Индикатор сетевого напряжения на микросхеме LM3914N-1. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

В индикаторе сетевого напряжения удобно применить линейку из обычных светодиодов, расположенных на прямой линии или на дуге окружности, имитируя шкалу стрелочного измерительного прибора. Считывание показаний такого индикатора почти так же удобно, как стрелочного. Применение светодиодов разного цвета свечения привлекает внимание при возникновении нештатных ситуаций. За показаниями такого индикатора можно следить при плохом освещении и со значительного расстояния.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Схема предлагаемого индикатора представлена на рис. 1. Он выполнен на микросхеме LM3914N-1, представляющей собой преобразователь постоянного напряжения в десятипозиционный код. Выходы микросхемы допускают непосредственное, без ограничивающих ток резисторов, соединение с катодами светодиодов, аноды которых соединены с плюсом источника питания. При необходимости микросхема может управлять и вакуумно-люминисцентными или ЖК индикаторами.

Возможна ее работа в двух режимах: "непрерывной шкалы" (число включенных светодиодов пропорционально входному напряжению) и "плавающей точки" (включен только один светодиод, номер которого пропорционален входному напряжению). В предлагаемом приборе использован более экономный второй режим (для этого вывод 9 микросхемы LM3914N-1 оставлен свободным).

Постоянное напряжение, подаваемое на вход микросхемы, формируется из переменного сетевого с помощью однополупериодного выпрямителя из диодов VD6, VD7. Оно уменьшается до необходимого уровня с помощью регулируемого резистивного делителя напряжения R3R4. Высоковольтный (150 В) стабилитрон VD4 устраняет избыток напряжения "растягивая" шкалу прибора. Стабилитрон VD5 ограничивает до безопасного для входа микросхемы значения всегда возможные в сети кратковременные выбросы напряжения.

Емкость сглаживающего конденсатора С5 выбрана такой, что амплитуда пульсаций выпрямленного напряжения достаточна для того, чтобы при промежуточных значениях сетевого напряжения светился не один, а два соседних светодиода Это увеличивает точность оценки напряжения "на глаз".

Учтите, что в режиме "плавающая точка" светодиод HL1 не гаснет при включении других светодиодов, а лишь светит с пониженной яркостью, позволяя видеть "начало" шкалы. Он гаснет полностью лишь при напряжении ниже соответствующего его свечению с полной яркостью.

Резисторы R7-R9 предназначены для выравнивания яркости свечения светодиодов разного типа. Если в этом нет необходимости, от резисторов можно отказаться, заменив их перемычками. Можно и установить такие резисторы в цепи других светодиодов.

Напряжение питания микросхемы и светодиодов получено с помощью выпрямителя на диодах VD1, VD2 с гасящими конденсаторами С1, С2. Оно ограничено до нужного значения (12 В) стабилитроном VD3. Резистор R1 уменьшает зарядный ток конденсаторов С1, С2 при включении прибора в сеть Резистор R2 разряжает эти конденсаторы после отключения от сети.

Индикатор был смонтирован на плате из листового изоляционного материала 90x70 мм Ее фотоснимок показан на рис. 2. Детали размещены таким образом, что все соединения удалось выполнить с помощью их выводов и нескольких перемычек из монтажного провода Навесной монтаж снижает вероятность пробоя по поверхности печатной платы между тонкими краями проводников, имеющих большую разность потенциалов В промышленных приборах эту проблему решают не только увеличением зазоров между проводниками, но и специально расположенными на пути возможных поверхностных пробоев воздушными промежутками в диэлектрике платы.

Резистор R1 желательно использовать проволочный или специальный импортный в корпусе матово-серого цвета. Резисторы МЛТ и подобные здесь непригодны Их проводящий слой может прогореть до обрыва уже после нескольких включений прибора в сеть.

Подстроечный резистор R4 желательно использовать многооборотный, например СП5-22. Подстроечные резисторы СПЗ-38 и другие в открытом исполнении для этого прибора не подходят из-за низких надежности и стабильности. Для повышения плавности регулировки и ее стабильности можно применить подстроечный резистор меньшего, чем указано на схеме номинала, включив последовательно с ним подобранный постоянный резистор.

Конденсаторы С1, С2 - пленочные К73-17, К73-24, К73-39 на постоянное напряжение не менее 630 В Импортные аналоги этих конденсаторов обычно менее надежны Оксидные конденсаторы - К50-35 или импортные. Керамический конденсатор С4 - для поверхностного монтажа. Его припаивают непосредственно к выводам питания микросхемы DD1.

Диоды 1N4007 можно заменить на 1 N4006, КД243Ж, КД247Д, КД257Д. Стабилитрон R2K - на R2M или любой другой маломощный с напряжением стабилизации 140... 155 В. Такие стабилитроны широко используются в современных кинескопных телевизорах, и их приобретение обычно не вызывает проблем. Стабилитрон 1N4738A можно заменить на КС182Ц, КС182Ц1, 2С175Ц, 2С175К1, КС175Ц. Подойдет и транзистор серий КТ315. КТ3102 - вывод его эмиттера подключают к плюсовому выводу конденсатора С5, вывод базы - к минусовому, а вывод коллектора оставляют свободным. Стабилитрон Д815Д заменят два соединенных последовательно стабилитрона 1 N5341.

