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:

Канада планирует построить космодром 06.04.2026

Развитие космической инфраструктуры все чаще становится вопросом не только науки и технологий, но и национальной безопасности. Многие государства стремятся получить независимый доступ к космическим запускам, чтобы не зависеть от внешних партнеров и укреплять собственный технологический суверенитет. На этом фоне Канада объявила о запуске масштабного проекта по созданию собственного космодрома. Министр обороны Канады Дэвид Мак-Гинти сообщил, что правительство страны инвестирует 200 млн канадских долларов, что составляет около 150 млн долларов США, в строительство национального космодрома. Эти средства станут частью долгосрочной программы развития суверенных возможностей космических запусков. По словам Мак-Гинти, Министерство обороны подписало 10-летнее соглашение с компанией MLS на сумму 200 млн долларов. В рамках этого контракта планируется строительство стартовой площадки, которая будет использоваться не только военными структурами, включая Министерство обороны и Вооруженные силы ...>>

Обновленные телевизоры Xiaomi S Mini LED TV 2026 06.04.2026

Компания Xiaomi представила обновленную серию телевизоров S Mini LED TV 2026, которая заметно отличается от версии, недавно вышедшей на европейский рынок. Новое поколение ориентировано на расширенные возможности отображения и более гибкую конфигурацию экранов, что делает линейку более универсальной для разных сценариев использования. В обновленной серии Xiaomi S Mini LED TV 2026 предлагается сразу пять диагоналей, начиная от 55 дюймов и заканчивая внушительными 100 дюймами. Флагманская модель оснащена 1920 зонами локального затемнения, способна достигать пиковой яркости до 2000 нит и поддерживает частоту обновления изображения до 288 Гц, что делает ее особенно привлекательной для динамичного контента и игр. Младшая модель в линейке отличается в первую очередь количеством зон локального затемнения, которых здесь 576, однако остальные ключевые характеристики остаются на уровне старших версий. Это позволяет сохранить высокое качество изображения даже в более доступном сегменте, не ж ...>>

Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026

Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность ...>>

Случайная новость из Архива Омары помогли сделать бетон прочнее 06.02.2021 Здания, напечатанные на 3D-принтере, стали неотъемлемой частью нашей жизни. Но как сделать их более прочными? Исследователи из Мельнбурнского королевского технического университета (RMIT University) нашли ответ на этот вопрос. Они разработали новый вид 3D-печати, при котором прочность бетона существенно повышается. Чтобы достичь необходимого эффекта, авторы ноу-хау взяли на вооружение особый узор и структуру панциря омара. Это изобретение будет наверняка востребовано авторами сложных архитектурных проектов. Так считает Джонатан Тран, ведущий исследователь кафедры структурированных материалов и дизайна RMIT University. Самый обычный узор, который использует 3D-принтер, - однонаправленный. При нем слои накладываются друг на друга параллельными линиями. Вместо этого в ходе эксперимента команда наслаивала бетон в виде геликоидальных узоров, вдохновленных структурой панциря омара. Кроме того, в бетон включили 1-2 процента стальной фибры. Она способствовала более быстрому затвердеванию материала. Это особенно важно для возведения высотных зданий. В результате исследователи убедились, что армированный стальными волокнами бетон становится более прочным, если его укладывать узором, который копирует строение панциря омара.

Другие интересные новости:

▪ Новая ракета-носитель НАСА

▪ Медицинские датчики Maxim MAX30208 и MAXM86161

▪ Автомобиль в керамической броне

▪ Алмаз создан при комнатных условиях

▪ Носимый дисплей с яркостью 5000 кд/м2

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тембра, громкости. Подборка статей

▪ статья Аль-Фараби. Знаменитые афоризмы

▪ статья Связано ли открытие Ньютоном теории гравитации с падением яблока? Подробный ответ

▪ статья Специалист по внешнеэкономической деятельности. Должностная инструкция

▪ статья Металлоискатель с повышенной чувствительностью на транзисторах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Ремонт и доработка зарядных устройств Сонар УЗ 205. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026