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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Indicateur LED de déviation de tension
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Protection des équipements contre le fonctionnement d'urgence du réseau, alimentations sans interruption L'article décrit la conception de l'indicateur, qui montre dans quelle direction et dans quelle mesure la valeur du paramètre contrôlé a dévié. L'appareil fournit une sortie de signal qui active l'actionneur. L'indicateur peut être facilement reconfiguré pour fonctionner comme un indicateur de niveau de signal. L'indicateur LED est conçu pour surveiller l'écart du signal CC par rapport à la valeur définie dans le sens plus ou moins. Assemblé sur six LED, la version décrite de l'appareil montre trois gradations d'écart à "zéro" dans chaque direction. La valeur maximale de l'écart enregistré est de +0,1 V. La tension aux entrées ne doit pas dépasser 3 V, sinon un atténuateur d'entrée sera nécessaire. L'impédance d'entrée de l'indicateur est d'environ 6 kOhm. L'indicateur fait partie intégrante du système de maintien automatique de l'humidité du sol spécifiée [1] et sert à surveiller son écart par rapport à la valeur optimale. Le tableau de bord de l'appareil est une ligne de six LED placées horizontalement ou verticalement. En l'absence d'écart du signal par rapport à la valeur de consigne, les trois LED droites (ou supérieures) de la ligne ne s'allument pas, les trois autres sont allumées. Avec un écart de signal positif, le nombre de LED allumées augmente proportionnellement, avec un négatif, il diminue. L'indicateur est alimenté par une tension bipolaire stabilisée 2x12 V ; courant consommé - pas plus de 40 mA. Le schéma d'indicateur est illustré à la fig. 1. Le signal d'entrée commandé est appliqué à l'entrée A. Un exemple de tension est appliqué à l'entrée B. Il doit être très stable. Elle est fixée égale à la valeur nominale de la tension commandée.
L'ampli-op DA1 est connecté selon le schéma avec un système d'exploitation négatif parallèle. Une telle inclusion d'un amplificateur opérationnel est rarement utilisée en raison de la présence d'une tension de mode commun à la sortie, mais cela est tout à fait acceptable pour un indicateur. La tension de mode commun est compensée lors du réglage de l'appareil. À la sortie de l'amplificateur opérationnel, un suiveur d'émetteur bipolaire sur les transistors VT1, VT2 est activé, dont le signal de sortie, via un dispositif à seuil (déclencheur de Schmitt), contrôle le fonctionnement de la vanne d'irrigation du système de maintien de l'humidité du sol . Si le dispositif doit être utilisé uniquement comme indicateur, l'émetteur suiveur peut être omis. Le signal amplifié en courant à travers la résistance R5 est envoyé au circuit de diodes VD1-VD5, qui agissent comme des stabistors. La chute de tension aux bornes de chaque diode est d'environ 0,6 V, ce qui détermine la "hauteur" de l'étage d'indication. La distribution de tension dans le circuit à diodes dépend du rapport des valeurs de résistance des résistances R7 et R8 et du niveau du signal de sortie de l'ampli-op. A l'état initial, au point de jonction des diodes VD3 et VD4, il doit y avoir une tension nulle par rapport au fil commun. Les bases des transistors VT3-VT5 sont sous tension positive, donc les transistors VT3-VT5, et donc VT10-VT12, sont ouverts. Les LED HL1-HL3 sont désexcitées, car elles sont shuntées par un transistor ouvert VT12. Une tension négative est appliquée à la base des transistors VT7, VT8 et une tension nulle est appliquée à VT6, ils sont donc fermés ; les transistors VT13-VT15 sont également fermés. Le courant de fonctionnement traverse le transistor VT12 et les LED HL4-HL6 - les LED sont allumées. Avec une augmentation de la tension à l'entrée A, la tension de sortie de l'amplificateur opérationnel diminue, le point de tension zéro se déplace vers la gauche le long du circuit des diodes VD1-VD5. Les paires de transistors VT5 et VT12, VT4 et VT11, VT3 et VT10 sont séquentiellement fermées, arrêtant le shunt des LED HL3, HL2 et HL1, respectivement. Par conséquent, les LED s'allument une par une. Lorsque la tension à l'entrée A diminue, le point de potentiel zéro se déplace vers la droite le long du circuit de diodes, les paires de transistors VT6 et VT13, VT7 et VT14, VT8 et VT15 s'ouvrent. Les LED HL4, HL5 et HL6 s'éteignent une à une. Les LED de l'indicateur sont connectées en série. Le courant qui les traverse est maintenu constant et égal à 10 mA par un stabilisateur de courant sur un transistor VT9. Cela réduit la charge sur l'alimentation et la rend constante. Il faut utiliser une paire de transistors pour piloter chaque LED, car l'amplification d'un seul transistor ne suffit pas ici. Dans la revue "Radio", des indicateurs de niveau de signal à LED similaires ont été publiés [2-5]. Certaines de leurs solutions de circuit sont utilisées dans le dispositif décrit. Il se différencie par la présence d'une entrée différentielle, d'un gain plus élevé et réglable, ainsi que d'une connexion en série de LEDs à une source d'alimentation, ce qui élargit les possibilités d'application. Toutes les parties de l'indicateur, à l'exception des LED, sont montées sur une carte de circuit imprimé simple face de 1 mm d'épaisseur en fibre de verre. Le dessin de la carte est illustré à la fig. 2. La planche est fabriquée en coupant le long d'une règle avec un cutter, allumée sur une meuleuse. Les lignes noires sur le dessin de la planche sont les zones où la feuille a été coupée. Bien entendu, le tableau peut également être fabriqué de manière traditionnelle - gravure.
