Как работает светодиодный индикатор уровня звука на LM3915. Какие компоненты нужны для сборки схемы. Как собрать и настроить индикатор уровня сигнала своими руками. Где применяются индикаторы на LM3915.

Принцип работы индикатора уровня звука на LM3915

Микросхема LM3915 представляет собой специализированный драйвер светодиодов с логарифмической шкалой, что делает ее идеальной для построения индикаторов уровня звукового сигнала. Основные особенности LM3915:

• 10 выходов для подключения светодиодов
• Логарифмическая шкала с шагом 3 дБ
• Диапазон измерения 30 дБ
• Встроенный источник опорного напряжения
• Возможность работы в режимах «точка» и «столбик»
• Напряжение питания 3-25 В

Принцип работы индикатора на LM3915 заключается в сравнении входного сигнала с внутренними опорными уровнями и последовательном включении светодиодов при превышении этих уровней. Благодаря логарифмической шкале такой индикатор отлично подходит для отображения уровня звуковых сигналов.

Схема индикатора уровня звука на LM3915

Типовая схема индикатора уровня звука на LM3915 включает следующие основные элементы:

• Микросхема LM3915
• 10 светодиодов разных цветов для индикации
• Резисторы для задания режимов работы
• Конденсаторы для фильтрации
• Подстроечный резистор для калибровки

Схема работает следующим образом:

1. Входной звуковой сигнал подается на вывод 5 микросхемы
2. Внутренние компараторы сравнивают сигнал с опорными уровнями
3. При превышении уровня включается соответствующий светодиод
4. В режиме «столбик» светятся все светодиоды до текущего уровня
5. В режиме «точка» светится только один текущий светодиод

Сборка индикатора уровня звука своими руками

Для сборки индикатора уровня звука на LM3915 потребуются следующие компоненты:

• Микросхема LM3915
• 10 светодиодов (желательно разных цветов)
• Резисторы: 1 кОм, 10 кОм, 20 кОм, 560 Ом, 100 Ом
• Подстроечный резистор 50 кОм
• Конденсаторы 0.1 мкФ
• Печатная плата

Порядок сборки индикатора:

1. Изготовить печатную плату по предложенному рисунку
2. Установить и припаять все компоненты согласно схеме
3. Подключить питание 12 В
4. Подать звуковой сигнал на вход схемы
5. Настроить чувствительность подстроечным резистором

Настройка и калибровка индикатора уровня

Для корректной работы индикатора уровня звука необходимо выполнить его калибровку:

1. Подать на вход сигнал известного уровня (например, 0 дБ)
2. Вращением подстроечного резистора добиться зажигания нужного светодиода
3. Проверить работу на разных уровнях входного сигнала
4. При необходимости подобрать номиналы входных резисторов

Правильно настроенный индикатор должен отображать изменение уровня сигнала в диапазоне 30 дБ с шагом 3 дБ.

Применение индикаторов уровня на LM3915

Светодиодные индикаторы уровня на основе LM3915 находят широкое применение в различной аудиотехнике:

• Усилители звука
• Микшерные пульты
• Эквалайзеры
• Музыкальные центры
• Автомобильные аудиосистемы

Они позволяют визуально контролировать уровень сигнала и не допускать его перегрузки. Компактность и простота схемы делают такие индикаторы популярными среди радиолюбителей.

Преимущества индикаторов на LM3915

Светодиодные индикаторы уровня на микросхеме LM3915 обладают рядом достоинств:

• Логарифмическая шкала, оптимальная для звуковых сигналов
• Широкий диапазон измерения (30 дБ)
• Высокая точность и линейность
• Простота схемы и настройки
• Наглядность индикации
• Низкое энергопотребление

Благодаря этим преимуществам индикаторы на LM3915 широко используются как в бытовой, так и в профессиональной аудиотехнике.

Варианты модификации базовой схемы

Базовую схему индикатора уровня на LM3915 можно модифицировать для решения различных задач:

• Изменение диапазона измерения путем подбора входных резисторов
• Добавление пикового детектора для фиксации максимумов
• Использование нескольких микросхем для увеличения числа градаций
• Применение светодиодных линеек вместо отдельных светодиодов
• Добавление переключателя режимов «точка»/»столбик»

Это позволяет адаптировать индикатор под конкретные требования аудиосистемы.

Заключение

Светодиодный индикатор уровня звука на микросхеме LM3915 — это простое, но эффективное устройство для визуального контроля аудиосигналов. Благодаря логарифмической шкале и широкому диапазону измерения он отлично подходит для применения в различной звуковой аппаратуре. Сборка такого индикатора своими руками — отличный проект для начинающих радиолюбителей.

Универсальный светодиодный индикатор уровня сигнала

Приветствую, Самоделкины!
Сегодня мы вместе с автором YouTube канала «Radio-Lab» будем собирать радиоконструктор.

Это светодиодный индикатор уровня звукового сигнала. Предназначен он для визуального контроля уровня звукового сигнала, что облегчает контроль устройства, например, чтобы сигнал на входе или выходе усилителя звука или микрофонного усилителя не превышал определенного уровня. Это очень удобно делать с помощью индикатора уровня сигнала. Еще это визуально выглядит красиво. Такие индикаторы можно часто увидеть на заводских устройствах.

Чаще всего это прыгающие светящиеся столбики или двигающиеся стрелки. Стрелочные индикаторы стоят дорого, потому пока будем собирать более дешевую светодиодную версию. Набор идет в запаянном пакете, аккуратно разрезаем и достаем содержимое пакета.


