Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments
LM358N(P) / LM358D - ОУ и Компараторы - МИКРОСХЕМЫ - Электронные компоненты (каталог)

Корпус: DIP-8 (LM358N)

 

Корпус: SO-8 (LM358D)

 

LM358N/LM358D - двухканальный операционный усилитель широкого применения для работы в бытовом диапазоне температур (0..+70°С).

Микросхема ОУ LM358 по функциональному назначению и расположению выводов аналогична таким микросхемам как LM158, LM258, LM2904, но отличается от них температурным диапазоном работы и незначительно другими параметрами.

Аналоги: КР1040УД1 / КФ1040УД1.

 

Микросхема LM358N также может поставляться с маркировкой LM358P.

Предельные режимы LM358N/LM358D:

Напряжение питания

+32V

или

±16V

Входное напряжение

-0,3..+32V

Дифференциальное

входное напряжение

32V

Выходной ток 40mA *

Диапазон температур

0..+70°С


* Выходной ток короткого замыкания ограничен внутренне.

Основные характеристики LM358N/LM358D:

Параметр

Мин.

Тип.

Макс.

Напряжение смещения

 

±2mV

±7mV

Синфазный входной ток   20nA 150nA

Дифференциальный входной ток

 

±2nA

±30nA

Выходной ток

20mA

40mA

60mA

Коэффициент ослабления синфазных помех

70dB

85dB

 

Коэффициент усиления по напряжению   50V/mV 100V/mV

Коэффициент гармонических искажений

 

0,02%

 

Ток потребления

 

0,7mA

2,0mA

Скорость нарастания

 

0,3V/µS

Граничная частота   0,7MHz 1,1MHz

Схема для светодиода на LM358 - танцы с бубном

Везде в интернете ходит схема для запитки мощного светодиода с применением регулятора тока на микросхеме LM358. Идея хорошая - позволяет на дешевой рассыпухе собрать замену дорогому драйверу, но схемотехника - шлак полный. Прокарячившись некоторое время, пришлось всё таки подключать осциллограф, заодно начал и экспериментировать. Сразу несколько выводов - LM358 не применять, применяем LM393. Транзистор мосфет явно гораздо лучше чем любой биполярный.

Схема собрана и отлажена. В скобках указаны установленные номиналы. Транзистор лучше брать мощный мосфет, с как можно меньшим сопротивлением канала, в корпусе SOT23. На али очень дёшевы транзисторы AO3400 , AO3404 и так далее. У указанных транзисторов напряжение открытия около 1 вольта – это важно! При применении биполярного транзистора – выбираем его, по как можно меньшему напряжению насыщения коллектор-эмиттер – например 2N5551 – напряжение насыщения у него 0.3 вольт. Применяем именно компаратор LM393 – по причине меньшего напряжения на выходе у LM358 – это будет влиять при применении биполярного транзистора. На диоде 1N4148 падение напряжения при токе чуть больше 1 мА равно 0.600 вольта . Исходя из этого образцового напряжения, проводим расчет напряжения делителя для отключения схемы при разряде АКБ до выбранного вами вольтажа – у меня выбрано 3.3 вольт. Напряжение на центральном контакте подстроечного резистора должно быть равно падению напряжения на резисторе от истока мосфета на корпус при выбранном вами токе через светодиод.

Требуется ток 300 мА через светодиод. Имеем резистор номиналом 0.5 ома.

0.5 ома x 0.3 ампера = 0.15 вольт падение напряжения на резисторе в истоке мосфета.

Следовательно на центральном контакте подстроечного резистора должно быть так же 0.15 вольт. Этот пример - для расчета делителя из резисторов при установке в случае отсутствия подстроечного резистора или если вы хотите уменьшения габаритов платы.

Расчет делителя для выключения схемы при разряде АКБ до выбранного напряжения

Выбираем напряжение отключения схемы = 3.4 вольта . Общее сопротивление делителя возьмём около 100 ком – для уменьшения энергопотребления схемы .
3.4 вольта / 100 ком = 0.034 вольта на 1 ком делителя При напряжении АКБ = 3.4 вольта напряжение на выходе делителя должно быть равно напряжению падения на диоде 1N4148 для срабатывания компаратора = 0.600 вольт.

Выберем нижний резистор делителя = 20 ком. 0.034 вольт на 1 ком х 20 ком = 0.68 вольт - слишком много, выберем номинал вместо 20 ком например – 18 ком. Проверка – 18 ком х 0.034 вольт на 1 ком = 0. 612 вольт Почти попали в стандартный ряд резисторов – так и оставим, тогда верхний резистор делителя будет равен 100 ком – 18 ком = 82 ком. При установке первых попавшихся этих резисторов получаем напряжение отключения с небольшим разбросом от выбранного нами напряжения отключения схемы при разряде АКБ .

СХЕМА BFO МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЯ НА LM358

Это тестовая версия простого искателя металлов в земле, которая собрана на универсальной монтажной плате и не выглядит эстетично, зато работает вполне хорошо.

Схема металлоискателя BFO

На всякий случай напомню, что BFO металлоискатель - это детектор на биениях. Детектор BFO работает по принципу обнаружения изменения частоты генератора, катушка которого является измерительным датчиком. Поскольку детекторы обычно работают выше звуковых частот (в данном случае 17 кГц), а изменения частоты составляют менее 1%, сигнал от генератора с датчиком смешивается с сигналом от фиксированного генератора так, что можно слышать биения с частотой около 100 Гц. Тут изменения частоты четко слышно.

