Настройка индикатора. Данный прибор в настройке не нуждается и запускается сразу, при правильном монтаже без ошибок. Индикатор питается от источника тока, на котором измеряется. Дополнительное питание не требуется. Чертёж печатной платы в формате lay можно скачать на форуме. ЖЕЛАЮ УДАЧИ ТОМУ, КТО БУДЕТ СОБИРАТЬ ЭТУ СХЕМУ! Материал прислал – Р. Рыбалко Форум по индикаторам и измерителям Обсудить статью ИНДИКАТОР НАПРЯЖЕНИЯ radioskot.ru Трёхуровневый индикатор напряжения на светодиодах схема – название весьма пугающее не опытного радиолюбителя, и тем не менее «не так страшен чёрт как его рисуют». О том, как можно быстро и просто собрать элементарный индикатор напряжения вы сможете узнать, прочитав нашу статью. Следует отметить что это весьма распространённый тип индикаторов, который присутствует пожалуй в каждом элементарном устройстве типа зарядного устройства для мобильного телефона или аккумуляторных батареек и т. д. Для начинающего радиолюбителя будет весьма полезна и познавательна элементарная схему очень простого и миниатюрного индикатора уровня напряжения на резисторах и светодиодах рисунок №1. VD1, VD2, VD3 – Любые светодиоды (любого цвета и номинала) R1, R2, R3, – Подстрочные резисторы выбираемые в зависимости от параметров используемых светодиодов (около 2 КОм) Слово «трёхуровневый» говорит о том, что вы можете отследить три уровня понижения или повышения напряжения (зарядка или разрядка). На пример взять три светодиода зелёный, желтый, красный и включить их таким образом, что бы они показывали соответствующие уровни напряжения при шаге измерения примерно 2В. Сами же уровни для каждого светодиода вы выбираете путём подстройки резисторов R1 для VD1, R2 для VD2, R3 для VD3. Не нужно увеличивать количество светодиодов, так как это приводит к повышению тока на первом из них что не всегда приемлемо. Данное схемотехническое решение рекомендовано применять там, где использование вольтметра неоправданно. P.S.: Я постарался наглядно показать и описать не хитрые советы. Надеюсь, что хоть что-то вам пригодятся. Но это далеко не всё что возможно выдумать, так что дерзайте, и штудируйте сайт http://bip-mip.com/ bip-mip.com Благодаря таким своим свойствам как: низкое энергопотребление, малые габариты и простота необходимых для работы вспомогательных цепей, светодиоды (имеются ввиду светодиоды видимого диапазона длин волн) получили очень широкое распространение в радиоэлектронной аппаратуре самого разного назначения. Используются они в первую очередь как универсальные устройства индикации режимов работы или устройства аварийной индикации. Реже (обычно только в радиолюбительской практике) встречаются светодиодные автоматы световых эффектов и светодиодные информационные панели (табло). Для нормального функционирования любого светодиода достаточно обеспечить протекание через него в прямом направлении тока не превышающего максимально допустимый для применяемого прибора. Если величина этого тока не будет слишком низкой, светодиод будет светиться. Для управления состоянием светодиода необходимо обеспечить регулировку (коммутацию) в цепи протекания тока. Это можно сделать с помощью типовых последовательных или параллельных схем коммутации (на транзисторах, диодах и т.п.). Примеры таких схем приведены на рис. 3.7-1, 3.7-2.
Рис. 3.7-1. Способы управления состоянием светодиода с помощью транзисторных ключей
Рис. 3.7-2. Способы управления состоянием светодиода от цифровых микросхем ТТЛ Примером применения светодиодов в цепях сигнализации могут служить следующие две простые схемы индикаторов сетевого напряжения (рис. 3.7-3, 3.7-4). Схема на рис. 3.7-3 предназначена для индикации наличия в бытовой сети переменного напряжения. Ранее в подобных устройствах обычно использовались малогабаритные неоновые лампочки. Но светодиоды в этом отношении гораздо более практичны и технологичны. В данной схеме ток через светодиод проходит только во время одной полуволны входного переменного напряжения (во время второй полуволны светодиод шунтируется работающим в прямом направлении стабилитроном). Этого оказывается достаточно для нормального восприятия человеческим глазом света от светодиода как непрерывного излучения. Напряжение стабилизации стабилитрона выбирается несколько большим, чем прямое падение напряжения на используемом светодиоде. Емкость конденсатора \(C1\) зависит от требуемого прямого тока через светодиод.
