Схема индикатора уровня сигнала на светодиодах: Индикатор уровня сигнала на светодиодах

Индикатор уровня сигнала на светодиодах

Рис. 40. Схема индикатора уровня сигнала (а) и его монтажная плата (б)

Основой индикатора являются четыре пороговых устройства, каждый из которых собран на одном логическом элементе микросхемы К155ЛАЗ (рис. 40,а), При отсутствии входного сигнала на входах всех элементов действует напряжение высокого уровня, что достигается за счет установки на их входах резисторов R1 — R4. На выходах элементов возникает низкий уровень напряжения, поэтому светодиоды не светятся.

Когда на вход индикатора поступает переменное напряжение сигнала, то отрицательные полуволны приводят к тому, что на входе одного или нескольких элементов кратковременно появляется низкий логический уровень, а на их выходах—высокий, поэтому некоторые светодиоды светятся. Число горящих светодиодов зависит от амплитуды входного сигнала.

Все детали, кроме светодиодов, можно разместить на печатной плате (рис. 40,б). Налаживание индикатора сводится к установке момента срабатывания каждого порогового устройства при определенном уровне входного сигнала.

Подключать индикатор следует к точке схемы с малым выходным сопротивлением по постоянному току и постоянным напряжением не более 1 В, на вход индикатора устанавливать разделительный конденсатор нельзя. Если же эти требования соблюсти не удается, то необходимо доработать схему следующим образом. На его входе установить резистор 100 Ом и только в этом случае на входе установить разделительный конденсатор емкостью 50… 100 мкФ.

Расширить диапазон индицируемых напряжений можно путем увеличения числа таких индикаторов и соответствующей их регулировкой.

Описанный выше индикатор не позволяет индицировать кратковременные превышения уровня сигнала, что может привести к заметным иска-жениям. В этом повинен не сам индикатор, а человеческий глаз, не способный с высокой достоверностью зафиксировать короткий световой импульс. Для фиксирования кратковременных перегрузок используют пиковые индикаторы, обеспечивающие время индикации, достаточное для уверенного считывания показаний.

Литература: И. А. Нечаев, Массовая Радио Библиотека (МРБ), Выпуск 1172, 1992 год.

ИНДИКАТОР УРОВНЯ СИГНАЛА

   Думаю многие согласятся, что стрелочные индикаторы в УМЗЧ смотрятся красиво и стильно, вот только где их найти… Выход есть — сделаем такой измеритель, в котором роль стрелки будут выполнять светоизлучающие диоды управляемые микросхемой. LM3916 — это специальная микросхема для LED индикаторов уровня.

   В отличие от LM3915, которая имеет фиксированный шаг между уровнями напряжения 3dB, LM3916 нелинейная: -20, -10, -7, -5, -3, -1, 0, +1, +2, +3db, подобно старым аналоговым VU-метрам. Предлагаемая схема имитирует движение стрелки в аналоговой головке. И для начала изучите datasheet на LM3916.

Схема стрелочно-светодиодного индикатора

   Светодиоды подключены через разъёмы J3 — J12 (показан на схеме только один ряд светодиодов). Схема индикатора потребует двухполярный источник питания для правильной работы. Положительный потенциал питания LED линейек должен быть ниже +25 В и в сочетании с напряжением отрицательного плеа не должен превышать 36 В. Минимальный уровень вольтажа зависит от рабочего напряжения светодиодов. Например, если светодиод на 1.9 В, а у нас 7 светодиодов на один контакт, то минимальное положительное напряжение будет 7 х 1.9 В + 1.5 В (падение напряжения на LM3916) = 14,8 вольт. Зеленые светодиоды, как правило, имеют чуть выше напряжение — 2.2-2.4 В, так что +18 В будет достаточно в большинстве случаев.

   Светодиодный ток определяется резистором R1_REF, и с сопротивлением 2,2 кОм будет 5 мА.
Формула для расчёта: Iled = 10 х (1.2 V / R1_REF)

   В качестве двойного операционного усилителя на входе можете ставить — TL072, TL082, LM358. Выходной режим может быть установлен 3-х контактной перемычкой JP1. Максимальное входное напряжение для LM3916 имеет значение 1,2 В, и с помощью R8-R7 можно регулировать уровень входного сигнала.

Видео работы индикатора

   Цвет светодиодов на ваш выбор. Тут использованы зеленые светодиоды для отрицательных уровней, желтый — 0dB и красный для положительного уровня звукового сигнала. Для этого нужны прямоугольные светодиоды. Архив с рисунками печатных плат можно скачать здесь.

Схема индикаторов выходной мощности усилителя на светодиодах своими руками

Второй год реанимирую усилитель Солнцева, собранный 20 лет назад. Одним из узлов усилителя является индикатор выходной мощности. В момент создания в состав усилителя входил индикатор, собранный на К155ЛА3 – 8 корпусов + обвес. Работал хорошо, но сейчас не современно. Реинкарнация на современной базе под катом.
В процессе реанимации решил соорудить новый индикатор, на современной элементной базе. Популярной в данный момент является схема индикаторов на LM3915.

К сожалению сразу в наших краях не нашел в продаже линейки светодиодных индикаторов в одном корпусе и собрал на отдельных светодиодах.

В целом, получилось неплохо, но размытость (даже мутность) световых пятен не совсем устраивала.

В поисках светодиодной ленты набрел на линейки светодиодных индикаторов в одном корпусе на 12 сегментов, 8 из которых зеленого цвета и 4 красного.

В моей конструкции 10 светодиодов используются для индикации выходной мощности усилителя, а два светодиода для индикации появления отрицательного или положительного напряжения на выходе усилителя.
Ожидание посылки, символическая плата за доставку и переделка индикатора не удержали от покупки.
Выводы каждого индикатора были заботливо защищены продавцом и упакованы в конверт с пупыркой.

Лицевая сторона каждой панели закрыта защитной наклейкой.

С внутренней стороны индикаторы залиты прозрачным компаундом

В целом даже был очень приятно удивлен качеством исполнения индикаторов – не безликое изделие.
Размеры, заявленные продавцом, в точности совпадают с реальностью. На длине выводов производитель не экономил.

Поскольку продавец не указал ни ток потребления светодиодов, ни рабочее напряжение, то счел эти данные общепринятыми, ориентировочно 2 – 3 Вольта, при токе 20-30 мА.
Однако, предварительно произвел проверку светодиодов индикатора тестером Т4.

Uf, v – напряжение, при котором светодиод начинает светиться в вольтах,
C, pf – емкость перехода в пикофарадах
В таблице светодиоды с 1 по 8 – зеленые, 9-12 – красные.
Некоторый разброс параметров присутствует, но на работе ни как не сказывается.
До того момента как индикаторы приехали, думал не заниматься травлением новой платы, а воспользоваться макеткой, но оказалось, что шаг между выводами не 2,54 мм, а ровно 2. Это собственно видно из чертежей на странице продавца, но на такие мелочи при покупке внимания не обратил.
Установив метрическую сетку в Sprint-Layout, развел плату. В процессе столкнулся еще с одной если не трудностью, то не стандартностью панели – выводы светодиодов расположены не в центре корпуса, а сдвинуты к одному краю – находятся на расстоянии 1,6 мм от центра. Это создало небольшое неудобство – мне нужно было расположить два индикатора рядом, без зазора между корпусами. Пришлось шаг сетки уменьшить до 0,25 мм и несколько раз печатать плату на бумаге, примеряя индикаторы.

В результате, получилась такая плата

Сравнение результатов:

Монтаж в схему и испытания

Фотоаппарат немного мылит свечение сегментов, но вживую все выглядит очень прилично. Каждый светодиод создает свое четко очерченное свечение, не создавая ватного пятна.
Возможно это субъективное ощущение, но индикатор ожил, скорость индикации увеличилась и стала более адекватной по сравнению с первоначальным вариантом – исчезла некая заторможенность.
Покупкой, полученным результатом, не смотря на нестандартный шаг выводов и их смещение относительно центра корпуса, крайне доволен и могу рекомендовать данный товар.

Кроме того, у продавца различные индикаторы в широком ассортименте и для разных целей.
Плата в спринте:
yadi.sk/d/om_6R3kj3ExiCC
В первой вкладке — плата с микросхемами + плата индикатора на отдельных светодиодах. Во второй вкладке — плата для обозреваемых индикаторов.

