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:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Шаг к биоэлектронике 28.08.2007 Немецкие биохимики сумели прикрепить клеточный рецептор к микросхеме. Клетка отлично умеет определять присутствие того или иного вещества в окружающей среде: достаточно, чтобы оно соединилось с соответствующим рецептором на мембране. После этого открывается ионный канал, через него перемещаются ионы, и клетка получает информацию. Если заставить ее этой информацией поделиться с человеком, то получится датчик для поиска веществ в мельчайших концентрациях или для испытания лекарств. До сих пор момент открытия ионного канала фиксируют миниатюрными электродами, но, к сожалению, клетка после этого погибает. Немецкие ученые из Института биохимии им. Макса Планка во главе с доктором Петером Фромгерцем сделали установку, в которой клетка сможет работать долго. Сначала они создали на кремниевой пластинке микросхему из множества транзисторов. Напомним, что в этих устройствах есть три электрода - анод, катод и база. От того, какой электрический потенциал подан на базу, зависит, потечет ток между катодом и анодом или нет. Затем на этой пластинке вырастили множество клеток, в мембране которых располагались серотониновые рецепторы. Клетки росли, естественно, в случайных местах. Однако среди них нашлись и такие, которые прикрепились в районе базы какого-нибудь транзистора. Они-то и стали датчиками: в тот момент, когда молекула серотонина соединялась с рецептором, в тончайшем промежутке между транзистором и клеткой возникал ток ионов. Он менял потенциал базы и открывал или закрывал транзистор, что можно было легко обнаружить, измеряя электрический ток через микросхему.

Другие интересные новости:

▪ TI REF1933 - источник опорного напряжения с двумя выходами

▪ Шлем для ранней диагностики инсульта

▪ Энергия из выдыхаемого людьми углекислого газа

▪ Мозговой имплантат переводит мысли в слова

▪ Наномеханический датчик микрочипов с керамическим покрытием

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заводские технологии на дому. Подборка статей

▪ статья Министры-капиталисты. Крылатое выражение

▪ статья Как записываются музыкальные произведения? Подробный ответ

▪ статья Оператор на автоматических и полуавтоматических линиях, занятый операциями сверления и присадки. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Сетевой блок питания для Си-Би радиостанции. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Тиристоры симметричные. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026