Рис. 3.7-3. Индикатор наличия сетевого напряжения На трех светодиодах выполнено устройство, информирующее об отклонениях сетевого напряжения от номинального значения (рис. 3.7-4). Здесь также свечение светодиодов происходит только во время одного полупериода входного напряжения. Коммутация светодиодов осуществляется через включенные последовательно с ними динисторы. Светодиод \(HL1\) горит всегда, когда сетевое напряжение присутствует, два пороговых устройства на динисторах и делителях напряжения на резисторах обеспечивают включение двух других светодиодов только при достижении входным напряжением установленного порога срабатывания. Если их отрегулировать так, чтобы при нормальном напряжении в сети горели светодиоды \(HL1\), \(HL2\), то при повышенном напряжении будет загораться и светодиод \(HL3\), а при понижении напряжения в сети будет гаснуть светодиод \(HL2\). Входной ограничитель напряжения на \(VD1\), \(VD2\) предотвращает выход устройства из строя при значительном превышении нормального значения напряжения в сети.
Рис. 3.7-4. Индикатор уровня сетевого напряжения Схема на рис. 3.7-5 предназначена для сигнализации о перегорании предохранителя. Если предохранитель \(FU1\) цел, падение напряжения на нем очень мало, и светодиод не светится. При перегорании предохранителя напряжение питания через незначительное сопротивление нагрузки прикладывается к цепи индикатора, и светодиод загорается. Резистор \(R1\) выбирается из условия, что через светодиод будет протекать требуемый ток. Не все виды нагрузок могут подойти для данной схемы.
Рис. 3.7-5. Светодиодный индикатор перегорания предохранителя Устройство индикации перегрузки стабилизатора напряжения представлено на рис. 3.7‑6. В нормальном режиме работы стабилизатора напряжение на базе транзистора \(VT1\) стабилизировано стабилитроном \(VD1\) и примерно на 1 В больше, чем на эмиттере, поэтому транзистор закрыт и горит сигнальный светодиод \(HL1\). При перегрузке стабилизатора выходное напряжение уменьшается, стабилитрон выходит из режима стабилизации и напряжение на базе \(VT1\) уменьшается. Поэтому транзистор открывается. Поскольку прямое напряжение на включенном светодиоде \(HL1\) больше, чем на \(HL2\) и транзисторе, в момент открывания транзистора светодиод \(HL1\) гаснет, а \( HL2\) — включается. Прямое напряжение на зеленом светодиоде \(HL1\) приблизительно на 0,5 В больше, чем на красном светодиоде \(HL2\), поэтому максимальное напряжение насыщения коллектор-эмиттер транзистора \(VT1\) должно быть меньше 0,5 В. Резистор R1 ограничивает ток через светодиоды, а резистор \(R2\) определяет ток через стабилитрон \(VD1\).
Рис. 3.7-6. Индикатор состояния стабилизатора Схема простого пробника, позволяющего определять характер (постоянное или переменное) и полярность напряжения в диапазоне 3...30 В для постоянного и 2,1...21 В для действующего значения переменного напряжения приведена на рис. 3.7-7. Основу пробника составляет стабилизатор тока на двух полевых транзисторах, нагруженный на встречно-параллельно включенные светодиоды. Если на клемму \(XS1\) подается положительный потенциал, а на \(XS2\) — отрицательный, то загорается светодиод HL2, если наоборот — светодиод \(HL1\). Когда на входе переменное напряжение, зажигаются оба светодиода. Если ни один из светодиодов не горит, это означает, что входное напряжение менее 2 В. Потребляемый устройством ток не превышает 6 мА.
Рис. 3.7-7. Простой пробник-индикатор характера и полярности напряжения На рис. 3.7-8 дана схема еще одного простого пробника со светодиодной индикацией. Он используется для проверки логического уровня в цифровых цепях, построенных на микросхемах ТТЛ. В исходном состоянии, когда к клемме \(XS1\) ничего не подключено, светодиод \(HL1\) светится слабо. Его режим задается установкой соответствующего напряжения смещения на базе транзистора \(VT1\). Если на вход будет подано напряжение низкого уровня, транзистор закроется, и светодиод погаснет. При наличии на входе напряжения высокого уровня транзистор открывается, яркость свечения светодиода становится максимальной (ток ограничен резистором \(R3\)). При проверке импульсных сигналов яркость HL1 возрастает, если в последовательности сигналов преобладает напряжение высокого уровня, и убывает, если преобладает напряжение низкого уровня. Питание пробника можно осуществлять как от источника питания проверяемого устройства, так и от отдельного источника питания.
