к D3, которые указывают на стадию выключения вашей батареи, и используйте зеленые светодиоды D8-D10, которые показывают от 80 до 100 процентов заряда батареи, и используйте желтый цвет для остатка. Знаете ли вы о концепции – как работает схема беспроводной передачи энергии? С небольшими изменениями мы можем использовать эту схему для измерения и других диапазонов напряжения. Для этого снимите резистор R2 и подключите ко входу верхний уровень напряжения. Теперь изменяйте сопротивление Pot RV1, пока не загорится светодиод D10.Теперь снимите верхний уровень напряжения на входе и подключите более низкий уровень напряжения. Подключите переменный резистор высокого номинала вместо резистора R2 и изменяйте его, пока не загорится светодиод D1. Теперь отключите потенциометр, измерьте сопротивление на нем и подключите резистор того же номинала вместо R2. Теперь схема готова к мониторингу других диапазонов напряжения. Эта схема лучше всего подходит для индикации уровня заряда батареи 12 В. В этой схеме каждый светодиод показывает 10-процентный уровень заряда батареи. Мы можем расширить эту схему до 100 шагов, подключив ИС lm3914 каскадом. В таблице ниже показано состояние светодиодов с уровнем входного напряжения. с использованием LM3914
Введение
Цепь индикатора уровня заряда батареи D iagram
Цепь индикатора заряда аккумулятора D esign Уровень заряда батареи Процент Состояние светодиодов 1.2В 10 D1 – ВКЛ 2,4 В 20 D1, D2 – ВКЛ 3,6 В 30 D1, D2, D3 – ВКЛ 4,8 В 40 D1, D2, D3, D4 – ВКЛ 6.0V 50 D1, D2, D3, D4, D5 – ВКЛ 7,2 В 60 D1, D2, D3, D4, D5, D6 – ВКЛ 8,4 В 70 D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7 – ВКЛ 9.6В 80 D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8 – ON 10,8 В 90 D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9 – ON 12 В 100 ВСЕ светодиоды – ВКЛЮЧЕНЫ
Применение цепи индикатора уровня заряда аккумулятора
- Мы можем использовать эту схему для измерения уровня заряда аккумулятора автомобиля.
- Эта схема используется для калибровки состояния инвертора.
- Этот индикатор уровня заряда батареи работает только при небольшом напряжении.
- Эта схема является теоретической и может потребовать некоторых изменений для практической работы.
Индикатор уровня заряда батареи 12 В со светодиодным точечным / столбчатым дисплеем. Подходит для автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторов
Схема индикатора уровня заряда батареи 12 В со светодиодной полосой / точечным дисплеем
LM3914.
Сердцем этой схемы является LM3914 производства National Semiconductors. LM3914 может определять уровни напряжения и может управлять дисплеем из 10 светодиодов в точечном или линейном режиме.Режим полосы и режим точки могут быть установлены извне, и несколько микросхем могут быть соединены каскадом вместе, чтобы получить расширенный дисплей. ИС может работать от широкого диапазона напряжений питания (от 3 до 25 В постоянного тока). Яркость светодиодов можно программировать с помощью внешнего резистора. Светодиодные выходы LM3914 совместимы с TTL и CMOS.
Описание.
На принципиальной схеме светодиоды с D1 по D10 отображают уровень заряда батареи в точечном или гистограммном режиме. Резистор R4, подключенный между контактами 6,7 и массой, регулирует яркость светодиодов.Резисторы R1 и POT R2 образуют сеть делителя напряжения, и POT R2 можно использовать для калибровки.
Показанная здесь схема предназначена для контроля от 10,5 до 15 В постоянного тока. Калибровку схемы можно произвести следующим образом. После настройки схемы подключите ко входу источник 12 В постоянного тока. Теперь настройте 10K POT, чтобы светодиоды LED10 светились (в точечном режиме) или светодиоды светились до 10 (в полосовом режиме). Теперь уменьшайте напряжение пошагово, и при 10,5 В будет светиться только LED1. Переключатель S1 можно использовать для выбора между точечным режимом и режимом гистограммы.Когда S1 замкнут, вывод 9 ИС подключается к положительному источнику питания, и включается режим гистограммы. Когда переключатель S1 разомкнут, вывод 9 микросхемы отключается от положительного источника питания, и дисплей переходит в точечный режим.