Проблема подобных приборов заключается в довольно низкой чувствительности к мелким объектам, но это можно улучшить увеличив частоту (уменьшение конденсаторов С2, С3, С6, С7) и стабилизировать уход частоты при изменении температуры. Детектор основан на двух генераторах-трехточках в конфигурации с общей базой (транзисторы Q1 и Q2). Катушка генератора на транзисторе Q1 является измерительным датчиком. Его диаметр составляет 15 см, но его естественно можно изменить, сохранив ту же индуктивность.

  • L1 - это датчик (сама поисковая катушка), который имеет 6,2 мГн индуктивности.
  • L2 - две подстроечные катушки от автомобильного радиоприемника, соединенные последовательно и 3 дросселя по 1 мГн, похожие на резистор. Пришлось объединить это, потому что не было другого способа подобрать индуктивность.

Сигнал, поступающий от этого генератора, идёт на операционный усилитель LM358 так же, как сигнал второго генератора, поэтому остальная часть схъемы не оказывает существенного влияния на сигнал, два сигнала управляют одинаковой амплитудой. Сигналы после выхода из операционных усилителей смешиваются через два резистора, а затем усиливаются. В этом сигнале есть звук, который представляет собой разницу двух входных частот.

Два диода в схеме вытягивают эти частоты биений (верхняя и нижняя огибающие), которые затем вычитаются друг из друга на следующем элементе операционном усилителе.

Органы управления металлодетектора

  • R2 - используется для установки хорошей синусоиды и самой большой амплитуды
  • R10 - управляет амплитуда сигнала
  • R11 - управляет постоянным током
  • R9 - усиление сигнала

Конечно более простыми и эффективными являются импульсные детекторы PI. Но и такая схема пойдёт для поиска крупных металлоконструкций. Металлодетектор полностью построен на деталях с распайки плат, аккумуляторы от ноутбука нерабочего, так что стоимость получилась нулевая.

   Форум по МД

   Обсудить статью СХЕМА BFO МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЯ НА LM358


Схема датчика сотрясения на микросхеме LM358N (КР1040УД1А, КР1053УД2)

Среди многочисленных датчиков состояния встречаются всевозможные приборы, поражающие подчас своими конструктивными особенностями.

Однако при разработке датчиков учитываются, как правило, более прозаические параметры, такие как компактность, высокая чувствительность, надежность (большое время наработки до отказа), минимальное наличие механических частей, универсальность в применении, работа в широком диапазоне температур и напряжения питания, отсутствие помех для других узлов устройства, минимальное потребление тока и др.

Принципиальная схема

Электрическая схема из серии датчиков воздействия — устройство датчика сотрясения — представлена на рис. 1.

 

Схема датчика сотрясения на микросхеме LM358N

Рис. 1. Электрическая принципиальная схема датчика сотрясения.

Ее особенность в необычном включении микросхемы-компаратора DA1 во взаимодействии с индуктивным датчиком L1. Катушка L1 намотана на круглом пластмассовом каркасе диаметром 8 мм (от резонансных катушек радиоприемника ВЭФ-202 или аналогичных) проводом ПЭЛ-1 диаметром 0,6 мм внавал и содержит 150 витков.

Ферритовый сердечник из каркаса не вынимается и перед первым включением схемы располагается по середине свободного хода внутри каркаса. Напротив катушки L1 на расстоянии 1...2 мм располагают кусочек феррита круглой или прямоугольной формы размерами 4x9 мм на специальных подвесках из эластичной резины так, чтобы феррит при сотрясении вибрировал на свободном расстоянии до каркаса катушки L1.

Переменный резистор R1, включенный как регулятор-ограничитель тока, позволяет регулировать чувствительность датчика. При верхнем (по схеме) положении движка переменного резистора R1 чувствительность узла максимальная.

При отсутствии механических воздействий на датчик магнитное поле и ток, протекающий через катушку L1, носит постоянный характер и составляет доли микроампер. Оксидный конденсатор С1 не пропускает постоянную составляющую напряжения на вход компаратора (вывод 2 DA1).

Баланс напряжений между инвертированным и неинвертированным входами компаратора (выводы 1 и 2 DA1) не нарушается, поэтому на выходе компаратора (вывод 7 DA1) присутствует низкий уровень напряжения. Индикатор состояния узла— светодиод HL1 не светится и напряжение в базе транзистора VT1 недостаточно для его открывания.

Между общим проводом и выходом (Uвых) присутствует напряжение (разность потенциалов), близкое к напряжению источника питания.

Выходное напряжение для управления устройствами нагрузки (исполнительными элементами и последующими электронными узлами) можно снимать также, используя +U и Uвых.

Тогда в спокойном состоянии датчика напряжение на выходе узла будет стремиться к нулю, а при механическом воздействии принимать значения, близкие по напряжению к напряжению источника питания (12 В).

Метод подключения выходных контактов выбирается самостоятельно при каждом конкретном случае. Если в дополнительных исполнительных узлах необходимости нет, то резистор R10 в цепи коллектора транзистора VT1 заменяют на электромагнитное реле на напряжение 8—12 В с током срабатывания не более 100 мА.

При токе срабатывания реле более 100 мА, учитывая возможно длительный характер работы реле во включенном состоянии, потребуется заменить транзистор VT1, выполняющий роль усилителя тока, более мощным, например, любым из серии КТ815.

