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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Indicatore LED di deviazione della tensione
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Protezione delle apparecchiature dal funzionamento di emergenza della rete, gruppi di continuità L'articolo descrive il design dell'indicatore, che mostra in quale direzione e quanto ha deviato il valore del parametro controllato. Il dispositivo fornisce un'uscita di segnale che accende l'attuatore. L'indicatore può essere facilmente riconfigurato per funzionare come misuratore di livello del segnale. L'indicatore LED è progettato per monitorare la deviazione del segnale CC dal valore impostato in direzione positiva o negativa. Assemblato su sei LED, la versione descritta del dispositivo mostra tre gradazioni di deviazione da "zero" in ciascuna direzione. Il valore massimo della deviazione registrata è +0,1 V. La tensione agli ingressi non deve superare i 3 V, altrimenti sarà necessario un attenuatore di ingresso. L'impedenza di ingresso dell'indicatore è di circa 6 kOhm. L'indicatore è parte integrante del sistema per il mantenimento automatico dell'umidità del suolo specificata [1] e serve a monitorare la sua deviazione dal valore ottimale. Il tabellone del dispositivo è una linea di sei LED posizionati orizzontalmente o verticalmente. In assenza di scostamento del segnale dal valore impostato, i tre led di destra (o superiori) della riga non si accendono, gli altri tre sono accesi. Con una deviazione del segnale positiva, il numero di LED accesi aumenta proporzionalmente, con uno negativo, diminuisce. L'indicatore è alimentato da una tensione bipolare stabilizzata 2x12 V; corrente consumata - non più di 40 mA. Lo schema degli indicatori è mostrato in fig. 1. Il segnale di ingresso controllato viene applicato all'ingresso A. Una tensione esemplare viene applicata all'ingresso B. Deve essere altamente stabile. Viene posto uguale al valore nominale della tensione controllata.
L'amplificatore operazionale DA1 è collegato secondo lo schema con un sistema operativo negativo parallelo. Tale inclusione di un amplificatore operazionale viene utilizzata raramente a causa della presenza di una tensione di modo comune all'uscita, ma questo è abbastanza accettabile per un indicatore. La tensione di modo comune viene compensata quando il dispositivo viene regolato. All'uscita dell'amplificatore operazionale, viene acceso un inseguitore di emettitore bipolare sui transistor VT1, VT2, il cui segnale di uscita, attraverso un dispositivo di soglia (trigger di Schmitt), controllava il funzionamento della valvola di irrigazione del sistema di mantenimento dell'umidità del suolo . Se il dispositivo deve essere utilizzato solo come indicatore, l'inseguitore di emettitore può essere omesso. Il segnale amplificato in corrente attraverso il resistore R5 viene inviato al circuito dei diodi VD1-VD5, che fungono da stabilizzatori. La caduta di tensione su ciascun diodo è di circa 0,6 V, che determina l'"altezza" dello stadio di indicazione. La distribuzione della tensione nel circuito del diodo dipende dal rapporto tra i valori di resistenza dei resistori R7 e R8 e il livello del segnale di uscita dell'amplificatore operazionale. Nello stato iniziale, nel punto di giunzione dei diodi VD3 e VD4, dovrebbe esserci tensione zero rispetto al filo comune. Le basi dei transistor VT3-VT5 sono sotto tensione positiva, quindi i transistor VT3-VT5, e quindi VT10-VT12, sono aperti. I LED HL1-HL3 sono diseccitati, poiché sono deviati da un transistor aperto VT12. La tensione negativa viene applicata alla base dei transistor VT7, VT8 e la tensione zero viene applicata a VT6, quindi sono chiusi; anche i transistor VT13-VT15 sono chiusi. La corrente operativa scorre attraverso il transistor VT12 e i LED HL4-HL6: i LED sono accesi. Con un aumento della tensione all'ingresso A, la tensione di uscita dell'amplificatore operazionale diminuisce, il punto di tensione zero si sposta a sinistra lungo il circuito dei diodi VD1-VD5. Le coppie di transistor VT5 e VT12, VT4 e VT11, VT3 e VT10 sono chiuse in sequenza, interrompendo rispettivamente lo shunt dei LED HL3, HL2 e HL1. Pertanto, i LED si accendono uno per uno. Quando la tensione all'ingresso A diminuisce, il punto di potenziale zero si sposta a destra lungo il circuito del diodo, le coppie di transistor VT6 e VT13, VT7 e VT14, VT8 e VT15 si aprono. I LED HL4, HL5 e HL6 si spengono uno alla volta. I LED nell'indicatore sono collegati in serie. La corrente che li attraversa è mantenuta costante e pari a 10 mA da uno stabilizzatore di corrente su un transistor VT9. Ciò riduce il carico sull'alimentatore e lo rende costante. Devi usare una coppia di transistor per pilotare ogni LED, poiché qui l'amplificazione di un singolo transistor non è sufficiente. Sulla rivista "Radio" sono stati pubblicati analoghi misuratori di livello del segnale a LED [2-5]. Alcune delle loro soluzioni circuitali sono utilizzate nel dispositivo descritto. Si differenzia per la presenza di un ingresso differenziale, un guadagno più elevato e regolabile, nonché un collegamento in serie dei LED a una fonte di alimentazione, che amplia le possibilità di applicazione. Tutte le parti dell'indicatore, ad eccezione dei LED, sono montate su un circuito stampato a lato singolo di 1 mm di spessore in fibra di vetro laminata. Il disegno della tavola è mostrato in fig. 2. La tavola è realizzata tagliando lungo un righello con un taglierino, acceso una smerigliatrice. Le linee nere sul disegno della lavagna sono le aree in cui è stata tagliata la lamina. Naturalmente, la tavola può essere realizzata anche in modo tradizionale: l'incisione.