Рис. 3.7-8. Пробник-индикатор логического уровня ТТЛ Более совершенный пробник (рис. 3.7-9) содержит два светодиода и позволяет не только оценивать логические уровни, но и проверять наличие импульсов, оценивать их скважность и определять промежуточное состояние между напряжениями высокого и низкого уровней. Пробник состоит из усилителя на транзисторе \(VT1\), повышающего его входное сопротивление, и двух ключей на транзисторах \(VT2\), \(VT3\). Первый ключ управляет светодиодом \(HL1\), имеющим зеленый цвет свечения, второй — светодиодом \(HL2\), имеющим красный цвет свечения. При входном напряжении 0,4...2,4 В (промежуточное состояние) транзистор \(VT2\) открыт, светодиод \(HL1\) выключен. В то же время закрыт и транзистор \(VT3\), поскольку падение напряжения на резисторе \(R3\) недостаточно для полного открывания диода \(VD1\) и создания требуемого смещения на базе транзистора. Поэтому \(HL2\) тоже не светится. Когда входное напряжение становится меньше 0,4 В, транзистор \(VT2\) закрывается, загорается светодиод \(HL1\), индицируя наличие логического нуля. При напряжении на входе более 2,4 В открывается транзистор \(VT3\), включается светодиод \(HL2\), индицируя наличие логической единицы. Если на вход пробника подано импульсное напряжение, скважность импульсов можно оценить по яркости свечения того или иного светодиода.
Рис. 3.7-9. Улучшенный вариант пробника-индикатора логического уровня ТТЛ Еще один вариант пробника представлен на рис. 3.7-10. Если клемма \(XS1\) никуда не подсоединена, все транзисторы закрыты, светодиоды \(HL1\) и \(HL2\) не работают. На эмиттер транзистора \(VT2\) с делителя \(R2-R4\) поступает напряжение около 1,8 В, на базу \(VT1\) — около 1,2 В. Если на вход пробника подать напряжение выше 2,5 В, напряжение смещения база-эмиттер транзистора \(VT2\) превысит 0,7 В, он откроется и своим коллекторным током откроет транзистор \(VT3\). Светодиод \(HL1\) включится, индицируя состояние логической единицы. Ток коллектора \(VT2\), примерно равный току его эмиттера, ограничивается резисторами \(R3\) и \(R4\). При превышении напряжением на входе уровня 4,6 В (что возможно при проверке выходов схем с открытым коллектором) транзистор \(VT2\) входит в режим насыщения, и если не ограничить ток базы \(VT2\) резистором \(R1\), транзистор \(VT3\) закроется и светодиод \(HL1\) выключится. При уменьшении напряжения на входе ниже 0,5 В открывается транзистор \(VT1\), его коллекторный ток открывает транзистор \(VT4\), включается \(HL2\), индицируя состояние логического нуля. С помощью резистора \(R6\) регулируется яркость свечения светодиодов. Подбором резисторов \(R2\) и \(R4\) можно установить необходимые пороги включения светодиодов.
Рис. 3.7-10. Пробник-индикатор логического уровня на четырех транзисторах Для индикации точной настройки в радиоприемниках часто применяются простые устройства, содержащие один, а иногда и несколько, светодиодов разного цвета свечения. Схема экономичного светодиодного индикатор настройки для приемника с питанием от батареек приведена на рис. 3.7-11. Ток потребления устройства не превышает 0,6 мА в отсутствие сигнала, а при точной настройке составляет 1 мА. Высокая экономичность достигается за счет питания светодиода импульсным напряжением (т.е. светодиод не светится непрерывно, а часто мигает, однако из-за инерционности зрения такое мерцание не заметно на глаз). Генератор импульсов выполнен на однопереходном транзисторе \(VT3\). Генератор вырабатывает импульсы длительностью около 20 мс, следующие с частотой 15 Гц. Эти импульсы управляют работой ключа на транзисторе \(DA1.2\) (один из транзисторов микросборки \(DA1\)). Однако в отсутствие сигнала светодиод не включается, так как при этом сопротивление участка эмиттер-коллектор транзистора \(VT2\) велико. При точной настройке транзистор \(VT1\), а за ним и \(DA1.1\) и \(VT2\) откроются настолько, что в моменты, когда открыт транзистор \(DA1.2\), будет загораться светодиод \(HL1\). Чтобы уменьшить потребляемый ток, эмиттерная цепь транзистора \(DA1.1\) подключена к коллектору транзистора \(DA1.2\), благодаря чему последние два каскада (\(DA1.2\), \(VT2\)) также работают в ключевом режиме. При необходимости подбором резистора \(R4\) можно добиться слабого начального свечения светодиода \(HL1\). В этом случае он выполняет и функцию индикатора включения приемника.