Устройства индикации со светодиодами — Club155.ru

Благодаря таким своим свойствам как: низкое энергопотребление, малые габариты и простота необходимых для работы вспомогательных цепей, светодиоды (имеются ввиду светодиоды видимого диапазона длин волн) получили очень широкое распространение в радиоэлектронной аппаратуре самого разного назначения. Используются они в первую очередь как универсальные устройства индикации режимов работы или устройства аварийной индикации. Реже (обычно только в радиолюбительской практике) встречаются светодиодные автоматы световых эффектов и светодиодные информационные панели (табло). Для нормального функционирования любого светодиода достаточно обеспечить протекание через него в прямом направлении тока не превышающего максимально допустимый для применяемого прибора. Если величина этого тока не будет слишком низкой, светодиод будет светиться. Для управления состоянием светодиода необходимо обеспечить регулировку (коммутацию) в цепи протекания тока. Это можно сделать с помощью типовых последовательных или параллельных схем коммутации (на транзисторах, диодах и т.п.). Примеры таких схем приведены на рис. 3.7-1, 3.7-2.   Рис. 3.7-1. Способы управления состоянием светодиода с помощью транзисторных ключей   Рис. 3.7-2. Способы управления состоянием светодиода от цифровых микросхем ТТЛ   Примером применения светодиодов в цепях сигнализации могут служить следующие две простые схемы индикаторов сетевого напряжения (рис. 3.7-3, 3.7-4). Схема на рис. 3.7-3 предназначена для индикации наличия в бытовой сети переменного напряжения. Ранее в подобных устройствах обычно использовались малогабаритные неоновые лампочки. Но светодиоды в этом отношении гораздо более практичны и технологичны. В данной схеме ток через светодиод проходит только во время одной полуволны входного переменного напряжения (во время второй полуволны светодиод шунтируется работающим в прямом направлении стабилитроном). Этого оказывается достаточно для нормального восприятия человеческим глазом света от светодиода как непрерывного излучения. Напряжение стабилизации стабилитрона выбирается несколько большим, чем прямое падение напряжения на используемом светодиоде. Емкость конденсатора \(C1\) зависит от требуемого прямого тока через светодиод.   Рис. 3.7-3. Индикатор наличия сетевого напряжения   На трех светодиодах выполнено устройство, информирующее об отклонениях сетевого напряжения от номинального значения (рис. 3.7-4). Здесь также свечение светодиодов происходит только во время одного полупериода входного напряжения. Коммутация светодиодов осуществляется через включенные последовательно с ними динисторы. Светодиод \(HL1\) горит всегда, когда сетевое напряжение присутствует, два пороговых устройства на динисторах и делителях напряжения на резисторах обеспечивают включение двух других светодиодов только при достижении входным напряжением установленного порога срабатывания. Если их отрегулировать так, чтобы при нормальном напряжении в сети горели светодиоды \(HL1\), \(HL2\), то при повышенном напряжении будет загораться и светодиод \(HL3\), а при понижении напряжения в сети будет гаснуть светодиод \(HL2\). Входной ограничитель напряжения на \(VD1\), \(VD2\) предотвращает выход устройства из строя при значительном превышении нормального значения напряжения в сети.   Рис. 3.7-4. Индикатор уровня сетевого напряжения   Схема на рис. 3.7-5 предназначена для сигнализации о перегорании предохранителя. Если предохранитель \(FU1\) цел, падение напряжения на нем очень мало, и светодиод не светится. При перегорании предохранителя напряжение питания через незначительное сопротивление нагрузки прикладывается к цепи индикатора, и светодиод загорается. Резистор \(R1\) выбирается из условия, что через светодиод будет протекать требуемый ток. Не все виды нагрузок могут подойти для данной схемы.   Рис. 3.7-5. Светодиодный индикатор перегорания предохранителя   Устройство индикации перегрузки стабилизатора напряжения представлено на рис. 3.7‑6. В нормальном режиме работы стабилизатора напряжение на базе транзистора \(VT1\) стабилизировано стабилитроном \(VD1\) и примерно на 1 В больше, чем на эмиттере, поэтому транзистор закрыт и горит сигнальный светодиод \(HL1\). При перегрузке стабилизатора выходное напряжение уменьшается, стабилитрон выходит из режима стабилизации и напряжение на базе \(VT1\) уменьшается. Поэтому транзистор открывается. Поскольку прямое напряжение на включенном светодиоде \(HL1\) больше, чем на \(HL2\) и транзисторе, в момент открывания транзистора светодиод \(HL1\) гаснет, а \( HL2\) — включается. Прямое напряжение на зеленом светодиоде \(HL1\) приблизительно на 0,5 В больше, чем на красном светодиоде \(HL2\), поэтому максимальное напряжение насыщения коллектор-эмиттер транзистора \(VT1\) должно быть меньше 0,5 В. Резистор R1 ограничивает ток через светодиоды, а резистор \(R2\) определяет ток через стабилитрон \(VD1\).   Рис. 3.7-6. Индикатор состояния стабилизатора   Схема простого пробника, позволяющего определять характер (постоянное или переменное) и полярность напряжения в диапазоне 3…30 В для постоянного и 2,1…21 В для действующего значения переменного напряжения приведена на рис. 3.7-7. Основу пробника составляет стабилизатор тока на двух полевых транзисторах, нагруженный на встречно-параллельно включенные светодиоды. Если на клемму \(XS1\) подается положительный потенциал, а на \(XS2\) — отрицательный, то загорается светодиод HL2, если наоборот — светодиод \(HL1\). Когда на входе переменное напряжение, зажигаются оба светодиода. Если ни один из светодиодов не горит, это означает, что входное напряжение менее 2 В. Потребляемый устройством ток не превышает 6 мА.   Рис. 3.7-7. Простой пробник-индикатор характера и полярности напряжения   На рис. 3.7-8 дана схема еще одного простого пробника со светодиодной индикацией. Он используется для проверки логического уровня в цифровых цепях, построенных на микросхемах ТТЛ. В исходном состоянии, когда к клемме \(XS1\) ничего не подключено, светодиод \(HL1\) светится слабо. Его режим задается установкой соответствующего напряжения смещения на базе транзистора \(VT1\). Если на вход будет подано напряжение низкого уровня, транзистор закроется, и светодиод погаснет. При наличии на входе напряжения высокого уровня транзистор открывается, яркость свечения светодиода становится максимальной (ток ограничен резистором \(R3\)). При проверке импульсных сигналов яркость HL1 возрастает, если в последовательности сигналов преобладает напряжение высокого уровня, и убывает, если преобладает напряжение низкого уровня. Питание пробника можно осуществлять как от источника питания проверяемого устройства, так и от отдельного источника питания.   Рис. 3.7-8. Пробник-индикатор логического уровня ТТЛ   Более совершенный пробник (рис. 3.7-9) содержит два светодиода и позволяет не только оценивать логические уровни, но и проверять наличие импульсов, оценивать их скважность и определять промежуточное состояние между напряжениями высокого и низкого уровней. Пробник состоит из усилителя на транзисторе \(VT1\), повышающего его входное сопротивление, и двух ключей на транзисторах \(VT2\), \(VT3\). Первый ключ управляет светодиодом \(HL1\), имеющим зеленый цвет свечения, второй — светодиодом \(HL2\), имеющим красный цвет свечения. При входном напряжении 0,4…2,4 В (промежуточное состояние) транзистор \(VT2\) открыт, светодиод \(HL1\) выключен. В то же время закрыт и транзистор \(VT3\), поскольку падение напряжения на резисторе \(R3\) недостаточно для полного открывания диода \(VD1\) и создания требуемого смещения на базе транзистора. Поэтому \(HL2\) тоже не светится. Когда входное напряжение становится меньше 0,4 В, транзистор \(VT2\) закрывается, загорается светодиод \(HL1\), индицируя наличие логического нуля. При напряжении на входе более 2,4 В открывается транзистор \(VT3\), включается светодиод \(HL2\), индицируя наличие логической единицы. Если на вход пробника подано импульсное напряжение, скважность импульсов можно оценить по яркости свечения того или иного светодиода.   Рис. 3.7-9. Улучшенный вариант пробника-индикатора логического уровня ТТЛ   Еще один вариант пробника представлен на рис. 3.7-10. Если клемма \(XS1\) никуда не подсоединена, все транзисторы закрыты, светодиоды \(HL1\) и \(HL2\) не работают. На эмиттер транзистора \(VT2\) с делителя \(R2-R4\) поступает напряжение около 1,8 В, на базу \(VT1\) — около 1,2 В. Если на вход пробника подать напряжение выше 2,5 В, напряжение смещения база-эмиттер транзистора \(VT2\) превысит 0,7 В, он откроется и своим коллекторным током откроет транзистор \(VT3\). Светодиод \(HL1\) включится, индицируя состояние логической единицы. Ток коллектора \(VT2\), примерно равный току его эмиттера, ограничивается резисторами \(R3\) и \(R4\). При превышении напряжением на входе уровня 4,6 В (что возможно при проверке выходов схем с открытым коллектором) транзистор \(VT2\) входит в режим насыщения, и если не ограничить ток базы \(VT2\) резистором \(R1\), транзистор \(VT3\) закроется и светодиод \(HL1\) выключится. При уменьшении напряжения на входе ниже 0,5 В открывается транзистор \(VT1\), его коллекторный ток открывает транзистор \(VT4\), включается \(HL2\), индицируя состояние логического нуля. С помощью резистора \(R6\) регулируется яркость свечения светодиодов. Подбором резисторов \(R2\) и \(R4\) можно установить необходимые пороги включения светодиодов.   Рис. 3.7-10. Пробник-индикатор логического уровня на четырех транзисторах   Для индикации точной настройки в радиоприемниках часто применяются простые устройства, содержащие один, а иногда и несколько, светодиодов разного цвета свечения. Схема экономичного светодиодного индикатор настройки для приемника с питанием от батареек приведена на рис. 3.7-11. Ток потребления устройства не превышает 0,6 мА в отсутствие сигнала, а при точной настройке составляет 1 мА. Высокая экономичность достигается за счет питания светодиода импульсным напряжением (т.е. светодиод не светится непрерывно, а часто мигает, однако из-за инерционности зрения такое мерцание не заметно на глаз). Генератор импульсов выполнен на однопереходном транзисторе \(VT3\). Генератор вырабатывает импульсы длительностью около 20 мс, следующие с частотой 15 Гц. Эти импульсы управляют работой ключа на транзисторе \(DA1.2\) (один из транзисторов микросборки \(DA1\)). Однако в отсутствие сигнала светодиод не включается, так как при этом сопротивление участка эмиттер-коллектор транзистора \(VT2\) велико. При точной настройке транзистор \(VT1\), а за ним и \(DA1.1\) и \(VT2\) откроются настолько, что в моменты, когда открыт транзистор \(DA1.2\), будет загораться светодиод \(HL1\). Чтобы уменьшить потребляемый ток, эмиттерная цепь транзистора \(DA1.1\) подключена к коллектору транзистора \(DA1.2\), благодаря чему последние два каскада (\(DA1.2\), \(VT2\)) также работают в ключевом режиме. При необходимости подбором резистора \(R4\) можно добиться слабого начального свечения светодиода \(HL1\). В этом случае он выполняет и функцию индикатора включения приемника.   Рис. 3.7-11. Экономичный светодиодный индикатор настройки   Экономичные светодиодные индикаторы могут понадобиться не только в радиоприемниках с батарейным питанием, но и во множестве других носимых устройств. На рис. 3.7‑12, 3.7‑13, 3.7‑14 приведено несколько схем таких индикаторов. Все они работают по уже описанному импульсному принципу и по сути представляют собой экономичные генераторы импульсов, нагруженные на светодиод. Частота генерации в таких схемах выбирается достаточно низкой, фактически на границе зрительного восприятия, когда мигания светодиода начинают отчетливо восприниматься человеческим глазом.   Рис. 3.7-12. Экономичный светодиодный индикатор на однопереходном транзисторе   Рис. 3.7-13. Экономичный светодиодный индикатор на однопереходном и биполярном транзисторах   Рис. 3.7-14. Экономичный светодиодный индикатор на двух биполярных транзисторах   В УКВ ЧМ приемниках для индикации настройки можно применять три светодиода. Для управления таким индикатором используется сигнал с выхода ЧМ детектора, в котором постоянная составляющая положительна при незначительной расстройке в одну сторону от частоты станции и отрицательна при незначительной расстройке в другую сторону. На рис. 3.7-15 приведена схема простого индикатора настройки, работающего по описанному принципу. Если напряжение на входе индикатора близко к нулю, то все транзисторы закрыты и светодиоды \(HL1\) и \(HL2\) не излучают, а через \(HL3\) при этом протекает ток, определяемый напряжением питания и сопротивлением резисторов \(R4\) и \(R5\). При указанных на схеме номиналах он примерно равен 20 мА. Как только на входе индикатора появляется напряжение, превышающее 0,5 В, транзистор \(VT1\) открывается и включается светодиод \(HL1\). Одновременно открывается транзистор \(VT3\), он шунтирует светодиод \(HL3\), и тот гаснет. Если напряжение на входе отрицательное, но по абсолютному значению больше 0,5 В, то включается светодиод \(HL2\), а \(HL3\) выключается.   Рис. 3.7-15. Индикатор настройки для УКВ-ЧМ приемника на трех светодиодах   Схема еще одного варианта простого индикатора точной настройки для УКВ ЧМ приемника представлена на рис. 3.7-16.   Рис. 3.7-16. Индикатор настройки для УКВ ЧМ приемника (вариант 2)   В магнитофонах, низкочастотных усилителях, эквалайзерах и т.п. находят применение светодиодные индикаторы уровня сигнала. Число индицируемых такими индикаторами уровней может варьироваться от одного-двух (т.е. контроль типа “сигнал есть – сигнала нет”) до нескольких десятков. Схема двухуровнего двухканального индикатора уровня сигнала приведена на рис. 3.7‑17. Каждая из ячеек \(A1\), \(A2\) выполнена на двух транзисторах разной структуры. При отсутствии сигнала на входе оба транзистора ячеек закрыты, поэтому светодиоды \(HL1\), \(HL2\) не горят. В таком состоянии устройство находится до тех пор, пока амплитуда положительной полуволны контролируемого сигнала не превысит примерно на 0,6 В постоянное напряжение на эмиттере транзистора \(VT1\) в ячейке \(A1\), заданное делителем \(R2\), \(R3\). Как только это произойдет, транзистор \(VT1\) начнет открываться, в цепи коллектора появится ток, а поскольку он в то же время является и током эмиттерного перехода транзистора \(VT2\), транзистор \(VT2\) тоже начнет открываться. Возрастающее падение напряжения на резисторе \(R6\) и светодиоде \(HL1\) приведет к увеличению тока базы транзистора \(VT1\), и он откроется еще больше. В результате очень скоро оба транзистора окажутся полностью открыты и светодиод \(HL1\) включится. При дальнейшем росте амплитуды входного сигнала аналогичный процесс протекает в ячейке \(A2\), после чего загорается светодиод \(HL2\). С уменьшением уровня сигнала ниже установленных порогов срабатывания ячейки возвращаются в исходное состояние, светодиоды гаснут (сначала \(HL2\), затем \(HL1\)). Гистерезис не превышает 0,1 В. При указанных в схеме значениях сопротивлений, ячейка \(A1\) срабатывает при амплитуде входного сигнала примерно 1,4 В, ячейка \(A2\) — 2 В.   Рис. 3.7-17. Двухканальный индикатор уровня сигнала   Многоканальный индикатор уровня на логических элементах представлен на рис. 3.7‑18. Такой индикатор можно применять, например, в усилителе НЧ (организовав из ряда светодиодов индикатора световую шкалу). Диапазон входного напряжения этого устройства может колебаться от 0,3 до 20 В. Для управления каждым светодиодом используется \(RS\)-триггер, собранный на элементах 2И‑НЕ. Пороги срабатывания этих триггеров задаются резисторами \(R2\), \(R4-R16\). На линию “сброс” периодически должен подаваться импульс гашения светодиодов (разумным будет подавать такой импульс с периодичностью 0,2…0,5 с).   Рис. 3.7-18. Многоканальный индикатор уровня НЧ сигнала на \(RS\)-триггерах   Приведенные выше схемы индикаторов уровня обеспечивали резкое срабатывание каждого канала индикации (т.е. светодиод в них либо светится с заданным режимом яркости, либо погашен). В шкальных индикаторах (линия последовательно срабатывающих светодиодов) такой режим работы совсем не обязателен. Поэтому для этих устройств могут использоваться более простые схемы, в которых управление светодиодами осуществляется не отдельно по каждому каналу, а совместно. Последовательное включение ряда светодиодов при увеличении уровня входного сигнала достигается за счет последовательного включения делителей напряжения (на резисторах или других элементах). В таких схемах происходит постепенное увеличение яркости свечения светодиодов при нарастании уровня входного сигнала. При этом для каждого светодиода устанавливается свой токовый режим, такой, что свечение указанного светодиода визуально наблюдается только при достижении входным сигналом соответствующего уровня (при дальнейшем увеличении уровня входного сигнала светодиод горит все более ярко, но до определенного предела). Простейший вариант индикатора, работающего по описанному принципу приведен на рис. 3.7-19.   Рис. 3.7-19. Простой индикатор уровня сигнала НЧ   При необходимости увеличения количества уровней индикации и повышения линейности индикатора схема включения светодиодов должна быть несколько изменена. Подойдет, например, индикатор по схеме рис. 3.7-20. В нем, кроме прочего, имеется и достаточно чувствительный входной усилитель, обеспечивающий работу как от источника постоянного напряжения, так и от сигнала звуковой частоты (при этом индикатор управляется только положительными полуволнами входного переменного напряжения).   Рис. 3.7-20. Линейный индикатор уровня со светодиодной шкалой     < Предыдущая   Следующая >

Индикаторы уровня аудио сигнала на светодиодах из лаборатории «ЧИП и ДИП»

10.01.2020

В лаборатории «ЧИП и ДИП» разработаны три индикатора уровня аудио сигнала. Все они собраны на микроконтроллерах STM32F030F4P6, но имеют различные алгоритмы работы и отображения сигнала.

Первый из них это TM7PA — линейный двухканальный индикатор уровня. Очень эффектный индикатор для оформления домашних или автомобильных аудиосистем, показывает уровень звукового стереосигнала на двух параллельно расположенных шкалах из пяти светодиодов каждая.
Максимальный уровень входного сигнала: 3В
Напряжение питания: 5В
Размер печатной платы: 25.4 х 25.4 мм

Второй это TM7KA — стрелочный индикатор уровня. Эффектный псевдострелочный светодиодный индикатор создает эффект движущейся в такт музыки стрелки.
Максимальный уровень входного сигнала: 3В
Напряжение питания: 5В
Размер печатной платы: 25.4 х 25.4 мм

Третий TM10PA — Светодиодный 5-ти полосный анализатор спектра. Он самый впечатляющий из трёх. В нем происходит обработка звукового сигнала поступающего на АЦП микроконтроллера.
Мы условно разделили звуковой диапазон на пять полос. И с помощью быстрого преобразования Фурье формируем каждую из полос, вычисляем и показываем на светодиодных столбиках средний уровень сигнала в каждой полосе.
Отображение диапазонов:
1) от 625 Гц до 937.5 Гц;
2) от 1250 Гц до 1562.5 Гц;
3) от 1875 Гц до 3125 Гц;
4) от 3437.5 Гц до 6250 Гц;
5) от 6562.5 Гц до 19687.5 Гц.
Максимальный уровень входного сигнала: 3В
Напряжение питания: 5В
Размер печатной платы: 50.8 х 25.4 мм

Дополнительно во всех модулях имеются разъемы I2C, для запроса данных с АЦП.

В этом ролике можно посмотреть, как индикаторы отображают аудиосигнал.

Проект, как всегда, открытый и вы можете изучить схему из производственных файлов в формата KiCad.

Пять дней в одном письме — расскажем, что это было и как это работает. Подписаться на новости из Лаборатории CHIPDIP.

Схема светодиодного индикатора уровня сигнала » Вот схема!