Аналог микросхемы LM3914N-1 - LM3914V, выполненный в корпусе для поверхностного монтажа. Подойдут и микросхемы LM3915, LM3916. Светодиоды указанных на схеме типов при необходимости можно заменить любыми другими, подходящими по цвету и яркости свечения, а также размерам корпуса. Их не стоит располагать слишком тесно, это затруднит интерпретацию показаний индикатора.

Регулировку и проверку индикатора удобно проводить с помощью регулируемого автотрансформатора (ЛАТР). Установив напряжение ровно 220 В, подстроенным резистором R4 добиваются, чтобы включен на полную яркость был только светодиод HL5 (как уже было сказано, светодиод HL1 при этом светит "вполнакала"). Небольшое отклонение напряжения от номинала должно приводить к включению с небольшой яркостью соседних светодиодов HL4 или HL6. Далее, изменяя подаваемое на индикатор напряжение, отмечают его значения, соответствующие серединам зон свечения с максимальной яркостью каждого из светодиодов. Именно эти значения следует написать у светодиодов готового прибора, те, что указаны на схеме, - ориентировочны.

Следует учитывать, что дешевые цифровые мультиметры серий 830-838 измеряют переменное напряжение, значение которого лежит около 220 В с абсолютной погрешностью, доходящей до ±10 В. Поэтому в качестве образцового вольтметра при градуировке индикатора желательно пользоваться более точным прибором. Расширить или сузить интервал значений напряжения которые показывает индикатор, можно подборкой стабилитрона VD4 соответственно с меньшим или большим напряжением стабилизации. Если соединить выводы 9 и 3 микросхемы LM3914N-1, индикатор станет работать в режиме "непрерывная шкала", в котором одновременно включаются все светодиоды от HL1 до соответствующего измеряемому напряжению. Поскольку потребляемый прибором ток в этом случае значительно возрастет, необходимо удвоить емкость конденсаторов С1 и С2, а стабилитрон VD3 снабдить теплоотводом площадью около 50 см2. Номинал резистора R5 следует увеличить до 18 кОм и повторить градуировку светодиодной шкалы.

При работе с индикатором нужно помнить, что его элементы находятся под напряжением сети, и соблюдать необходимую осторожность и меры безопасности.

Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославской обл.; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

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 Космические мусорщики на ионных двигателях 14.04.2012 Швейцарские инженеры из лаборатории EPFL разработали прототип ультракомпактного ионного двигателя, который позволит выводить небольшие спутники за пределы околоземной орбиты. Двигатель MicroThrust отличается простотой конструкции и предназначен для установки на наноспутники весом 1-100 кг. Двигатель весит всего около 200 грамм вместе с топливом и управляющей электроникой. Его можно устанавливать на наноспутник-мусорщик CleanSpace или на спутники типа OLFAR, которые могут записывать сверхнизкочастотные сигналы на обратной стороне Луны. Малые спутники сейчас "в моде", потому что их производство и запуск обходятся сравнительно дешево - около полумиллиона долларов, по сравнению с обычными спутниками, которые стоят сотни миллионов. Однако наноспутники в настоящее время не имеют эффективного двигателя, они "прикованы" к Земле и не могут применяться для изучения глубокого космоса. Двигатель MicroThrust решает эту проблему. Новый двигатель вместо химического горючего использует ионную жидкость EMI-BF4, которая в электронной промышленности используется в качестве растворителя и электролита. Жидкость, состоящая из электрически заряженных молекул (ионов), поступает в тысячи крошечных кремниевых отверстий в сердце двигателя. На выходе из отверстий расположены решетчаты электроды, на которые подается напряжение в тысячу вольт. Мощное электрическое поле извлекает ионы из жидкости и выбрасывает их с огромной скоростью (до 10 км/с), таким образом создается реактивная тяга. MicroThrust создает тягу в 100 микроньютонов и имеет удельный импульс 3000 секунд. Несмотря на то, что для двигателя требуется высокое напряжение, для его питания достаточно солнечных панелей мощностью в несколько ватт. За шесть месяцев работы MicroThrust способен разогнать наноспутник с 24000 км/ч до 42000 км/час. По расчетам разработчиков, для достижения лунной орбиты 1-кг наноспутнику с двигателем MicroThrust потребуется всего 100 мл топлива. Пока первый прототип ионного микродвигателя имеет ряд проблем, например, иногда поток ионной жидкости вызывает короткое замыкание. Но специалисты считают MicroThrust выдающимся достижением, которое откроет совершенно новые возможности для изучения глубокого космоса и сделает исследования космического пространства более доступными.

Другие интересные новости:

▪ Технологии Big Data для здравоохранения

▪ Шестицветный принтер Epson SureLab SL-D700

▪ Научная станция на лыжах

▪ Молекула для сбора и хранения солнечной энергии

▪ Металлические порошки в качестве топлива

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детекторы напряженности поля. Подборка статей

▪ статья Венерические заболевания. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Где и когда воюющие стороны заключили перемирие, чтобы истребить атакующих обе армии волков? Подробный ответ

▪ статья Пижма красная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Усилитель звуковой частоты для монитора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой двухполярный блок питания, 220/+-0,7-5,5 вольт 2,5 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026