В наборе идет печатная плата, провода и разные радиодетали. Для удобства разложим все детали, их немного.
Инструкции в комплекте нет. С виду печатная плата отличного качества, что и куда паять есть на самой плате.


Основой этого модуля являются 2 микросхемы.

Одна — это операционный усилитель UA741 и микросхема драйвера LM3915 с логарифмической шкалой на 10 выходов, диапазон 30 дБ по 3 дБ на шаг. Это популярная микросхема, информация по ней есть в интернете.

В наборе для установки микросхем есть панельки, удобно на случай замены или тестов.

Ну а теперь можно приступить к сборке. В первую очередь будем устанавливать постоянные резисторы. Чтобы узнать номинал детали автор использует вот такой тестер радиодеталей.


Это удобно. Номинал резистора составил 2,2 кОм. А теперь находим по маркировке место его установки на плату.
Примеряем резистор, загибаем ножки, устанавливаем, откусываем лишнее и припаиваем детали на плату.


В наборе идут 3 многослойных конденсатора, номиналы указаны на корпусе. Смотрим по плате и устанавливаем их на свои места.


Желтые конденсаторы установлены. Теперь будем паять диоды и стабилитроны. Они одинаковые и легко напутать, нужно внимательно смотреть маркировку на корпусе детали.

Смотрим маркировку и берем 2 диода. Находим их место на плате. Обязательно нужно соблюдать полярность, для этого есть метки на корпусе и плате.


Вот опять одинаковые диод и стабилитрон.

Опять же на корпусе есть маркировка и по ней нужно искать аналогичные номера на плате. Вот на корпусе этой детали есть надпись 6,2В — это стабилитрон. Ищем на плате и ставим его на свое место.

Осталось установить и запаять стабилитрон, который побольше. Диоды и стабилитроны установлены. На плате есть перемычка «J», согнем кусочек провода и установим данную перемычку.

Электролитические конденсаторы одинаковые, нужно просто соблюдать полярность установки (для этого есть метки на корпусе детали и на плате).

По рисунку устанавливаем подстроечный резистор. По ключам устанавливаем панельки для микросхем. Есть возможность установить подстроечный резистор горизонтально — так и сделаем, так компактнее.


На плате есть место для установки 11-ти светодиодов. Более длиная ножка светодиода — это плюс. По рисунку или маркировке устанавливаем светодиод на плату. Десятый светодиод – красный.


Дальше, с уменьшением номера, используются желтые и зеленые светодиоды. Запаиваем все светодиоды на свои места.

По высоте все ровно. Далее устанавливаем по ключам микросхемы на свои места в панельки.
Еще автор допаял провода для подключения индикатора (красный и синий — плюс и минус питания, а желтый и черный – это вход для сигнала).

Ну а теперь, можно сказать, все готово. Индикатор уровня сигнала полностью собран, флюс отмыт и теперь все красиво.


На этой плате имеются 2 входа: низкоуровневой (если сигнал слабый, например, на входе усилителя) и высокоуровневый, например, если плату подключить на выход усилителя. Мы будем использовать низкоуровневый вход.

На картинке можно увидеть все характеристики по входам.

Напряжение питания платы составляет 12В. Чтобы проверить работоспособность будем питать плату от аккумулятора 12В. Если подать питание, то можно увидеть, что светодиодный столбик подпрыгивает и затухает — это уже хорошо.

Нулевой светодиод светится постоянно при наличии питания. Для подачи звукового сигнала будем использовать вот такой провод для подключения к телефону:


Желтый провод автор припаял к сигнальному звуковому проводу, а чёрный к общему проводу. Если плат две, то вторая аналогично подключается ко второму каналу. Для проведения тестов только что собранного светодиодного индикатора уровня звукового сигнала, автор решил использовать усилитель на микросхеме TDA70377 с питанием от 12В для удобства, чтобы показать, но можно взять и другой.

На вход усилителя подключаем провод линейного входа, и туда же на один из каналов подключен индикатор уровня сигнала. Провода питания индикатора подключены параллельно на провода питания усилителя.

Проверяем, если все нормально, тогда подаем питание на усилитель. Можно увидеть, что индикатор уровня заработал (индикаторный светодиод сигнализирует об этом).

Также запитан и усилитель звука. Теперь попробуем подключить телефон и включить музыку. Давайте посмотрим на работу индикатора уровня сигнала.


Теперь давайте попробуем добавить громкость на максимум.

Также на этой плате имеется настройка чувствительности. Вращением подстроечного резистора против часовой стрелки начинает засвечиваться больше светодиодов.


Это позволяет настроить плату так как это необходимо. Такая подстройка делает ее более универсальной. Если перемычку «J» снять, то плата из режима «столбик» переходит в режим «точка», тоже иногда нужная функция.


Но если вам нужны столбики, то перемычку необходимо запаять на место. Монтировать платы легко, для этого есть специально предусмотренные крепежные отверстия.


Также платы можно монтировать на стойках друг над другом по принципу бутерброда и получить, например, стереоиндикатор из двух плат, или квадро индикатор и так далее.


Вот такой вот интересный радиоконструктор. Светодиоды можно поменять на более интересные, побольше или прямоугольные. Проблем со сборкой у автора не возникло. Если все правильно, то индикатор заработает сразу. Подключается и настраивается он довольно легко, можете пробовать собирать. С использованием этой платы можно сделать красивую визуализацию, например, для усилителя, портативной колонки и многого другого, а также контролировать уровень входного и выходного сигнала. В общем дальше уже дело фантазии. Ну а на этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:

Источник

Купить Kit-набор на Aliexpress

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

светодиодный индикатор уровня низкочастотного сигнала

Под катом обзор сабжа.