Принципиальная схема показана на рисунке. Входной сигнал поступают на усилительный каскад — на транзисторе VT1. Рабочую точку этого каскада, а именно напряжение на его коллекторе можно установить подстройкой R2. С коллектора VT1 сигнал поступает на входы R четырёх триггеров микросхемы D1. Резисторы R4, R5 и R6 служат для регулировки порогов срабатывания триггеров и, следовательно, порогов зажигания светодиодов VD1-VD4.

 На транзисторе VT2 и микросхеме D2 собран, генератор коротких отрицательных импульсов, форма которых показана на схеме.

Эти импульсы поступают на соединенные вместе входы S микросхемы D1. Таким образом, через каждые 20 микросекунд все триггеры устанавливаются в единичное состояние, при котором светодиоды не горят.

В результате инерционности зрения такое мерцание светодиодов воспринимается человеком как постоянное свечение, практически мы видим бегущую линейку из светодиодов, а длина линейки (число светящихся светодиодов) пропорциональна уровню входного сигнала. Конденсатор, показанный на рисунке пунктиром может быть установлен в том случае если требуется введение некоторой инерционности работы индикатора.

Количество триггеров, а следовательно и светодиодов, можно увеличить, например до 8-и, для этого достаточно подключить еще одну микросхему К555ТР2. При этом существенно увеличится точность определения уровня входного сигнала.

Настройка.

Настройка заключается в установке начального уровня, минимального, при котором зажигается один светодиод — подстройкой R2, и далее требуется установка уровней зажигания других светодиодов, подстройкой резисторов R4-R6. Построение схемы на RS-триггерах позволило исключить мерцание светодиодов, по сравнению со схемами, построенными на обычных логических элементах (например на К155ЛА3), хотя это и привело к усложнению конструкции.

При отсутствии микросхемы К555ТР2 её можно заменить двумя микросхемами К155/1 A3, из элементов которых собрать четыре RS-триггера. При этом необходимо сохранить приоритет по входу S, это значит, что светодиоды нужно подключать к выходу того элемента, один из входов которого используется как вход S триггера.

Транзисторы КТ315 можно заменить на КТ3102, КТ316, КТ312 и другие аналогичные.

▶▷▶▷ схема индикатор уровня сигнала на транзисторах

▶▷▶▷ схема индикатор уровня сигнала на транзисторах

Интерфейс	Русский/Английский
Тип лицензия	Free
Кол-во просмотров	257
Кол-во загрузок	132 раз
Обновление:	21-05-2019

схема индикатор уровня сигнала на транзисторах — Схема индикатора выходной мощности УНЧ (светодиодыКТ315) ph0en1xnet23-sxema-indikatora-vyxodnoj Cached Схема до безобразия проста и состоит из одинаковых ячеек, каждая из которых настроена на индикацию нужного уровня напряжения на выходе УНЧ Вот схема на 5 ячеек индикации: Рис 2 Индикатор уровня сигнала на транзисторах rcl-radioru rcl-radioru?p6754 Cached Это простой индикатор уровня сигнала для звуковоспроизводящей аппаратуры, схема Схема Индикатор Уровня Сигнала На Транзисторах — Image Results More Схема Индикатор Уровня Сигнала На Транзисторах images Индикатор уровня сигнала на lm3915 схема qir10allinforunet155833938544_a281610d85a621b7463f Cached индикатор уровня сигнала на lm3915 схема Индикатор уровня сигнала усилителя на светодиодах Сотворим вместе просмотр темы задание 7 Светодиодный индикатор уровня сигнала звука на LM3915 ledjournalinfoshemyindikator-urovnya-zvuka-na Cached 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 Простой индикатор уровня сигнала на двух транзисторах promkaatuapubl20-1-0-421 Cached Схема светодиодного индикатора приведена на 4-й с вкладки (рис 3) Он состоит из усилителя на транзисторах vt1, vt2 и световой шкалы, образованной семью рядом расположенными светодиодами (hl1 hl7) Форум РадиоКот Просмотр темы — Индикатор уровня на транзисторах radiokotruforumviewtopicphp?f1t77542 Cached Недавно собрал индикатор уровня на транзисторах Схема во вложенном файле Схема не заработала При отключенном входе и поданном напряжении питания горят одновременно все светодиоды Светодиодный индикатор уровня сигнала на LM3915 cxemnetsoundraznoeindicators10php Cached Схема светодиодного индикатора уровня сигнала на lm3915 Светодиодный индикатор уровня сигнала , имитирующий стрелочный индикатор идея не новая и, казалось бы, что тут можно придумать нового? Светодиодный шкальный индикатор на транзисторах redcxemrutranzistornyj-shkalnyj-svetodiodnyj Cached На транзисторах vt1 и vt2 выполнен усилитель детектор, на выходе которого образуется постоянное напряжение, величина которого зависит от уровня входного переменного напряжения Индикатор заряда аккумулятора на двух транзисторах radiopillruindikator-zaryada-akkumulyatora-na Cached Индикатор заряда аккумулятора на двух транзисторах — Схемы Схема индикатора заряда работает исправно, без плавного свечения, светодиод загорается сразу Светодиодный Индикатор Уровня Звука — dessange dessangeweeblycomblogsvetodiodnij-indikator-urovnya Cached Светодиодный индикатор сигнала Индикатор сигнала горит, если уровень звука достигает приблизительно -20 dBu Он не только показывает, какой канал активен, но и служит измерите-лем уровня Promotional Results For You Free Download Mozilla Firefox Web Browser wwwmozillaorg Download Firefox — the faster, smarter, easier way to browse the web and all of 1 2 3 4 5 Next 25,800

• Схемы и описания трансиверов, усилителей, антенн и другой радиолюбительской аппаратуры, бытовой ради
• оаппаратуры. Справочники. Файловый архив. Библиотека литературы. Советы начинающим. Полезно также ввести в трансивер индикатор выходной мощности и напряжения возбуждения… В аналоговых цепях использ
• ести в трансивер индикатор выходной мощности и напряжения возбуждения… В аналоговых цепях используется непрерывный диапазон напряжения , в противоположность дискретным уровням, которые применяются в цифровых схемах. К цифровым относятся схемы, основанные на некотором количестве дискретных уровней напряжения. На принципиальных схемах обозначается VT или Q . В русскоязычной литературе и документации до 1970-х гг. применялись обозначения Т, ПП (полупроводниковый прибор) или ПТ (полупроводниковый триод). Также подключение выхода одного транзистора ко входу другого может использоваться в генераторных схемах типа … Это уже не индикатор, а полноценный прибор, близкий по параметрам к измерителям уровня второго типа Л.5, только мак- симальное значение выбрано равным 12 дБ0. …коммутировал только входы измерителей уровня. В предусилителе использована фирменная схема с отрицательной обратной связью ODNF (Only Distorsion Negative Feedback). Корпус выполнен в классическом дизайне, на лицевой панели расположены два стрелочных индикатора уровня выходного сигнала. В штатном режиме дисплей показывает, какой из четырех входов задействован, уровень громкости в реальных децибелах и положение регулятора баланса. Параллельно лицевой панели установлена плата цифрового тракта — дешифраторы команд пульта, регулятора громкости и управление индикатором. Схема индикатора температуры Рис. 15. Как дополнительным условием для регулировки является стабилизированная температура в камере на неизменном уровне, для этого нужно выждать некоторое время для ее уравновешивания. 10-сегментные индикаторы уровня на передней панели позволяет точно определять уровень даже при плохом освещении. 31-ступенчатые регуляторы уровня каналов A и B оснащены защитным покрытием для предотвращения случайного изменения уровня. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ. Схемы замещения и основные параметры. Три схемы включения транзистора к нагрузке. Графический анализ схем с биполярными транзисторами на постоянном токе. МОП-транзистор потребляет очень небольшую мощность; он имеет высокое входное сопротивление, отличается низким током цепи стока и очень низким уровнем шумов.

какой из четырех входов задействован

в противоположность дискретным уровням

• имитирующий стрелочный индикатор идея не новая и
• какой канал активен
• что тут можно придумать нового? Светодиодный шкальный индикатор на транзисторах redcxemrutranzistornyj-shkalnyj-svetodiodnyj Cached На транзисторах vt1 и vt2 выполнен усилитель детектор