Les diodes et la plupart des résistances de la carte sont installées "debout". Les LED sont montées sur le panneau avant et connectées à la carte par un faisceau de câbles. Les transistors utilisés dans l'indicateur peuvent être n'importe quel silicium de faible puissance. Par exemple, au lieu de KT315B (VT3-VT8), les transistors des anciens types MP113 (avec un coefficient h21E> 45) conviennent, et au lieu de KT502V (VT10-VT15) - MP116 (h21E> 20). Pour ce faire, cependant, il faudra augmenter légèrement la taille du circuit imprimé. Les transistors VT1, VT2, VT9 doivent permettre une tension de collecteur d'au moins 30 V. Diodes VD1-VD5 - tout silicium de faible puissance. L'utilisation de l'amplificateur opérationnel K140UD5 n'est pas critique - l'indicateur peut également fonctionner avec un autre amplificateur opérationnel conçu pour une tension d'alimentation de 2x15 V. Vous pouvez modifier le nombre de LED et, par conséquent, les paires de transistors de commande. La configuration de l'indicateur commence par le réglage initial de l'état des LED. Pour ce faire, les entrées A et B sont interconnectées et un exemple de tension leur est appliqué. Il est généralement formé à partir de la tension d'alimentation à l'aide d'un stabilisateur supplémentaire et d'un diviseur résistif (ils ne sont pas représentés sur le schéma). Empiriquement, sur le circuit des diodes VD1-VD5, ils trouvent le point optimal, auquel ils connectent la sortie de la résistance R5, conformément au schéma. Le critère de choix du point optimal - les LED HL4-HL6 sont allumées et HL1-HL3 sont éteintes. Ensuite, l'entrée A est désactivée et une tension stable lui est appliquée, qui peut être ajustée entre +1 ... 2 V à partir de la valeur de référence. Un autre diviseur similaire peut servir de source de cette tension, mais avec une résistance variable dans l'un des bras. Une tension est fixée à l'entrée A qui est exactement égale à celle de référence, et la résistance R8 est choisie de telle sorte que, pour allumer la LED suivante, il soit nécessaire d'augmenter cette tension d'autant qu'elle doit être réduite afin, au contraire, d'en éteindre un de plus. La fiabilité de l'indication du "zéro" dépendra de la minutie de cette opération. La sensibilité requise de l'indicateur est définie en sélectionnant la résistance R3 dans le circuit de rétroaction négative de l'amplificateur opérationnel. Si vous devez utiliser l'indicateur en mode de mesure du niveau de signal, les entrées A et B sont connectées à un fil commun pour le réglage et la résistance R5 est connectée à ce point du circuit de diodes VD1-VD5, ce qui donne le nombre minimum de LED allumées. Ensuite, la résistance R8 est sélectionnée de sorte que la LED HL6 soit à la frontière du début de la lueur. Ensuite, l'entrée B reste connectée au fil commun et une tension positive mesurée est appliquée à l'entrée A. Avec un signal d'entrée de polarité opposée, les entrées sont inversées. La sensibilité de l'indicateur est modifiée en sélectionnant la résistance R3. Si le niveau du signal d'entrée atteint 3 V, vous pouvez vous passer d'un amplificateur opérationnel et d'un émetteur suiveur. Dans ce cas, une source de signal avec une résistance interne ne dépassant pas 2 kΩ est connectée au circuit de diodes VD1-VD5 via la résistance R5. littérature
Auteur : Yu.Egorov, Moscou
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