Радиоконструктор пришел в пакетике:

Детали:

Плата односторонняя, без металлизации, сделано качественно, паять легко, обозначения деталей и номиналы обозначены:


По фото видно, что плата отличается от платы, отображенной на лоте продавца — есть разъем J3

Инструкция и схема:

Схема в большом разрешении

Спаял. Вот что получилось:


За пайку не ругайте — 27 лет ничего на печатках не паял. Первый опыт.
Лишних деталей в комплекте нет.

Когда паял выяснились три непонятки.
1. Не понятно, зачем тут разъем-перемычка J3? В комплекте конструктора нет ни разъема, ни перемычки. При включении как-то непонятно работают только половина светодиодов (красные и ниже). Запаял (закоротил) контакты J3
2. Резистор R9. На распечатке указан 560 Ом. В наборе — 2.2 кОм. Я из старых запасов поставил резистор МЛТ, как указанно в схеме — 560 Ом. Подумал, что китайцы перепутали что-то. При включении постоянно горели два нижних желтых светодиода — D1,D2. Перепаял резистор — взял из набора резистор в 2.2 кОм — стало работать как нужно.

Изменение в схеме — правильный резистор

3. Если загорается крайний красный светодиод и горит постоянно — то градусов до 60 начинает греться резистор R5. Странно.

Питание схемы — 9-12 Вольт. Подал 12 В на питание. Все работает нормально. Подстроечным резистором можно выставить максимально отображаемый уровень сигнала. Минимальный уровень, если подавать на устройство сигнал напряжением 1.9 Вольт:


Отсюда вывод -при штатном напряжении питания 9-12 Вольт индикатор лучше подключать к выходам УНЧ, а не после предварительного усилителя или на вход УНЧ после регулятора громкости.

Шкала свечения светодиодов — логарифмическая. Как индикатор разряда аккумулятора использовать не получится. Если подключить выход с наушников сотового телефона на максимальной громкости на вход, то горят максимум 6 желтых светодиодов.

Дальше решил поэкспериментировать с уменьшением напряжения питания. Вывод — чем меньше напряжение питания — тем чувствительнее устройство. Работало нормально от 5 в — красные светодиоды в этом случае горели и от сотового телефона. Если уменьшить напряжение до 3 вольт, светодиоды тускло горят, но не мигают. Видимо это предел. Так что я бы не запитывал от напряжения, меньше 5 вольт.

Вывод: простой, интересный радиоконструктор. Можно оборудовать им какой-нибудь самодельный УНЧ. Минусы — неудобное крепление платы — только одно крепежное отверстие. Плата (из-за панельки и микросхемы) получается достаточно высокая. Если поставить параллельно две платы, то расстояние между светодиодами обоих каналов будет достаточно большое.

mysku.ru

РадиоКот :: Светодиодные индикаторы уровня

РадиоКот >Схемы >Аудио >Разное >

Светодиодные индикаторы уровня

 Поздравляю кота с днем рождения, желаю долголетия и творческих успехов.

 

Сейчас существует много специальных микросхем для построения различных вариантов измерителей напряжения( LM3914, LM3915 и т. п.). Но они бывают не во всех магазинах, да и цены иногда кусаются. В сети бродит большое количество схем индикаторов, различного исполнения и уровня сложности. Но практически все имеют некоторые недостатки. В этой статье я хотел бы предложить ещё 3 варианта несложных измерителей уровня, сделанных без применения микроконтроллеров из доступных электронных компонентов.

 

 

Вариант 1 — линейный.

Итак, устройство представляет собой вариант АЦП последовательного счёта, и состоит из следующих частей: тактовый генератор, счетчик, резистивный ЦАП, компаратор, регистр сдвига с защелкой.

 

Импульсы от генератора на DD1.1 DD1.2 тактируют двоичный счетчик DD2 и регистры DD3. DD4. Микросхемы DD3, DD4 соединены последовательно и образуют 16-ти битный сдвиговый регистр, к его выходу подключены пары светодиодов, составленные в 2 линейки. На них выводиться значение измеренного входного напряжения в виде светящегося столба.

Сигналы счетчика поступают на ЦАП, он формирует ступенчатое образцовое напряжение, которое через делитель R16 идет на инвертирующие входы компараторов. Если входное напряжение оказывается выше образцового, то в регистр заталкивается 1, если ниже, то 0. К регистру компараторы подключены через коммутатор на диодах, которым управляет вторая половина счетчика DD2. Цикл измерения напряжения одного канала длится 16 тактовых импульсов, по его окончанию регистр защелкиваются, а к его информационному входу подключается другой компаратор. И далее повторяется цикл измерения для второго канала.

 

Для экономии регистров сделана динамическая индикация. То есть пока измеряется напряжение второго канала, на первую светодиодную линейку выводится результат измерения первого канала. И наоборот, пока измеряется напряжение первого канала, светиться вторая линейка с результатами предыдущего измерения. Из-за высокой скорости переключения кажется, что обе линейки светятся одновременно.

Цепочки R3 – C4 и R4 – C5 определяют постоянную времени, то есть время реакции индикатора на изменение входного напряжения. При уменьшении номиналов в этой цепи скорость реакции увеличивается, но не стоит их слишком сильно занижать, так как возможно мерцание индикатора.