Рис. 3.7-11. Экономичный светодиодный индикатор настройки Экономичные светодиодные индикаторы могут понадобиться не только в радиоприемниках с батарейным питанием, но и во множестве других носимых устройств. На рис. 3.7‑12, 3.7‑13, 3.7‑14 приведено несколько схем таких индикаторов. Все они работают по уже описанному импульсному принципу и по сути представляют собой экономичные генераторы импульсов, нагруженные на светодиод. Частота генерации в таких схемах выбирается достаточно низкой, фактически на границе зрительного восприятия, когда мигания светодиода начинают отчетливо восприниматься человеческим глазом.
Рис. 3.7-12. Экономичный светодиодный индикатор на однопереходном транзисторе
Рис. 3.7-13. Экономичный светодиодный индикатор на однопереходном и биполярном транзисторах
Рис. 3.7-14. Экономичный светодиодный индикатор на двух биполярных транзисторах В УКВ ЧМ приемниках для индикации настройки можно применять три светодиода. Для управления таким индикатором используется сигнал с выхода ЧМ детектора, в котором постоянная составляющая положительна при незначительной расстройке в одну сторону от частоты станции и отрицательна при незначительной расстройке в другую сторону. На рис. 3.7-15 приведена схема простого индикатора настройки, работающего по описанному принципу. Если напряжение на входе индикатора близко к нулю, то все транзисторы закрыты и светодиоды \(HL1\) и \(HL2\) не излучают, а через \(HL3\) при этом протекает ток, определяемый напряжением питания и сопротивлением резисторов \(R4\) и \(R5\). При указанных на схеме номиналах он примерно равен 20 мА. Как только на входе индикатора появляется напряжение, превышающее 0,5 В, транзистор \(VT1\) открывается и включается светодиод \(HL1\). Одновременно открывается транзистор \(VT3\), он шунтирует светодиод \(HL3\), и тот гаснет. Если напряжение на входе отрицательное, но по абсолютному значению больше 0,5 В, то включается светодиод \(HL2\), а \(HL3\) выключается.
Рис. 3.7-15. Индикатор настройки для УКВ-ЧМ приемника на трех светодиодах Схема еще одного варианта простого индикатора точной настройки для УКВ ЧМ приемника представлена на рис. 3.7-16.
Рис. 3.7-16. Индикатор настройки для УКВ ЧМ приемника (вариант 2) В магнитофонах, низкочастотных усилителях, эквалайзерах и т.п. находят применение светодиодные индикаторы уровня сигнала. Число индицируемых такими индикаторами уровней может варьироваться от одного-двух (т.е. контроль типа “сигнал есть – сигнала нет”) до нескольких десятков. Схема двухуровнего двухканального индикатора уровня сигнала приведена на рис. 3.7‑17. Каждая из ячеек \(A1\), \(A2\) выполнена на двух транзисторах разной структуры. При отсутствии сигнала на входе оба транзистора ячеек закрыты, поэтому светодиоды \(HL1\), \(HL2\) не горят. В таком состоянии устройство находится до тех пор, пока амплитуда положительной полуволны контролируемого сигнала не превысит примерно на 0,6 В постоянное напряжение на эмиттере транзистора \(VT1\) в ячейке \(A1\), заданное делителем \(R2\), \(R3\). Как только это произойдет, транзистор \(VT1\) начнет открываться, в цепи коллектора появится ток, а поскольку он в то же время является и током эмиттерного перехода транзистора \(VT2\), транзистор \(VT2\) тоже начнет открываться. Возрастающее падение напряжения на резисторе \(R6\) и светодиоде \(HL1\) приведет к увеличению тока базы транзистора \(VT1\), и он откроется еще больше. В результате очень скоро оба транзистора окажутся полностью открыты и светодиод \(HL1\) включится. При дальнейшем росте амплитуды входного сигнала аналогичный процесс протекает в ячейке \(A2\), после чего загорается светодиод \(HL2\). С уменьшением уровня сигнала ниже установленных порогов срабатывания ячейки возвращаются в исходное состояние, светодиоды гаснут (сначала \(HL2\), затем \(HL1\)). Гистерезис не превышает 0,1 В. При указанных в схеме значениях сопротивлений, ячейка \(A1\) срабатывает при амплитуде входного сигнала примерно 1,4 В, ячейка \(A2\) — 2 В.
Рис. 3.7-17. Двухканальный индикатор уровня сигнала Многоканальный индикатор уровня на логических элементах представлен на рис. 3.7‑18. Такой индикатор можно применять, например, в усилителе НЧ (организовав из ряда светодиодов индикатора световую шкалу). Диапазон входного напряжения этого устройства может колебаться от 0,3 до 20 В. Для управления каждым светодиодом используется \(RS\)-триггер, собранный на элементах 2И‑НЕ. Пороги срабатывания этих триггеров задаются резисторами \(R2\), \(R4-R16\). На линию “сброс” периодически должен подаваться импульс гашения светодиодов (разумным будет подавать такой импульс с периодичностью 0,2...0,5 с).