При незначительном сотрясении датчика (ферритового сердечника) вблизи катушки L1 в ней кратковременно создается ЭДС электромагнитной индукции и возникает ток и напряжение в несколько десятков микровольт. Скачок напряжения (импульс) беспрепятственно пропускает оксидный конденсатор С1 и через ограничительный резистор R2 он попадает на вход компаратора DA1.

Компенсационные цепочки в разных плечах компаратора (состоящие из элементов VD1, R5, R6 и VD4, R12) настроены таким образом, что даже такого минимального сигнала, вносящего дисбаланс напряжения на входах микросхемы, оказывается достаточно для срабатывания внутренней схемы сравнения напряжений и появления на выходе компаратора высокого уровня. Напряжение высокого уровня на выводе 7 DA1 включает светодиод HL1, сигнализирующий о воздействии на датчик, проходит через ограничительный резистор R8, детектируется диодом VD3 и через ограничительный резистор

R9 поступает в базу транзистора VT1. В момент появления напряжения на выводе 7 микросхемы DA1 заряжается оксидный конденсатор С4. Он включен в схему для того, чтобы обеспечить плавную задержку выключения узла (на 2— 3 сек), иначе включение нагрузки будет напоминать дребезг контактов и носить хаотичный характер.

Благодаря наличию оксидного конденсатора С4 транзистор VT1, открывшись от импульса напряжения, закроется только через 2— 3 сек после окончания управляющего импульса.

Если емкость данного конденсатора увеличить до 50 мкФ, задержка выключения узла может составить единицы минут, что может оказаться полезным при определенных задачах, стоящих перед радиолюбителем-конструктором; например, такая задержка будет уместна, если реле, включенное вместо резистора R10, в свою очередь будет включать охранную сирену.

Поступившее в базу транзистора VT1 напряжение высокого уровня открывает его и изменяет состояние выхода узла: между положительным выводом источника питания и контактом Uвых теперь присутствует напряжение источника питания, а между общим проводом и точкой Uвых соответственно напряжение равно нулю.

В налаживании узел не нуждается. Выпрямительный диод VD2 и ограничительный резистор R7 защищают микросхему от перенапряжения источника питания и обратного случайного включения Uпит. Оксидный конденсатор СЗ сглаживает пульсации напряжения.

При заведомо исправном и стабилизированном источнике питания, а также при питании данного электронного узла от батарей (аккумуляторов) элементы С3, R7, VD2 можно из схемы исключить, т. к. устройство работоспособно в диапазоне напряжения питания +7...+16 В. Ток потребления в режиме покоя не превышает 5 мА.

Однако при использовании устройства в автомобиле и в сочетании с нестабилизирован-ными источниками питания, данные элементы выполняют защитную роль и позволяют применять устройство как элемент охраны — датчик сотрясения (удара) в автомобилях.

Элементы устройства компактно монтируются в пластмассовом корпусе и жестко прикрепляются к контролируемой поверхности. В этом может способствовать моментальный клей или липучка.

Возможности использования рекомендуемого датчика практически не ограничены. Он может являться прототипом датчика удара в автомобилях, работать в составе охранной сигнализации — тогда корпус датчика закрепляют на косяке (дверной коробке) или двери охраняемого помещения и в других аналогичных случаях, когда требуется простой, чувствительный и надежный узел контроля сотрясений и ударов.

Кажущаяся сложность в изготовлении датчика и катушки L1 не более чем миф. Практика испытаний устройства показала, что даже при удалении феррита от каркаса L1 на расстоянии до 5 мм датчик уверенно срабатывает от сотрясения и качения феррита вблизи катушки.

Это достигается высокой чувствительностью компаратора на микросхеме LM358N. Кроме указанной на схеме микросхемы можно применить ее полные аналоги LM358, С358С, НА 17358, а также полные аналоги этого популярного компаратора, выпускающиеся другими фирмами. Отечественные микросхемы аналоги компаратора К1401УД5А—К1401УД5Б, К544УД8А—К544УД8Б, КР1040УД1А, КР1053УД2(А).

Детали и конструкция

При применении микросхемы К544УД8А—К544УД8Б чувствительность узла несколько понизится и придется изменить при подключении выводы микросхемы. Кроме того, в качестве феррита (прямоугольной формы) можно использовать обыкновенный кусочек магнита.

Транзистор VT1 — любой из серии КТ503 или аналогичный. Выпрямительный диод VD2 заменяют на КД213, КД105, Д202 или аналогичные по электрическим характеристикам с любым буквенным индексом. Остальные диоды типа КД521, КД522, Д311, Д220 с любым буквенным индексом.

Переменный резистор R1 типа СПО-1, СПЗ-З0В, СПЗ-12В или подстроечный типа СП5-28В, СПЗ-1 ВБ (оба многооборотные). Главное— при выборе типа этих резисторов в том, чтобы они имели линейную характеристику изменения сопротивления. При необходимости достижения узлом максимальной и нерегулируемой чувствительности данный резистор из схемы просто исключают, а средний вывод, показанный на схеме, соединяют с верхним (по схеме) выводом катушки L1.

Ограничительный резистор R7 типа МЛТ-0,5. Все остальные постоянные резисторы типа МЛТ-0,25. Оксидные конденсаторы фирмы Hitano, ESP, их аналоги, или отечественные типа К50-29, К50-35.

Индикаторный светодиод типа L63SRC, КИПД14А, КИПД-36, L1503SRC-C, КИПД41Б1-М или другие аналогичные с током до 10 мА.

