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.

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-люминесцентными или ЖК индикаторами.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

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.

Рис. 2

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.

Подстроечныи 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 подстроечныи резистор меньшего, чем указано на схеме, номинала, включив последовательно с ним подобранный постоянный резистор.

Конденсаторы C1, C2 - 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 1N4006 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 КС 182Ц, КС 182Ц1, 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 1N5341, 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 см. 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: Бутов А.