ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Indicador automático com uma lâmpada. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Automóvel. Dispositivos eletrônicos Ao mesmo tempo, vários designs de indicadores de tensão eram muito populares entre os rádios amadores. E isso não é surpreendente - com sua relativa simplicidade e custos mínimos, você pode obter rapidamente um resultado “visível”. Quanto aos entusiastas de automóveis, segundo observações do autor, tais projetos não despertavam interesse entre eles. Eles exigiam refazer o painel do carro ou colocar uma unidade separada nele e, além disso, distraíam a atenção do motorista. Por outro lado, os entusiastas dos automóveis não viam necessidade de alterar nada a este respeito, uma vez que dependiam totalmente de instrumentos padrão: um amperímetro, um voltímetro e/ou uma lâmpada de controlo. Enquanto isso, uma lâmpada de teste e um amperímetro, na maioria dos casos, registram apenas a direção da corrente no sistema “Bateria (AB) - gerador” e não permitem julgar mudanças qualitativas nele. O autor revisou publicações sobre este tópico nos últimos aproximadamente 20 anos e chegou à conclusão de que o projeto de maior sucesso ainda é o indicador de tensão de E. Klimchuk [1]. Este indicador funciona com uma luz de advertência padrão, encontrada em quase todos os veículos, incluindo motocicletas. Ao mesmo tempo, permite registrar com alto grau de precisão os quatro principais modos de operação do sistema gerador AB. Este número de modos, como mostra a prática, é ideal. A propósito, o motorista praticamente não precisa alterar a psicologia da percepção: dois modos de gerador mais claramente distinguíveis são adicionados aos modos normais de operação da luz avisadora. Quanto à utilidade deste indicador, o incidente ocorrido com o autor é muito interessante. Enquanto dirigia um carro GAZ-2410, uma luz de advertência começou a piscar nos momentos em que o carro sacudia em buracos. A verificação da tensão da correia de transmissão do gerador não deu nenhum resultado. E apenas uma inspeção do carro no fosso revelou um mau funcionamento inesperado - a perda do parafuso inferior do gerador. Como a parte inferior do gerador estava apoiada no motor, a tensão da correia não foi enfraquecida. Porém, em estradas irregulares, o suporte de montagem superior do gerador aparentemente começou a “tocar” e a correia escorregou por um curto período. Isso foi suficiente para registrar quedas de tensão. O mais curioso é que durante muito tempo foi produzido o modelo especificado, nele foi instalada uma lâmpada avisadora, que só acendeu quando o botão de verificação das luzes do painel foi pressionado. A usina nunca forneceu nenhum dispositivo para controlar seu funcionamento. A presença de um amperímetro com comprimento de escala de cerca de 40 mm e corrente de desvio máximo de ±50 A revelou-se inútil na prática. Por exemplo, antes de instalar o indicador, a falha do regulador de tensão foi percebida tarde demais, quando a bateria estava quase totalmente descarregada. O indicador de tensão especificado ainda funciona de forma confiável no carro. Como as publicações sobre este tópico continuam a aparecer na literatura de rádio amador (por exemplo, [2]), gostaria de voltar mais uma vez a um design comprovado. Na nova versão do indicador, a parte digital foi totalmente alterada. A base do circuito indicador proposto (Fig. 1), assim como no protótipo, é um comparador de dupla tensão montado no chip DA1. Sua única diferença é a utilização de um nível de tensão baixo (em vez de alto) para obter uma combinação lógica adicional, o que aumenta a estabilidade do limite de tensão gerado. A tensão nas entradas não inversoras dos comparadores é estabilizada por um estabilizador paramétrico VD1-R5. O microcircuito DA1 utilizado opera em uma ampla faixa de tensões de entrada (de 0 a 32 V), mas para o bom funcionamento do comparador é necessário que a tensão em uma das entradas de cada amplificador operacional seja pelo menos 1,5 V menor do que a tensão de alimentação (sem levar em conta a queda de tensão no resistor R11), o que é garantido pela inclusão correspondente do diodo zener VD1. As tensões nas entradas inversoras dos comparadores são definidas na configuração com divisores R1-R2 e R3-R4. Para o comparador DA1.1, a tensão na entrada inversora, devido à conexão com a saída DA1.2 através do circuito VD2-R9, pode assumir dois valores. Assim, à medida que a tensão de alimentação aumenta, quatro combinações lógicas são formadas sequencialmente nas saídas dos comparadores: 00, 10, 01, 11. De acordo com essas combinações, a parte digital do indicador fornece 4 modos de operação da lâmpada de controle . O algoritmo de operação do indicador proposto por E. Klimchuk revelou-se muito bem-sucedido na prática. Uma frequência mais alta de operação da lâmpada indicadora sinaliza instantaneamente uma tensão perigosa na rede de bordo e uma frequência mais baixa alerta sobre um grau inaceitável de descarga da bateria. A parte digital do indicador é construída em um temporizador DD2 barato (MC14541B), cuja atribuição dos pinos é fornecida na Tabela 1.