В случае замены резистора R10 на слаботочное электромагнитное реле, рекомендации к выбору последнего такие: FRS10С-ОЗ, TRU-12VDC-SB-SL, ТТІ TRD-9VDC-FB-CL, Relpol RM85-2011-35-1012, РЭС-22 (исполнение РФ.4.523.023-01) или аналогичное.

При выборе реле следует учитывать ток и напряжение коммутации. Все указанные здесь типы реле коммутируют ток до 3 А при напряжении до 250 В.

Литература: Андрей Кашкаров - Электронные самоделки.

Простой усилитель термопары на OP213,LM358 - УСТРОЙСТВА НА МК - radio-bes
 

Основная схема.

Основа усилителя взята из технического описания фирмы «Analog Devices» на операционный усилитель ОР213. Данный ОУ можно отнести к точным ОУ с малым тепловым дрейфом нуля.

 

 

Сразу скажу, что на фирменной схеме допущена досадная ошибка. Точка соединения резисторов R8 и R6 должна быть исключена. Схема позволяет измерять температуру в диапазоне 0 – 1000 оС с точностью 0,02 оС при применение данного ОУ и термопары К-типа. Эта термопара обладает наиболее близкой к прямой термоэлектрической характеристикой. Термоэлектроды изготовлены из сплавов на никелевой основе. Хромель (НХ9,5) содержит 9...10 %Сг; 0,6...1,2 % Со; алюмель (НМцАК) — 1,6...2.4 % Al, 0.85...1,5 Si, 1,8...2,7 % Mn. 0.6...1.2 % Со. Алюмель светлее и слабо притягивается магнитом; этим он отличается от более темного в отожженном состоянии совершенно немагнитного хромеля. Благодаря высокому содержанию никеля хромель и алюмель лучше других неблагородных металлов по стойкости к окислению. Учитывая почти линейную зависимость термоЭДС термопары хромель — алюмель от температуры в диапазоне 0...1000°С, ее наиболее часто применяют в терморегуляторах.

Подключение электродов термопары к разъемам платы усилителя образует еще один источник термоЭДС (холодный спай) напряжение на котором вносит существенную ошибку в истинные показания. Для устранения этой погрешности применяют разные методы. В данном случае для компенсации напряжения холодного спая применен простой и эффективный способ. Как можно ближе к разъему подключается кремневый диод. Известная зависимость тока p-n перехода от температуры позволяет сформировать компенсационное напряжение для коррекции ошибки холодного спая.

ОУ питается напряжением +12В, максимальное выходное напряжение ОУ будет составлять, за счет внутреннего падения напряжения, чуть больше 10В. Схема на ОУ представляет усилитель с ОС с коэф. усиления около 200. Резистор R6 осуществляет балансировку опорного напряжения ОУ ( установку нуля).

Точный стабилизатор напряжения REF02EZ позволяет получить из  напряжения питания стабилизированное напряжение для питания входных делителей ОУ с точностью около 1мВ.

Значения резисторов, особенно входных делителей, должны быть как можно точней соответствовать указанным на схеме.

Практическая реализация.

Всем хороша данная схема, но комплектующие не дешевы, а заявленная точность не всегда нужна в большинстве случаев. Самое распространенная задача, это измерять температуру до 400 о С с точностью +/- 1-2 оС. Под эту задачу и была разработана простая и дешевая схема.

Не используется опорный стабилизатор, Применен более дешевый и распространенный ОУ LM358. Напряжение питания 5В, поэтому максимально можно измерить реально 375 оС. Относительно большой температурный дрейф ОУ определяет ошибку измерения, не более 2 оС. Для увеличения помехоустойчивости по переменному току применен конденсатор С1. Резистором R12 можно корректировать коэф усиления в зависимости от применяемой термопары. В диапазоне до 400 оС многие типы термопар достаточно линейны, поэтому появляется возможность применения любой подходящей термопары. Хорошие результаты получаются с термопарами от цифровых мультиметров. Так как микросхема LM358 содержит два ОУ, то удобно реализовать на одной микросхеме двухканальный вариант.

Особенности при изготовлении.

Термокомпенсационный диод желательно разместить снизу печатной платы, так чтобы его корпус был как можно физически был ближе к разъему. Хорошо применить термопасту. Резисторы можно применить как SMD типа, так и обычные 0,125 Вт. Я обычно применяю последовательно соединенные резисторы стандартного ряда.

2,74К=2,7К+39

53,6=27+27

3,95К=3,9К+51

Калибровка

В домашних условиях калибровка проще всего сделать по двум точкам 0 и 100 градусов. Термопара погружается в талую воду, выставляется показания 0 градусов R6. Термопара погружается в кипящую воду, выставляется показания 100 градусов R12. Еще раз проверить 0 и 100, при необходимости подкорректировать. Можно проверить температуру тела 36,6 градусов.

Пример программной реализации.

Напряжение на выходе ОУ прямо пропорционально измеренной температуре. Если на вых. ОУ 1,00В, то это соответствует температуре 100 оС . Если на выходе 2,58В, то 258 градусам. Для измерения применен встроенный АЦП микроконтроллера фирмы МИКРОЧИП. Опорное напряжение равно напряжению питания 5,12В, при применение стабилизатора напряжения типа 7805 напряжение на его выходе обычно соответствует этому значению. АЦП 10 разрядное, 1024 уровней квантования. Один уровень квантования 0,005В. При измерении напряжения на выходе ОУ с помощью АЦП получаем следующий результат:

Пример: Uвых = 2,87В /0,005=574, уровней квантования АЦП.Для упрощения вывода результата на индикацию, необходимо полученный результат разделить на два.