схема индикатор уровня сигнала на транзисторах Картинки по запросу схема индикатор уровня сигнала на транзисторах Другие картинки по запросу схема индикатор уровня сигнала на транзисторах Жалоба отправлена Пожаловаться на картинки Благодарим за замечания Пожаловаться на другую картинку Пожаловаться на содержание картинки Отмена Пожаловаться Все результаты Индикатор уровня Подборка схем различных индикаторов уровня wwwtexnicrukonstrizmizmhtml Похожие Индикатор уровня схема Простейший индикатор уровня из микроамперметра Очень удобно оценивать уровень сигнала , придав ему некоторую добавить усилительный каскад на транзисторе или операционном усилителе DOC Индикатор уровня сигнала на транзисторах radioskotru_fr____doc Ниже приведена электрическая схема такого индикатора уровня сигнала На транзисторах VT и VT выполнен усилитель детектор, на выходе индикатор уровня сигнала радиоэлектроника, схемы и статьи radiostoragenet?areatagsиндикаторуровнясигнала Похожие Принципиальные схемы по теме индикатор уровня сигнала , самодельная обеспечиваются двухкаскадным усилителем на транзисторах V, V Индикатор уровня сигнала на транзисторах rclradioru Статьи Звукотехника разное окт г Это простой индикатор уровня сигнала для звуковоспроизводящей аппаратуры, схема адаптирована к различным потребностям Видео Как сделать индикатор уровня сигнала своими руками Самоделки TV YouTube мар г Простой индикатор АУДИО сигнала AKA KASYAN YouTube окт г Стрелочный индикатор уровня аудиосигнала из вольтметра Паяльник TV YouTube нояб г Все результаты Светодиодные индикаторы wwwclubru Примеры схем и проектов Похожие Если на вход будет подано напряжение низкого уровня , транзистор закроется, Схема двухуровнего двухканального индикатора уровня сигнала РадиоКот Индикаторы звуковых сигналов Часть третья апр г Дискретные измерители уровня сигналов Следующим шагом в Схема такого индикатора приведена на рисунке Как видим, АЦП Индикатор уровня сигнала на светодиодах Светодиоды lediodruprakticheskoeprimenenieindikatorurovnyasignalanasvetodiodax Похожие Добавить ещё пару и можно собирать индикатор уровня сигнала на светодиодах В данной схеме используется транзистор КТ , но его можно Схема индикатора выходной мощности УНЧ светодиодыКТ Рейтинг голосов Принципиальная схема индикатора уровня выходной мощности усилителя транзисторах можно максимально гибко отладить схему индикатора под нужные чтобы показать что достигнут максимальный уровень сигнала пик Светодиодный индикатор уровня сигнала НЧ на транзисторах radiohomerunewssvetodiodnyj_indikator_urovnja_signala мар г В статье представлена схема и разрядного индикатора уровня сигнала низких частот Данная приставка может подключаться к Индикаторы уровня Сайт Паяльник cxemnet Звук Похожие Не секрет, что звучание системы во многом зависит от уровня сигнала на ее Схема шкального индикатора на транзисторе приведена на рис Простой Индикатор уровня сигнала АудиоВидео radiohobbyorgmodulesnewsarticlephp?storyid Похожие сент г Схема светодиодного индикатора приведена на й с вкладки рис Он состоит из усилителя на транзисторах VT, VT и Индикатор уровня входного сигнала на светодиодах radijoeuсхемыиндикаторуровнявходногосигналанасветодиодахh Похожие Индикатор уровня входного сигнала на светодиодах В схеме индикатора в качестве измерителя уровня сигнала использована линейка из светодиодов Стабилизированный ток светодиодов обеспечивает транзистор VT, ИНДИКАТОР УРОВНЯ ЗВУКОВОГО СИГНАЛА Транзистор можно применить и какойнибудь современный высоковольтный ИНДИКАТОР УРОВНЯ ЗВУКОВОГО СИГНАЛА схема В своём случае Простой спектроанализатор звука Сайт Паяльник cxemnet Световые эффекты Похожие В качестве индикаторов применены светодиодные линейные шкалы или обычные Для второго варианта схемы используются транзисторы типа КТ или При слабом уровне сигнала придётся использовать предусилитель Собрать пиковый индикатор выходной мощности усилителя на Перейти к разделу Принципиальная схема пикового индикатора Схема пикового индикатора выходной мощности усилителя на транзисторах КТ При достижении определенного уровня сигнала на выходе ключ Схема светодиодного индикатора уровня сигнала Вот схема wwwvotshemarushemasvetodiodnogoindikatoraurovnyasignalahtml Похожие Принципиальная схема показана на рисунке Входной сигнал поступают на усилительный каскад на транзисторе VT Рабочую точку этого каскада, Логарифметический индикатор уровня сигнала на транзисторах Форум февр г Всем, здравствуйте! Нужна схема Логарифметического индикатора уровня на транзисторах с однополярным питанием в под Индикатор уровня звука РадиоЛоцман окт г Индикатор уровня звука Привязанный минусом питания к земле, этот усилитель без искажений усиливает сигналы с уровнями, сколь Три транзистора N включены по схеме эмиттерного повторителя Схема индикатора уровня аудиосигнала komitart Принципиальная схема индикатора уровня сигнала Параметры работы второго транзистора выбраны таким образом, чтобы при максимальном Схема Стрелочный индикатор уровня выходного сигнала Аудиотехника дек г Индикатор уровня сигнала собран на одном транзисторе Т, любом из серии КТ Для увеличения чувствительности использована Индикатор уровня сигнала Можно ли увеличить количество wwwtehnariru Форум по электронике Электроника для начинающих Похожие июн г сообщений Схема светодиодного индикатора приведена на й с вкладки рис Он состоит из усилителя на транзисторах VT, VT и Индикатор уровня сигнала на транзисторах для TDA Технический wwwtehnariru Форум по электронике Электроника для начинающих февр г сообщений автор Помогите пожалуйста, собрал усилок на ТДА ! Теперь нужно к нему индикатор уровня , на транзисторах , в схеме их должно быть Схема индикаторов выходной мощности усилителя на mySKU Обзоры товаров AliExpress мар г Одним из узлов усилителя является индикатор выходной Популярной в данный момент является схема индикаторов на Я знаю три схемы , одна на транзисторах две другие на а это точно индикатор именно выходной мощности? обычно это индикатор уровня сигнала в децибелах Индикатор выходной мощности на транзисторах Конструкции cxemamyru Все схемы Схемы для начинающих дек г Индикатор выходной мощности на транзисторах Еще на сайте вы На рисунке приводится многократно проверенная схема такого индикатора С увеличением уровня сигнала последовательно открываются Индикатор уровня сигнала для звуковой техники MBS Electronics Принципиальная схема индикатора уровня аудиосигнала Далее сигнал поступает на базу драйвера на транзисторе Q, представляющего собой Индикаторы стереобаланса QRZru Конструкции радиолюбителей Принципиальные схемы Транзистор V выполняет функцию регулируемого резистора Принципиальная схема индикатора уровня выходного сигнала на газоразрядном Светодиодный индикатор уровня Narodru jaxiknarodruindexfilesindikatorhtml Похожие Светодиодный индикатор уровня Напряжение питания такой схемы В Максимальное напряжение входного сигнала мВ Допустимое Пассивный хаб на транзисторах без затухания сигнала Kazusru kazusrushemesshowpagehtml Принципиальная схема Пассивный хаб на транзисторах без затухания сигнала Все транзисторы NA Описание Индикатор уровня сигнала Индикатор уровня сигнала на LM instrumental band AiR airbandnarodruled_indikatorhtml Похожие Схему для индикатора на LM я нашел в интернете Далее сигнал усиливается биполярным транзистором КТ и подается на ую ногу МС Стрелочный индикатор уровня звукового сигнала своими руками Электроника Звук и акустика янв г Стрелочный индикатор уровня звукового сигнала своими руками Схема очень простая и для того, чтобы попробовать, ее вполне Вместо транзистора кт автор купил более современный аналог bc Усилитель на транзисторах с индикатором уровня Микросхема mikrocxemaruvashivoprosyusilitelnatranzistorakhsindikatoromurovnyahtml Дайте схему транзисторного усилителя мощности с индикатором уровня сигнала схема индикатора уровня звукового сигнала на светодиодах deepsoundproskhemaindikatoraurovniazvukovogosignalanasvetodiodakhx мар г схема индикатора уровня звукового сигнала на светодиодах и транзисторах Схема индикатора уровня звукового сигнала на Светодиодные индикаторы уровня на микросхемах семейства Похожие xrust Блог Светодиодные индикаторы уровня на микросхемах семейства LM Типовая схема подачи входного сигнала на микросхему показана на рис Когда включается светодиод HL, открывается транзистор VT, ИНДИКАТОРЫ НАСТРОЙКИ prispriemnarodruhtm Похожие Схемы простых индикаторов настройки со стрелочным прибором мере возрастания сигнала в системе АРУ ток коллектора транзистора Т через При точной настройке приемника на радиостанцию уровень сигнала на входе Индикатор уровня звука на транзисторах Меандр meandrorgarchives Похожие июл г Простая схема индикатора уровня звукового сигнала на биполярных транзисторах Транзисторы любые средней мощности, например Стрелочный индикатор звука Сделай сам своими руками Электроника Электроника своими руками авг г Схема Стрелочный индикатор звука Её основой является советская Подстроечные резисторы R и R регулируют уровень сигнала на входе Параметрический стабилизатор на транзисторе и стабилитроне Индикатор уровня сигнала ldsoundru ldsoundruindikatorurovnyasignala Принципиальная схема индикатора приведена на рис Когда напряжение сигнала превысит напряжение на эмиттере транзистора примерно на , Простейший индикатор выходной мощности для УМЗЧ soundbass soundbassorguaprostejshijindikatorvyxodnojmoshhnostidlyaumzchhtml Похожие Для индикации уровня выходной мощности усилителей низкой частоты существует При некоторой величине входного сигнала мощности УМЗЧ транзистор Т При низких уровнях входного сигнала схемы индикатора из за Схема индикатора напряжения Схема индикатора Квант вид конструкции индикатора на транзисторах Настройка Схема двухуровнего двухканального индикатора уровня сигнала приведена на рис Ванильные Опционы Индикатор Сигнала на Транзисторах freecasinosbyethostcomtendertorgbinaryhtml апр г Принципиальная схема индикатора уровня УНЧ на транзисторах сигнал с выхода Он состоит из усилителя на транзисторах vt, Схемы на микросхемах Техника и Программы nauchebenet Радиоэлектроника Радиосвязь янв г Схема панорамного УКВ индикатора радиоприемника При малом уровне НЧ сигнала транзистор УТ закрыт, напряжение на Светодиодный индикатор уровня Сайт radioostrovok! Длина светящегося столба зависит от уровня сигнала цвета данных светодиодов в схеме применены управляющие каскады на транзисторах схема индикатора уровня сигнала на транзисторах для musicprobarriecomskhemaindikatoraurovniasignalanatranzistorakhdliaxml апр г схема индикатора уровня сигнала на транзисторах для Схема индикатора выходной мощности УНЧ светодиодыКТ стрелочный индикатор уровня звука своими руками схема sibkovkaruuserfilesstrelochnyiindikatorurovniazvukasvoimirukamiskhemaxml апр г стрелочный индикатор уровня звука своими руками схема устройства Индикатор уровня сигнала собран на одном транзисторе Т, Светодиодные индикаторы напряжения в Метка Принципиальная схема светодиодного индикатора на вольт Если на вход будет подано напряжение низкого уровня , транзистор Схема двухуровнего двухканального индикатора уровня сигнала приведена на рис Индикатор разности напряжений RadioNet radionetcomrushemshemhtml Это дифференциальный усилитель, выполненный на транзисторах VT и Калибратор амплитуды так можно назвать индикатор , схема которого приведена на рис Калибруют индикатор на заданный уровень сигнала так Индикаторы уровня сигнала описание, принцип работы и фото fbru Домашний уют Инструменты и оборудование февр г Индикаторы уровня сигнала используются для визуальной оценки Нагрузкой логической схемы выступает биполярный транзистор Дискретный шкальный индикатор Википедия Похожие Дискрéтный шкáльный индикáтор вид знакосинтезирующего индикатора Предназначен для отображения информации в виде уровней или Вместе с схема индикатор уровня сигнала на транзисторах часто ищут схема светодиодного индикатора уровня сигнала индикатор уровня сигнала на светодиодах своими руками светодиодный индикатор уровня сигнала на кт светодиодный индикатор на транзисторах стрелочный индикатор уровня сигнала своими руками схемы индикаторов на светодиодах унч выходной мощности самодельный индикатор уровня звука своими руками логарифмический индикатор уровня сигнала Навигация по страницам

Схемы и описания трансиверов, усилителей, антенн и другой радиолюбительской аппаратуры, бытовой радиоаппаратуры. Справочники. Файловый архив. Библиотека литературы. Советы начинающим. Полезно также ввести в трансивер индикатор выходной мощности и напряжения возбуждения… В аналоговых цепях используется непрерывный диапазон напряжения , в противоположность дискретным уровням, которые применяются в цифровых схемах. К цифровым относятся схемы, основанные на некотором количестве дискретных уровней напряжения. На принципиальных схемах обозначается VT или Q . В русскоязычной литературе и документации до 1970-х гг. применялись обозначения Т, ПП (полупроводниковый прибор) или ПТ (полупроводниковый триод). Также подключение выхода одного транзистора ко входу другого может использоваться в генераторных схемах типа … Это уже не индикатор, а полноценный прибор, близкий по параметрам к измерителям уровня второго типа Л.5, только мак- симальное значение выбрано равным 12 дБ0. …коммутировал только входы измерителей уровня. В предусилителе использована фирменная схема с отрицательной обратной связью ODNF (Only Distorsion Negative Feedback). Корпус выполнен в классическом дизайне, на лицевой панели расположены два стрелочных индикатора уровня выходного сигнала. В штатном режиме дисплей показывает, какой из четырех входов задействован, уровень громкости в реальных децибелах и положение регулятора баланса. Параллельно лицевой панели установлена плата цифрового тракта — дешифраторы команд пульта, регулятора громкости и управление индикатором. Схема индикатора температуры Рис. 15. Как дополнительным условием для регулировки является стабилизированная температура в камере на неизменном уровне, для этого нужно выждать некоторое время для ее уравновешивания. 10-сегментные индикаторы уровня на передней панели позволяет точно определять уровень даже при плохом освещении. 31-ступенчатые регуляторы уровня каналов A и B оснащены защитным покрытием для предотвращения случайного изменения уровня. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ. Схемы замещения и основные параметры. Три схемы включения транзистора к нагрузке. Графический анализ схем с биполярными транзисторами на постоянном токе. МОП-транзистор потребляет очень небольшую мощность; он имеет высокое входное сопротивление, отличается низким током цепи стока и очень низким уровнем шумов.

Объяснение аналоговых светодиодных индикаторов уровня звука

Как сконструировать светодиодные индикаторы уровня звука? Есть два основных метода: цифровой и аналоговый. Цифровой метод основан на микроконтроллерах, а в аналоговом методе индикаторы уровня звука основаны на операционных усилителях. В этой статье мы разберем аналоговый метод изготовления светодиодного индикатора уровня звука (более известного как светодиодный VU-метр).

Светодиодный индикатор уровня звука (LED VU-meter)

Аналоговые светодиодные индикаторы уровня звука, разработанные Джорджем Адамидисом, находятся под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Непортированная лицензия.

Основные характеристики аналогового светодиодного индикатора уровня звука

1. Каждый аналоговый светодиодный индикатор уровня звука фактически является вольтметром, отображающим амплитуду напряжения. Это связано с тем, что звук на самом деле является электрическим сигналом, и его уровень зависит от амплитуды его напряжения.
2. Уровень звука обычно отображается на гистограмме, состоящей из светодиодов, расположенных рядом друг с другом, образуя полосу.
3. Каждый светодиод загорается, когда уровень звука достигает определенного порога, и остается включенным, пока амплитуда сигнала остается выше этого определенного порога.
4. В направлении возрастания, пороговый уровень каждого светодиода выше, чем предыдущий.
5. Гистограмма образована светодиодами, длина которой пропорциональна уровню звука (амплитуде сигнала).

Минимальный уровень, разрешение и динамический диапазон

Поскольку гистограмма образована M светодиодами, уровень звука отображается на M последовательных уровнях. Каждый светодиод соответствует одному из M последовательных уровней.Уровни M могут быть линейно распределены по динамическому диапазону индикатора уровня звука или могут быть распределены логарифмически.

Первый случай приводит к линейному представлению уровня звука, тогда как во втором случае мы имеем логарифмическое представление. Наиболее распространенное представление уровня звука — логарифмическое. Это связано с психоакустическими причинами, для большего динамического диапазона, а также для лучшего разрешения при низких уровнях сигнала.

Минимальный уровень звука, который может отображаться на гистограмме светодиодного VU — метра, определяется пороговым уровнем светодиода, который загорается на самой низкой громкости.Разрешение графика определяется разностью двух последовательных пороговых уровней двух последовательных светодиодов. Разрешение может быть выражено в вольтах в случае метода линейного отображения или в дБ в случае метода логарифмического отображения.

10 LED Stereo — VU meter

Весь динамический диапазон светодиодного VU-метра в вольтах равен разнице между максимумом за вычетом минимального порогового уровня на гистограмме. То есть разница уровня сигнала, необходимого для включения всех светодиодов, за вычетом уровня сигнала, необходимого для включения только одного светодиода в полосе.Однако динамический диапазон обычно выражается не в вольтах, а скорее в виде отношения. Обычно он выражается как отношение максимального порогового уровня к минимальному, а также может быть выражен в дБ.

Компаратор как основной дисплей

В аналоговых светодиодных индикаторах уровня звука каждый светодиод управляется компаратором напряжения. В электронике компаратор напряжения — это устройство, которое сравнивает два напряжения и выводит цифровой сигнал, указывающий, какое из них больше. Компаратор обычно изготавливается из операционного усилителя, как показано на Рисунке 1:

. Рисунок 1. Компаратор операционного усилителя

Компаратор сравнивает два аналоговых напряжения: V ₊ и V _— . V ₊ и V _— подаются на неинвертированный вход (клемма +) и инвертирующий вход (клемма -) операционного усилителя соответственно. Выходом компаратора является двоичный сигнал V _out . В идеале, V _out , принимает два значения в зависимости от результата сравнения напряжения V ₊ и V _— :

.

1. Когда напряжение V ₊ больше, чем V _— , V _out принимает максимальное значение (логическая 1 — высокое состояние).
2. Когда V _— больше, чем V ₊ , V _out принимает минимальное значение (логический 0 — низкое состояние).

Точное значение V _out , в вольтах, в высоком или низком состоянии, зависит от напряжения питания и от типа операционного усилителя. Обычно V _out в высоком состоянии примерно равно положительному напряжению питания операционного усилителя (максимальное напряжение питания), а на низком уровне примерно равно отрицательному напряжению питания операционного усилителя (минимальное напряжение питания).Стоит отметить, что все напряжения измеряются относительно земли (общая точка, которая считается равной 0 вольт).

Фактически, любой из двух уровней напряжения V _{на выходе} (но обычно высокий уровень) может использоваться для управления светодиодом и его включения.

Для изучения схемы компаратора вы можете обратиться к множеству онлайн-ресурсов. Однако основная концепция работы компаратора такова:

Операционный усилитель на самом деле представляет собой дифференциальный усилитель с высоким коэффициентом усиления.В большинстве схем используются операционные усилители с отрицательной обратной связью, чтобы ограничить их большое усиление. Но в схеме компаратора нет отрицательной обратной связи, и высокий коэффициент усиления на практике является параметром, который превращает дифференциальный усилитель в компаратор. Пусть G будет коэффициентом усиления разомкнутого контура (без обратной связи) операционного усилителя. Тогда работу компаратора можно описать уравнением 1:

В _из = G · (В ₊ — В _— )

(1)

Уравнение 1 утверждает, что операционный усилитель усиливает разницу двух входных напряжений (V ₊ минус V _— ) в G раз.Из-за того, что коэффициент усиления разомкнутого контура G очень велик (теоретически бесконечен, а на практике составляет от 10000 до 1000000 и зависит от типа операционного усилителя) даже при незначительном дифференциальном напряжении, большое значение напряжения получается для V _из . Теоретически предполагается, что G бесконечно, и напряжение V _из будет иметь экстремальные значения + ∞ и -∞. На практике усиление G очень велико, но не бесконечно, и V _out имеет очень высокое положительное значение, когда V ₊ больше, чем V _— (знак дифференциального входного напряжения положительный) и очень большое отрицательное значение, если V ₊ меньше V _— (знак дифференциального входного напряжения отрицательный).