Рис. 3.7-18. Многоканальный индикатор уровня НЧ сигнала на \(RS\)-триггерах Приведенные выше схемы индикаторов уровня обеспечивали резкое срабатывание каждого канала индикации (т.е. светодиод в них либо светится с заданным режимом яркости, либо погашен). В шкальных индикаторах (линия последовательно срабатывающих светодиодов) такой режим работы совсем не обязателен. Поэтому для этих устройств могут использоваться более простые схемы, в которых управление светодиодами осуществляется не отдельно по каждому каналу, а совместно. Последовательное включение ряда светодиодов при увеличении уровня входного сигнала достигается за счет последовательного включения делителей напряжения (на резисторах или других элементах). В таких схемах происходит постепенное увеличение яркости свечения светодиодов при нарастании уровня входного сигнала. При этом для каждого светодиода устанавливается свой токовый режим, такой, что свечение указанного светодиода визуально наблюдается только при достижении входным сигналом соответствующего уровня (при дальнейшем увеличении уровня входного сигнала светодиод горит все более ярко, но до определенного предела). Простейший вариант индикатора, работающего по описанному принципу приведен на рис. 3.7-19.
Рис. 3.7-19. Простой индикатор уровня сигнала НЧ При необходимости увеличения количества уровней индикации и повышения линейности индикатора схема включения светодиодов должна быть несколько изменена. Подойдет, например, индикатор по схеме рис. 3.7-20. В нем, кроме прочего, имеется и достаточно чувствительный входной усилитель, обеспечивающий работу как от источника постоянного напряжения, так и от сигнала звуковой частоты (при этом индикатор управляется только положительными полуволнами входного переменного напряжения).
Рис. 3.7-20. Линейный индикатор уровня со светодиодной шкалой www.club155.ru 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. 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. 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. 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. 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. ledjournal.info Для защиты радиоэлектронного оборудования от токовых перегрузок используют плавкие и тепловые предохранители с использованием биметалла или элементов с памятью формы, а также полупроводниковые предохранители с самовосстановлением, см. главу 7. Своевременная реакция на срабатывание системы защиты радиоэлектронного и электросилового оборудования позволит предупредить развитие аварийной ситуации, устранить причину неисправности.При срабатывании элементов защиты для оперативного установления причин неисправности или оповещения обслуживающего персонала о наличии аварийной ситуации используют визуальные, звуковые и аудиовизуальные индикаторы отказа элементов схем. Наиболее часто такие устройства используют для индикации перегорания предохранителей.Устройство (рис. 8.1) для контроля напряжения [8.1] позволяет индицировать наличие напряжения постоянного тока, а также факт перегорания предохранителя. При штатном режиме работы предохранитель шунтирует цепь, состоящую из резистора R1 и светодиода HL1 красного цвета свечения. Параллельно источнику питания и нагрузкеподключена цепь из светодиода HL2 зеленого цвета свечения и токоограничивающего резистора R2.При перегорании предохранителя, в случае, если сопротивление нагрузки много меньше сопротивления резистора R2, нагрузка шунтирует цепь из светодиода HL2 и резистора R2. Светится только светодиод HL1 красного цвета. При одновременном перегорании предохранителя и обрыве нагрузки к источнику питания оказывается подключенной последовательная цепь из резисторов R1 и R2 и светодиодов HL1 и HL2. Оба светодиода светятся неярким светом.При использовании схемы на переменном токе встречно-параллельно светодиодам следует включить защитные слаботочные диоды, например, КД102.Одна из простейших схем, позволяющая констатировать факт перегорания предохранителя в цепях как постоянного, так и переменного тока [8.2], показана на рис. 8.2. Она состоит из элементов, включенных параллельно предохранителю: резистора R1, ограничивающего максимальный ток; диода VD1, защищающего индикатор от неправильного подключения к источнику питания или обратного напряжения при работе устройства на переменном токе и, собственно, самого индицирующего элемента — светодиода HL1. При мощности нагрузки более 15 Вт и постоянном напряжении свыше 27 6 сопротивление резистора (кОм) можно приближенно определить как частное от деления величины питающего напряжения (В) на рабочий ток светодиода (мА). При токе через светодиод 10...20 мА величина этого сопротивления (кОм) примерно равна 50...10011ПИТ(В). При малых напряжениях в расчетах следует учитывать, что на светодиоде падает напряжение около 2 В, на диоде — 0,5...0,7 В. При работесигнализатора на переменном токе величину сопротивления следует уменьшить вдвое.