Как работает вольтметр на светодиодах. Какие компоненты нужны для сборки. Как собрать простой вольтметр на 12 светодиодах. Какие преимущества у светодиодного вольтметра перед обычным.
Принцип работы вольтметра на светодиодах
Вольтметр на светодиодах — это простое электронное устройство для измерения постоянного напряжения. Его принцип работы основан на использовании светодиодов в качестве индикаторов напряжения.
Как это работает? При подаче измеряемого напряжения на вход схемы, оно сравнивается с опорными напряжениями, заданными делителем напряжения. Когда входное напряжение превышает опорное, загорается соответствующий светодиод. Чем выше входное напряжение, тем больше светодиодов загорается.
Такой вольтметр обычно измеряет напряжение с шагом 1 В и имеет точность около 2%. Его достаточно для многих практических применений, где не требуется высокая точность.
Основные компоненты схемы светодиодного вольтметра
Для сборки простого вольтметра на светодиодах потребуются следующие компоненты:
- Светодиоды (обычно 12 штук для диапазона 0-12 В)
- Операционные усилители (например, LM324)
- Резисторы для делителя напряжения
- Логические микросхемы (например, CD4011)
- Стабилизатор напряжения
- Печатная плата
Выбор конкретных компонентов зависит от желаемого диапазона измерений и требуемой точности. Для начинающих радиолюбителей рекомендуется использовать готовые наборы или проверенные схемы.
Пошаговая инструкция по сборке вольтметра на 12 светодиодах
Рассмотрим процесс сборки простого вольтметра на 12 светодиодах для измерения напряжения 0-12 В:
- Подготовьте все необходимые компоненты согласно схеме.
- Установите на печатную плату резисторы делителя напряжения.
- Припаяйте операционные усилители LM324.
- Установите логические микросхемы CD4011.
- Припаяйте светодиоды, соблюдая полярность.
- Установите стабилизатор напряжения.
- Проверьте правильность всех соединений.
- Подключите питание и выполните калибровку вольтметра.
При сборке важно соблюдать меры предосторожности и использовать качественные компоненты. Это обеспечит надежную работу вольтметра.
Преимущества и недостатки вольтметра на светодиодах
Вольтметр на светодиодах имеет ряд преимуществ по сравнению с обычными стрелочными или цифровыми вольтметрами:
- Простота конструкции и низкая стоимость
- Наглядность показаний в виде светящейся шкалы
- Высокая надежность и долговечность
- Возможность работы в широком диапазоне температур
- Малое энергопотребление
К недостаткам можно отнести невысокую точность измерений и дискретность показаний. Однако для многих применений этого вполне достаточно.
Области применения светодиодных вольтметров
- Контроль напряжения аккумулятора в автомобиле
- Индикация уровня заряда в портативных устройствах
- Измерение выходного напряжения в блоках питания
- Индикация напряжения в радиолюбительских конструкциях
- Обучение основам электроники
Благодаря своей простоте, такие вольтметры часто используются в любительских проектах и самоделках.
Модификации и улучшения базовой схемы вольтметра
Базовую схему вольтметра на светодиодах можно модифицировать для расширения функциональности:
- Увеличение диапазона измерений путем добавления светодиодов
- Повышение точности за счет использования прецизионных компонентов
- Добавление звуковой сигнализации при превышении заданного напряжения
- Использование разноцветных светодиодов для удобства считывания
- Добавление цифрового дисплея для точного отображения значения
При модификации схемы важно учитывать особенности используемых компонентов и проводить тщательное тестирование.
Калибровка и настройка светодиодного вольтметра
Правильная калибровка вольтметра на светодиодах обеспечивает его точную работу. Как выполнить калибровку?
- Подключите к входу вольтметра источник стабильного напряжения.
- Установите напряжение, соответствующее нижней границе диапазона измерений.
- Подстройте нижний предел с помощью соответствующего резистора.
- Установите напряжение, соответствующее верхней границе диапазона.
- Подстройте верхний предел другим резистором.
- Проверьте точность показаний во всем диапазоне.
Периодическая калибровка поможет поддерживать точность измерений вашего вольтметра.
Особенности выбора светодиодов для вольтметра
При выборе светодиодов для вольтметра следует учитывать несколько факторов:
- Цвет свечения (красный, зеленый, желтый или многоцветные)
- Яркость свечения при малых токах
- Угол обзора (для удобства считывания показаний)
- Размер и форма корпуса (для компактности устройства)
- Падение напряжения на светодиоде
Оптимальный выбор светодиодов обеспечит хорошую видимость показаний и низкое энергопотребление вольтметра.