С небольшой модификацией схему можно использовать для контроля других диапазонов напряжения. Для этого просто снимите резистор R3 и подключите ко входу напряжение верхнего уровня. Теперь отрегулируйте POT R2, пока не загорится светодиод 10 (в точечном режиме). Снимите верхний уровень напряжения и подключите нижний уровень ко входу.Теперь подключите POT с высоким значением (скажем, 500K) вместо R3 и отрегулируйте его, пока не загорится только светодиод LED1. Теперь снимите POT, измерьте сопротивление по току на нем и подключите резистор того же номинала вместо R3. Монитор уровня готов.
Принципиальная схема индикатора уровня заряда батареи с использованием LM3914.
Схема индикатора уровня заряда батареи с использованием LM3914Каскадное соединение двух LM3914.
Две или более микросхемы LM3914 могут быть соединены каскадом вместе, чтобы получить расширенный дисплей. Схема двух микросхем LM3914, соединенных вместе, чтобы получить 20-светодиодный индикатор уровня напряжения, показана ниже.
Каскадное соединение двух LM3914Несколько других схем, связанных с уровнем заряда батареи, которые могут вам понравиться.
1. Простой индикатор уровня заряда батареи : Эта схема может использоваться для контроля уровня заряда батарей 3 В. Схема построена на MN13811G от Panasonic. MN13811G – это ИС детектора напряжения CMOS, которую можно использовать в различных приложениях для контроля напряжения. Светодиод D1 в цепи будет мигать, когда напряжение батареи упадет ниже 2,4 В.
2. 3-х светодиодный индикатор уровня заряда батареи : Здесь показан 3-х светодиодный индикатор уровня заряда батареи, который можно использовать для контроля уровня напряжения 12-вольтовой автомобильной батареи. Три состояния батареи т.е. ниже 11,5 В, между 11,5 и 13,5 и выше 13,5 светятся светодиоды.
3. Мигающий монитор батареи : Эта схема может использоваться для контроля уровня напряжения батарей от 6 до 12 В. Схема построена на транзисторах, и уровень напряжения, при котором светодиод начинает мигать, можно регулировать с помощью потенциометра.
Цепь цифрового индикатора напряжения сетиНепрерывный контроль сетевого напряжения требуется во многих приложениях, таких как ручные стабилизаторы напряжения и мотопомпы. Аналоговый вольтметр, хотя и дешевый, имеет множество недостатков, поскольку он имеет движущиеся части и чувствителен к вибрациям. Описанная здесь цифровая схема индикатора сетевого напряжения показывает сетевое напряжение с разрешением, сравнимым с разрешением аналогового вольтметра общего назначения. Состояние сетевого напряжения отображается в виде светодиодной гистограммы.
Цепь цифрового индикатора напряжения сети
Цепьцифрового индикатора сетевого напряжения. Предустановки с VR1 по VR16 используются для установки постоянного напряжения, соответствующего 16 уровням напряжения в диапазоне 50–250 В, как указано на LED1 – LED16, соответственно, на рисунке. Светодиодная гистограмма мультиплексируется снизу вверх с помощью микросхем CD4067B (16-канальный мультиплексор) и CD4029B (счетчик). Счетчик, синхронизируемый нестабильным мультивибратором на основе таймера NE555, генерирует 4-битный двоичный адрес для пары мультиплексор-демультиплексор CD4067B и CD4514B.
Схема работы
Напряжение от дворников предустановок мультиплексируется CD4067B, а выход с контакта 1 CD4067B подается на неинвертирующий вход компаратора A2 (половина операционного усилителя LM358) после буферизации A1 (другая половина IC2 ). Нерегулируемое напряжение с выхода выпрямителя поступает на инвертирующий вход компаратора A2.