A presença de um gerador embutido e um contador com coeficiente de divisão variável permite abandonar dois geradores de baixa frequência e usar o capacitor C3 com melhor TKE ou dimensões menores como elemento de ajuste de frequência. A escolha do coeficiente de divisão depende do código de dois bits nas entradas de endereço A e B do temporizador. Como pode ser visto na Tabela 2, para obter dois modos geradores da lâmpada visualmente distinguíveis, os fatores de divisão de 256 e 1024 são adequados, porque eles fornecem uma diferença entre as frequências na saída do temporizador por um fator de 4.
Infelizmente, os níveis lógicos nas saídas do comparador duplo não permitem obter imediatamente a sequência desejada de modos de operação do temporizador (Tabela 3). Portanto, elementos EXCLUSIVE OR foram introduzidos no circuito (chip DD1). Em diferentes níveis lógicos nas saídas dos comparadores, o elemento DD1.2 gera um nível lógico alto, levando ao zeramento do contador do temporizador interno e à parada do gerador. Neste estado do temporizador, sua tensão de saída corresponde ao nível lógico na entrada SE. Conseqüentemente, a lâmpada está acesa ou apagada. A ordem necessária para ligar a lâmpada corresponde ao nível lógico na saída do comparador DA1.1. Nos modos extremos do indicador (na entrada MR - “0”), o gerador do temporizador interno começa a funcionar. A frequência de geração na saída do temporizador depende da combinação lógica nas entradas A e B. Como neste modo os níveis lógicos nas saídas dos comparadores são os mesmos e coincidem com o nível requerido na entrada A do temporizador, então para entrada B o sinal é invertido pelo elemento DD1.1.
Os níveis lógicos marcados com asterisco na Tabela 3 não foram escolhidos ao acaso. Embora não afetem o funcionamento do indicador como um todo, ainda é preferível que antes do gerador começar a operar, os níveis nas entradas A e B já tenham sido configurados para evitar “saltos” desnecessários dentro do temporizador. Os níveis na entrada SE indicados na tabela permitem iniciar o modo gerador trocando instantaneamente a lâmpada, sem esperar o aparecimento do primeiro pulso. Assim, se no estado anterior a lâmpada estava desligada, o modo gerador iniciará com o seu acendimento e vice-versa. Um gerador de som é montado nos elementos DD1.3 e DD1.4. É ligado apenas nos modos geradores do indicador quando há nível “0” na entrada 12 e “1” na entrada 8. Portanto, os modos extremos podem ser distinguidos de ouvido. Este circuito destina-se a automóveis em que a luz avisadora está ligada ao “+” da fonte de alimentação (através dos contactos da chave de ignição). Enquanto isso, em alguns modelos mais antigos, por exemplo VAZ-2101, a lâmpada indicadora do painel deve ser desmontada, neste caso basta substituir o transistor VT1 pelo KT973A, e para inverter o sinal de saída do temporizador adicionar o transistor VT2 ( Figura 2). Neste caso, o emissor do transistor VT1 deve ser conectado à fonte de alimentação “+” através da chave de ignição, e o coletor à saída livre da lâmpada (ambos os fios do modelo acima são direcionados para o compartimento do motor). O resistor R17, mostrado na Fig. 2 com uma linha pontilhada, pode ser necessário ao usar transistores de um tipo diferente como VT1, por exemplo, KT814, KT816. O transistor composto KT973A já possui esse resistor. A placa de circuito impresso do dispositivo (Fig. 3) é feita de folha de fibra de vidro unilateral e é projetada para ambas as opções de conexão da lâmpada de controle. Na primeira opção é necessário interligar os contatos escurecidos na Fig. 3 com um jumper, na segunda é necessário instalar peças adicionais: transistor VT2, resistor R16 e, se necessário, R17, que é soldado diretamente aos terminais do transistor VT1 ou na placa na lateral dos condutores impressos. Neste último caso, é conveniente utilizar este método. Para um resistor com potência nominal de 0,125 W, os cabos são arrancados e a tinta protetora é removida dos copos das extremidades. Os copos são limpos com lixa fina, por exemplo, fixando o resistor no mandril de uma microbroca. O resistor assim preparado é soldado em copos às placas de contato da placa ou aos terminais do transistor. O diodo Zener VD1 e o resistor R7 são instalados na placa antes de instalar o chip DA1. O capacitor C1 é K53-1A, os demais são de cerâmica. É melhor remover os pinos 4 e 11 livres