Недостатком данного сигнализатора, как, впрочем, и многих остальных, является то, что светодиод не светится при наличии высокоомной нагрузки или обрыве в цепи нагрузки.Схема индикатора перегорания предохранителя в цепи постоянного тока [8.3] приведена на рис. 8.3. Его основой служит двухцветный светодиод АЛС331А. Рис. 8.3. Схема индикатора перегорания предохранителя в цепи постоянного тока на двухцветном светодиоде Пока предохранитель FU1 исправен, напряжение источника питания поступает на обе части светодиода HL1 одновременно. Если бы токи через них были близки по значению, то их общий цвет свечения был бы желтый или оранжевый. Однако, поскольку ВАХ светодиодов красного и зеленого свечения заметно различаются (ВАХ светодиода красного свечения идет круче), большая часть тока будет протекать именно через «красный» светодиод. Суммарный цвет свечения при параллельном включении двухцветного светодиода АЛС331А при исправном предохранителе будет красно-оранжевым.При перегорании предохранителя светодиод красного свечения останется подключенным к источнику питающего напряжения, а зеленого — окажется отключенным. Поэтому общий цвет свечения светодиода станет красный, что и явится сигналом о выходе из строя предохранителя. Светодиод АЛС331А можно заменить двумя отдельными светодиодами красного и зеленого цветов свечения, например, АЛ307Б и АЛ307В (рис. 8.4).Для того чтобы разница в суммарном цвете свечения была более заметна, начальные токи в светодиодах разного цвета свечения выравнивают. Проще всего это достигается за счет включения дополнительного диода последовательно с «красным» светодиодом (рис. 8.4). Происходит выравнивание падений напряжения на левой и правой ветвях индикаторов, через светодиоды протекают примерно равные токи, следовательно, суммарный цвет свечения светодиодов будет соответствовать цветовому оттенку, промежуточному между красным и зеленым цветом. При перегорании предохранителя ток протекает только через светодиод красного свечения.Индикаторы по схемам рис. 8.3 и 8.4 [8.3] рекомендуются ля использования в устройствах, питающихся от источников наряжения до 3 В. Такое ограничение обусловлено тем, что при пе-егорании предохранителя почти все питающее напряжение (за ычетом падения напряжения на светодиоде HL1 и диоде VD1) эступает на резистор R1, и светодиод HL2 оказывается обрат-эсмещенным. При превышении этого напряжения в обратносме-,енных светодиодах происходит лавинный пробой, а поскольку зличина токоограничивающего резистора невелика, светодиод ожет быть поврежден.Для защиты светодиодов от пробоя обратным напряжением устройство индикации надо ввести еще два диода, как показано i рис. 8.5 [8.3]. Тогда диод VD3 будет выполнять роль защиты, а)2 — компенсировать напряжение на нем.Сопротивление резистора R1, как и в предыдущих случаях, >жно определить как отношение разности напряжения питания и дения напряжения на светодиоде (и включенном последова-пьно ему диоде) к току через светодиод.Индикатор перегорания предохранителя (рис. 8.6) включен следовательно с нагрузкой и параллельно предохранителю [8.4]. Рис. 8.5. Схема индикатора перегорания предохранителя с защитой светодиодов от пробоя обратным напряжением Рис. 8.6. Схема индикатора перегорания предохранителя для переменного и постоянного тока В случае перегорания предохранителя и при коротком замыкании в нагрузке ток протекает через индикатор. Диод VD1 и стабилитрон VD2 обеспечивают рекомендованный для светодиодов режим работы, резистор R1 ограничивает предельный ток через светодиод. Устройство работоспособно и в цепях постоянного тока при условии его подключения в соответствующей полярности.Недостатком устройства является то, что светодиод при высокоомной нагрузке или разрыве цепи нагрузки светится очень слабо или совсем гаснет. Кроме того, через нагрузку даже при перегоревшем предохранителе протекает значительный ток (10...20 мА).Более простая, но не лишенная тех же недостатков, схема индикатора перегорания предохранителя, работающая как в цепях переменного, так и постоянного тока, показана на рис. 8.7.Для индикации перегорания предохранителя FU1 (рис. 8.8) был использован или двухцветный светодиод, или пара менее дефицитных разноцветных светодиодов HL1 и HL2, например, зеленого и красного цвета свечения [8.5]. При исправном предохранителе светится только «зеленый» светодиод HL1. Как только предохранитель перегорает, этот светодиод обесточивается, ток начинает протекать через последовательную цепочку, состоящую из диода VD1, стабилитрона VD2, светодиода HL2 и диода VD3. Рис. 8.8. Схема индикатора перегорания предохранителя на двух светодиодах Диод VD3 обеспечивает защиту светодиодов от пробоя при отрицательной полуволне сетевого напряжения.