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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Netzspannungsanzeige auf dem LM3914N-1-Chip. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik In der Netzspannungsanzeige ist es zweckmäßig, ein Lineal aus herkömmlichen LEDs zu verwenden, die sich auf einer geraden Linie oder auf einem Kreisbogen befinden und die Skala eines Zeigermessgeräts imitieren. Das Ablesen der Messwerte einer solchen Anzeige ist fast so bequem wie eine Messuhr. Der Einsatz von LEDs unterschiedlicher Leuchtfarben sorgt in Notsituationen für Aufmerksamkeit. Die Messwerte eines solchen Indikators können bei schlechten Lichtverhältnissen und aus beträchtlicher Entfernung überwacht werden.
Das Schema des vorgeschlagenen Indikators ist in Abb. 1 dargestellt. 3914. Es wird auf dem LM1N-XNUMX-Chip hergestellt, der ein Gleichspannungswandler in einen zehnstelligen Code ist. Die Ausgänge der Mikroschaltung ermöglichen eine direkte Verbindung ohne Strombegrenzungswiderstände mit den Kathoden der LEDs, deren Anoden mit dem Plus der Stromquelle verbunden sind. Bei Bedarf kann die Mikroschaltung auch Vakuum-Leucht- oder LCD-Anzeigen steuern. Es kann in zwei Modi arbeiten: "kontinuierliche Skala" (die Anzahl der eingeschalteten LEDs ist proportional zur Eingangsspannung) und "Gleitkomma" (nur eine LED leuchtet, deren Anzahl proportional zur Eingangsspannung ist). Das vorgeschlagene Gerät verwendet einen sparsameren zweiten Modus (dafür wird Pin 9 des LM3914N-1-Chips frei gelassen). Die dem Eingang der Mikroschaltung zugeführte konstante Spannung wird mit einem Halbwellengleichrichter aus den Dioden VD6, VD7 aus dem Wechselstromnetz gebildet. Sie wird mit einem einstellbaren Widerstandsspannungsteiler R3R4 auf das erforderliche Niveau reduziert. Die Hochspannungs- (150 V) VD4-Zenerdiode eliminiert Überspannungen, indem sie die Skala des Geräts „dehnt“. Die VD5-Zenerdiode begrenzt kurzzeitige Spannungsspitzen, die im Netzwerk immer möglich sind, auf einen sicheren Wert für den Eingang der Mikroschaltung. Die Kapazität des Glättungskondensators C5 ist so gewählt, dass die Amplitude der gleichgerichteten Spannungswelligkeit ausreicht, damit bei Zwischenwerten der Netzspannung nicht eine, sondern zwei benachbarte LEDs aufleuchten Spannungsschätzung "mit dem Auge". Bitte beachten Sie, dass im "Floating Point"-Modus die HL1-LED nicht erlischt, wenn andere LEDs eingeschaltet werden, sondern nur mit reduzierter Helligkeit leuchtet, sodass Sie den "Anfang" der Skala sehen können. Es erlischt erst bei einer Spannung unterhalb des entsprechenden Glimmens mit voller Helligkeit. Die Widerstände R7-R9 sind so ausgelegt, dass sie die Helligkeit des Leuchtens verschiedener LED-Typen ausgleichen. Wenn dies nicht erforderlich ist, können Widerstände verworfen werden, indem sie durch Brücken ersetzt werden. Sie können solche Widerstände auch in den Stromkreis anderer LEDs einbauen. Die Versorgungsspannung der Mikroschaltung und der LEDs wurde unter Verwendung eines Gleichrichters an den Dioden VD1, VD2 mit Löschkondensatoren C1, C2 erhalten. Er wird durch die Zenerdiode VD12 auf den gewünschten Wert (3 V) begrenzt. Der Widerstand R1 reduziert den Ladestrom der Kondensatoren C1, C2, wenn das Gerät mit dem Netz verbunden ist, der Widerstand R2 entlädt diese Kondensatoren nach dem Trennen vom Netz.
