Indicatore della tensione di rete sul chip LM3914N-1. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Nell'indicatore della tensione di rete, è conveniente utilizzare un righello di LED convenzionali posizionato su una linea retta o su un arco di cerchio, imitando la scala di un misuratore a puntatore. Leggere le letture di un tale indicatore è conveniente quasi quanto un comparatore. L'uso di LED di diversi colori luminosi attira l'attenzione in caso di situazioni di emergenza. Le letture di tale indicatore possono essere monitorate in condizioni di scarsa illuminazione e da una distanza considerevole.

Lo schema dell’indicatore proposto è mostrato in Fig. 1. È realizzato sul chip LM3914N-1, che è un convertitore di tensione CC in un codice a dieci posizioni. Le uscite del microcircuito consentono il collegamento diretto, senza resistori limitatori di corrente, ai catodi dei LED, i cui anodi sono collegati al positivo della fonte di alimentazione. Se necessario, il microcircuito può anche controllare gli indicatori fluorescenti o LCD sottovuoto.

Riso. 1 (clicca per ingrandire)

Può funzionare in due modalità: "scala continua" (il numero di led accesi è proporzionale alla tensione di ingresso) e "virgola mobile" (è acceso un solo led il cui numero è proporzionale alla tensione di ingresso). Il dispositivo proposto utilizza una seconda modalità più economica (per questo, il pin 9 del chip LM3914N-1 viene lasciato libero).

La tensione CC fornita all'ingresso del microcircuito è formata dalla rete CA utilizzando un raddrizzatore a semionda dai diodi VD6, VD7. Viene ridotto al livello richiesto utilizzando un partitore di tensione resistivo regolabile R3R4. Il diodo zener VD150 ad alta tensione (4 V) elimina la tensione in eccesso "allungando" la scala del dispositivo. Il diodo zener VD5 limita i picchi di tensione a breve termine che sono sempre possibili nella rete a un valore sicuro per l'ingresso del microcircuito.

La capacità del condensatore di livellamento C5 viene scelta in modo tale che l'ampiezza delle pulsazioni di tensione raddrizzata sia sufficiente affinché a valori intermedi della tensione di rete si accendano non uno, ma due LED adiacenti. Ciò aumenta la precisione della valutazione della tensione a occhio.

Si prega di notare che nella modalità "virgola mobile", il LED HL1 non si spegne quando gli altri LED sono accesi, ma brilla solo con luminosità ridotta, consentendo di vedere "l'inizio" della scala. Si spegne completamente solo ad un voltaggio inferiore a quello corrispondente al suo splendore a piena luminosità.

I resistori R7-R9 sono progettati per equalizzare la luminosità del bagliore di diversi tipi di LED. Se ciò non è necessario, i resistori possono essere eliminati sostituendoli con i ponticelli. È anche possibile installare tali resistori nel circuito di altri LED.

La tensione di alimentazione per il microcircuito e i LED è ottenuta utilizzando un raddrizzatore che utilizza diodi VD1, VD2 con condensatori di spegnimento C1, C2. È limitato al valore richiesto (12 V) dal diodo zener VD3. Il resistore R1 riduce la corrente di carica dei condensatori C1, C2 quando il dispositivo è collegato alla rete. Il resistore R2 scarica questi condensatori dopo la disconnessione dalla rete.

L'indicatore è stato montato su un pannello in lamiera isolante 90x70 mm. La sua fotografia è mostrata in Fig. 2. Le parti sono posizionate in modo tale che tutti i collegamenti possano essere effettuati utilizzando i relativi cavi e diversi ponticelli del cavo di montaggio. Il montaggio sospeso riduce la probabilità di rottura lungo la superficie del circuito stampato tra i bordi sottili dei conduttori che presentano una grande differenza di potenziale. Nei dispositivi industriali, questo problema viene risolto non solo aumentando gli spazi tra i conduttori, ma anche mediante spazi d'aria appositamente posizionati nel dielettrico della scheda nel percorso di possibili rotture superficiali.

Fig. 2

Si consiglia di utilizzare il resistore R1 come filo avvolto o speciale importato in un alloggiamento grigio opaco. Resistenze MLT e simili non sono adatte in questo caso. il loro strato conduttivo può bruciarsi fino a rompersi dopo poche volte che il dispositivo viene collegato alla rete.

