Преобразователь К1003ПП1 в устройствах автоматики. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Устройства, предназначенные для управления линейными светодиодными шкалами, сегодня выпускают в виде сравнительно недорогих микросхем, например, отечественных серии К1003 или импортных LM315, KIA6966S и др.

В помещенной ниже статье автор рассказывает о некоторых вариантах нестандартного применения этих микросхем.

Микросхемные аналого-кодовые преобразователи рассчитаны на работу светодиодной шкалы в одном из двух режимов - либо "светящая строка" (ее длина пропорциональна индицируемому значению параметра), либо "светящая точка" (значение параметра пропорционально ее удалению от начала шкалы). Ряд микросхем - К1003ПП1, UAA180, LM314-LM316 способны работать и в том, и в другом режимах.

Известны необычные способы применения преобразователей [1, 2], реализующие в основном визуальную индикацию. При этом, отображая значение входного сигнала в том или ином режиме, устройство выполняет только информативную функцию. Расширить сферу его применения можно, если использовать свойства преобразователя как многопорогового устройства. Снимая сигналы с его выходов, переключаемых весьма четко и в определенной последовательности, удается управлять различными внешними устройствами, причем с сохранением присущих ему основных функций.

Рассмотрим в качестве примера схему двенадцатиуровневого индикатора на распространенной микросхеме К1003ПП1 (рис. 1). Он собран на аналого-кодовом преобразователе DA1, резисторах R1-R4 и светодиодах HL1-HL12. Светодиоды включены последовательно в три группы по четыре и работают в режиме "светящая строка" [1]. При увеличении постоянного напряжения на входе устройства - вывод 17 микросхемы - от уровня, заданного напряжением на выводе 16, до уровня, заданного напряжением на выводе 3, последовательно включаются светодиоды, образуя непрерывную излучающую свет линейку.

Чтобы реализовать управляющие функции, приходится снимать сигналы с выходов, к которым подключены светодиоды. Получить переключательную характеристику с высокой крутизной позволяет ступень, выполненная на транзисторах VT1, VT2. Транзистор VT1 со "сверхусилением" (h21э = 400...800) включен последовательно с транзистором VT2 - усилителем тока, что обеспечивает высокий общий коэффициент передачи, а также низкое выходное сопротивление.

Работой ступени управляет сигнал, снятый с одного из выходов преобразователя относительно плюсового провода питания. При этом изменение напряжения на резисторе R5 зависит от падения напряжения на светодиоде и равно уже 1,6...2 В в зависимости от его типа. Ток, отбираемый резистором R5, невелик (и может быть уменьшен увеличением сопротивления R5), поэтому не оказывает никакого влияния на работу преобразователя и светодиодов.

Перепад напряжения на нагрузке (на обмотке реле К1) почти равен напряжению питания при большой крутизне переключения. Выход устройства - открытый эмиттер транзистора VT2 - обладает высокой нагрузочной способностью, ограниченной только допустимым током через транзистор. То есть в качестве нагрузки могут быть включены исполнительные элементы с омическим сопротивлением не менее 120 Ом (при Uпит = 12 В), в частности, обмотка электромагнитного реле.

Если входной сигнал Uвх плавно увеличивать, в некоторый момент включится светодиод HL11 в цепи вывода 5 преобразователя DA1. Светодиод, с катода которого снят управляющий сигнал, в дальнейшем будем называть контрольным.

При включении контрольного светодиода открывается транзистор VT1, вслед за ним открывается до насыщения и транзистор VT2. Реле К1 (или иная нагрузка) срабатывает, включая своими контактами внешние устройства - бытовую аппаратуру, электродвигатели, нагреватели и т. п. Подстроечным резистором R5 устанавливают ток надежного открывания транзисторов. При уменьшении входного напряжения контрольный светодиод погасает, транзисторы закрываются и реле отпускает якорь.

Чтобы изменить порог срабатывания в такой системе, достаточно вывод А резистора R5 переключить к другому светодиоду и подстроить этот резистор. Таким образом, порог срабатывания меняется на величину, кратную шагу шкалы. Разумеется, не исключена и более точная установка - резисторами R2, R3 или входным делителем преобразователя.

В любом случае контрольный светодиод, выделенный в шкале, например, другим цветом, выполняет роль визуально удобного индикатора порогового уровня. Если в устройство ввести обратную связь по контролируемому параметру, получим готовую систему автоматического регулирования.