При указанных номиналах R1, C1 частота тактового генератора примерно 1кГц.

Резистором R15 регулируется уровень опорного напряжение, подаваемого на компараторы. Тем самым можно изменять чувствительность устройства.

Так как опорное напряжение завязано на уровни лог 1 и лог 0 микросхемы — счетчика., то питаться индикатор должен от стабильного источника напряжением 5в( стабилизатора на кр142ен5, 7805 и т. п.).

Для этой схемы печатная плата не разрабатывалась.

 

 

Вариант 2 — логарифмический.

Для использования в качестве индикатора в аудио технике первый вариант устройства не очень подходит, поэтому был сделан ещё один индикатор с логарифмической шкалой. От первого варианта он отличается только узлом формирования опорного напряжения. Но логарифмический резистивный ЦАП имеет более сложную структуру чем линейный, поэтому схема получилась несколько сложней и пришлось добавить ещё одну микросхему.

Характеристики:

напряжение питания — 5в;

входное напряжение 0 … 5в;

максимальный потребляемый ток ~150мА;

цена деления шкалы 3дб;

диапазон 48дб.

Принцип работы ничем не отличается от первого варианта, поэтому я не буду повторно его описывать, приведу только диаграмму работы. На ней хорошо видно отличие формы опорного напряжения.

Подстроечным резистором настраивается уровень 0дб.

Сборка.

Плата разведена под smd компоненты. Изготавливается из одностороннего стеклотекстолита, к статье прикреплен файл 01.lay

Вид в сборе.

На плате есть некоторые моменты, которые не отображены в схеме:

во-первых 6 смд перемычек 0805, их можно заменить на низкоомные резисторы;

во-вторых у меня не было подстроечного резистора на 240к, поэтому установлен на 220к к которому последовательно подключен постоянный на 20к.

Светодиодные линейки монтируются следующим образом.

Детали.

Микросхема — возможная замена

cd4520 — к561ие10, кр1561ие10

cd4069 — 74HC04, 74AC04, к561лн2, кр1561лн2

cd4053 — 74HC4053, кр1561кп5

lm393 — lm193, lm293, lm2903

 

 

Вариант 3 — ретро.

Ну и в завершении хотелось бы показать ещё одну схему линейного индикатора, из-за которой появились первые две. Идея этого индикатора стара, различные схемные реализации в литературе ходят очень давно, я лишь подправил её под себя.

Принцип работы. Импульсы от генератора на DD1.1 DD1.2 тактируют двоичный счетчик DD2, котрый подключен к резистивному ЦАП и десятичному дешифратору DD3. На выходе дешифратора последовательно появляются сигналы лог 0. А подключенные к ним пары светодиодов соответственно последовательно загораются, получается такой бегущий огонек. ЦАП формирует опорное ступенчатое напряжение, которое поступает на входы компараторов. К выходам компараторов, через транзисторные ключи, подключены аноды светодиодных линеек. Пока входное напряжение выше образцового светодиоды светятся, как только уровень опорного напряжения оказывается выше линейка отключается. Из-за высокой скорости переключения бегущий огонек сливается в линию, длина которой эквивалентна входному напряжению.

Микросхема к155ид10 является и плюсом и минусом данной схемы. Плюс в том, что у неё мощный выходы, держат ток до 80мА(по справочнику), это позволяет получит хорошую яркость шкалы несмотря на динамическую индикацию. А минус в энергопотреблении — микросхема старая, ток потребления без нагрузки почти 50мА, при этом она сильно нагревается. И что самое печальное у неё нет аналогов в более новых сериях микросхем.

Детали:

К155ЛА3 -К555ЛА3, КР1533ЛА3 и т. д. или 74HC00, 74HCT00, 74AC00 и т. д.

К155ИД10 -К555ИД10, 74LS145, также должна подойти К555ИД6 но яркость возможно будет хуже.

К155ИЕ5 -К555ИЕ5, КР1533ИЕ5 или 74LS93, 74HCT93, 74HC93 также на эту печатную плату можно установить К155ИЕ2, К555ИЕ2, КР1533ИЕ2, 74LS90и т. д.

КТ3107 с любым индексом или любой подходящий pnp транзистор, например BC556, BC557, 2N3906 и т. п.

Диоды КД521, КД522, 1N4148 и им подобные.

Сборка.

Файл печатной платы 02.lay приложен к статье.

Отверстия в площадках под светодиоды на краю платы должны быть диаметром не менее 1,2мм, так как в них впаивается сразу по 2 вывода.

На выводы питания микросхемы счетчика нужно припаять керамический конденсатор емкостью 0.1мкФ.

Светодиодные линейки собираются следующим образом:

 

 

 

Заключение.

Все схемы можно применить и для измерения постоянного тока. Например в зарядном устройстве, для контроля напряжения и тока зарядки. Для этого нужно убрать входной конденсатор и диоды выпрямителя, и добавить резистор делителя.

 

Всем удачи, берегите хвосты!

 

 

 

Литература.

1. Ю.А.Быстров, А.П.Гапунов, Г.М.Персианов. Сто схем с индикаторами. «Массовая радиобиблиотека». Выпуск 1134.
2. Цифровой шкальный индикатор напряжения — Радиоконструктор №3 2001г стр. 21
3. Светодиодные измерители уровня сигнала — Радио 1987, № 10
4. Logarithmic Attenuator Calculator https://www.eijndhoven.net/jos/attenuator-calculator/index.html

 

 

Файлы:
Печатная плата 3
Печатная плата 2

Все вопросы в Форум.

---

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

www.radiokot.ru

Светодиодные индикаторы уровня на микросхемах семейства LM3914, LM3915 и LM3916 — DRIVE2

Микросхемы LM3914, LM3915 и LM3916 фирмы National Semiconductors позволяют строить светодиодные индикаторы с различными характеристиками — линейной, растянутой линейной, логарифмической, специальной для контроля аудиосигнала.

Структура базовой микросхемы LM3914 семейства представлена на рис. 1. Ее основу составляют десять компараторов, на инверсные входы которых через буферный ОУ подается входной сигнал, а прямые входы подключены к отводам резистивного делителя напряжения. Выходы компараторов являются генераторами втекающего тока, что позволяет подключать светодиоды без ограничительных резисторов. Индикация может производиться или одним светодиодом (режим «точка»), или линейкой из светящихся светодиодов, высота которой пропорциональна уровню входного сигнала (режим «столбик»).
Входной сигнал UBX подают на вывод 5, а напряжения, определяющие диапазон индицируемых уровней, — на выводы 4 (нижний уровень UH) и 6 (верхний уровень UB). Эти напряжения должны быть в пределах от 0 до уровня, на 1,5 В меньше напряжения источника питания, подключаемого к выводу 3.
«Цена деления» индикатора, т. е. увеличение входного напряжения, вызывающее включение очередного светодиода, составляет 0.1 от разности UB-UH.
Индикатор на микросхеме LM3914 работает следующим образом. Пока напряжение на входе UBX меньше, чем на входе UH плюс «цена деления», ни один светодиод не светится. Как только эти напряжения сравняются, включается светодиод HL1, подключенный к выходу 1. В режиме «точка» при увеличении входного напряжения ток по выходу 1 прекращается и появляется ток выхода 2, при этом гашение первого светодиода и включение второго происходит одновременно, свечение как бы «перетекает» из одного светодиода в другой, и не возникает ситуации, когда оба светодиода погашены. В режиме «столбик» включение очередного светодиода, естественно, не вызывает гашения предыдущего.


Микросхема LM3914 предназначена для построения индикаторов с линейной шкалой, и все резисторы ее делителя имеют одинаковое сопротивление. У микросхемы LM3915 делитель рассчитан так, что включение каждого последующего светодиода происходит при увеличении напряжения входного сигнала в√2 раз (на 3 дБ), что удобно для контроля мощности УМЗЧ. Микросхема LM3916 специально предназначена для контроля уровня аудиосигнала. Шаг индикации у нее составляет 1 дБ в верхней части шкалы и увеличивается до 3 и 10 дБ в нижней части. В табл. 1 приведены уровни входного сигнала, включающего соответствующий светоди-од, при нормировании на максимальное напряжение 10 В.
Уровни в последней колонке приведены для случая использования микросхемы LM3916 для диапазона индикации -20…+3 дБ.
Микросхемы содержат

www.drive2.ru

Светодиодный индикатор уровня сигнала звука на LM3915

LM3915 – интегральная микросхема (ИМС) производства компании Texas Instruments, реагирует на изменение входного сигнала и выдает сигнал на один или сразу несколько своих выходов. Благодаря своей конструктивной особенности, ИМС получила широкое распространение в схемах индикаторов на светодиодах. Так как светодиодный индикатор на основе LM3915 работает по логарифмической шкале, он нашёл практическое применение в отображении и контроле уровня сигнала в усилителях звуковой частоты.

Не стоит путать LM3915 с её родственниками LM3914 и LM3916, которые имеют аналогичное расположение и назначение выводов. ИМС серии 3914 обладает линейной характеристикой и идеальна для измерения линейных величин (ток, напряжение), а ИМС серии 3916 является более универсальной и способна управлять нагрузкой разного типа.

Краткое описание LM3915

Блок-схема LM3915 состоит из десяти однотипных операционных усилителей, работающих по принципу компаратора. Прямые входы ОУ подключены через цепочку из резистивных делителей с различными номиналами сопротивлений. Благодаря этому светодиоды в нагрузке зажигаются по логарифмической зависимости. На инверсные входы приходит входной сигнал, который обрабатывается буферным ОУ (вывод 5).

Внутреннее устройство ИМС включает маломощный интегральный стабилизатор, подключенный к выводам 3, 7, 8 и устройство для задания режима свечения (вывод 9). Диапазон питающего напряжения составляет 3–25В. Величину опорного напряжения можно задать в пределах от 1,2 до 12В при помощи внешних резисторов. Вся шкала соответствует уровню сигнала в 30 дБ с шагом 3 дБ. Выходной ток можно задать от 1 до 30 мА.

Схема индикатора звука и принцип её действия

Как видно из рисунка, принципиальная электрическая схема индикатора уровня звука состоит из двух конденсаторов, девяти резисторов и микросхемы, нагрузкой для которой служат десять светодиодов. Для удобства подключения питания и аудиосигнала её можно дополнить двумя разъёмами под пайку. Собрать такое простое устройство под силу любому, даже начинающему, радиолюбителю.

Типовое включение предусматривает питание от источника 12В, которое поступает на третий вывод LM3915. Оно же, через токоограничивающий резистор R2 и два фильтрующих конденсатора С1 и С2, идёт на светодиоды. Резисторы R1 и R8 служат для снижения яркости последних двух красных светодиодов и являются необязательными. 12В также приходит на перемычку, которая управляет режимом работы ИМС через вывод 9. В разомкнутом состоянии схема работает в режиме «точка», т.е. происходит свечение одного светодиода, соответствующего входному сигналу. Замыкание перемычки переводит схему в режим «столбик», когда уровень входного сигнала пропорционален высоте светящегося столбца.

Резистивный делитель, собранный на R3, R4 и R7 ограничивает уровень входного сигнала. Более точная настройка осуществляется многооборотным подстроечным резистором R4. Резистор R9 задает смещение для верхнего уровня (вывод 6), точное значение которого определяется сопротивлением R6. Нижний уровень (вывод 4) присоединяется к общему проводу. Резистор R5 (вывод 7,8) увеличивает величину опорного напряжения и влияет на яркость светодиодов. Именно R5 задаёт ток через светодиоды и рассчитывается по формуле:

R5=12,5/I_LED, где I_LED – ток одного светодиода, А.

Индикатор уровня звука работает следующим образом. В момент, когда входной сигнал преодолеет порог нижнего уровня плюс сопротивление на прямом входе первого компаратора, засветится первый светодиод (вывод 1). Дальнейшее нарастание звукового сигнала приведёт к поочерёдному срабатыванию компараторов, о чём даст знать соответствующий светодиод. Во избежание перегрева корпуса ИМС, не следует превышать ток LED более 20 мА. Все-таки это индикатор, а не новогодняя гирлянда.

Печатная плата и детали сборки

Печатную плату индикатора уровня звука в формате lay можно скачать здесь. Она имеет размеры 65×28 мм. Для сборки требуются прецизионных деталей. Резисторы типа МЛТ-0,125Вт:

• R1, R5 R8 – 1 кОм;
• R2 – 100 Ом;
• R3 – 10 кОм;
• R4 – 50 кОм, любой подстроечный;
• R6 – 560 Ом;
• R7 – 10 Ом;
• R9 – 20 кОм.

Конденсаторы С1, С2 – 0,1 мкФ. ИМС LM3915 рекомендуется запаивать не напрямую, а через специальную панельке для микросхемы. В нагрузке можно применить ультраяркие LED любого цвета свечения, вплоть до фиолетового. Но это уже личные эстетические предпочтения. Для отображения стереосигнала потребуются две одинаковые платы с независимыми входами. Более подробные данные о LM3915 можно найти в техническом описании здесь.

Работоспособность данного индикатора доказана на практике многими радиолюбительскими кружками и по-прежнему выпускается в виде наборов МастерКит.

Читайте так же

ledjournal.info

Светодиодный индикатор уровня сигнала, имитация лампы 6е5с

Magic Eye Tube 6E5C — схема простого LED индикатора уровня звукового сигнала.

Автор: Не буду я мудрствовать лукаво, а без лишних раздумий и затей приведу-ка выдержку из статьи Сергея Комарова в журнале «Радио» № 8 за 2010 г:

«Электронно-световые индикаторы появились в начале 30-х годов прошлого века в Германии. Они предназначались для индикации точной настройки АМ радиоприемника на радиостанцию. Второй целью, о которой в технической среде не принято было говорить, однако, она была главной в капиталистической экономике — было желание всколыхнуть рынок радиоприемников, представив новые аппараты, не только обеспечивающие прием радиостанций, но и оживленные красивым, и доселе невиданным устройством, шевелящимся в зависимости от уровня сигнала принимаемой радиостанции. Это в буквальном смысле оживляло радиоприемники.

Вариант этого индикатора, с одним изменяющимся сектором был выпущен и в США фирмой RCA и получил название 6E5. В СССР в середине 30-х годов на американском оборудовании начала производится радиолампа 6Е5, позже, получившая название 6Е5С. Именно этим индикатором оснащались все отечественные радиоприемники I и II класса.»

Вот такую вещь мы и воспроизведём на этой странице, а поскольку все предыдущие разработки были выполнены на полупроводниках, то не будем резко окунаться в мир высоких анодных напряжений, а сымитируем наш 6Е5С на светодиодах.

И коли уж плодотворная дебютная идея выдвинута, а она, по мнению античного Платона, поважнее любой материи, воплощение нашей задумки будет настолько простым и незатейливым, что я даже не стану отвлекать от дел и приглашать уважаемого Оппонента, прописавшегося где-то на очередном форуме.

Оппонент: А меня приглашать не надо, я никуда и не уходил.
Если бы все было так просто и красиво, китаёзы уже давно бы завалили рынок дешёвыми поделками. Очень сильно сомневаюсь в успехе подобного мероприятия.

Автор: Оставим это на совести наших китайских друзей. Успех любит смелых и наглых, не надо бояться быть первым, главное шибануть резко и неожиданно — кулаком в челюсть, ногой в пах.

А для того, чтобы понимать, что мы хотим получить в сухом остатке, начнём с демонстрации работы уже готового устройства.

На демонстрации видно, что очерёдность включения светодиодов — обратная, то есть количество горящих светодиодов обратно пропорционально уровню входного сигнала.
Желание сохранить диаметр индикатора близким к ламповому оригиналу наложило ограничение на количество светодиодов, у меня их поместилось 15 штук, а это означает, что количество каналов аналого-цифрового преобразователя будет ограничено 8-мью уровнями.