На выходе компаратора A2 низкий уровень до тех пор, пока измеренное напряжение не станет больше, чем опорный вход, подаваемый на неинвертирующие контакты компаратора A2 через буфер A1.Когда считанный напряжение падает ниже опорного напряжения, выход компаратора А2 переходит на высокий уровень. Высокий выходной сигнал компаратора A2 запрещает работу декодера (CD4514), который используется для декодирования выходного сигнала IC4029 и управления светодиодами. Это гарантирует, что светодиоды гистограммы «горят» до измеренного уровня напряжения, пропорционального напряжению сети.
Первоначальная настройка каждой из предустановок может быть выполнена путем подачи известного переменного напряжения через автотрансформатор и последующей регулировки соответствующей предустановки, чтобы гарантировать, что светятся только те светодиоды, которые соответствуют приложенному напряжению.
EFY note
Рекомендуется использовать дополнительные трансформатор, выпрямитель, фильтр и регулятор для получения регулируемого источника питания для работы схемы, чтобы производительность схемы не ухудшалась даже при падении напряжения сети до 50 В или повышении его. как 280V. Во время лабораторных испытаний использовался стабилизированный источник питания 12 В для работы схемы.
Проект был первоначально опубликован в январе 1997 года и недавно был обновлен.
Как сделать светодиодный индикатор напряжения.
Хорошо, поэтому я просматривал Amazon, заказывая инструменты для моей машины, когда мое внимание привлек индикатор напряжения (тот самый, который я пытался прикрепить к своему велосипеду в прошлом году). И я подумал: «Да, мне все равно нужна эта информация о моем байке, когда я буду кататься». Ничто из того, что я нашел, меня не взволновало, особенно если учесть, что большинство из них стоило более 40 долларов. Затем я начал изучать проекты DIY … и нашел только один, который был простым и не требовал дорогих, труднодоступных или сложных компонентов.Вдохновленный этой находкой, я погуглил онлайн-симулятор схем и принялся за работу со спецификациями типичных цветных светодиодов, имеющихся в моем распоряжении. Для меня было только два приемлемых результата: легко читаемая и детализированная модель, основанная на количестве горящих светодиодов, или минималистский подход, который охватывает тот же диапазон напряжений и передает важную информацию. Я начал с модели OCD, но мои первые попытки были менее чем впечатляющими, поскольку я ограничивался только резисторами и светодиодами.Вернувшись к онлайн-радио, я выбрал один из доступных стабилитронов и поиграл с ним. В конце концов, я решил использовать каждый компонент по чуть-чуть, чтобы приблизиться к минималистичному дизайну. На самом простом уровне красный = плохой, зеленый = нормальный, синий = хороший. Он работает от 10 В до 15 В. Схема ниже, и здесь можно использовать фактическое моделирование.
Что вам нужно знать:
-Два стабилитрона (напряжение стабилитрона = 8,4, прямое напряжение = 1,1) последовательно с источником напряжения, полярность на втором диоде изменена на обратную.
-Три разных светодиода (прямое напряжение = 2,1, 2,9, 3,1 соответственно для красного, зеленого, синего) имеют общий узел с стабилитронами.
-Светодиоды включены последовательно с резисторами (100, 100 и 300 Ом соответственно).
Я приложил все усилия, чтобы сделать его достаточно простым, чтобы новичок мог сделать это за час с материалами на сумму менее 5 долларов. Теперь мне просто нужно подумать о том, как это со вкусом смонтировать!
Светодиодный индикатор постоянного тока, стр. 3
(продолжение статьи на предыдущей странице)
В большинстве моих схем по-прежнему используется регулируемое напряжение 5 В для микросхем, потому что 8-битные микроконтроллеры работают быстрее, а некоторым датчикам требуется 5 В.Поскольку 5 В более чем достаточно даже для белого светодиода, меня не волнует напряжение, необходимое для конкретного используемого светодиода.
Однако, поскольку мои роботы питаются от батареи, меня беспокоит текущее использование, поскольку от этого зависит, насколько быстро разряжается батарея. Кроме того, светодиод может выйти из строя из-за слишком большого тока (обычно более 30 мА). Поэтому решил сделать тестер светодиодов по току, а не по напряжению.
Как описано ранее, тестер светодиодов может быть настроен на подачу определенного тока от 2 мА до 26 мА.Схема автоматически изменяет напряжение от почти 0 В до примерно 7,5 В для подачи тока. Мне не нужно регулировать напряжение, и мне не нужно заботиться о токе после того, как я его установил.
