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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Майнинговая ферма с солнечными панелями 17.04.2022 Финтех-стартап Block, учрежденный основателем Twitter Д. Дорси, договорился о сотрудничестве с криптовалютной компанией Blockstream и производителем электрокаров Tesla. Партнеры намерены создать на территории Техаса манинговую ферму. Электроэнергия для ее работы будет генерироваться с помощью солнечных панелей. Интересы Tesla в проекте будет представлять дочерняя структура Gambit Energy Storage. В настоящий момент ее сотрудники заняты разработкой системы хранения энергии. Ее мощность составит свыше 100 мВт. Она будет построена вместе с майнинговой фермой в Англтоне. Выбор на Техас пал не случайно. Он входит в число лидеров США по объемам солнечной и ветровой генерации. Маск заинтересовался криптовалютным бизнесом в начале прошлого года. Он позволил Tesla продавать автомобили за BTC. Это обстоятельство привело к существенному росту курса основной криптовалюты. В минувшем году Дорси пообещал интегрировать виртуальную валюту Bitcoin в сервис микроблогов Twitter. В частности, пользователи смогут использовать BTC для осуществления пожертвований в пользу любимых блогеров.

Другие интересные новости:

▪ Новый процессор Intel Celeron D351

▪ КМОП-сенсоры изображения

▪ Автомобильные DVD-плееры для российских дорог

▪ Речь замедляется из-за существительных

▪ Алмазы из нефти

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Чудеса природы. Подборка статей

▪ статья Ротошют класса S9N. Советы моделисту

▪ статья Как появились первые лампы? Подробный ответ

▪ статья Измерение влажности. Детская научная лаборатория

▪ статья Уменьшение вероятности ложного срабатывания сигнализации. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Зарядное устройство Ni-Cd аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026