Индикатор напряжения бортовой сети
Устройство, описанное в этой статье, может пригодиться многим автолюбителям. Так как в автомобилях обычно отсутствует устройство визуального контроля напряжения бортовой сети, то приходится изготавливать его самому.
Предлагаемый может "высвечивать" с помощью светодиодов восемь уровней напряжения (от 8 до 15 В с шагом 1 В). Основными достоинствами конструкции являются простота принципа действия напряжения и настройки, а также применение недефицитных деталей. Это устройство, в отличие от многих других ему подобных, обладает высокой крутизной характеристики срабатывания схем сравнения и возможностью изменения количества индицируемых уровней (которые можно как уменьшать, так и увеличивать).
Принципиальная схема устройства изображена на рис.1. Она состоит из восьми компараторов, делителя, задающего пороги срабатывания компараторов, делителя измеряемого напряжения и стабилизатора напряжения питания.
Основные технические характеристики:
Число индицируемых уровней 8
Шаг дискретизации, 1 В
Нижний предел измерения Umin, 8 В
Верхний предел измерения Umax, 8 В
Потребляемый ток при индикации
всех восьми уровней, 80 мА
Конструкция и принцип действия. В качестве пороговых устройств применены компараторы, собранные на ОУ. Питаются ОУ от стабилизатора с выходным напряжением 6 В. На резисторах R1 - R9 собран делитель, задающий опорные напряжения компараторов. Он подключен к стабилизатору напряжения питания 6 В, поэтому опорные напряжения не изменяются при изменении напряжения бортовой сети от 8 до 16 В. Так как опорные напряжения не превышают 6 В, то и измеряемое напряжение необходимо соответственно уменьшить. Для этого служит делитель R10...R12.
При подаче на индикатор напряжения меньше 8 В напряжение, снимаемое с делителя R10...R12, не превысит первого опорного напряжения, подаваемого на инвертирующий вход ОУ DA1.1. На выходах всех ОУ напряжение будет очень мало, и ни один светодиод не будет светиться. При увеличении подаваемого на вход устройства напряжения до 8...9 В измеряемое напряжение превысит первое опорное напряжение на входе ОУ DA1.1 и на его выходе появится постоянное напряжение (около 5 В), светодиод VD1 засветится. При превышении измеряемым напряжением второго опорного напряжения светодиоды VD1 и VD2 засветятся и т. д. Таким образом, при напряжении бортовой сети 15 В будут светиться все светодиоды.
Стабилизатор напряжения классический и в описании не нуждается.
Печатную плату (рис.2) можно изготовить из одностороннего фольгированного текстолита или гетинакса толщиной 1,5 мм. Светодиоды закрепляют на панели приборов автомобиля любым удобным способом и проводами подсоединяют к плате устройства. Расположение деталей на плате изображено на рис.3.
Детали. В качестве компараторов применены широко распространенные сдвоенные ОУ К157УД2. Основные причины их выбора - низкое напряжение питания и возможность подключения светодиодов непосредственно на выход ОУ без ключевых транзисторных схем.
Светодиоды АЛ307АМ можно заменить на АЛ307БМ, уменьшив сопротивление токоограничивающих резисторов R13...R20 до 330 Ом, однако при этом повысится ток, потребляемый индикатором. Все постоянные резисторы типа МЛТ 0,125 или МЛТ 0,25, подстроечный резистор R12 типа СПЗ-27Б. Конденсаторы С1...СЗ типа К50-35 или К50-16. Транзисторы КТ315 и КТ815 с любым буквенным индексом. На транзистор Т2 необходимо установить теплоотвод площадью не менее 8 см2. Стабилизатор напряжения питания можно выполнить на КР142ЕН5Б по типовой схеме включения.
Если требуется уменьшить число индицируемых уровней, то необходимо убрать ненужные компараторы, не изменяя делителя R1...R9.
Настройка. Настройка устройства сводится к установке подстроечным резистором R12 требуемого коэффициента деления делителя R10...R12. Для этого необходим блок питания с регулируемым выходным напряжением и вольтметр. Индикатор подключают к блоку питания, на котором с помощью вольтметра устанавливают напряжение, равное одному из индицируемых уровней (т.е. 8, 9, 10 В и т.д.), и с помощью подстроечного резистора R12 добиваются, чтобы при малейшем уменьшении напряжения питания светодиод, соответствующий этому уровню, погас. Все остальные уровни совпадут автоматически.
К. Л. Тихомиров, г.Киев