Большой самодельный индикатор на 7 сегментов из ламп ДХО (BUZ71A)
Описана схема управления мощными светодиодными лампами, которые служат в качестве сегментов семисегментного индикатора.
В настоящее время, в магазинах автомобильных принадлежностей имеются в продаже так называемые «ДХО»,это узкие прямоугольные лампы из супер ярких светодиодов. Они устанавливаются в фары автомобилей для дневной сигнальной подсветки.
Продаются они разных форм и цены, есть среди них и недорогие китайские, представляющие собой прямоугольники длиной 20-30 см и шириной 1-2 см. Вот именно из таких можно сделать семисегментный светодиодный дисплей, больших размеров, показания которого будет отлично видны не только ночью, но и даже ярким солнечным днем, и с большого расстояния.
Как вы уже поняли, каждая цифра будет состоять из семи таких ламп, расположенных относительно друг друга как сегменты на стандартном семисегментном светодиодном индикаторе.
Схема со статической индикацией
На рисунке 1 изображена схема одной цифры. Семь сегментов А-G сделаны из семи светодиодных ламп «ДХО», о которых было сказано выше. Номинальное напряжение для них 12V, мощность, согласно надписи на упаковке 7,5VV.
Таким образом, ток потребления составляет 0,625 А на каждый сегмент. Суммарный ток потребления при индикации цифры «8» (задействованы все семь сегментов) будет 4,35А (или около того, принимая во внимание разброс параметров).
Рис.1. Принципиальная схема подключения мощных светодиодных ламп ДХО (статическая индикация).
Для управления используются коммутаторные п-канальные полевые транзисторы BUZ71A. Они имеют низкое сопротивление открытого канала (0,12 Ом), поэтому при токе 0,625А на них рассеивается минимальная мощность, и при работе радиаторы не требуются.
Для включения сегментов на затворы полевых транзисторов нужно подавать напряжение, для включения сегмента, не ниже 4V и не выше 15V. То есть, вполне пригодно 5V с выхода микроконтроллера или 5-12V с выхода логической КМОП -микросхемы.
Диоды VD1-VD7 ускоряют разрядку емкости затворов полевых транзисторов при коммутации и устраняют выбросы.
Чаще для управления светодиодным дисплеем используется динамическая индикация. В этом случае, нужно не только управлять сегментами, но переключать разряды индикации.
Схема с динамической индикацией
На рисунке 2 показан вариант схемы с управлением питанием всего разряда. Здесь, конечно, лучше использовать р-канальный коммутаторный полевой транзистор, но за неимением такового установлен такой же BUZ71A, как в сегментах. Для того чтобы им могла управлять логическая схема на транзисторах VT9 и VT10 сделана дополнительная схема.
Во-первых, так как VT8 здесь работает по схеме с общим стоком, необходимо чтобы для полного открывания на его затвор поступало напряжение больше вольт на 5-6 чем на его исток. То есть, нужен дополнительный источник питания повышенного напряжения, в данном случае, это +18V.
Этот источник будет питать только цепь затвора и схему на транзисторах VT9 и VT10, то есть, ток потребления будет очень не большой. Если схема будет питаться от электросети через соответствующие блоки питания, с этим проблем не возникает.
Если существуют ограничения по питанию 12V, например, если схема будет питаться от автомобильного аккумулятора, можно добавить недостающее напряжение для питания затвора с помощью дополнительной гальванической батареи напряжением 6V, например, четыре элемента «АА» последовательно источнику +12V.
Рис. 2. Принципиальная схема подключения мощных светодиодных ламп ДХО (динамическая индикация).
Для включения разряда нужно подать логическую единицу (любого уровня) на точку «УПР». При этом откроются VТ9 и VТ10, и через VТ10 на затвор VТ8 поступит открывающее напряжение.
Детали и замена
Если транзисторы VТ1-VТ7 не нуждаются в радиаторах, то транзистору VТ8 он потребуется, потому что при индикации цифры «8» (все сегменты) ток через него будет достигать 4,35А или больше.
Транзисторы BUZ71A можно заменить аналогичными или лучшими. Можно использовать IRLU024N. В любом случае нужно стараться выбрать транзистор с меньшим сопротивлением открытого канала и большим допустимым током канала. Транзисторы типа IRF840 не годятся только на места VТ1-VТ7 потому, что у них относительно высокое сопротивление открытого канала.
Пискунов И. Ц. РК-02-2016.