В практической схеме максимальное напряжение V _out ограничено положительным напряжением питания операционного усилителя, а минимальное напряжение V _out ограничено отрицательной шиной напряжения питания. Если на операционный усилитель подается только положительное напряжение, выходное напряжение _V в низком состоянии будет очень близко к 0 В.

Использование компараторов для индикации уровня постоянного напряжения

Каждый аналоговый светодиодный индикатор уровня звука представляет собой вольтметр, отображающий амплитуду напряжения, как мы упоминали в первом разделе нашей статьи.Следовательно, светодиодный индикатор уровня звука на самом деле является вольтметром переменного тока. Вместо того, чтобы делать светодиодный вольтметр переменного тока, мы начнем с создания более простой схемы, работающей только на постоянном токе. Далее мы внесем необходимые изменения, чтобы преобразовать его в вольтметр переменного тока. Итак, начнем с изготовления светодиодного индикатора уровня постоянного напряжения:

Для изготовления светодиодного вольтметра постоянного тока нам понадобится много идентичных схем компаратора. Для общего количества M-светодиодов нам потребуется M = N + 1 компараторов, как на рисунке 2 (компараторы пронумерованы от 0 до N).

Рисунок 2. Светодиодный индикатор уровня постоянного тока

Обратите внимание, что входной сигнал, В _в (сигнал постоянного тока) применяется ко всем неинвертирующим входам (+) всех операционных усилителей. И наоборот, на каждый инвертирующий вход каждого операционного усилителя подается разное напряжение, возникающее в результате шкалы последовательных резисторов (R _o до R _N ).

Напряжение V _и подается на инвертирующий вход каждого операционного усилителя. Индекс «i» принимает значения от 0 до N, где N = M-1.Напряжение V ₀ подается на инвертирующий вход первого операционного усилителя, V ₁ подается на второй операционный усилитель, V ₂ — на третий и так далее. Обратите внимание, что каждое напряжение V _i выше, чем его предшественник (V _i-1 ).

В, _и , фактически является пороговым напряжением для i-го светодиода. Таким образом, светодиод 0 включается, когда входное напряжение постоянного тока превышает V ₀ , светодиод 1 включается, когда входное напряжение постоянного тока превышает V ₁ , светодиод 2 включается, когда входное напряжение постоянного тока превышает V ₂ и т. на.Например, когда входное напряжение больше V ₃ и меньше V ₄ , будут гореть первые 4 светодиода от D ₀ до D ₃ . Когда все светодиоды расположены рядом, образуется световая полоса, длина которой будет отражать входное напряжение постоянного тока. По сути, мы сделали вольтметр постоянного тока со светодиодами. Давайте теперь рассмотрим, как рассчитать номиналы резисторов R _или — R _N для разработки вольтметра с линейной шкалой или для разработки логарифмического вольтметра:

Давайте сначала посмотрим, какой ток проходит через резисторы R _или — R _N .Предполагая, что входной импеданс каждого операционного усилителя имеет бесконечное значение, все эти резисторы включены последовательно, поэтому через них проходит один и тот же ток I:

Ι = V _R / R _т

(2)

Rt — полное сопротивление последовательного соединения от R _o до R _N . То есть:

R _т = R ₀ + R ₁ + _{… .. +} R _N

(3)

Допустимо предположить, что резисторы R ₀ — R _N включены последовательно, поскольку входное сопротивление всех операционных усилителей бесконечно.В противном случае у нас были бы утечки тока на операционные усилители, и мы не могли бы считать, что у нас есть серия резисторов. На практике операторы не имеют бесконечного входного сопротивления, но демонстрируют чрезвычайно высокое входное сопротивление (порядка нескольких сотен кОм или десятков МОм), поэтому наш подход точен, пока токи утечки намного меньше, чем I или общая сумма R _t , резисторов R _или — R _N , намного ниже, чем входное сопротивление каждого операционного усилителя.

Пороговое напряжение первого светодиода ( ₀ В) должно быть равно:

V ₀ = I · R ₀ или V ₀ = V _R · R ₀ / R _т

(4)

Пороговое напряжение второго светодиода ( _{В 1} ) будет:

V ₁ = I · (R ₀ + R ₁ ) или V ₁ = V _R · (R ₀ + R ₁ ) / R _т

(5)

Таким же образом любое пороговое напряжение V _и будет:

V _i = (V _R / R _t ) · ∑ _{n (от 1 до N)} R _n

(6)

Индекс i принимает значения от 0 до N (N = Μ-1, а Μ — общее количество светодиодов).Символ ∑ _i обозначает суммирование членов, индексированных i.

Естественно, для последнего светодиода (с индексом N) это

В _Н = В _R

(7)

Напряжение V _R фактически является внешним опорным напряжением постоянного тока, которое определяет все пороговые напряжения на шкале (см. Уравнение 6). Поэтому, когда мы ссылаемся на V _R , мы будем называть его просто «опорным напряжением».

Индикация линейной шкалы

В случае светодиодного индикатора напряжения с линейной шкалой все резисторы R _или — R _N должны иметь одинаковое значение.То есть R _o = R ₁ = R ₂ = …… = _{R N} . Допустимо любое значение, поскольку мы предположили, что каждый операционный усилитель имеет бесконечное входное сопротивление. Единственное, что имеет значение, это то, что все эти резисторы должны быть одинаковыми.

Лучше выбрать относительно высокое значение, чтобы минимизировать ток в последовательно соединенных резисторах (следовательно, для экономии энергии), но не слишком высокое, чтобы избежать теплового шума. Фактическое входное сопротивление операционных усилителей очень велико, но не бесконечно.Это еще один параметр, который мешает нам использовать очень высокие резисторы.

Из уравнения (6) и учитывая, что все резисторы R ₀ — R _N имеют одинаковое значение, следует, что:

Минимальный пороговый уровень составляет V ₀ = V _R · R ₀ / Rt, а шаг разрешения составляет V _i — V _{i — 1} , что также равно V _o . То есть V _i — V _i-1 = V ₀ .Верно также, что V ₀ = V _R / M, где M — общее количество светодиодов. То есть, минимальный пороговый уровень и этап разрешения равны отношение опорного напряжения к общему числу шагов. Как следствие, динамический диапазон системы в вольтах будет равен V _R -V _R / M, то есть равен (M-1) · V _R / M. V _R на самом деле является верхним пределом динамического диапазона, и это означает, что для входных напряжений постоянного тока, превышающих V _R , система будет насыщена, то есть все светодиоды будут гореть.

Обычно динамический диапазон выражается не в вольтах, а как отношение максимального порогового уровня к минимальному. Таким образом, динамический диапазон линейного индикатора уровня напряжения будет равен V _R / (V _R / M), то есть равен M или равен 20log (M) в дБ. Следовательно, в случае линейной шкалы динамический диапазон светодиодного индикатора зависит только от общего количества светодиодов.

Логарифмическая шкала

В случае логарифмической шкалы резисторы от R _o до R _N не идентичны и их значения зависят от шага разрешения.Чтобы вычислить правильные значения для логарифмической шкалы, мы должны решить схему, как показано ниже:

Предположим, что шаг разрешения будет равен S дБ (например, 1,5, 2 или 3 дБ и т. Д.). Это означает, что каждое напряжение V _i должно быть на S db выше предыдущего, V _i-1 . Учитывая определение db, должно быть верно, что:

20 log (V _i / V _{i -1} ) = S⇒ V _i / V _{i -1} = 10 ^{S / 20}

(7)

Подставляя напряжения V _i / V _{i -1} , из уравнения (6), мы находим, что:

R _i = Σ _{n (n = от 0 до i-1)} R _n (10 ^{S / 20} -1), для i от 1 до Ν

(8)

Итак, мы получаем рекурсивную формулу (8), по которой мы можем вычислить значение каждого резистора Ri, если нам известен шаг разрешения S в дБ и значения всех предыдущих членов.То есть, чтобы рассчитать R ₁ , нам нужно знать значение Ro. Затем мы можем рассчитать ₂ рандов из ₁ и ₀ рандов, ₃ рандов из ₂ рандов, ₁ рандов, ₂ рандов и т. Д. Установив

10 ^{S / 20} =

Α

(9)

мы можем получить из уравнения (8), что:

_{рэндов 1} = _{рэндов 0,} (А -1)

_{рэндов 2} = _{рэндов 0,} (A -1) + _{рэндов 0,} (A -1) ²

R ₃ = R _{0 ·} (A -1) + 2R _{0 ·} (A -1) ² + R _{0 ·} (A -1) ³

R ₄ = R _{0 ·} (A -1) + 3R _{0 ·} (A -1) ² + 3R _{0 ·} (A -1) ³ + R _{0 ·} (А -1) ⁴

R ₅ =….и так далее.

Вышеуказанное эквивалентно:

_{рэндов 1} = _{рэндов 0 ·} (А -1) · 1

_{рэндов 2} = _рэндов · (A -1) · [1+ (Α-1)]

₃ R _{0 ·} (A -1) · [1 + 2 (Α-1) + (Α-1) ² ]

_{рэндов 3} = _{рэндов 0 ·} (A -1) · [1 + 3 (Α-1) +3 (Α-1) ² + (Α-1) ³ ]

R ₅ =…. и так далее

Мы можем заметить, что в скобках есть многочлены.Эти многочлены имеют биномиальные коэффициенты. Учитывая биномиальную теорему, мы можем заметить, что все эти многочлены имеют вид (x + 1) ^N , где x = A-1. Таким образом, мы можем написать:

_{рандов 1} = _{рупий 0} (A -1) · ⁰

_{рэндов 2} = _{рэндов 0} (A -1) ¹

₃ рупий = _{рупий 0} (A -1) ²

₄ рупий = _{рупий 0} (A -1) ³

R ₅ =….и так далее

Все вышеперечисленные уравнения могут быть сведены в одно уравнение:

R _i = R _{0 ·} (A -1) · Α ^i-1 , i — индекс от 1 до 000

(10)

Уравнение (10) является еще одним выражением для расчета значений от ₀ до _N . Уравнение (10), конечно, эквивалентно уравнению (8), но есть также существенная разница: хотя уравнение (8) является рекурсивной формулой, уравнение (10) является аналитическим выражением.Это означает, что мы можем напрямую найти значение любого сопротивления в сети R _0-N без необходимости знать какое-либо другое значение, кроме R ₀ .

R ₀ можно выбрать двумя способами:

1. Мы можем выбрать произвольное значение для R ₀ .
2. Мы можем сначала принять решение о значении общего сопротивления R _t , а затем рассчитать R ₀ из R _t на основе уравнения:

R _t = R _o + Σ _{n (от 1 до N)} R _n

(11)

Подставляя значения R _i из уравнения (10), находим:

R _o = R _t / (1+ (A -1) · Σ _{i (от 1 до N)} Α ^i-1 )

(12)

Так как М общее количество светодиодов, есть N = M-1 шагов, а это означает, что минимальный порог будет Н · S дБ ниже максимального порогового напряжения (опорное напряжение V _R ).Это означает, что динамический диапазон логарифмического индикатора равен N · S дБ, и, учитывая определение дБ, мы можем обнаружить, что минимальное напряжение изображения в вольтах будет равно В _R · 10 ^{-N · S / 20} .

От постоянного тока до ΑC

До сих пор мы разобрали, как сделать светодиодный вольтметр постоянного тока, линейный или логарифмический. Но нашей первоначальной целью было создать вольтметр переменного тока, потому что мы хотели сделать индикатор уровня звука.

Чтобы преобразовать вольтметр постоянного тока в вольтметр переменного тока, мы должны добавить выпрямитель.Выпрямитель может быть полуволнового или двухполупериодного типа (т. Е. Простой диод или выпрямительный мост). Это также может быть простой выпрямитель на основе кремниевых диодов или любой прецизионный выпрямитель на базе операционных усилителей или любого другого типа. Входной сигнал должен подаваться на вход выпрямителя, а выход выпрямителя должен быть подключен к вольтметру постоянного тока.

Из общей теории выпрямления мы знаем, что выпрямитель производит на выходе компонент постоянного тока, который пропорционален амплитуде входного сигнала переменного тока и нескольким гармоникам более высокого порядка.Компонент постоянного тока содержит всю полезную информацию об уровне входного сигнала переменного тока. Следовательно, если мы хотим, чтобы наш вольтметр точно отображал амплитуду сигнала переменного тока, мы также должны добавить фильтр нижних частот, чтобы отклонять гармоники высшего порядка, создаваемые выпрямителем.

Все необходимые дополнения, чтобы преобразовать базовый светодиодный вольтметр постоянного тока в вольтметр переменного тока, показаны на рисунке 3:

Рис. 3. Светодиодный вольтметр переменного тока (на основе светодиодного вольтметра постоянного тока с добавлением выпрямителя и фильтра нижних частот)

Роль потенциометра R _P будет обсуждаться в следующем разделе.

Не имеет значения, изготовлен ли выпрямитель из кремниевых диодов или с операционными усилителями, или имеет ли фильтр активную или пассивную топологию. В общем, для построения светодиодного индикатора уровня звука приемлемы все типы выпрямителей, а также все типы фильтров нижних частот (активные или пассивные). Прецизионный выпрямитель на основе операционных усилителей, естественно, будет иметь большую чувствительность, чем простой диодный выпрямитель. Второй не сможет реагировать на слабые сигналы ниже порогового напряжения диода (около 0.6В). Для аудиоприложений рекомендуется, чтобы частота среза (-3 дБ) фильтра нижних частот составляла от 2 до 10 Гц (т. Е. Постоянная времени от 500 до 100 мс), чтобы индикатор уровня звука реагировал относительно медленно. и обеспечивает максимальное удержание. В противном случае светодиодный индикатор будет мигать слишком быстро, и визуализировать уровень сигнала будет практически невозможно.