Проблемы при сборке и эксплуатации светодиодного вольтметра
При сборке и использовании вольтметра на светодиодах могут возникнуть некоторые проблемы:
- Неравномерная яркость свечения светодиодов
- Ложные срабатывания при наличии помех
- Нестабильность показаний при изменении температуры
- Быстрый разряд батареи питания
- Выход из строя компонентов при превышении допустимого напряжения
Большинство этих проблем можно решить правильным выбором компонентов и тщательной настройкой схемы.
Простой электронный вольтметр на светодиодах
Предлагаю вниманию читателей схему простого электронного вольтметра, точнее индикатора уровня. Устройство предназначено для измерения постоянного напряжения в пределах 0…12 В с шагом дискретизации 1 В, погрешность измерения не хуже 2%. Его удобно установить, например, в регулируемый блок питания для индикации выходного напряжения.
При наличии комплектующих прибор может быть изготовлен за несколько часов навесным монтажом. Стоимость комплектующих для его изготовления не превышает стоимости аналогичного электромеханического вольтметра типа М42303 (около 7грн).
Принципиальная схема
За основу конструкции (рис.1) взята схема осцилло-графического пробника без ЭЛТ [1]. На ОУ DA1-DA3 собраны компараторы напряжения, на инверсные входы которых через делитель напряжения R1-R2 поступает измеряемое напряжение.
Рис. 1. Простой электронный вольтметр на светодиодах — схема.
На резисторах R3-R15 собран делитель, задающий опорные напряжения компараторов.
При отсутствии входного напряжения на выходах компараторов DA1-DA3 устанавливается уровень лог.’Т. При этом на соответствующих выходах микросхем DD1-DD3 присутствует уровень лог.»0″, светодиоды не светятся.
При поступлении измеряемого напряжения на вход вольтметра (в момент равенства напряжений на входах компараторов) на соответствующих выходах компараторов устанавливаются уровни лог.»0″. Как видно из схемы, при разных логических уровнях на входах соответствующих ИМС (DD1-DD3), на выходах появляется уровень лог.’Т. При этом светится один из светодиодов индикации напряжения. Для защиты входа вольтметра от напряжения превышающего 12 В применен стабилитрон VD14.
Детали
В схеме применены ОУ LM324 в качестве компараторов. Их использование позволило уменьшить количество микросхем и дополнительных элементов для согласования аналоговой части схемы с цифровыми ИМС. Резисторы типа МЛТ-0,125, МЛТ-0,25, конденсаторы типа КМ, С1 импортного производства. Светодиоды VD2-VD13 типа АЛ307 (в авторском варианте — малогабаритные импортного производства).
Стабилизатор DA5 типа 78L12 может быть заменен на 7812 или КРЕН8Б. Стабилитрон VD14 можно заменить на КС212Е, Ж.
Рис. 2. Печатная плата.
Наладка. Правильно собранная схема начинает работать сразу. После включения питания на вход схемы подают напряжение величиной 1 В. При этом должен светиться светодиод VD13, при необходимости верхний предел измерения подстраивают резистором R15.
Далее подают напряжение величиной 12 В, выставляя верхний предел измерения резистором R3. При этом светится светодиод VD2. Затем, подавая разные величины напряжения от источника питания 0…12 В, проверяют точность измерения по образцовому вольтметру. При настройке могут также изменяться номиналы делителя R1-R2.
Устройство питается постоянным нестабилизированным напряжением 13…16 В, ток потребления 12 мА. Печатная плата устройства выполнена из двустороннего фольгированного стеклотекстолита (рис.2).
Автор: А. А. Татаренко, г Киев. Украина.
Литература: 1. Тататенко А.
Осциллографический пробник без ЭЛТ // Радиоаматор.-2001.-№8.
Вольтметр на светодиодах
Практически вся техника, которую выпускают в наши дни, содержит в себе светодиоды. Они буквально окружают нас со всех сторон, начиная от ламп и фонариков, заканчивая определением напряжения буквально во всей бытовой технике. Их часто используют для подсветки экранов, управления различными приборами и т.д.
Чаще всего в технике используются светодиоды пяти цветов:
- белые,
- красные,
- зеленые,
- желтые,
- синие.
Так же они могут создавать инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Именно такие незаменимы в системах управления: пульты для телевизоров, кондиционеров и другой бытовой техники.
Мы рассмотрим способ применения светодиодов в определении напряжения устройств. Основной прибор для измерения напряжения – вольтметр. Как же тут могут пригодиться светодиоды? Они и станут нашими видимыми индикаторами.
Обычно, как образец приводят пример вольтметра на основе 12 светодиодов.
Соответственно он может индексировать напряжение в диапазоне от 0 до 12 вольт. Такое устройство можно весьма эффективно использовать для измерения блоков питания, которые можно регулировать. Незаменимым он будет так же для радиолюбителей, в частности для создания небольших приборов дома.
Светодиоды – индикаторы
Использование светодиода в качестве индикатора тоже имеет свои законы, которые нужно знать, если вы собираете прибор своими руками.
- Важно соблюдать полярность. Светодиод – полупроводниковый прибор, который имеет два вывода: катод и анод. Работать он будет только в случае прямого включения.
- Граница напряжения. Для каждого светодиода она своя. Если превысить это значение – он сломается.
- Как индикаторы рекомендуется применять светодиоды, которые достаточно ярко горят при напряжении 5 мА.
Вольтметры на светодиодах
Если погрешность вольтметра составляет не более 4%, то его можно смело назвать индикатором. Такое устройство можно легко сделать своими руками при помощи светодиодов.
Вы сможете использовать такой вольтметр для индикации микросхем под напряжением 5 вольт. Индикаторами будут 6 светодиодов в границах 1,2 – 4,2 вольт с промежутком через 0,6 вольт. Светодиоды должны потреблять 60 микроампер.
Принцип работы индикатора основан на фиксации падения напряжения в переходах: база – эмиттер транзисторов и прямых падений на диодах (0,6 вольт).
Схему такого вольтметра легко найти в интернете.
Как собрать вольтметр для аккумулятора автомобиля?
Этот вольтметр можно использовать как для 12-вольтного аккумулятора, так и для зарядных устройств, либо вообще самостоятельно.
Индикатор будет состоять из 10 светодиодов с разницей значения в четверть вольт. Измерение напряжения будет в диапазоне 10,25 – 15 вольт.
Питание осуществляется от напряжения, которые вы будете измерять.
Основой схемы такого вольтметра являются две поликомпараторные микросхемы с линейным законом индикации.
Микросхема – это набор из 10 компараторов и резисторов, которые образуют делитель напряжения.
У компаратов на выходе есть ключевые каскады для того, чтобы управлять светодиодами. Для того, чтобы микросхемы работали последовательно, резисторные делители включены именно в таком (последовательном) порядке.
Светодиоды устанавливаем в одну линию. Вы можете взять как светодиодные линейки, так и 10 отдельных светодиодов. Для вольтметра подойдут светодиоды любого типа.
Цифровой светодиодный вольтметр — PRT-14313
Нет в наличии ПРТ-14313 4
Примечание:
В настоящее время у нас нет оценки того, когда этот продукт снова появится на складе. Уведомить меня
Примечание: Если этот товар доступен для заказа, его цена может быть изменена в любое время; Кроме того, мы не можем гарантировать сроки доставки или наличия.
Избранное Любимый 23
Список желаний
Нет в наличии ПРТ-14313
4
$ 2,75
Ценообразование при оптовой продаже Примечание:
В настоящее время у нас нет оценки того, когда этот продукт снова появится на складе. Уведомить меня
Примечание: Если этот товар доступен для заказа, его цена может быть изменена в любое время; Кроме того, мы не можем гарантировать сроки доставки или наличия.
Возможны скидки за количество
Добавлено в ваш корзина
Нет в наличии Нет в наличии.
| 2,75 2,61 2,48 | 1+ шт. 25+ шт. 100+ шт. |
- Описание
- Функции
Этот цифровой светодиодный вольтметр измеряет напряжение в определенной точке системы, к которой он подключен, а затем выдает показания на трех семисегментных светодиодах.
- Диапазон: 2,5 В постоянного тока — 30 В постоянного тока
- Дисплей: три 0,28-дюймовых красных 7-сегментных светодиода
- Частота обновления: ~1 сек
- Точность в пределах 1%
Цифровой светодиодный вольтметр Справка и ресурсы по продукту
- Учебники
- Советы поддержки
- Необходимые навыки
Робот, управляемый через WiFi
2 мая 2018 г.
В этом руководстве показано, как создать робота, который транслирует веб-камеру на пользовательский веб-сайт, которым можно управлять удаленно.
Избранное Любимый 9
Размеры для PRT-14313
последнее обновление
Чертеж с размерами этой детали можно найти здесь.
Основной навык:
Электрические прототипыЕсли требуется питание, вам нужно знать, сколько, что делают все контакты и как их подключить. Возможно, вам придется обращаться к таблицам данных, схемам и знать все тонкости электроники.
2 Электрическое прототипирование
Уровень навыка: Новичок . Возможно, вам потребуется узнать немного больше о компоненте, например, об ориентации или о том, как его подключить, в дополнение к требованиям к питанию. Вам нужно будет понять поляризованные компоненты.
- Комментарии 10
- Отзывы 4 4
5 из 5
На основании 4 оценок:
Сейчас просматриваются все отзывы покупателей.
Показаны результаты со звездным рейтингом.
2 из 2 нашел это полезным:
Лучшая покупка!
от участника № 796006 проверенный покупатель
Отличный маленький вольтметр по отличной цене. Я установил первый в своей машине, чтобы постоянно считывать напряжение аккумулятора. Я только что добавил небольшой кусочек красного пластика, который используется для улучшения видимости светодиодных дисплеев. Sparkfun может подумать о продаже части этого фильтрующего материала.
Я просто отмечу, что в спецификациях указан размер цифры 0,28 дюйма. На самом деле моя единица измерения составляет около 0,38 дюйма, что подходит для многих приложений.
4 из 4 нашел это полезным:
Любить это! А ток такой…
Арбиаг проверенный покупатель
Не повторяя характеристики или то, что уже было сказано, я проверил один из них на потребление тока (полезно для некоторых потенциальных приложений) — обратите внимание, что потребление значительно колеблется, здесь я даю разумное среднее значение за 10 секунд. Часть колебания зависит от того, сколько сегментов горит!
2,5 В: 0,21 мА (тусклый, но читаемый)
3,0 В: 0,12 мА
4,0 В: 1,2 мА
5,0 В: 2,4 мА
6,0 В: 3,5 мА (ниже 6 В дисплей становится менее ярким)
10.В: 5,4 мА
15 В: 4,9 мА
20 В: 2,1 мА
25 В: 1,6 мА
29,5 В: 2,2 мА
Обратите внимание, что я использовал фактическое устройство для определения напряжения.
Люблю эту вещь!
от участника № 1269173 проверенный покупатель
За 1,50 доллара как можно не купить это? Я бросил 5 из них в свою корзину и был так рад, что сделал это. Они отлично подходят для многих вещей и работают как по волшебству.
Отличный вольтметр…
от участника #1488427 проверенный покупатель
… по такой невероятной цене, чтобы встроить проект в коробку или наклеить на существующий проект или часть оборудования.
Приятной особенностью является крошечный потенциометр для регулировки, если показания не точны (за эту цену вы не ожидали 0,1%, верно?). Я купил три сегодня и уже использовал один. Я отрезал более длинные выводы на задней панели и приклеил к ним горячим расплавом кусок пластика вместо задней части. Затем он был приклеен к удлинителю постоянного тока для контроля напряжения в системе резервного питания для моей любительской радиостанции.
Я согласен с тем, что SparkFun хранит красный фильтрующий материал; кажется, что его трудно найти, по крайней мере, в небольших размерах и количествах.
Цифровой светодиодный вольтметр — Robot Gear Australia
Цифровой светодиодный вольтметр — Robot Gear Australia— Веб-сайт Robot Gear лучше всего работает с поддержкой Javascript и файлов cookie —
- Бренды
- Распродажа
org/BreadcrumbList»>Этот цифровой светодиодный вольтметр (измеритель напряжения) измеряет напряжение в определенной точке системы, к которой он был подключен, а затем выдает показания на своих трех семисегментных светодиодах. Этот вольтметр способен считывать напряжение от 2,5 до 30 В постоянного тока с точностью до 1%.
Цифровой светодиодный вольтметр
Цифровой светодиодный вольтметр (2)
Цифровой светодиодный вольтметр (3)
Предыдущий Следующий
австралийских долларов 4,65
«>
На складе в АвстралииДоставка от $2.90
Наш код: SKU-004152
Ссылка поставщика: [SparkFun MPN: 14313]
Описание
Этот цифровой светодиодный вольтметр измеряет напряжение в определенной точке системы, к которой он подключен, а затем выдает показания на трех семисегментных светодиодах. Этот вольтметр способен считывать напряжения от 2,5 до 30 В постоянного тока с точностью до 1%.
Технические характеристики
- Диапазон: 2,5–30 В пост. тока
- Дисплей: три 0,28-дюймовых красных 7-сегментных светодиода
- Частота обновления: ~1 сек
- Точность в пределах 1%
Сопутствующие товары
24,95 доллара США Цифровой мультиметр — базовый
$7,95 Преобразователь уровня напряжения SparkFun — TXB0104
11,95 долларов США Колеса Pololu 80×10 мм пара — черный
35,95 долларов США Большой ползунковый переключатель MOSFET с защитой от обратного напряжения, HP
$37,95 Высокомоментный сервопривод FEETECH FS5115M
24,95 доллара США тинси ЛК
41,95 доллара США Монтажный провод — Ассортимент (Solid Core, 22 AWG)
18,95 долларов США Arduino Pro Mini 328 — 3,3 В/8 МГц
$33,95 5 В, 3,2 А Понижающий регулятор напряжения D36V28F5
3,75 доллара США
Двигатель постоянного тока: типоразмер 130, 6 В, 11,5 тыс.