Рассмотренные ранее индикаторы перегорания предохранителя были недостаточно экономичны, поскольку в своем большинстве нерационально расходовали ресурсы элементов питания: индицирующий элемент — светодиод — был постоянно подключен параллельно цепи питания и постоянно потреблял ток до 20 мА.Более экономичными индикаторами являются устройства, схемы которых приведены на рис. 8.9 и 8.10 [8.6]. Ток, потребляемый индикаторами в режиме ожидания, не превышает 1...2 мА. При перегорании предохранителя транзистор VT1 открывается, включается сигнализатор аварии — светодиод HL1.Устройство, схема которого приведена на рис. 8.10, можно использовать и в цепях переменного тока.Оба устройства рассчитаны на питание от источника 9 Б. При иных напряжениях питания потребуется соответствующая коррекция резистивных элементов. Рис. 8.9. Схема светодиодного индикатора перегорания предохранителя для цепей постоянного тока Обычно для индикации перегорания предохранителя используют низковольтные трехполюсники постоянного тока: при срабатывании сигнализации можно наблюдать непрерывное свечение светодиода.Перегорание предохранителя или иное размыкание цепи системы токовой защиты устройство (рис. 8.11) индицирует синхронными посылками коротких звуковых и световых сигналов [8.7, 8.8].Индикатор выполнен в виде двухполюсника, включаемого параллельно предохранителю в цепь постоянного или переменного тока напряжением 10... 1000 Б с частотой до 1 кГц и выше. В состав устройства входит резистивныи ограничитель тока — составной времязадающий резистор R1, R2, мостовой диодный выпрямитель (VD1 — VD4), элемент звуковой (BQ1) и световой (HL1) индикации и негатрон, выполненный на транзисторах VT1, VT2 и резисторах R3, R4. Рис. 8.11. Схема индикатора перегорания предохранителя для постоянного и переменного тока Роль времязадающего конденсатора в устройстве выполняет пьезокерамический излучатель BQ1, который, если использовать только светодиодную индикацию, можно заменить конденсатором емкостью 0,022...0,5 мкФ.При перегорании предохранителя (размыкании цепи защиты) на индикатор подается напряжение сети, а устройство генерирует прерывистые световые и звуковые сигналы (щелчки). Предполагается, что сопротивление нагрузки после срабатывании защиты (перегорания предохранителя) находится в пределах от 0 до нескольких МОм. Для индикации перегорания предохранителя при оборванной цепи нагрузки параллельно ей следует включить резистор сопротивлением 1...2 МОм. Остаточный ток, протекающий через нагрузку и индикатор при напряжении сети 220 В, не превышает 1 мА.Для индикации обрыва в цепи питания радиоэлектронного или электросилового оборудования предназначено устройство (рис. 8.12), которое может быть подключено параллельно элементу защиты — плавкому или тепловому предохранителю, коммутатору нагрузки и т.д. [8.9]. Рис. 8.12. Схема индикатора обрыва питания в цепи переменного или постоянного тока Индикатор можно применять в цепях постоянного и переменного (до 1 кГц) тока напряжением от 10 до 1000 В. Максимальный ток, протекающий через индикатор и короткозамкнутую нагрузку при срабатывании элемента защиты, ограничен резисторами R1 и R2 — при напряжении 220 В ток не превышает 0,5 мА. При работе на пониженном напряжении (менее 100 В) сопротивление резисторов R1 и R2 можно уменьшить.Индикатор содержит генератор импульсов, состоящий из элемента с отрицательным динамическим сопротивлением (лавинный транзистор К101КТ1Г либо его аналог К162КТ2 структуры р-п-р, включенный инверсно) и цепочки последовательно включенных резисторов R1, R2 и сопротивления нагрузки RH, a также времязадающего конденсатора С1. Для индикации работы генератора использован светодиод HL1 и телефонный капсюль BF1. Лавинный транзистор можно заменить его аналогом на транзисторах VT2, VT3. Он подключается вместо VT1 (рис. 8.12) к точкам А и В. Громкость звука и яркость вспышек, а также их частоту можно отрегулировать подбором емкости конденсатора С1.Чтобы предлагаемое устройство срабатывало при обрыве нагрузки, параллельно ей нужно включить резистор Ra сопротивлением около 1 МОм или конденсатор Са емкостью 300... 1000 пФ. lib.qrz.ru 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. Используя минимальный набор деталей, можно изготовить индикатор напряжения на светодиодах своими руками. У многих читателей в доме установлены выключатели света со светодиодной подсветкой. Схема светодиодной подсветки выглядит следующим образом: 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: 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. 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. 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. 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: 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: 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. 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. 