Регулировка чувствительности

Из уравнения (6) мы обнаружили, что V _R определяет верхний предел динамического диапазона и все пороговые напряжения (от V _o до V _N ).При наличии громкого сигнала с амплитудой, равной или выше, чем опорное напряжение V _R (который является фактическим пороговый уровень наиболее значимых LED), система насыщается. Во время насыщения все светодиоды остаются включенными. Это означает, что измеритель уровня звука может быть непрерывно при насыщении (все светодиоды загораются), если входной сигнал постоянно находится выше, чем опорное напряжение. Это будет в случае, если опорное напряжение слишком низкое. С другой стороны, если опорное напряжение слишком высокое, могут быть некоторые несколько функциональных светодиодов на метр, и некоторые из них могут быть постоянно выключен.

Эти проблемы можно избежать с помощью регулируемого опорного напряжения. Тогда V _R можно будет отрегулировать до нужного уровня в соответствии с силой входного сигнала.

Потенциометр R _p в схеме на рис. 3 вставлен именно по этой причине; то есть, чтобы позволить V _R опорного напряжения, чтобы быть скорректированы.

Примеры оформления:

Пример линейного индикатора уровня звука

Предположим, мы хотим разработать линейный измеритель уровня звука с 10 светодиодами.Имеется напряжение питания +12 В и приходится использовать операционные усилители с известными характеристиками. Входное сопротивление операционных усилителей составляет около 1 МОм, а максимальное выходное напряжение на выходе любого операционного усилителя (положительная шина) примерно на 2 В ниже положительного напряжения питания. Из рабочих характеристик светодиода также известно, что любой из доступных светодиодов, который приводится в действие током 20 мА, имеет на своих выводах напряжение около 2 В.

Обращаясь к схеме на Рисунке 1, поскольку у нас есть 10 светодиодов, нам понадобится 10 резисторов для сети, генерирующей пороговое напряжение, от R ₀ до R ₉ .Поскольку нам нужна линейная шкала, все резисторы должны быть одинаковыми. Мы выберем достаточно высокое сопротивление резистора, чтобы минимизировать энергопотребление, но в то же время общее сопротивление R _t должно быть намного ниже, чем входное сопротивление каждого операционного усилителя.

Так как у нас 10 одинаковых резисторов, общее сопротивление R _t будет равно 10 R ₀ .

Давайте выберем R _t так, чтобы оно было в 20 раз меньше входного сопротивления 1 МОм.При таком выборе R _t должно быть равно примерно (1/20) МОм, то есть 10R ₀ = 50 кОм, то есть R ₀ = 5 кОм. Наиболее близким к значению 5 кОм для резисторов серии E24 является значение 4,7 кОм, поэтому значение 4,7 кОм будет разумным выбором.

Теперь пора рассчитать резисторы от R _L0 до R _L9, , которые должны быть включены последовательно со светодиодами. Напряжение питания составляет 12 В, и предполагается, что уровень логической 1 в каждом компараторе соответствует напряжению, которое на 2 В ниже напряжения питания.Это означает, что уровень логической единицы на выходе любого компаратора составляет около 10 В. Исходя из этого, а также поскольку напряжение на концах каждого светодиода составляет 2 В, при токе 20 мА мы заключаем, что напряжение на концах каждого резистора R _L составляет 8 В. Затем, используя закон Ома (R = V / I) и установив V = 8 В и I = 20 мА, мы обнаруживаем, что каждый резистор R _L должен быть равен 8 / 0,02 = 400 Ом. Ближайшее значение при 400 Ом для резисторов серии E24 составляет 390 Ом. Таким образом, значение 390 Ом является разумным выбором для всех резисторов R _L .

Пример конструкции логарифмического индикатора уровня звука

Предположим, мы хотим разработать логарифмический индикатор уровня звука с 10 светодиодами и шагом разрешения 3 дБ. Имеется напряжение питания +12 В и приходится использовать операционные усилители с известными характеристиками. Входное сопротивление операционных усилителей составляет около 1 МОм, а максимальное выходное напряжение на выходе любого операционного усилителя (положительная шина) примерно на 2 В ниже положительного напряжения питания.Из рабочих характеристик светодиода также известно, что любой из доступных светодиодов, который приводится в действие током 20 мА, имеет на своих выводах напряжение около 2 В.

Обращаясь к схеме на Рисунке 1, поскольку у нас есть 10 светодиодов, нам понадобится 10 резисторов для сети, генерирующей пороговое напряжение, от R ₀ до R ₉ . Выберем R _t так, чтобы оно было в 20 раз меньше входного сопротивления 1 МОм. Таким образом, R _t должно быть около (1/20) МОм = 50 кОм.

Установив S = 3 дБ в уравнении (9), мы вычислим, что Α = √2 -1.

Установив Α = √2 -1 в уравнении (12) и для Ν = 9, мы находим, что R ₀ = 2233 Ом.

После расчета значения для R ₀ , мы можем рассчитать все остальные значения для остальных резисторов вне шкалы (от ₁ до ₉ ). Используя уравнение (10) для N = 9 и задав R ₀ = 2233 Ом, мы можем найти, что:

R ₁ = 921,2 Ом, R ₂ = 1300 Ом, R ₃ = 1820 Ом, R ₄ = 2610 Ом, R ₅ = 3667 Ом, R ₆ = 5180 Ом, R ₇ = 7317 Ом , R ₈ = 10340 Ом, R ₉ = 14600 Ом

Ближайшие значения к вышеуказанным значениям для резисторов серии E96 (1%) составляют:

R ₁ = 931 Ом, R ₂ = 1301 Ом, R ₃ = 1838 Ом, R ₄ = 2596 Ом, R ₅ = 3650 Ом, R ₆ = 5230 Ом, R ₇ = 7320 Ом, R ₈ = 10200 Ом, R ₉ = 14700 Ом

Рисунок 4. R _i номиналы резисторов в Ом, для Ν = 9 и R _t = 50K

Теперь пора рассчитать резисторы от R _L0 до R _L9 , которые должны быть подключены последовательно со светодиодами. Напряжение питания составляет 12 В, и предполагается, что уровень логической 1 в каждом компараторе соответствует напряжению, которое на 2 В ниже напряжения питания. Это означает, что уровень логической единицы на выходе любого компаратора составляет около 10 В. Исходя из этого, а также поскольку напряжение на концах каждого светодиода составляет 2 В, при токе 20 мА мы заключаем, что напряжение на концах каждого резистора R _L составляет 8 В.Затем, используя закон Ома (R = V / I) и установив V = 8 В и I = 20 мА, мы обнаруживаем, что каждый резистор R _L должен быть равен 8 / 0,02 = 400 Ом. Ближайшее к 400 Ом значение для резисторов серии E24 составляет 390 Ом. Таким образом, значение 390 Ом является разумным выбором для всех резисторов R _L .

Подробнее об этой статье

Вышеупомянутая статья «Объяснение аналоговых светодиодных индикаторов уровня звука» является частью некоторых заметок из лекций по электронике, прочитанных Г. Адамидисом (физик — магистр электронной физики) в греческом профессионально-техническом институте высшего образования.Предлагаемый тест является переводом греческого оригинала.

Целью статьи является анализ основной концепции аналоговых светодиодных индикаторов уровня звука. В контексте этого анализа мы предлагаем несколько топологий схем на основе компараторов операционных усилителей. Конечно, компараторы могут быть построены с элементами, отличными от операционных усилителей, такими как биполярные транзисторы или полевые транзисторы.

Статья представляет идею и четкую методологию, и может быть использована как конструкция или учебное пособие.

Всегда есть место для улучшений. Если вы считаете, что что-то не так или что-то нужно улучшить, не стесняйтесь размещать свои комментарии или отправлять отзывы. В CircuitLib мы высоко ценим любой вклад от кого-либо.

Схема индикатора уровня напряжения с использованием микросхемы LM339

Индикатор уровня напряжения — это схема, которая может использоваться для индикации диапазона входного напряжения. Обычно схема состоит из последовательности пороговых точек с соответствующей последовательностью светодиодов, которые загораются, когда входное напряжение достигает значения, равного или превышающего каждое пороговое значение.

Например, опорными точками цепи уровня напряжения являются 3 В, 6 В, 9 В, 12 В, а соответствующие светодиоды — LED1, LED2, LED3, LED4 соответственно. Если мы подадим входное напряжение 8 В, тогда светодиоды 1 и 2 загорятся, а светодиоды 3 и 4 останутся выключенными. Поскольку входное значение выше контрольной точки 3 В и 6 В, но ниже 9 В и 12 В.

В приведенной здесь схеме индикатора уровня напряжения используется схема компаратора для сравнения входных значений, чтобы проверить, находится ли входное значение выше или ниже эталонного значения.

Компаратор — это устройство, которое сравнивает два входа и выдает результат, который указывает, какой вход больше.

Два входа компаратора — это инвертирующий (-) и неинвертирующий (+) вход. Выход компаратора будет в высоком состоянии или положительном насыщении, когда входное напряжение на неинвертирующем выводе больше, чем напряжение на инвертирующем выводе. И выход переключается в низкое состояние или отрицательное насыщение, когда входное напряжение на инвертирующем выводе больше, чем на неинвертирующем выводе.Он просто проверяет напряжение между двумя входами и выдает на выходе высокий или низкий уровень, независимо от величины разницы между ними.

Например, если входное напряжение в неинвертирующем (+) = 6В, входное напряжение в инвертирующем (-) = 5,8В. Затем выход становится высоким, поскольку напряжение на неинвертирующем выводе имеет большее значение. Если мы обменяем вышеуказанные значения напряжения между двумя входами, то инвертирующий терминал будет иметь большее значение, а затем выход переключится в состояние НИЗКОГО.

Lm339 Компаратор IC

Основным компонентом этой схемы индикатора уровня напряжения является микросхема LM339, которая представляет собой микросхему четырехканального компаратора с 4 компараторами. Таким образом, мы можем использовать до 4 эталонных значений для сравнения; чтобы проверить, находится ли входное напряжение выше или ниже 4 контрольных точек.

Lm339 Схема выводов

Компаратор	Штифт	Функция
Компаратор 1	4	— Инвертирующий вход 1
	5	+ неинвертирующий вход 1
	2	Выход 1
Компаратор 2	6	— Инвертирующий вход 2
	7	+ неинвертирующий вход 2
	1	Выход 2
Компаратор 3	8	— Инвертирующий вход 3
	9	+ неинвертирующий вход 3
	14	Выход 3
Компаратор 4	10	— Инвертирующий вход 4
	11	+ неинвертирующий вход 4
	13	Выход 4

Работа контура

Здесь эталонные напряжения получены с помощью схемы делителя напряжения из равных резисторов (1 кОм).Делитель напряжения подключен к источнику питания, и каждая точка подключена к неинвертирующему выводу компараторов. В схеме у нас четыре резистора 1кОм, напряжение на каждом резисторе будет равно Vcc / 4. Если напряжение на всем резисторе составляет 12 В, тогда напряжение на каждом резисторе составляет 12/4 = 3 В. Следовательно, напряжение на резисторах R1, R2, R3, R4 относительно GND будет напряжением на инвертирующем выводе компараторов 1, 2, 3, 4, то есть 3 В, 6 В, 9 В, 12 В соответственно.

Вход обычно подключается к инвертирующей клемме четырех компараторов. Если входной сигнал имеет значение выше каждой контрольной точки, тогда выход соответствующего компаратора действует как приемник, и загорается светодиод.

Здесь мы подключили опорные значения к неинвертирующей клемме компаратора, а входной сигнал — к инвертирующей клемме. Чтобы переключить выход в низкое состояние и действовать как сток, когда напряжение на инвертирующем входе выше, чем на неинвертирующем входе.

Почему не расположены, чтобы получить высокое состояние на выходе, когда входное напряжение больше, чем опорное значение? Поскольку выход LM399 IC имеет выход с открытым коллектором, следовательно, он не является источником нагрузки, он может действовать только как приемник. Выход обеспечивает только путь к заземляющему контакту, но не к источнику напряжения. Следовательно, мы должны подключить нагрузку через плюсовую клемму источника питания и выходной контакт компаратора, а не между выходом и GND. Итак, здесь в схеме анод светодиодов подключен к Vcc, а катод — к выходу.

В этой схеме мы можем измерить входное напряжение от 0 до 12 В. Поскольку эталонные значения получаются как 3V, 6V, 9V, 12V путем деления на Vcc / 4, Vcc / 2, 3Vcc / 4, Vcc соответственно; Vcc в цепи составляет 12 В, а разница между каждой точкой составляет Vcc / 4.

путь масштабирования входного или опорное напряжение та же схема может быть использована для проверки широкого диапазона уровней напряжения.

Если входное напряжение имеет меньший диапазон, то вы можете регулировать уровни опорного напряжения, добавляя последовательное сопротивление резисторов R1-R4.Напряжение на всех резисторах R1 — R4 будет VT = Vcc — VR5; Напряжение на резисторах = напряжение питания — падение напряжения на R5. Затем напряжение на делителе напряжения делится на четыре реперных точки VT / 4.

Для измерения более высоких напряжений используйте на входе делитель напряжения, чтобы получить входное напряжение с определенным соотношением.

Тогда напряжение на RB — это масштабированное значение входного напряжения, подаваемое на компаратор в соответствии с входным напряжением.

ВРБ = В (РБ / РА + РБ) | V — напряжение входного сигнала

Например, если входное напряжение находится в диапазоне от 0 до 60 В, вы можете получить шкалу от 0 до 12 В, используя делитель напряжения с резисторами, RA = 12 кОм, RB = 3 кОм,

Тогда VRB = 60 (3000/15000) = 12 В

Таким образом, используя делитель напряжения для диапазона напряжений от 0 до 60 В, входные сигналы компараторов напряжения 3 В, 6 В, 9 В, 12 В генерируются для входных напряжений 15 В, 30 В, 45 В, 60 В соответственно.

Необходимые компоненты

Микросхема — Lm339

Резисторы

R1, R2, R3, R4, R6, R7, R8, R9 — 1 кОм

R5 -10 кОм

светодиод

D1, D2, D3, D4 — 5 мм

Схема шумомера с использованием микросхемы LM3914 — Gadgetronicx

Gadgetronicx> Электроника> Принципиальные и электрические схемы> Схемы датчиков> Схема шумомера с использованием микросхемы LM3914

Фрэнк Дональд 27 мая 2020 г.