На практике довольно часто требуется звуковой сигнализатор, предупреждающий о выходе значения некоторого контролируемого параметра за допустимые пределы. Для этого удобно использовать вместо реле К1 простое устройство, выполненное на мигающем светодиоде HL13 (например, L-56BID) и активном капсюле BF1 (рис. 1, справа). Такие капсюли (НСМ1206Х и ему подобные) содержат встроенный генератор звуковой частоты. В моменты включения светодиода НИЗ он издает довольно громкий сигнал частотой 2 кГц. Резистор R6 подбирают таким, чтобы напряжение на капсюле при включенном светодиоде соответствовало двум последним цифрам маркировки (для указанного типа 6 В). Можно применить и другие активные капсюли [3].

С точки зрения надежности коммутации нагрузки целесообразно вместо реле применить тиристоры. На рис. 2 показана схема выходного узла с коммутатором на симисторе VS1. Узел работает на включение нагрузки - лампы накаливания EL1 (или нагревателя). Поеле открывания транзисторов VT1, VT2 через управляющий переход симистора VS1 начинает протекать открывающий ток, ограниченный резистором R6. Симистор открывается и включает нагрузку. Если симистор установить на теплоотвод, мощность нагрузки может достигать 1 кВт.

Схема узла, работающего в инверсном варианте, т. е. отключающего нагрузку при достижении порогового входного напряжения, показана на рис. 3. В отсутствие сигнала на выводе А преобразователя транзисторы VT1, VT2 закрыты, а симистор VS1 открыт током, протекающим через резистор R6, вывод 1 симистора и управляющий электрод. При появлении сигнала на выводе А транзисторы VT1, VT2 открываются, транзистор VT2 шунтирует участок вывод 1-управляющий электрод симистора VS1, в результате чего он закрывается, выключая нагрузку EL1.

Применив узел по схеме на рис. 3 в вольтметре сетевого напряжения [1], можно получить устройство, автоматически отключающее нагрузку - бытовую аппаратуру и пр. - при недопустимом повышении напряжения сети Причем такое устройство будет сочетать функции индикатора и защитного автомата, что выгодно отличает его от других аналогичных.

Устройство работает с самовозвратом, что при многократных скачках сетевого напряжения нежелательно. Если в него ввести узел на транзисторе VT3, показанный штриховыми линиями на рис. 3, то благодаря глубокой положительной ОС через транзистор VT3 устройство будет работать в режиме защелки. Отключение нагрузки будет происходить, как указано выше, а для возврата в исходное состояние необходимо выключить и снова включить напряжение питания 12 В. Такой же "защелкивающий" узел можно добавить и в устройство по схеме на рис. 2.

Обращаем внимание читателей, что, если устройство выполнено бестрансформаторным [1], узлы, схемы которых изображены на рис. 2 и 3, весь индикатор в целом и источник измеряемого сигнала будут находиться под напряжением сети. Поэтому при работе с устройством следует соблюдать известные меры предосторожности. Заземлять общий провод таких индикаторов нельзя!

Рассмотренные узлы работают корректно при использовании режима "светящая строка". В режиме "светящая точка" происходит выключение всех светодиодов с обеих сторон от светящего и в конечном счете - сбой. Добиться правильной работы в этом случае можно, если применить, например, счетный триггер, изменяющий свое состояние каждый раз при прохождении порогового уровня.

Однако есть более простое и универсальное решение (см. схему на рис. 4) В этом устройстве индикатор работает в режиме "светящая точка" в результате соответствующего включения светодиодов HL1-HL12 [1]. На диодах VD1- VDN собран логический узел ПРОВОДНОЕ ИЛИ. При наличии сигнала на любом из выходов микросхемы DA1, к которым подключены диоды VD1-VDN, сигнал в точке А будет присутствовать. Если к этой точке будет подключено устройство, собранное по схеме на рис. 2, его симистор VS1 будет открыт.

Поскольку диоды VD1-VDN включены так, что они контролируют непрерывный участок шкалы, выключение устройства будет происходить за пределами участка, т. е. когда сигнал Uвх упадет ниже уровня, отображаемого первым светодиодом (HL3) участка, или когда превзойдет уровень, отображаемый последним светодиодом (HL9). Иначе говоря, теперь устройство работает аналогично двупороговому компаратору - в некотором "коридоре" значений. Изменяя число диодов и точки их подключения к выводам преобразователя, можно изменять ширину "коридора" и даже организовать несколько "коридоров".

В отдельных случаях полная двенадцатиуровневая индикация, которую способна обеспечивать микросхема К1003ПП1, не требуется. В этом случае лишние светодиоды могут быть исключены из шкалы или, если это необходимо для сохранения работы остальных, заменены резисторами сопротивлением R = Uсд/Iсд, где Uсд и Iсд, - напряжение на светодиоде и ток через него (для устройства по схеме на рис. 1 Iсд = 15 мА) В заключение отметим, что рассмотренные устройства работают и с другими аналого-кодовыми преобразователями, упомянутыми в начале статьи. Их схемотехника допускает применение гораздо более мощных симисторов, требующих тока управления до 1 А. Для их применения достаточно заменить транзистор КТ315Г (VT2) на любой из серии КТ815, а ограничительный резистор R6 (см. рис. 2, 3) заменить другим, меньшего сопротивления, так, чтобы симистор устойчиво открывался при обеих полуволнах коммутируемого напряжения. Разумеется, блок питания должен обеспечивать требуемый ток без уменьшения напряжения, что важно для сохранения точности работы преобразователя.