Der Indikator wurde auf einer Platte aus isolierendem Plattenmaterial 90 x 70 mm montiert, sein Foto ist in Abb. 2 gezeigt. XNUMX. Die Teile werden so platziert, dass alle Verbindungen mit ihren Leitungen und mehreren Brücken vom Montagedraht hergestellt werden können. Die Oberflächenmontage verringert die Wahrscheinlichkeit eines Durchbruchs entlang der Oberfläche der Leiterplatte zwischen den dünnen Kanten von Leitern mit großem Potenzial Unterschied In industriellen Geräten wird dieses Problem nicht nur durch die Vergrößerung der Abstände zwischen den Leitern gelöst, sondern auch durch Luftspalte im Dielektrikum der Platine, die speziell auf dem Weg möglicher Oberflächendurchschläge angeordnet sind. Der Widerstand R1 ist wünschenswert, um einen Draht zu verwenden oder speziell in ein mattgraues Gehäuse zu importieren. Widerstände MLT und Co. sind hier ungeeignet, da deren Leitschicht bereits nach wenigen Umdrehungen am Gerät im Netz bis zum Bruch durchbrennen kann. Es ist wünschenswert, einen Abstimmwiderstand R4 mit mehreren Umdrehungen zu verwenden, beispielsweise SP5-22. Trimmerwiderstände SPZ-38 und andere in einer offenen Version sind aufgrund geringer Zuverlässigkeit und Stabilität für dieses Gerät nicht geeignet. Um den Abgleich und seine Stabilität zu verbessern, können Sie einen Trimmwiderstand verwenden, der kleiner als im Bemessungsdiagramm angegeben ist, indem Sie einen ausgewählten Konstantwiderstand in Reihe schalten. Kondensatoren C1, C2 - Film K73-17, K73-24, K73-39 für eine konstante Spannung von mindestens 630 V Importierte Analoga dieser Kondensatoren sind in der Regel weniger zuverlässige Oxidkondensatoren - K50-35 oder importiert. Keramikkondensator C4 - für Oberflächenmontage. Es wird direkt auf die Power-Pins des DD1-Chips gelötet. Dioden 1N4007 können durch 1 N4006, KD243Zh, KD247D, KD257D ersetzt werden. R2K-Zenerdiode - auf R2M oder einer anderen Low-Power-Diode mit einer Stabilisierungsspannung von 140 ... 155 V. Solche Zenerdioden werden häufig in modernen Kinescope-Fernsehern verwendet, und ihre Anschaffung verursacht normalerweise keine Probleme. Die Zenerdiode 1N4738A kann durch KS182Ts, KS182Ts1, 2S175Ts, 2S175K1, KS175Ts ersetzt werden. Auch der Transistor der Serie KT315 ist geeignet. KT3102 - Der Ausgang seines Emitters ist mit dem positiven Anschluss des Kondensators C5 verbunden, der Basisanschluss ist mit dem negativen Anschluss verbunden und der Kollektoranschluss bleibt frei. Die D815D-Zenerdiode ersetzt zwei in Reihe geschaltete 1 N5341-Zenerdioden. Ein Analogon des LM3914N-1-Chips ist der LM3914V, der in einem Oberflächenmontagegehäuse hergestellt wird. Chips LM3915, LM3916 sind ebenfalls geeignet. Die LEDs der im Diagramm angegebenen Typen können bei Bedarf durch andere ersetzt werden, die in Bezug auf Farbe und Helligkeit des Leuchtens sowie die Abmessungen des Gehäuses geeignet sind. Sie sollten nicht zu eng platziert werden, da dies die Interpretation der Indikatorwerte erschwert. Es ist bequem, die Anzeige mit einem einstellbaren Spartransformator (LATR) einzustellen und zu überprüfen. Durch die Einstellung der Spannung auf exakt 220 V sorgt der eingestellte Widerstand R4 dafür, dass nur die HL5-LED mit voller Helligkeit eingeschaltet wird (wie bereits erwähnt, die HL1-LED leuchtet „halbherzig“). Eine geringfügige Abweichung der Spannung vom Nennwert sollte dazu führen, dass die benachbarten LEDs HL4 oder HL6 mit einer geringen Helligkeit aufgenommen werden. Durch Ändern der an die Anzeige angelegten Spannung werden außerdem deren Werte entsprechend der Mitte der Glühzonen mit der maximalen Helligkeit jeder der LEDs notiert. Es sind diese Werte, die auf die LEDs des fertigen Geräts geschrieben werden sollten, die im Diagramm angegebenen Werte sind Richtwerte. Es ist zu beachten, dass billige Digitalmultimeter der Serie 830-838 Wechselspannung messen, deren Wert etwa 220 V mit einem absoluten Fehler von bis zu ± 10 V beträgt. Daher ist es ratsam, ein genaueres Gerät zu verwenden als Referenzvoltmeter beim Kalibrieren des Anzeigers. Sie können den Bereich der Spannungswerte, den die Anzeige anzeigt, erweitern oder einschränken, indem Sie die VD4-Zenerdiode mit einer niedrigeren oder höheren Stabilisierungsspannung auswählen. Wenn Sie die Pins 9 und 3 des LM3914N-1-Chips verbinden, arbeitet die Anzeige im Modus "Kontinuierliche Skalierung", in dem alle LEDs von HL1 bis zur entsprechenden gemessenen Spannung gleichzeitig aufleuchten. Da der vom Gerät verbrauchte Strom in diesem Fall erheblich ansteigt, muss die Kapazität der Kondensatoren C1 und C2 verdoppelt und die Zenerdiode VD3 mit einem Kühlkörper mit einer Fläche von etwa 50 cm2 versorgt werden. Der Wert des Widerstands R5 sollte auf 18 kOhm erhöht und die Abstufung der LED-Skala wiederholt werden. Beachten Sie bei der Arbeit mit dem Anzeigegerät, dass dessen Elemente unter Netzspannung stehen, und treffen Sie die erforderlichen Vorsichts- und Sicherheitsmaßnahmen. Autor: A. Butov, S. Kurba, Gebiet Jaroslawl; Veröffentlichung: radioradar.net
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