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. simplelight.info Пробник – достаточно удобная вещь. Он почти не занимает места, а также довольно прост и надёжен в эксплуатации. Схема индикатора фазы на светодиоде Схема индикатора фазы на неонке Схема индикатора фазы на ЖК Стоит отдельно отметить несколько особенностей, о которых обязательно стоит помнить, работая с индикаторной отвёрткой: - Бывают случаи, когда индикатор оказывается неисправен (примеров много, но, допустим, перегорела лампочка), и тогда он покажет вам отсутствующее напряжение. Поэтому мы призываем к осторожности – будьте внимательны, и всегда проверяйте индикатор перед работой на участках, где напряжение заведомо присутствует. - Индикаторная отвёртка нужна лишь для того, что определить, есть ли фаза (потенциал) на определённом участке цепи, и это никак не может говорить нам о том, что на цепи присутствует рабочее напряжение между землёй и фазой. В том случае, если провод «земляного» индикатора обрывается (допустим, повреждается), индикатор обязательно покажет вам присутствие фазы, но при этом сама цепь всё равно остаётся разорванной. - Также обратите внимание, что стоит особенно внимательно работать при ярком солнечном освещении (допустим под прямыми солнечными лучами). При таком освещении неоновый свет лампочки почти не разглядеть, и поэтому можно легко ошибиться, определяя, присутствует ли фазное напряжение. - Перед тем, как начать работать с патроном люстры или любого другого осветительного прибора в вашей квартире, не полагайтесь на выключатель освещения (раз клавиша внизу – значит обязательно «выключено»), а всегда проверяйте наличие напряжения индикаторной отвёрткой. Для этого стоит проверить центральную клемму патрона и контакт, который соединяется с цоколем лампы. Но есть куда более функциональный пробник электрика. Это двухполосный индикатор напряжения, благодаря которому можно проверить не только наличие или отсутствие напряжения между различными частями, а также между «землёй» и частями. В отличие от обыкновенной индикаторной отвертки, у двухполосного индикатора присутствует вспомогательный щуп, соединённый с основным блоком при помощи метрового шнура. Этот щуп нужен для возможности определения напряжения между точками цепи. До нашего времени дожила также нестареющая контрольная лампа. К слову, она запрещена нормами ПУЭ. Но при этом на сегодняшний день многие специалисты научились обходить эти требования, используя в устройстве лампочку меньшей мощности (15 Вт, как в швейном машинке или холодильнике), которая помещена в специальный прозрачный футляр. el-shema.ruТрёхуровневый индикатор напряжения на светодиодах схема. Схема индикатора напряжения
ИНДИКАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
Предлагаю вам сделать простой индикатор напряжения, при помощи которого можно быстро (и достаточно точно) определить, есть ли хоть какой-нибудь заряд на автомобильном аккумуляторе или батареи (например, «Крона»). Вот принципиальная схема «Простого индикатора напряжения» на 3 светодиодах:
Трёхуровневый индикатор напряжения на светодиодах схема |
Светодиодный индикатор:
Трёхуровневый индикатор напряжения на светодиодах:
Рисунок №1 – Схема трёхуровневый индикатор напряжения на светодиодахУстройства индикации со светодиодами - Club155.ru
< Предыдущая Следующая > Индикатор напряжения на светодиодах своими руками
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
Нюансы в работе индикатора напряжения
Детали сборки
Печатная плата
9. Индикаторы отказа элементов схем
Рис. 8.1. Схема индикатора напряжения — индикатора перегорания предохранителя
Рис. 8.2. Схема сигнализатора перегорания предохранителя в цепи постоянного тока
Рис. 8.4. Улучшенная схема индикатора на светодиодах разного цвета свечения
Рис. 8.7. Схема индикатора перегорания предохранителя для цепей переменного и постоянного тока
Рис. 8.10. Схема светодиодного индикатора перегорания предохранителя для постоянного и переменного тока
Индикатор напряжения на светодиодах своими руками
Назначение элементов и принцип работы схемы
Нюансы в работе индикатора напряжения
Проверка постоянного напряжения
Индикатор для микросхем – логический пробник
Индикатор напряжения на двухцветном светодиоде
Вариант для автомобиля
ИНДИКАТОР ФАЗЫ
Когда проводятся ремонтные и электромонтажные работы, часто появляется необходимость в быстрой проверке на наличие напряжения на отдельных участках и элементах электрической цепи. Также довольно часто возникают случаи, когда срочно нужно убедиться, если ли надёжный контакт между разными элементами (частями) электрической цепи. Самый простой способ для таких проверок, это специальные индикаторы фаз, которые знакомы каждому, даже абсолютно далёкому от электрики человеку. Также часто используются устройства, позволяющие «прозванивать» цепь, они также называются пробниками.
интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''
Поделиться с друзьями: