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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Эффективные аккумуляторные батареи 13.02.2013 Ученые из Национальной ускорительной лаборатории SLAC и Стэнфордского университета установили мировой рекорд по эффективности хранения энергии. Этого удалось добиться с помощью специальной конструкции электрода, напоминающей желток яйца. Новый катод на основе серы может хранить в 5 раз больше энергии, чем самые лучшие современные коммерческие литий-ионные аккумуляторы. Кроме того, современные литий-ионные аккумуляторы обычно сохраняют около 80% от их первоначальной емкости после 500 циклов заряд/разряд. В свою очередь, новая технология сохраняет высокую эффективность аккумулятора даже после 1000 циклов заряд/разряд. Благодаря этому появилась возможность создания батарей нового поколения: емких, легких и более долговечных. Их можно будет использовать в портативной электронике и электрических транспортных средствах. Ученым известно, что теоретически сера может хранить намного больше ионов лития, и, следовательно, гораздо больше энергии, чем нынешние электроды. Однако есть две проблемы использования серы в аккумуляторах. Так, когда ионы лития поглощаются электродом во время разрядки, они связываются с атомами серы и создают промежуточные соединения, которые ограничивают емкость аккумулятора. В то же время, приток ионов вызывает увеличение объема катода примерно на 80%. Это приводит к растрескиванию любых защитных покрытий на поверхности электрода и сокращает срок службы аккумулятора. Новая технология предполагает создание катода из наночастиц диаметром 800 нанометров. Они представляют собой крошечную частицу серы, окруженную твердой оболочкой из пористого диоксида титана, как яичный желток в яичной скорлупе. Между "желтком" и "скорлупой" есть пустое пространство, которое позволяет сере беспрепятственно расширяться. Во время разрядки ионы лития проходят через оболочку и связываются с серой, которая расширяется, заполняет пустоту между "желтком" и "скорлупой", не разрывая твердую оболочку. При этом оболочка защищает серу от образования промежуточных соединений. В ходе экспериментов новый аккумулятор сохранил 70% емкости после 1000 циклов заряд/разряд, что даже без оптимизации соответствует и даже превышает аналогичный показатель самых совершенных коммерческих аккумуляторов. В настоящее время ученые планируют поэкспериментировать с добавлением внутрь "скорлупы" других материалов, в частности кремния.

Другие интересные новости:

▪ Настольный жесткий диск Seagate Innov8 8 ТБ

▪ Бактерии для превращения сахаров в искусственную нефть

▪ Сенсорные дисплеи без использования редкоземельных элементов

▪ Новый способ управления умными часами

▪ Геном человека очищен от ВИЧ

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Охрана труда. Подборка статей

▪ статья Закидать шапками. Крылатое выражение

▪ статья Почему в одном норвежском городе законом запрещено умирать? Подробный ответ

▪ статья Функциональный состав телевизоров Beijing. Справочник

▪ статья Усилитель на микросхеме TDA7350, 2х12 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сумеречный переключатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026