574/2= 287 (0х11F) остается преобразовать полученное число в двоично-десятичный вид и вывести на применяемый индикатор.

Хочу отметить, что если необходимо измерять температуру больше 400 градусов, то напряжение питания ОУ и соответственно выходное напряжение ОУ будет больше опорного напряжения АЦП. В этом случае, как самый простой вариант, удобно использовать делитель напряжения на выходе ОУ с коэф. 2. ( два одинаковых резистора по 10 кОм). Программное деление необходимо исключить.

; RA0 - активный входной канал АЦП,

;----------------------------------------------------------------------------------------------

izm_U ;измеряем напряжение АЦП результат в ADS_L, ADS_H

;----------------------------------------------------------------------------------------------

movlw b'01000001' ; Включение АЦП; выбор аналогового канала AN0;

movwf ADCON0       ; источник Fosc/8; состояние ожидания.

movlw .6

movwf reg

decfsz reg ; задержкa

goto $-1

bsf ADCON0,2 ; Включение преобразования.

btfsc ADCON0,2 ; Ожидание окончания

goto $-1 ; преобразования.

bcf ADCON0,ADON ; Выключение модуля АЦП

;-------------------------------------------------------------------------------------------------------

movf ADRESH,w ; перепишем результат преобразования

movwf ADS_H

bsf STATUS,RP0

movf ADRESL,w

clrf STATUS

movwf ADS_L

;---------------------------------------------------------------------------------------------------------

rrf ADS_H ; результат делим на 2

rrf ADS_L

;---------------------------------------------------------------------------------------------------------

call bin2_10 ; преобразование двоичного числа в двоично-десятичное

call IND ; вывод на индикацию

 

подпрограммы bin2_10 и IND, не привожу, т.к. каждый применяет свой удобный вариант для применяемого индикатора.

Заключение.

Данная схема прекрасно измеряет и более высокие температуры до 1000 градусов. Единственно, надо знать тип термопары. Распространенные советские термопары хромель-копель измеряют до 800 градусов и немного нелинейны с 300 - 600 градусов. Если применить термопары К-типа, то результаты хорошие до 1000 градусов, с точностью +\- 2 градуса.  Так же нужно повысить напряжение питания ОУ  и применить делитель напряжения на вых ОУ.

Источник: http://www.chipmk.ru

Лабораторный блок питания на lm358n CAVR.ru

 Для налаживания различных электронных устройств необходим источник питания, в котором предусмотрена регулировка не только выходного напряжения, но и порога срабатывания защиты от токовой перегрузки. Во многих простых устройствах аналогичного назначения защита лишь ограничивает максимальный ток нагрузки, причем возможность его регулирования отсутствует или затруднена. Такая защита больше предназначена для самого блока питания, чем для его нагрузки. Для безопасной работы как источника, так и подключенного к нему устройства необходима возможность регулирования уровня срабатывания токовой защиты в широких пределах. При ее срабатывании нагрузка должна быть автоматически отключена. Предлагаемое устройство удовлетворяет всем перечисленным требованиям.

Основные технические характеристики
Входное напряжение, В ......26...29
Выходное напряжение, В......1...20
Ток срабатывания защиты, А......................0.03...2

      Схема устройствапоказана на рисунке. Регулируемый стабилизатор напряжения собран на ОУ DA1.1. На его неинвертирующий вход (вывод 3) с движка переменного резистора R2 поступает образцовое напряжение, стабильность которого обеспечивает стабилитрон VD1, а на инвертирующий вход (вывод 2) — напряжение отрицательной обратной связи (ООС) с эмиттера транзистора VT2 через делитель напряжения R11R7 ООС поддерживает равенство напряжений на входах ОУ, компенсируя влияние дестабилизирующих факторов. Перемещая движок переменного резистора R2, можно регулировать выходное напряжение.

      Узел защиты от перегрузки по току собран на ОУ DA1.2, который включен как компаратор, сравнивающий напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах. На неинвертирующий вход через резистор R14 поступает напряжение с датчика тока нагрузки — резистора R13, на инвертирующий — образцовое напряжение, стабильность которого обеспечивает диод VD2, выполняющий функцию стабистора с напряжением стабилизации около 0,6 В. Пока падение напряжения, создаваемое током нагрузки на резисторе R13, меньше образцового, напряжение на выходе (вывод 7) ОУ DA1.2 близко к нулю.

      Если ток нагрузки превысит допустимый, напряжение на выходе ОУ DA1.2 увеличится почти до напряжения питания. Через резистор R9 потечет ток, который включит светодиод HL1 и откроет транзистор VT1. Диод VD3 открывается и через резистор R8 замыкает цепь положительной обратной связи (ПОС). Открытый транзистор VT1 подключает параллельно стабилитрону VD1 резистор малого сопротивления R12, в результате чего выходное напряжение уменьшится практически до нуля, поскольку регулирующий транзистор VT2 закроется и отключит нагрузку. Несмотря на то что напряжение на датчике тока нагрузки упадет до нуля, благодаря действию ПОС нагрузка останется отключенной, что показывает светящийся индикатор HL1. Повторно включить нагрузку можно кратковременным отключением питания или нажатием на кнопку SB1. Диод VD4 защищает эмиттерный переход транзистора VT2 от обратного напряжения с конденсатора С5 при отключении нагрузки, а также обеспечивает разрядку этого конденсатора через резистор R10 и выход ОУ DA1.1.