Si consiglia di utilizzare un resistore di sintonizzazione multigiro R4, ad esempio SP5-22. I resistori trimmer SPZ-38 e altri in design aperto non sono adatti per questo dispositivo a causa della bassa affidabilità e stabilità. Per aumentare la fluidità della regolazione e la sua stabilità, è possibile utilizzare un resistore di sintonia di valore inferiore a quello indicato nel diagramma collegando in serie ad esso un resistore costante selezionato.

Condensatori C1, C2 - film K73-17, K73-24, K73-39 per una tensione costante di almeno 630 V. Gli analoghi importati di questi condensatori sono generalmente meno affidabili. Condensatori all'ossido - K50-35 o importati. Condensatore ceramico C4 - per montaggio superficiale. È saldato direttamente ai pin di alimentazione del chip DD1.

I diodi 1N4007 possono essere sostituiti con 1N4006 KD243ZH, KD247D, KD257D. Diodo Zener R2K - su R2M o qualsiasi altro a bassa potenza con una tensione di stabilizzazione di 140...155 V. Tali diodi Zener sono ampiamente utilizzati nei moderni televisori CRT e la loro acquisizione di solito non causa problemi. Il diodo zener 1N4738A può essere sostituito con KS 182Ts, KS 182Ts1, 2S175Ts, 2S175K1, KS175Ts. È adatto anche un transistor della serie KT315 KT3102: il suo terminale di emettitore è collegato al terminale positivo del condensatore C5, il terminale di base è collegato al terminale negativo e il terminale del collettore è lasciato libero. Il diodo zener D815D sostituirà due diodi zener 1N5341 collegati in serie, un analogo del microcircuito LM3914N-1 - LM3914V, realizzato in un pacchetto a montaggio superficiale. Sono adatti anche i microcircuiti LM3915, LM3916. Se necessario, i LED dei tipi indicati nello schema possono essere sostituiti con altri idonei per colore e luminosità, nonché per dimensioni della custodia. non dovrebbero essere posizionati troppo vicini, poiché ciò renderà difficile interpretare le letture degli indicatori.

È conveniente regolare e controllare l'indicatore utilizzando un autotrasformatore regolabile (LATR). Impostando la tensione esattamente a 220 V, la resistenza di regolazione R4 garantisce che solo il LED HL5 sia acceso alla massima luminosità (come già accennato, il LED HL1 brilla “alla massima intensità”). Una piccola deviazione di tensione dal valore nominale dovrebbe portare all'accensione dei LED adiacenti HL4 o HL6 con bassa luminosità. Successivamente, modificando la tensione fornita all'indicatore, annotare i suoi valori corrispondenti al centro delle zone luminose con la massima luminosità di ciascun LED. Questi sono i valori che dovrebbero essere scritti per i LED del dispositivo finito; quelli indicati nello schema sono approssimativi.

Va tenuto presente che i multimetri digitali economici della serie 830-838 misurano la tensione alternata, il cui valore è di circa 220 V con un errore assoluto fino a ±10 V. Pertanto, è consigliabile utilizzare un dispositivo più preciso come voltmetro di riferimento durante la calibrazione dell'indicatore. È possibile espandere o restringere la gamma di valori di tensione mostrati dall'indicatore selezionando un diodo zener VD4 con una tensione di stabilizzazione rispettivamente inferiore o superiore.

Se si collegano i pin 9 e 3 del microcircuito LM3914N-1, l'indicatore funzionerà in modalità "scala continua", in cui tutti i LED di HL1 vengono accesi contemporaneamente sulla tensione corrispondente misurata. Poiché la corrente consumata dal dispositivo in questo caso aumenterà in modo significativo, è necessario raddoppiare la capacità dei condensatori C1 e C2 e dotare il diodo zener VD3 di un dissipatore di calore con un'area di circa 50 cm. la resistenza R5 deve essere aumentata a 18 kOhm e la calibrazione della scala LED deve essere ripetuta.

Quando si lavora con l'indicatore, è necessario ricordare che i suoi elementi sono sotto tensione di rete e adottare le misure di cura e sicurezza necessarie.

Autore: Butov A.

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