Рис.1

За основу индикатора было решено взять распространённый АЦП LM3914. Эти микросхемы способны управлять 10-тью светодиодами, что в нашем случае — более, чем достаточно.
Плохенькие с точки зрения крутизны преобразования компараторы, входящие в состав микросхемы, для нашего варианта скорее плюс, чем минус — этот недостаток поможет нам дать визуальную иллюзию «аналоговости» переключения уровней. Этот эффект мы усилим ещё больше, ограничив уровень сигналов, поступающих на вход компараторов, величиной в 1 вольт.

Теперь приведу схему устройства.

Рис.2

Приведённый индикатор уровня сигнала предназначен для работы совместно с усилителем низкой частоты, подключается к линейному входу и обладает чувствительностью 350мВ.

Используемая нами микросхема LM3914 обладает линейной характеристикой преобразования аудиосигнала, что для нашего случая не очень здорово.
Поскольку 8 уровней индикации — маловато для красивой визуализации музыкального материала с высоким динамическим диапазоном, мы этот самый диапазон сожмём, но не так радикально, как это делается в индикаторах с логарифмической характеристикой, а более нежно и аккуратно, будто груди белые, да высокие красной девице.
C этой целью в простой усилительный каскад с общим эмиттером на транзисторе Т1 введена цепочка R1, R3, D1, D2.

Изменением номинала резистора R1 можно в некоторых пределах регулировать чувствительность индикатора.

На транзисторе Т2 собран пиковый детектор входного сигнала, обеспечивающий нам обратную характеристику срабатывания компараторов.
При нулевом сигнале на входе устройства, выходное напряжение на эмиттере Т2 максимально и горят все светодиоды.
По мере увеличения входного сигнала, напряжение на эмиттере Т2 падает, что в соответствии с логикой работы LM3914 приводит к поочерёдному выключению светодиодов, вплоть до кромешной темноты при максимальном уровне — 350-400мВ. До этого доводить не стоит, увеличивайте номинал R1, чтобы хотя бы один светодиод оставался мерцающим для сохранения духовно-эстетического наследия вакуумного прототипа.

Настройка индикатора сводится к установке подстроечного резистора R9 в приграничное положение, при котором при отсутствии входного сигнала начинают светиться все светодиоды.

При отсутствии маниакального желания следовать оригинальному размеру лампового оригинала имеет смысл несколько увеличить диаметр индикатора. Это позволит нам повысить количество каналов аналого-цифрового преобразователя до 10-ти уровней, а также добавить несколько пар светодиодов, находящихся в постоянном свечении (ведь ламповый Magic Eye никогда полностью не раскрывается).
Результат налицо — значительное улучшение визуального восприятия работы светодиодного индикатора. Схема мало чем отличается от предыдущей.

Рис.3

В связи с увеличением количества каналов, степень компрессии входного сигнала уменьшена, а диапазон амплитуд входных сигналов, обрабатываемых АЦП — увеличен.

Продемонстрирую работу и этого индикатора.

Теперь всё! Работа устройства описана, принципиальная схема приведена, величины напряжения в контрольных точках указаны.

Оппонент: А неплохо получилось, весьма неплохо, очень даже похоже. Разделяю энтузиазм. Хочу собрать такой индикатор. Из чего сделан корпус?

Автор: О, как!
Пациент оживился и даже заговорил. Энтузиазм заразен, но быстро излечим. Хотя как знать…

Рис.4

В качестве внешнего кольца для первого индикатора хорошо пришёлся ободок от дверного глазка. Все лишнее от него было беспощадно отпилено, а на вакантное место приклеена трубка с внутренним диаметром около 24мм.
Прототипом для трубки послужила неприкосновенная частная собственность жены — пробка от какой-то косметической лабуды. Лестью, а также врождённой способностью быстро оценить ситуацию и предпринять наиболее правильный порядок дальнейших действий, пробка у жены была экспроприирована и прилажена к ободку на эпоксидный клей ЭДП Дзержинского производителя.

Вместо выброшенного за ненадобностью окуляра дверного глазка был вклеен пирог их 3-ёх слоёв тонкого пластика:
внешний — из дымчатого оргстекла от какой-то канцелярской приблуды,
средний — из прозрачной зелёной коробочки от CD диска,
внутренний — из квадратной матовой полиэтиленовой бутылки из-под растворителя.

Для второго индикатора в качестве внешнего ободка выступила накладка от круглого дверного фиксатора. Всё остальное было изготовлено по аналогии с предыдущим случаем из подручных средств, найденных в недрах домашнего хозяйства.

Вот теперь точно все!
Всем творческих побед, а для Оппонента вспомню старый анекдот:

— Доктор, я вылечусь?
— Да мне и самому интересно…

 

vpayaem.ru

Светодиодный индикатор уровня сигнала на KA2284 (AN6884)

Микросхемы позволяет управлять шкалой из 5 светодиодов, отображая на ней уровень звукового сигнала. Сигнал не обязательно должен быть звуковым. Но поскольку шкала в этой микросхеме логарифмическая, то она прекрасно подходит для индикации уровня звука.

В даташите авторы предлагают нам такую схему включения микросхемы AN6884:

Опрос: Изготавливали ли Вы что-нибудь своими руками? (Кол-во голосов: 873)

Да, много чего

Да, было разок

Нет, пока изучаю для того, чтобы изготовить

Нет, не собираюсь

Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты

Напряжение питания Vcc можно подавать в очень широком диапазоне – от 3 до 16 вольт. Мы в наших экспериментах ограничимся 9 вольтами от «Кроны». От напряжения питания зависит только величина сопротивления R, ограничивающего ток через светодиоды.