      Детали. Транзистор КТ315А (VT1) можно заменить на КТ315Б—КТ315Е. Транзистор VT2 — любой из серий КТ827, КТ829. Стабилитрон (VD1) может быть любым с напряжением стабилизации У 3 В при токе 3...8 мА. Диоды КД521В (VD2—VD4) могут быть другими из этой серии или КД522Б Конденсаторы СЗ, С4 — любые пленочные или керамические. Оксидные конденсаторы: С1 — К50-18 или аналогичный импортный, остальные — из серии К50-35. Номинальное напряжение конденсаторов не должно быть меньше указанного на схеме. Постоянные резисторы — МЛТ, переменные — СПЗ-9а. Резистор R13 можно составить из трех параллельно соединенных МЛТ-1 сопротивлением по 1 Ом. Кнопка (SB1) — П2К без фиксации или аналогичная.

      Налаживание устройства начинают с измерения напряжения питания на выводах конденсатора С1, которое, с учетом пульсаций, должно находиться в пределах, указанных на схеме. После этого перемещают движок переменного резистора R2 в верхнее по схеме положение и, измеряя максимальное выходное напряжение, устанавливают его равным 20 В, подбирая резистор R11. Затем подключают к выходу эквивалент нагрузки, например, такой, как описан в статье И. Нечаева "Универсальный эквивалент нагрузки" в "Радио", 2005, № 1, с. 35. Измеряют минимальный и максимальный ток срабатывания защиты. Чтобы снизить минимальный уровень срабатывания защиты, необходимо уменьшить сопротивление резистора R6. Для увеличения максимального уровня срабатывания защиты нужно уменьшить сопротивление резистора R13 — датчика тока нагрузки.

П. ВЫСОЧАНСКИЙ, г. Рыбница, Приднестровье, Молдавия

Простая схема VU Meter с использованием LM358

VU Meter или Volume Meter - очень популярный и увлекательный проект в области электроники. Мы можем рассматривать Volume Meter как Equalizer , который присутствует в музыкальных системах. В котором мы видим танец светодиодов в соответствии с музыкой, если музыка громкая, тогда эквалайзер достигнет своего пика, и будет гореть больше светодиодов, а если музыка будет слабой, то будет светиться меньшее количество светодиодов. Volume Meter (VU) - это индикатор или представление интенсивности уровня звука на светодиодах, который также может служить прибором для измерения громкости .

Ранее мы построили VU Meter с использованием LM3914, в котором аудио вход берется с конденсаторного микрофона, а также построили еще один VU Meter с использованием Arduino, в котором аудио вход берется с 3,5 мм разъема. Последний был построен на печатной плате под названием Arduino Shield. Сегодня мы создаем еще один и самый простой измеритель громкости , в котором в качестве основных компонентов используются только четыре микросхемы LM358 ОУ .

Необходимые компоненты:

  • LM358 IC (4)
  • 3.5-мм аудиоразъем
  • AUX кабель
  • 1k Резисторы (16)
  • переменный резистор 100 кОм
  • 10k Резистор (2)
  • Блок питания
  • Светодиоды (8)
  • Макет
  • Соединительные провода
  • Музыкальный источник (мобильный или ноутбук)

simple-volume-meter

Рабочая:

Этот ВУ метр очень простой, дешевый и интересный проект для ученика. В этом проекте мы использовали четыре микросхемы с двойным операционным усилителем LM358, которые легко доступны на рынке и содержат два компаратора внутри.Пользователь также может использовать две микросхемы LM324 с четырьмя операционными усилителями внутри, но это усложнит схему на макете. Здесь мы использовали 8 компараторов, использующих четыре микросхемы LM358, которые будут сравнивать сигнал звукового напряжения с опорным напряжением . Опорное напряжение на не инвертирующий контакт (+), регулируются с помощью схемы делителя напряжения, построенной с использованием горшка и 1k резисторов. На каждом компараторе используется резистор 1 кОм. Вот еще одно преимущество ПНТ (переменный резистор) является то, что нам не нужно изменять значения всех резисторов для изменения опорного напряжения для каждого компаратора, вместо этого мы можем настроить его, используя только POT.В этой схеме светодиода подключены к обратной логике , это означает, что отрицательные выводы светодиодов подключены к выходу компараторов, а когда выход компаратора высокий, светодиод будет выключен, а когда выход низкий, светодиод будет включен. Эта схема может работать от 3.3v до 18v , но для лучшего результата я рекомендовал использовать 12v.

simple-vu-meter-using-LM358-block-diagram

Чтобы запустить этот крутой светодиодный эквалайзер , пользователь должен подать питание на схему и подключить один конец 3,5-мм вспомогательного кабеля к мобильному или портативному компьютеру, а второй конец вспомогательного провода к цепи.Теперь увеличьте громкость до максимума и откалибруйте цепь с помощью потенциометра. После калибровки пользователь может использовать эту схему.