Литература

1. Бирюков С. Два вольтметра на К1003ПП1. - Радио, 2001, № 8, с. 32, 33.
2. Пахомов А. Светодиодная шкала на К1003ПП1. - Радио, 2001, № З.с.43.
3. Бутов А. Генераторы-сигнализаторы. - Радио, 2002, № 7, с 59.

Автор: А.Пахомов, г.Зерноград Ростовской обл.

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива Как найти инопланетную бактерию 31.12.2014 Изобретен микросенсор, который способен отличить живой микроорганизм от другой органики. Не исключено, что он поможет обнаружить неизвестные формы жизни на других планетах. Как зародилась жизнь на Земле? Представляет ли наша планета уникальный случай или живая материя это типичное явление во вселенной - современная наука до сих пор не дала ответа на этот вопрос. Существуют проекты по поиску внеземных цивилизаций, такие как SETI. Анализируя радиоизлучение из космоса, исследователи пытаются выделить те сигналы, которые могла бы оставить высокоразвитая цивилизация. Другой подход заключается в поиске следов органических веществ на планетах и других космических телах. Зонды, которые отправляются за пределы Земли, оснащают различными детекторами, которые могут зафиксировать есть ли в исследуемой области определенные органические молекулы. Если в пробах, взятых, к примеру, из марсианского грунта, будут обнаружены следы аминокислот - это послужит очень весомым свидетельством существования жизни на планете. А что делать, когда стоит задача обнаружить не просто органические молекулы, но найти неизвестные живые организмы? Сделать фотографию зеленого человечка было бы конечно большой удачей, но как быть с не столь высокими формами жизни? Исследователи из университетов Бельгии и Швейцарии предложили новый способ отличить живое от неживого, даже если оно очень и очень маленькое. Идея состоит в том, что любой живой объект, неважно с какой планеты, должен двигаться, а значит, создавать определенные колебания. Вспомним знаменитые кадры из фильма "Парк Юрского периода", когда рябь воды в стакане предупреждала о приближении большого динозавра. Тяжелые шаги хищника вызывали вибрации почвы, которые передавались окружающим объектом. Оказывается, что если вместо динозавра будет всего лишь одноклеточная бактерия, то все равно существует возможность услышать ее "шаги". Идею такого микросенсора изобретатели взяли из атомно-силовой микроскопии, метода исследования поверхности материалов, который позволяет видеть даже отдельные атомы. Принцип метода схож с воспроизведением звука с грампластинки, где игла движется вдоль звуковой дорожки и совершает колебания в соответствии с ее профилем. Специальный чувствительный зонд (кантилевер) помещается в пространство, где, возможно, находятся живые организмы. Если на зонд попадет бактерия, то биологические процессы этого организма отобразятся в виде усиления колебания зонда. Для того чтобы устройство поняло, "нащупало" ли оно живой объект, достаточно порядка получаса работы на воздухе или в микроскопическом объеме жидкости. Разработчики протестировали свой прибор на различных образцах почвы и воды, взятых рядом с территорией университета. Сравнивая сигнал зонда с живыми микроорганизмами с сигналом после их уничтожения антибиотиком, удалось увидеть четкое различие в характере колебаний зонда. Пока что основное применение такого устройства видится в фармацевтической промышленности - для быстрой оценки эффективности лекарственных препаратов. Если зонд с закрепленными на нем бактериями перестал фиксировать колебания, значит, препарат подействовал, и исходные клетки умерли. Такой подход способен существенно ускорить анализы по сравнению с используемыми на сегодняшний день методами. А приживется ли такая идея для исследования инопланетной жизни - покажет время.

Другие интересные новости:

▪ Игра в Тетрис избавит от мучительных воспоминаний

▪ Зритель сможет контролировать фильм с помощью волн мозга

▪ Биоразлагаемые кроссовки

▪ Игровой монитор Lenovo Legion R25i-30

▪ Sony прекращает выпуск кассетных диктофонов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Эффектные фокусы и их разгадки. Подборка статей

▪ статья Простое, как мычание. Крылатое выражение

▪ статья Зачем один американец отправил почтой 80 000 кирпичей небольшими посылками? Подробный ответ

▪ статья Сварщик термитной сварки. Должностная инструкция

▪ статья Восстановление работоспособности педали швейной машины Веритас. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Система голосового управления. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua
2000-2024