Резистор и конденсатор, подключенные к 7-й ноге играют роль времязадающей RC-цепочки. Изменяя номинал резистора, можно изменять скорость спадания светодиодной линейки. Если вместо 10 кОм поставить 2…3 кОм, столбик будет двигаться быстрее. Если заменить его на 30 кОм, столбик будет шевелиться намного медленнее. Оптимальным, на мой взгляд, является значение в 8…10 кОм.

Схему можно немного переделать. Вместо одного общего резистора R поставить пять отдельных на каждый светодиод. Так можно сделать яркость светодиодов более равномерной. Если используются светодиоды разных цветов, то можно подобрать подходящие резисторы для каждого типа светодиодов. Часто случается, что зелёные и синие светодиоды при одном и том же токе горят ярче, чем красные и жёлтые.

Расширяем индикаторы

Можно двинуться дальше и собрать нечто более сложное и впечатляющее. Например, индикатор, состоящий не из 5, а из 10 светодиодов. Существуют два способа это сделать, совместив две микросхемы AN6884.

Первый способ.

Совместим два индикатора так, чтобы светодиоды, подключенные к одной и к другой AN6884 чередовались. На рис.9 все нечётные светодиоды подключены к DA1, а все чётные – к DA2.

Допустим, мы соединим входы (8-е вводы) и пустим на них один и тот же сигнал. В этом случае микросхемы будут работать абсолютно синхронно и светодиоды будут включаться парами (HL1-HL2, HL3-HL4 и т.д.)

Нам же надо, чтобы они загорались по очереди – HL1, HL2, HL3, HL4 и т.д. Для этого мы при помощи резисторов R14 и R15 немного ослабляем уровень сигнала на входе одной из микросхем – DA1. Точной подстройкой резистора R14 добиваемся того, чтобы светодиод HL2 загорался после HL1, HL4 загорался после HL3. После подстройки резистор R14 нам больше не надо трогать. Далее общий входной уровень для двух микросхем задаём переменным резистором R13.

Получившийся индикатор более точно отображает уровень звука, чем индикатор на 5 светодиодах.
Важные условия: номиналы резисторов R11 и R12 и конденсаторов С1 и С2 должны быть равны, чтобы столбики нарастали и спадали с одинаковой скоростью.

Второй способ.

Поставим две шкалы «друг на друга». Светодиоды с 1-го по 5-й подключены к микросхеме DA1, светодиоды с 6-го по 10-й подключены к DA2.

На вход микросхемы DA2 нужно пустить сигнал, сильно ослабленный, по сравнению с сигналом на входе DA1. Это ослабление, как и в прежнем случае, задаётся резисторами R14 и R15. Подстройкой резистора R15 подбирается такой режим, при котором светодиод HL6 загорается сразу после светодиода HL5.

Такой индикатор будет отображать уровень громкости в более широком диапазоне, чем предыдущие версии.

Строим спектроанализатор

Развивая дальше эти схемы, можно собрать ещё более интересные устройства. Например, многоканальный спектроанализатор – светомузыкальное устройство с прыгающими световыми столбиками, где каждый столбик соответствует определённой полосе частот – от низких до высоких.

Для этого понадобится разместить несколько индикаторов и подключить к ним сигнал через полосовые фильтры, настроенные на различные частоты. К выходу операционного усилителя DA2.1 на рис.8 вместо фильтра низких частот на R14, C4, DA2.2 следует подключить параллельно несколько полосовых фильтров подобного вида:

К выходу каждого фильтра подключается индикатор на двух AN6884.
В таблице приведены значения ёмкостей и сопротивлений для разных полос 7-полосного спектроанализатора. Значения рассчитывались через программу Filter Wiz Pro.

Центральная частота	100 Гц	200 Гц	500 Гц	1 кГц	2 кГц	5 кГц	10 кГц
Ширина полосы	10 Гц	20 Гц	50 Гц	100 Гц	200 Гц	500 Гц	1 кГц
Ra	390 Ом	75 Ом	91 Ом	240 Ом	72 Ом	51 Ом	24 Ом
Rb	100 кОм	82 кОм	100 кОм	100 кОм	82 кОм	91 кОм	91 кОм
Ca	330 нФ	100 нФ	33 нФ	33 нФ	10 нФ	4,7 нФ	330 нФ
Cb	330 нФ	1 мкФ	330 нФ	33 нФ	100 нФ	47 нФ	330 нФ

Именно такую схему я собрал четыре года назад, когда ещё только осваивал электронику. На фотографии результат работы. Для сравнения размеров: рядом 17-дюймовый монитор.

Технические характеристики:

Напряжение питания………………………3,5 — 15 В

Ток покоя………………………………………7 — 10 мА

Выходной ток…………………………………7 — 10 мА

Минимальное входное напряжение……50 мВ

Частотный диапазон………………………..20 — 20000 Гц

Диапазон индикации ……………………….18 — 20dB

Перечень элементов:

R3 — 47 кОм — 100 кОм

C1 — 10 мкФ х 10 В

C2 — 1 мкФ х 10 В

VD1 — VD5 — АЛ307 (КИПМО)

В зависимости от уровня входного сигнала выбирают следующие номиналы резисторов R1, R2:

R2 служит для регулировки чувствительности индикатора, С2 задает постоянную времени индикации С2,R2 — задают постоянную времени обратного хода индикатора.

Купить Светодиодный индикатор уровня сигнала на KA2284 (AN6884) за $

Поделитесь с друзьями статьей: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 4 чел.
Средний рейтинг: 4.8 из 5.

alielectronics.net