Многие привыкли к регуляторам напряжения, вроде эталонного 7805. Но, что удивительно, большинство регуляторов напряжения можно настроить на регулирование тока.
Для этой схемы я выбрал National Semiconductor LM317L, который я купил у DigiKey или Mouser Electronics (или LM317LZ у Electronic Goldmine).LM317L дешевый, маленький и включает в себя инструкции в техническом описании по его использованию в качестве регулятора тока. В полупроводниковой схеме внутри LM317L используется простой контур обратной связи для автоматического изменения выходного напряжения в соответствии с требуемым током.
Схема испытательной цепи светодиодов, обеспечивающих постоянный ток.
SW1: (дополнительно) Выключатель питания не является обязательным в этой схеме, поскольку ток может проходить только через тестовый светодиод и конденсатор (C1).Керамические конденсаторы низкой стоимости при низком напряжении пропускают очень небольшой ток (менее 1/10 наноампера, насколько я мог измерить). И нет смысла подключать тестовый светодиод при выключенном питании. Поскольку в режиме ожидания питание не будет использоваться, выключатель питания не нужен.
D1: Диод Шоттки 1N5817 предотвращает протекание тока в обратном направлении, если батарея подключена в обратном направлении. Это защищает LM317L от повреждений.
C1: (опция) Большинство регуляторов и интегральных схем достигают стабильности за счет добавления конденсаторов.В этой цепи нет ничего критического (нет вычислений, большие токи, всплески тока или высокое напряжение). Так что этот конденсатор, вероятно, не нужен.
VR1: Стабилизатор напряжения LM317L является ядром этой схемы.
Тестовый светодиод (или любая другая нагрузка) потребляет питание от выходного контакта через R1 + R2. Регулировочный штифт измеряет напряжение сразу после R1 + R2. Вычитая регулируемое напряжение из выходного напряжения, LM317L может точно измерить, сколько напряжения падает на R1 + R2.
Поскольку весь ток, который проходит через светодиод, должен сначала пройти через R1 + R2, ток должен быть одинаковым для светодиода и R1 + R2. Согласно закону Ома, ток, проходящий через постоянный резистор, вызывает пропорциональное падение напряжения. Следовательно, чем больше тока, потребляемого светодиодом, тем больше тока проходит через R1 + R2, тем больше падение напряжения на R1 + R2. Чем меньше ток, потребляемый светодиодом, тем меньше тока проходит через R1 + R2, тем меньше падение напряжения на R1 + R2.
Таким образом, LM317L может регулировать общий ток, подаваемый на светодиод, путем постоянного измерения напряжения, падающего на измерительном резисторе (R1 + R2). а затем соответственно понижать или повышать напряжение на выходном контакте.
Кстати, фиксированный резистор, сконфигурированный для измерения тока путем измерения падения напряжения, называется «чувствительным» резистором. Например, небольшой резистор (менее 1 Ом) часто подключается последовательно со схемой драйвера двигателя, чтобы определить, какой ток потребляет двигатель.
R1: Потенциометр может изменять сопротивление от 0 Ом до 500 Ом. Как обсуждалось ранее, это изменяет выходное напряжение LM317L, чтобы вы могли регулировать подаваемый ток.
R2: Этот фиксированный резистор обеспечивает максимальный предел тока 26 мА на основе формулы таблицы LM317L. Если бы этот резистор не был включен в схему, а потенциометр был установлен на 0 Ом, тестовый светодиод получил бы значительно больший ток от LM317L (возможно, до 300 мА), что привело бы к повреждению светодиода.Итак, этот резистор существует для защиты светодиода.
Формула для расчета силы тока, подаваемого LM317L, следующая:
(1,2 В / (R1 + R2)) * 1000 = ток в миллиамперах Максимум: (1,2 В / (0 Ом + 47 Ом)) * 1000 = 25,5 мА Минимум: (1,2 В / (500 Ом + 47 Ом)) * 1000 = 2,2 мА
Печатная плата тестера светодиодов с маркировкой идентификаторов компонентов.