Чтобы продемонстрировать этот проект, я отправил аудиосигнал на два устройства, одно из которых является нашей схемой VU-метра, а второе - сабвуфером или аудиоусилителем. Низкочастотный громкоговоритель или усилитель используется для того, чтобы мы могли слушать музыку во время работы, чтобы мы могли видеть светящиеся светодиоды в соответствии с музыкальным сигналом. Проверьте демонстрацию Видео в конце этой статьи.

simple-volume-meter-using-LM358

Объяснение схемы:

В этой измерительной цепи VU, мы использовали 8 светодиодов , в которых 2 светодиода красного цвета для более высокого звукового сигнала, 2 желтых светодиода для промежуточного аудиосигнала и 4 зеленых светодиода для нижнего аудиосигнала. Все светодиоды подключены к выходу 8 компараторов, присутствующих в четырех микросхемах LM358. Для правильного управления светодиодами пользователь может уменьшить значение резисторов (1 кОм), связанных со светодиодами. В полном измерителе VU мы использовали операционные усилители LM358 в качестве компараторов и резистор 1К и 100 кОм в качестве делителя напряжения для регулировки опорных напряжений на неинвертирующей клемме (+) всех компараторов.

ОУ LM358:

Операционные усилители

также известны как компараторов напряжения . Когда напряжение на неинвертирующем входе (+) выше, чем напряжение на инвертирующем входе (-), тогда выход компаратора высокий. И если напряжение инвертирующего входа (-) выше, чем неинвертирующего конца (+), то выходной сигнал НИЗКИЙ. Узнайте больше о работе операционного усилителя здесь.

Dual Op-amp IC LM358

LM358 - операционный усилитель с низким уровнем шума , который имеет два независимых компаратора напряжения внутри.Это операционный усилитель общего назначения, который можно настроить во многих режимах, таких как компаратор, лето, интегратор, усилитель, дифференциатор, инвертирующий режим, неинвертирующий режим и т. Д.

,Принципиальная схема светодиодного индикатора

VU с использованием LM3914 и LM358

Мы можем рассматривать Volume Meter как Equalizer , который присутствует в музыкальных системах. В котором мы видим танец огней (светодиодов) в соответствии с музыкой, если музыка громкая, эквалайзер достигает своего пика, а в низком музыкальном исполнении он остается низким. Мы также создали измеритель громкости или измеритель громкости VU с помощью MIC, OP-AMP и LM3914, который светится светодиодами в зависимости от силы звука, если звук слабый, светятся меньшие светодиоды, и если звук Чем больше будет светиться светодиодов, проверьте видео в конце.Измеритель громкости также служит прибором для измерения объема .

Конденсатор MIC или Микрофон - это чувствительный преобразователь звука , который в основном преобразует звуковую энергию в электрическую, поэтому с этим датчиком у нас есть звук как изменение напряжения. Мы обычно записываем или воспринимаем звук через это устройство. Этот преобразователь используется во всех мобильных телефонах и ноутбуках. Типичный микрофон выглядит, как

condenser_mic

Определение полярности конденсаторного микрофона:

MIC

имеет две клеммы, одна из которых является положительной, а другая - отрицательной.Полярность микрофона можно найти с помощью мультиметра. Возьмите положительный щуп Multi-Meter (переведите измеритель в режим DIODE TESTING) и подключите его к одной клемме MIC, а отрицательный щуп к другой клемме MIC. Если вы получаете показания на экране, то положительная клемма (MIC) находится на отрицательной клемме мультиметра. Или вы можете просто найти клеммы, посмотрев на них, отрицательная клемма имеет две или три линии пайки, соединенные с металлическим корпусом микрофона. Это соединение, от отрицательного терминала до его металлического корпуса, также может быть проверено с помощью тестера непрерывности, чтобы определить отрицательный терминал.

Необходимые компоненты:

Операционный усилитель

LM358 и LM3914 (10-битный компаратор) и микрофон (см. Выше)

LM358 IC LM3914 IC

резистор 100 кОм (2 шт.), Резистор 1 кОм (3 шт.), Резистор 10 кОм, емкость 47 кОм,

resistors Potentiometer

конденсатор 100 нФ (2 шт.), Конденсатор 1000 мкФ, 10 светодиодов,

Capacitors Leds VU meter

Макет и некоторые соединительные провода.

Принципиальная схема и рабочее объяснение :

Принципиальная электрическая схема VU-метра показана на рисунке ниже,

Работа VU метр Схема проста; сначала микрофон улавливает звук и преобразует его в уровни напряжения, линейные по интенсивности звука. Таким образом, для более высокого звука у нас будет более высокое значение и более низкое значение для более низкого звука. Затем эти сигналы напряжений поступают на фильтр высоких частот для фильтрации шума, затем после усиления сигналов фильтрации усиливается операционным усилителем LM358, и, наконец, эти отфильтрованные и усиленные сигналы поступают на LM3914, который работает как вольтметр и светится светодиодами в соответствии с интенсивность звука.Теперь мы объясним каждый шаг один за другим:

1. Удаление шума с использованием фильтра верхних частот:

Микрофон

очень чувствителен к звуку, а также к шумам окружающей среды. Если определенные меры не будут приняты, усилитель усилит шум вместе с музыкой, это нежелательно. Итак, перед тем, как перейти к усилителю, мы собираемся отфильтровать шумы , используя фильтр высоких частот . Этот фильтр здесь представляет собой пассивный R-C фильтр (Resistor-Capacitor).Он прост в разработке и состоит из одного резистора и одного конденсатора.

Поскольку мы измеряем звуковой диапазон, фильтр должен быть точно спроектирован. Частоту среза фильтра верхних частот необходимо учитывать при проектировании схемы. Фильтр верхних частот допускает сигналы высокой частоты, передаваемые от входа к выходу, другими словами, он допускает только передачу сигналов, которые имеют более высокую частоту, чем предписанная фильтром частота (частота среза). Фильтр верхних частот показан на схеме.