Спектр музыки на основе светодиодов

довольно известен, и почти каждый использовал бы музыкальные системы, у которых есть одна из них.С помощью некоторых компонентов, светодиодов и некоторых проводов мы можем создать такой музыкальный спектр. Но здесь, в этой схеме, вместо того, чтобы заставлять светодиоды реагировать на музыку, они реагируют на окружающий звук или уровень шума. Он использует микрофон для контроля звука в окружающей среде, и в зависимости от интенсивности окружающего звука загорается светодиод. Чем выше интенсивность звука, тем больше светодиодов загорается, что делает его измерителем уровня звука для использования в таких местах, как библиотеки, классы и т. Д.

Работа шумомера:

В этой схеме используется электретный микрофон, питаемый от подтягивающего резистора R3.Когда в окружающей среде есть звук, его улавливает электретный микрофон, и этот сигнал поступает на контакт SIG IN через конденсатор C2. Этот конденсатор C2 удаляет составляющие постоянного тока в сигнале. Теперь на смену приходит IC LM3914. Глядя на таблицу LM3914, он принимает аналоговый входной сигнал и сравнивает его с внутренне установленным опорным напряжением, а затем на его основе управляет 10 выходами. Он широко используется для управления светодиодами и ЖК-дисплеями.

Давайте взглянем на его внутреннюю схему, чтобы лучше понять это.Вывод Ref Out этого чипа обеспечивает фиксированное напряжение 1,25 В. Эти 1,25 В определяют изменение входного напряжения, подаваемого на вывод SIGN IN, при котором выход продвигается от контакта 1 к контакту 10, последовательно загорая светодиоды. Это входное напряжение от SIG IN штифта будет по сравнению с серией компараторов внутри этого чипа и каждый компаратор тянет свой выходной сигнал низкого уровня, когда напряжение на SIGN IN превышает опорное напряжение компараторов. Это означает, что если вы постепенно увеличиваете входное напряжение на выводе SIG IN выше 1,25 В, сначала загорится светодиод 1, подключенный к выводу 1.Когда входное напряжение достигает 2,5 В, загорается светодиод 2 на контакте 18. Следовательно, приращение 1,25 В на светодиоде на выводе SIG IN увеличивает выходной сигнал на один шаг.

Изменение опорного напряжения:

1.25V опорного напряжения на шаг довольно слишком много для нашего шумомера. Таким образом, мы создали простой делитель напряжения для привода REF ADJ штифта, который отвечает за изменение выше опорного напряжения. Мы установили делитель напряжения с использованием R1 (430 Ом) и R2 (51 Ом).

Vout = Vref (R2 / R1 + R2)

= 1.25в (51 / (430 + 51)

1,25 В (51/481)

= 0,13 В

Выходное напряжение этого делителя напряжения составляет 0,13 В. Это означает, что последовательность выходных светодиодных индикаторов увеличивается при увеличении входного сигнала от электретного микрофона на 0,13 В.

Мы выбираем 0.13v опорного напряжения, которое является достаточно низким, так как нам нужно наша схема, чтобы быть чрезвычайно чувствительны к окружающему шуму. В качестве альтернативы вы можете заменить значения R1 и R2 в соответствии с вашими потребностями.

В соответствии с таблицей данных, текущий привод выходных контактов также может быть изменен. Это будет в десять раз больше тока, потребляемого с вывода REF OUT. Как правило, чтобы использовать этот IC мы должны использовать резистор нагрузки, чтобы сделать ток от этого пальца, даже если вы хотите палочку с внутренне ссылочным напряжением 1.25V. Здесь мы установили делитель напряжения на этот вывод. Ток, потребляемый этим делителем напряжения с вывода REF OUT, будет

.

I = 1,25 / (R1 + R2)

= 1.25 / (430 + 51)

= 2,5 мА

Используя это, мы установили максимальный ток, протекающий на выходной контакт, равный 25 мА. Этого достаточно для управления светодиодами, которые обычно потребляют максимум 30 мА. Сопротивление резистора R4, R5, R6 к R13 составляет 100 Ом, что снижает напряжение с 5 В до прямого напряжения светодиода (2,2 В). Используемый 2,2 мкФ, байпасный конденсатор используется между светодиодами и клеммой заземления для предотвращения колебаний.

Список деталей:

1. Блок питания — 5в
2. C1 — 2.2 мкФ
3. IC1 — LM3914
4. Гистограмма LED
5. R1, — 430 Ом
6. R2 — 51 Ом
7. R3 — 5 тыс.
8. R4, R5, R6, …… ..R13 — 100 Ом

Примечание:

• Используйте только нагрузочный резистор с выводом REF OUT, чтобы фиксировать только потребляемый ток для светодиодов, который в десять раз превышает ток, потребляемый от вывода REF OUT.
• Использование делителя напряжения сети с REF OUT штифтом, если вы собираетесь уменьшить опорный шагового напряжения от 1,25, но также учитывать ток, потребляемый вашим делителя напряжения зафиксирует ток, потребляемый светодиодами на выходе.

Надеюсь, эта схема будет вам полезна. Если у вас есть вопросы или предложения по этой схеме. Разместите их в разделе комментариев ниже. Также ознакомьтесь с нашей библиотекой электронных схем, чтобы увидеть больше схем, упорядоченных по категориям для облегчения просмотра.

AUDIO VU / ИЗМЕРИТЕЛЬ УРОВНЯ ЗВУКА С LM339

Просмотры сообщений: 173

Это «Измеритель уровня звука » или «Измеритель уровня звука », это универсальный измеритель уровня звука с гистограммой, разработанный для увлекательных проектов.Все, что вам нужно, это подключить один провод к выходу разъема динамика аудиоусилителя вместе с GND и увидеть волшебство. Схема откликается очень быстро и обеспечивает красивое визуальное представление входного аудиосигнала.

Предоставляется упрощенная схема, чтобы дать общее представление о работе. Сигнал подается на серию из 20 компараторов, каждый из которых смещается на другой уровень сравнения цепочкой резисторов. В электрической схеме, строка резистор подключен к 100K потенциометра, который обеспечивает опорное напряжение 1.От 9В до 12В.

Поскольку входное напряжение изменяется от 0 до 1,9 В , выходы компаратора поочередно устанавливаются на низкий уровень, включая светодиодные индикаторы. Эта схема будет работать с уровнем аудиосигнала от 1,9 В до 12 В, она не будет работать с линейным аудиосигналом. Значения струнного резистора рассчитаны для использования в этом проекте с аудиоусилителем от 1 Вт до 10 Вт . PR2 предназначен для регулировки уровня входного аудиосигнала. Проверить плату просто: держите потенциометры PR1 и PR2 в центре, подключите 2 провода GND и входной сигнал к выходу динамика аудиоусилителя, отрегулируйте PR1 так, чтобы все светодиоды были включены при полном уровне аудиосигнала.

Примечание. Этот проект можно использовать во многих других приложениях, изменив значение резисторов цепочки. Возможные применения: вольтметр с гистограммой, монитор уровня заряда батареи, монитор значений датчика.

ОСОБЕННОСТИ

• Питание от 9 В до 12 В постоянного тока
• Ток нагрузки 200 мА (когда все светодиоды горят)
• Уровень входного сигнала от 1,9 В до 12 В
• Может использоваться с усилителем звука мощностью от 1 до 10 Вт

СХЕМА

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ

СОЕДИНЕНИЯ

ВИД ГЕРБЕРА

ФОТО

ВИДЕО

Простая схема индикатора уровня заряда батареи с использованием операционного усилителя

В современном мире мы используем батареи почти во всех электронных гаджетах, от вашего портативного мобильного телефона, цифрового термометра, умных часов до электромобилей, самолетов, спутников и даже роботов-вездеходов, используемых на Марсе батареи которого хватило на 700 солей (марсианских дней).Можно с уверенностью сказать, что без изобретения этих электрохимических накопителей, известных как батареи, мир, каким мы его знаем, не существовал бы. Существует много различных типов батарей, таких как свинцово-кислотные, никель-кадмиевые, литий-ионные и т. Д. С появлением технологий мы видим новые изобретенные батареи, такие как воздушно-литиевые, твердотельные литиевые батареи и т. Д., Которые имеют более высокую мощность. емкость накопителя энергии и высокий диапазон рабочих температур. Мы уже обсуждали больше о батареях и о том, как они работают в наших предыдущих статьях.В этой статье мы узнаем, как спроектировать простой индикатор уровня заряда батареи 12V с помощью операционного усилителя.

Хотя уровень заряда батареи — это неоднозначный термин, потому что мы не можем реально измерить оставшийся в батарее заряд, если мы не используем сложные вычисления и измерения с использованием системы управления батареями. Но в простых приложениях у нас нет роскоши этого метода, поэтому мы обычно используем простой метод для оценки уровня заряда батареи на основе напряжения разомкнутой цепи , который действительно хорошо работает для свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В, поскольку их кривая разряда почти линейна, начиная с 13.8–10,1 В, которые обычно считаются его верхним и нижним крайними пределами. Ранее мы также создали индикатор уровня заряда батареи на базе Arduino и схему мониторинга напряжения нескольких ячеек, вы также можете проверить их, если вам интересно.

В этом проекте мы спроектируем и построим индикатор уровня заряда батареи 12 В с помощью микросхемы LM324 на базе четырехканального компаратора OPAMP, которая позволяет нам использовать 4 компаратора на базе OPAMP на одной микросхеме. Мы измерим напряжение аккумулятора и сравним его с заранее заданным напряжением, используя LM324 IC, и включим светодиоды для отображения выходного сигнала, который мы получаем.Давайте прыгнем прямо в это, ладно?

Необходимые компоненты

• LM324 Quad OPAMP IC
• 4 × светодиодные фонари (красные)
• Резистор 1 × 2,5 кОм
• Резистор 5 × 1 кОм
• Резистор 1 × 1,6 кОм
• 4 × 0,5 кОм Резистор
• 14-контактный держатель микросхемы
• Винтовой зажим для печатной платы
• Перфорированная плита
• Набор для пайки

LM324 Quad OPAMP IC

LM324 — это микросхема с четырьмя операционными усилителями, интегрированная с четырьмя операционными усилителями с питанием от общего источника питания.Диапазон дифференциального входного напряжения может быть равен диапазону напряжения источника питания. Входное напряжение смещения по умолчанию очень низкое и составляет 2 мВ. Диапазон рабочих температур составляет от 0 ° C до 70 ° C при температуре окружающей среды, тогда как максимальная температура перехода может достигать 150 ° C. Как правило, операционные усилители могут выполнять математические операции и могут использоваться в различных конфигурациях, таких как усилитель, повторитель напряжения, компаратор и т. Д. Таким образом, используя четыре OPAMP в одной микросхеме, вы сэкономите место и уменьшите сложность схемы.Он может питаться от одного источника питания в широком диапазоне напряжений от -3 В до 32 В, что более чем достаточно для тестирования уровня заряда батареи до 24 В.

Принципиальная схема индикатора уровня заряда батареи 12 В

Полную схему, используемую в индикаторе батареи 12 В , можно найти ниже. Я использовал батарею 9 В для иллюстрации на изображении ниже, но предполагаю, что это батарея 12 В.

Если вам не нравятся графические схемы, вы можете проверить их на изображении ниже.Здесь Vcc и Земля — ​​это клеммы, которые должны быть подключены к плюсу и минусу батареи 12 В соответственно.

Теперь давайте приступим к пониманию работы схемы. Для простоты мы можем разделить схему на 2 разные части.

Секция эталонных напряжений:

Во-первых, нам нужно решить, какие уровни напряжения мы хотим измерить в цепи, и вы можете соответствующим образом разработать схему резисторного делителя напряжения.В этой схеме D2 представляет собой эталонный стабилитрон с номинальным напряжением 5,1 В и 5 Вт, поэтому он будет регулировать выходное напряжение до 5,1 В. Сопротивление 4 кОм подключено последовательно к заземлению, поэтому падение напряжения примерно 1,25 В будет на каждом резисторе, который мы будем использовать для , для сравнения с напряжением батареи . Эталонные напряжения для сравнения составляют приблизительно 5,1 В, 3,75 В, 2,5 В и 1,25 В.

Также есть еще одна схема делителя напряжения, которую мы будем использовать для сравнения напряжений батареи с напряжениями, выдаваемыми делителем напряжения, подключенным к стабилитрону.Этот делитель напряжения важен, потому что, настраивая его значение, вы определяете точки напряжения, за пределами которых вы хотите загореться соответствующие светодиоды. В этой схеме мы последовательно выбрали резистор 1,6 кОм и резистор 1,0 кОм, чтобы обеспечить коэффициент деления 2,6.

Итак, если верхний предел батареи составляет 13,8 В, то соответствующее напряжение, выдаваемое делителем потенциала, будет 13,8 / 2,6 = 5,3 В, что больше, чем 5,1 В, заданное первым опорным напряжением стабилитрона, поэтому все светодиоды будут светится, если напряжение батареи 12.5 В, т.е. ни полностью заряжен, ни полностью разряжен, тогда соответствующее напряжение будет 12,5 / 2,6 = 4,8 В, что означает, что оно меньше 5,1 В, но больше трех других опорных напряжений, поэтому три светодиода загорятся, а один нет. Таким образом, мы можем определить диапазоны напряжения для включения отдельного светодиода.

Секция компаратора и светодиодов:

В этой части схемы мы просто управляем разными светодиодами для разных уровней напряжения. Поскольку IC LM324 является компаратором на основе OPAMP, поэтому всякий раз, когда неинвертирующий терминал конкретного OPAMP имеет более высокий потенциал, чем инвертирующий терминал, выход OPAMP будет повышен до приблизительно уровня напряжения VCC, который в нашем случае является напряжением батареи. .Здесь светодиод не загорится, потому что напряжения на аноде и катоде светодиода равны, поэтому ток не будет течь. Если напряжение инвертирующего терминала выше, чем напряжение неинвертирующего терминала, то выход OPAMP будет понижен до уровня GND, следовательно, светодиод загорится, потому что на его терминалах есть разность потенциалов.

В нашей схеме мы подключили неинвертирующую клемму каждого OPAMP к резистору 1 кОм цепи делителя потенциала, подключенной к батарее, а инвертирующие клеммы подключены к различным уровням напряжения от делителя потенциала, подключенного к стабилитрону.Таким образом, всякий раз, когда распределенное напряжение батареи ниже соответствующее опорное напряжения, что операционные усилители, то выход будет подтянуты, и светодиод не горит, как описано ранее.

Проблемы и улучшения:

Это довольно грубый и основной метод аппроксимации напряжения батареи, и вы можете дополнительно изменить его, чтобы считывать диапазон напряжения по вашему выбору, добавив дополнительный резистор последовательно с делителем потенциала, подключенным через 5.Стабилитрон 1 В, таким образом, вы можете получить большую точность в меньшем диапазоне, чтобы вы могли определять больше уровней напряжения в меньшем диапазоне для реальных приложений, таких как свинцово-кислотная батарея.

Вы также можете связать разные цветные светодиоды для разных уровней напряжения и, если вам нужна гистограмма. Я использовал только один LM324 в этой схеме, чтобы сохранить его простым, вы можете использовать п число компаратор ИС и с п резисторов, соединенных последовательно с опорным напряжением стабилитрона, вы можете иметь много опорных напряжений для сравнения, как вы хотите что еще больше повысит точность вашего индикатора.

Сборка и тестирование индикатора уровня заряда батареи 12 В

Теперь, когда мы закончили проектирование схемы, нам нужно изготовить ее на печатной плате. Если вы хотите, вы также можете сначала протестировать его на макетной плате, чтобы увидеть, как он работает, и отладить ошибки, которые вы можете увидеть в схеме. Если вы хотите избавиться от хлопот по пайке всех компонентов вместе, вы также можете спроектировать свою собственную печатную плату в AutoCAD Eagle, EasyEDA или Proteus ARES или любом другом программном обеспечении для проектирования печатных плат, которое вам нравится.

Поскольку LM324 может работать с широким диапазоном источников питания в диапазоне от -3 В до 32 В, вам не нужно беспокоиться о предоставлении какого-либо отдельного источника питания для LM324 IC, поэтому мы использовали только одну пару винтовых клемм для печатной платы, которые будут быть напрямую подключенным к клеммам аккумулятора и питать всю печатную плату. С помощью этой схемы вы можете проверить уровни напряжения от мин. 5,5 В до макс. 15 В. Я настоятельно рекомендую вам добавить еще один резистор последовательно в делитель потенциала через стабилитрон и уменьшить диапазон напряжений каждого светодиода.

Если вы хотите увеличить диапазон тестирования напряжения с 12 В до 24 В, поскольку LM324 способен тестировать аккумулятор до 24 В, вам просто нужно изменить коэффициент деления напряжения делителя напряжения, подключенного к аккумулятору, чтобы сделать их сопоставимыми с уровнями напряжения. задается цепью опорного стабилитрона, а также, в два раз сопротивлений, связанные со светодиодами, чтобы защитить его от высокого потока тока через них.

Полную работу этого руководства можно также найти в видео по ссылке ниже.Надеюсь, вам понравилось это руководство и вы узнали что-то полезное, если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте их в разделе комментариев или вы можете использовать наши форумы для других технических вопросов.

Как разработать схему индикатора уровня заряда батареи?

В последнее столетие все, что используется в повседневной жизни, является электронным. Большинство небольших электронных компонентов используют батарею для питания себя. Иногда эти электронные устройства, такие как игрушки, бритвы, музыкальные плееры, автомобильные аккумуляторы и т. Д., Не имеют дисплея для индикации уровня заряда батареи.Поэтому, чтобы проверить уровень заряда батареи, нам нужно устройство, которое будет указывать уровень заряда батареи и сообщать нам, нужно ли менять батарею сразу или через некоторое время. На рынке доступны различные индикаторы уровня заряда батареи. Но если мы хотим, чтобы это устройство было недорогим, мы можем сделать его дома таким же эффективным, как и устройства, доступные на рынке.

В этом проекте я расскажу вам, как лучше всего спланировать простую схему индикатора уровня заряда батареи с использованием доступных на рынке сегментов.Индикатор уровня заряда аккумулятора показывает состояние аккумулятора, просто включая светодиоды. Например, горение пяти светодиодов означает, что заряд батареи составляет 50%. Эта схема будет полностью основана на микросхеме LM914.

Как указать уровень заряда батареи с помощью LM3914 IC?

В этой статье объясняется, как спланировать индикатор уровня заряда батареи. Вы можете использовать эту схему для проверки аккумулятора автомобиля или инвертора. Таким образом, используя эту схему, мы можем продлить срок службы батареи. Давайте соберем еще немного информации и начнем работать над этим проектом.

Шаг 1: Сбор компонентов

Лучший способ начать любой проект — это составить список компонентов и провести их краткое изучение, потому что никто не захочет оставаться в середине проекта только из-за недостающий компонент. Список компонентов, которые мы собираемся использовать в этом проекте, приведен ниже:

Шаг 2: Изучение компонентов

Теперь, когда мы знаем аннотацию нашего проекта и у нас также есть полный список всех компонентов, позвольте нам сделайте шаг вперед и проведите краткое изучение компонентов, которые мы собираемся использовать.

LM3914 — интегральная схема. Его задача — управлять дисплеями, которые визуально показывают изменение аналогового сигнала. К его выходу мы можем подключить до 10 светодиодов, ЖК-дисплеев или любой другой компонент флуоресцентного дисплея. Эту интегральную схему можно использовать только потому, что порог линейного масштабирования линейно масштабируется. В базовой конфигурации он дает десятиступенчатую шкалу, которая может быть расширена до более чем 100 частей с помощью других последовательных микросхем LM3914. В 1980 году эта ИС была разработана компанией National Semiconductors.Но теперь, в 2019 году, он по-прежнему доступен как Texas Instruments. Есть два основных варианта этой ИС. один — LM3915, который имеет шаг логарифмической шкалы 3 дБ, а другой — LM3916, который управляет шкалой стандартного индикатора объема (SVI). Диапазон рабочего напряжения варьируется от 5 В до 35 В, и он может управлять светодиодными дисплеями на своем выходе, обеспечивая регулируемый выходной ток в диапазоне от 2 до 30 мА. Внутренняя сеть этой ИС состоит из десяти компараторов и цепи масштабирования резисторов. Каждый компаратор включается один за другим при повышении уровня входного напряжения.Эта ИС может быть настроена для работы в двух различных режимах: гистограммном режиме и точечном режиме . В режиме гистограммы все клеммы нижнего выхода включаются, а в точечном режиме одновременно включается только один выход. Всего в устройстве 18 контактов.

Veroboard — отличный выбор для создания схемы, потому что единственная головная боль — это разместить компоненты на плате Vero, припаять их и проверить целостность с помощью цифрового мультиметра. Как только схема будет известна, отрежьте плату до нужного размера.Для этого поместите доску на коврик для резки и, используя острое лезвие (надежно) и соблюдая все меры безопасности, несколько раз надрежьте груз сверху и снизу вдоль прямой кромки (5 или несколько раз), переезжая проемы. После этого поместите компоненты на плату вплотную, чтобы сформировать компактную схему, и припаяйте контакты в соответствии с подключениями схемы. В случае ошибки попробуйте распаять соединения и снова припаять их. Наконец, проверьте целостность.Выполните следующие шаги, чтобы создать хорошую схему на Veroboard.

Veroboard

Шаг 3. Проектирование схемы

Ядром этой схемы маркера уровня заряда батареи является микросхема LM3914. Эта ИС принимает аналоговое напряжение в качестве входа и напрямую управляет 10 светодиодами в соответствии с уровнем переменного напряжения. В этой схеме нет необходимости в резисторах в сочетании со светодиодами, потому что ток направляется самой ИС.

В этой цепи светодиоды (D1-D10) показывают предел заряда батареи в точечном режиме или режиме отображения.Этот режим выбирается внешним переключателем sw1, который связан с девятым выводом IC. Шестой и седьмой контакты IC связаны с землей через резистор. Яркость светодиодов регулируется этим резистором. Здесь резистор R3 и POT RV1 составляют схему делителя потенциала. Здесь, в этой схеме, калибровка выполняется путем установки ручки потенциометра. Для этой схемы нет необходимости в каком-либо внешнем источнике питания.

Схема предназначена для контроля от 10 В до 15 В постоянного тока.Схема будет работать независимо от того, составляет ли напряжение аккумулятора 3 В. Lm3914 управляет светодиодами, ЖК-дисплеями и вакуумными люминесцентными лампами. Микросхема содержит гибкую ссылку и точный делитель на 10 шагов. Эта ИС также может работать как секвенсор.

Для индикации состояния выхода мы можем подключить светодиоды разных цветов. Подключите красные светодиоды от D1 к D3, которые демонстрируют фазу выключения вашей батареи, и используйте D8-D10 с зелеными светодиодами, которые показывают уровень заряда батареи от 80 до 100, и используйте желтые светодиоды для оставшегося заряда.

С небольшой настройкой мы можем использовать эту схему для количественного определения диапазонов напряжения. Для этого отключения резистор R2 и верхний уровень напряжения сопрягаются со входом. Теперь переместите оппозицию Pot RV1 на свечение светодиода D10. В настоящий момент снимите верхний уровень напряжения на входе и свяжите с ним более низкий уровень напряжения. Подключите высокоомный переменный резистор к точке резистора R2 и колеблете его, пока не загорится светодиод D1. Теперь отключите потенциометр и измерьте сопротивление на нем.Теперь подключите резистор того же номинала вместо R2. Схема теперь будет измерять различные диапазоны напряжения.

Эта схема наиболее подходит для индикации 12В уровня заряда батареи. В этой схеме каждый светодиод показывает 10 процентов заряда батареи.

Шаг 4: Моделирование схемы

Перед созданием схемы лучше смоделировать и проверить все показания с помощью программного обеспечения. Программное обеспечение, которое мы собираемся использовать, — это Proteus Design Suite . Proteus — это программа, на которой моделируются электронные схемы.

Proteus 8 Professional можно загрузить отсюда.

1. После загрузки и установки программного обеспечения Proteus откройте его. Откройте новую схему, щелкнув значок ISIS в меню. Новая схема.
2. Когда появится новая схема, щелкните значок P в боковом меню. Это откроет окно, в котором вы можете выбрать все компоненты, которые будут использоваться. New Schematic
3. Теперь введите имя компонентов, которые будут использоваться для создания схемы.Компонент появится в списке справа. Выбор компонентов
4. Таким же образом, как описано выше, выполните поиск по всем компонентам. Они появятся в списке Devices List. Список компонентов

Шаг 5: Сборка схемы

Теперь, когда мы знаем основные соединения, а также полную схему нашего проекта, давайте продвинемся вперед и приступим к созданию аппаратного обеспечения. наш проект. Следует помнить об одном: схема должна быть компактной, а компоненты должны располагаться так близко.

1. Возьмите Veroboard и протрите его сторону с медным покрытием скребком.
2. Теперь аккуратно разместите компоненты и достаточно близко, чтобы схема не стала слишком большой.
3. Осторожно выполните соединения, используя паяльник. Если при соединении допущена какая-либо ошибка, попробуйте распаять соединение и снова припаять соединение должным образом, но в конце концов соединение должно быть плотным.
4. После того, как все подключения выполнены, выполните проверку целостности.В электронике проверка целостности цепи — это проверка электрической цепи, чтобы проверить, течет ли ток по желаемому пути (что, несомненно, это полная цепь). Проверка целостности выполняется путем установки небольшого напряжения (соединенного вместе со светодиодом или элементом, создающим волнение, например, пьезоэлектрическим динамиком) по выбранному пути.
5. Если проверка на непрерывность прошла успешно, это означает, что схема выполнена надлежащим образом. Теперь он готов к тестированию.
6. Подключить аккумулятор к цепи.
7. Отрегулируйте потенциометр так, чтобы светодиод D1 начал светиться.
8. Теперь начните увеличивать входное напряжение. Вы увидите, что каждый светодиод загорится с шагом 1 В.

Схема будет выглядеть, как показано на изображении ниже:

Схема цепи

Ограничения этой схемы

У этой схемы есть некоторые ограничения. Некоторые из них приведены ниже:

1. Этот индикатор уровня заряда батареи работает только при малых напряжениях.
2. Значения компонентов являются теоретическими, они могут нуждаться в практической модификации.

Приложения

Широкий спектр этой схемы индикатора уровня заряда аккумулятора включает:

1. С помощью этой схемы мы можем измерить уровень заряда аккумулятора автомобиля.
2. Состояние инвертора можно откалибровать с помощью этой схемы.

Простой индикатор уровня стерео | Электроника для вас

Обычно недорогие домашние стереофонические усилители мощности не имеют индикаторов выходного уровня. Индикатор уровня выходной мощности может быть добавлен к каждому каналу этих стереоусилителей мощности.Поскольку низкие уровни выходной мощности не беспокоят и не причиняют вреда людям, нет необходимости добавлять предусилитель и детектор низкого уровня перед IC LM3915. Но вы должны знать, когда выходная мощность станет значительно выше.

Здесь мы представляем очень простую и недорогую схему индикатора уровня стерео для домашних усилителей мощности с номинальной мощностью около 0,5 Вт. Схема построена на двух микросхемах драйвера дисплея LM3915 (IC1 и IC2). LM3915 определяет аналоговые уровни напряжения для управления десятью светодиодами, обеспечивая логарифмический аналоговый дисплей 3 дБ / шаг.

Уровни напряжения ниже 1 В не важны, потому что они соответствуют низкому уровню аудиосигнала. Точно так же уровни входного напряжения выше 30 В соответствуют слишком высоким уровням выходной мощности, которые неприменимы для домашних усилителей мощности. Таким образом, уровни напряжения, которые нас интересуют, составляют от 1 В до 30 В, с которыми можно работать напрямую с LM3915. LM3915 не требует защиты от входов ± 35 В, что упрощает схему.

Большинство усилителей мощности звука могут управлять нагрузкой от 2 Ом до 32 Ом.Нагрузка в несколько килоом не изменит условий работы усилителя. CON1 — это входной разъем, а CON2 — выходной разъем для громкоговорителя или наушников. Каждый канал имеет собственный LM3915 и десять светодиодов для индикации уровня мощности. Чтобы указать различные уровни звука, выберите светодиоды трех цветов по своему вкусу. Например, у вас может быть пять зеленых светодиодов, три желтых светодиода и два красных светодиода.

Если соответствующие генераторы сигналов и измерительное оборудование недоступны, индикатор уровня может быть откалиброван на основе личных наблюдений.