I diodi e la maggior parte dei resistori sulla scheda sono installati "in posizione verticale". I LED sono montati sul pannello frontale e collegati alla scheda tramite un cablaggio. I transistor utilizzati nell'indicatore possono essere qualsiasi silicio a bassa potenza. Ad esempio, invece di KT315B (VT3-VT8), sono adatti i transistor dei vecchi tipi MP113 (con un coefficiente h21E> 45) e invece di KT502V (VT10-VT15) - MP116 (h21E> 20). Per fare ciò, però, bisognerà aumentare leggermente le dimensioni del circuito stampato. I transistor VT1, VT2, VT9 devono consentire una tensione di collettore di almeno 30 V. Diodi VD1-VD5 - qualsiasi silicio a bassa potenza. L'uso dell'amplificatore operazionale K140UD5 non è critico: l'indicatore può funzionare anche con un altro amplificatore operazionale progettato per una tensione di alimentazione di 2x15 V. È possibile modificare il numero di LED e, di conseguenza, le coppie di transistor di controllo. La configurazione dell'indicatore inizia con l'impostazione iniziale dello stato dei LED. A tale scopo, gli ingressi A e B vengono interconnessi e ad essi viene applicata una tensione esemplare. Di solito è formato dalla tensione di alimentazione utilizzando uno stabilizzatore aggiuntivo e un partitore resistivo (non sono mostrati nel diagramma). Empiricamente, sul circuito dei diodi VD1-VD5, trovano il punto ottimale, al quale collegano l'uscita del resistore R5, proprio secondo lo schema. Il criterio per scegliere il punto ottimale: i LED HL4-HL6 sono accesi e HL1-HL3 sono spenti. Quindi, l'ingresso A viene disattivato e ad esso viene applicata una tensione stabile, che può essere regolata entro +1 ... 2 V dal valore di riferimento. Un altro divisore simile può servire come fonte di questa tensione, ma con un resistore variabile in uno dei bracci. All'ingresso A si imposta una tensione esattamente uguale a quella di riferimento e si seleziona la resistenza R8 in modo tale che, per accendere il LED successivo, sia necessario aumentare tale tensione quanto occorre ridurla per, al contrario, spegnerne uno in più. L'attendibilità dell'indicazione di "zero" dipenderà dalla completezza di questa operazione. La sensibilità richiesta dell'indicatore viene impostata selezionando il resistore R3 nel circuito di feedback negativo dell'amplificatore operazionale. Se è necessario utilizzare l'indicatore nella modalità di misurazione del livello del segnale, gli ingressi A e B sono collegati a un filo comune per la regolazione e il resistore R5 è collegato a quel punto del circuito del diodo VD1-VD5, che fornisce il numero minimo di LED accesi. Quindi il resistore R8 viene selezionato in modo tale che il LED HL6 si trovi sul bordo dell'inizio del bagliore. Quindi l'ingresso B viene lasciato collegato al filo comune e una tensione positiva misurata viene applicata all'ingresso A. Con un segnale di ingresso di polarità opposta, gli ingressi vengono invertiti. La sensibilità dell'indicatore viene modificata selezionando il resistore R3. Se il livello del segnale di ingresso raggiunge 3 V, puoi fare a meno di un amplificatore operazionale e di un inseguitore di emettitore. In questo caso, una sorgente di segnale con una resistenza interna non superiore a 2 kΩ è collegata al circuito dei diodi VD1-VD5 tramite il resistore R5. Letteratura
Autore: Yu.Egorov, Mosca
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