High Pass filter- R-C filter

Человеческое ухо может выбирать частоты от 2-2 кГц. Поэтому мы разработаем фильтр высоких частот с частотой среза в диапазоне 10-20 Гц.

Частота среза фильтра верхних частот может быть найдена по формуле

F = 1 / (2πRC)

С помощью этой формулы мы можем найти значения R и C для выбранной частоты среза. Здесь нам нужна частота среза между 10-20 Гц.

Теперь для значений или R = 100 кОм, C = 100 нФ, мы будем иметь частоту среза около 16 Гц, , которая позволяет только сигналу с частотой выше 16 Гц появляться на выходе.Эти значения резистора и конденсатора не являются обязательными, можно играть с уравнением для большей точности или для простоты выбора.

2. Усиление звуковых сигналов:

После удаления шумового элемента сигналы поступают на операционный усилитель LM358 для усиления . OP_AMP означает «Усилитель работы». Это обозначается символом треугольника с тремя выводами ввода / вывода. Мы не будем подробно обсуждать это здесь.Вы можете пройти через схемы LM358 для более подробной информации. Здесь мы собираемся использовать операционный усилитель в качестве усилителя с отрицательной обратной связью , чтобы усилить сигнал низкой амплитуды от MIC и довести их до уровня, на котором они могут быть выбраны LM3914.

Типичный операционный усилитель с отрицательной обратной связью показан на рисунке ниже.

op-amp-LM358-schematic

Формула для выходного напряжения,

Vout = Vin ((R1 + R2) / R2). С помощью этой формулы мы можем выбрать усиление усилителя.

С помощью сигналов MIC при мкВ, мы не можем подавать их непосредственно на вольтметр для чтения, так как вольтметр практически не сможет выбрать эти низкие напряжения. С операционным усилителем, имеющим усиление 100, мы можем усиливать сигналы от микрофона и далее подавать его на вольтметр.

3. Визуальное представление уровней звука с помощью светодиодов:

Итак, теперь у нас есть отфильтрованный и усиленный аудиосигнал . Этот отфильтрованный усиленный аудиосигнал от операционного усилителя подается на чип-индикатор LM3914 со светодиодным вольтметром для измерения силы аудиосигнала.LM3914 - это микросхема, которая управляет 10 светодиодами в зависимости от интенсивности звука / напряжения. ИС обеспечивает десятичные выходы в виде светодиодного освещения в зависимости от значения входного напряжения. Максимальный измерения входного напряжения изменяется в зависимости от опорного напряжения и напряжения питания. Это одночиповое устройство можно настроить таким образом, чтобы мы могли обеспечить визуальное представление аналоговому значению операционного усилителя .

Микросхема

LM3914 имеет множество функций, и ее можно модифицировать для схемы защиты батареи и цепи амперметра .Но здесь мы обсуждаем только те особенности, которые помогают нам в создании VOLTMETER.

LM3914 - это 10-ступенчатый вольтметр, который означает, что он показывает изменения в 10-битном режиме. Микросхема измеряет входное напряжение измерения в качестве параметра и сравнивает его с эталонным. Скажем, мы выбираем эталон «V», теперь, когда измеряемое входное напряжение увеличивается на «V / 10», у нас светится светодиод с более высоким значением. Как если бы мы дали «V / 10», LED1 будет светиться, если мы дали «2V / 10», LED2 будет светиться, если мы дали «8V / 10», LED8 будет светиться.Чем больше громкость музыки, тем больше визуальное представление светодиодов (больше светодиодов светится).

Микросхема

LM3914 в цепи:

Внутренняя схема LM3914 показана ниже. LM3914 - это комбинация из 10 компараторов. Каждый компаратор представляет собой операционный усилитель с опорным напряжением на своем отрицательном выводе.

Как обсуждалось, следует выбирать эталонное значение, основываясь на максимальном измеренном значении. Выход OP_AMP будет от 0-4 В при макс.Таким образом, мы должны выбрать опорное напряжение LM3914 как 4В.

Опорное напряжение выбирается двумя резисторами, которые соединены в RefADJ штифтом LM3914, как показано на рисунке ниже. Формула относительно эталонного напряжения также приведена на рисунке ниже (взято из таблицы данных),

lm3914-reference-voltage

Теперь существует проблема с опорным напряжением на основе деления сопротивления, которое в некоторой степени зависит от напряжения питания. Таким образом, мы заменили постоянное сопротивление R2 на 47 кОм, как показано на принципиальной схеме.Установив горшок, мы можем отрегулировать эталон в зависимости от удобства.

При значении 4 В каждый раз при увеличении на 0,4 В в зависимости от интенсивности звука светится светодиод высокой значимости. Уровень измерения для светодиодов идет как,

+ 0,4 В, + 0,8 В, + 1,2 В, + 1,6 В, + 2,0 В, + 2,4 В, + 2,8 В, + 3,2 В, + 3,6 В, + 4,0 В.

Итак, в Nutshell , когда есть звук, MIC генерирует напряжения, представляющие величину этих звуковых волн, эти сигналы от MIC фильтруются фильтром R-C.Отфильтрованные сигналы поступают на ОУ LM358 для усиления. Эти отфильтрованные и усиленные сигналы MIC подаются на вольтметр LM3914. Вольтметр компаратора LM3914 светит светодиодами в соответствии с силой данного сигнала. Следовательно, у нас есть измеритель звука , и поэтому VOLUME METER .

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о