do microcircuito DD2. Embora sejam apenas uma parte tecnológica da habitação, a presença de quaisquer sinais neles é indesejável. O emissor piezoelétrico HA1 pode ser de um tipo diferente. É aconselhável começar a configurar o indicador definindo os limiares de resposta dos comparadores, ou seja, tensões de alimentação (AB), nas quais os modos de operação da lâmpada de controle U mudampor.1...VOCÊpor.3. Para isso, é necessária uma fonte de alimentação com tensão de saída continuamente variável de 10...15 V, um multímetro digital e, preferencialmente, um osciloscópio. Os resistores que determinam os limites de comparação (R2, R4 e R9) são instalados à medida que são selecionados. Primeiro, em vez de R4, solde um resistor de sintonia (de preferência multivoltas) e, ajustando a tensão nos terminais “AB” do circuito igual a Upor.3, girando o motor R4, eles conseguem a comutação do comparador DA1.1, monitorando a tensão em sua saída por meio de um osciloscópio. Em seguida, a tensão é alterada suavemente, especificando os limites de comutação superior e inferior de DA1, porque comparadores para comutação mais clara são cobertos por feedback positivo através das cadeias R6-R8 e R7-R10. É melhor realizar esta operação várias vezes, alterando Uporos. Depois disso, o resistor de sintonia é dessoldado, sua resistência é medida e substituída por uma constante de mesmo valor. Em princípio, o resistor selecionado pode ser composto por dois. O uso de resistores de corte não é recomendado. Então o resistor R2 é selecionado da mesma maneira na tensão de alimentação Upor.2. alcançar a comutação do comparador DA1.2. E por fim, selecionam R9, conseguindo a comutação do comparador DA1.1, mas já na tensão de alimentação Upor.1 A resistência R15 no gerador de som pode ser diferente daquela indicada no diagrama, especialmente se for utilizado um tipo diferente de emissor piezoelétrico. É selecionado de acordo com o volume máximo do emissor piezoelétrico. Tensão Upor.2 e vocêpor.3 É aconselhável escolher valores iguais aos extremos da faixa fornecida pelo regulador de tensão. Essa faixa geralmente é indicada no manual de operação do veículo ou no passaporte do regulador de tensão. Ressalta-se que nos reguladores de tensão industriais a faixa especificada, via de regra, corresponde à variação tecnológica dos parâmetros durante a produção, e não à variação real da tensão com a temperatura. Quando o indicador opera com um regulador de tensão totalmente compensado por temperatura, a escolha dos limites de comparação indicados torna-se mais complicada. Portanto, podemos simplesmente recomendar que os rádios amadores escolham Upor.2 = 13,6 V, Upor.3 = 14,6 V. A maioria dos reguladores de tensão industriais se enquadra nesta faixa. Já nos reguladores de tensão com compensação de temperatura, o indicador funciona em conjunto com o regulador de tensão [3]. Em tempo frio (cerca de -30°C), ao ligar o motor, a luz avisadora começa a piscar com uma frequência aumentada, indicando alta tensão (como se sabe, a baixas temperaturas a tensão nos terminais da bateria deve ser aumentada). Após o aquecimento do compartimento do motor e, portanto, da bateria, a lâmpada apaga-se. Inicialmente, esse comportamento da lâmpada causou alarme, mas logo esse modo se tornou até conveniente - indica a funcionalidade do compensador de temperatura. Em clima moderado, o indicador funciona normalmente. Com escolha Upor.1 a situação é ainda mais complicada. À primeira vista, você pode instalar Upor.1, correspondendo a 50% do grau de descarga da bateria (como se sabe, a tensão está relacionada com a densidade do eletrólito por uma dependência quase linear). Mas esta tensão depende fortemente da temperatura do eletrólito. Há outro fator importante. Deixe-me lembrá-lo de que, para aumentar a precisão da medição, a alimentação do indicador deve ser fornecida diretamente dos terminais da bateria. A luz avisadora acende quando o interruptor de ignição é ligado. Neste caso, uma carga significativa também é conectada à bateria - o enrolamento de excitação do gerador (a corrente através do enrolamento primário da bobina de ignição não está excluída). Você pode, é claro, usar um interruptor separado para alimentar a lâmpada, mas isso não é totalmente conveniente. É melhor no projeto do regulador de tensão prever o acionamento do enrolamento de excitação após a partida do motor [4] ou mesmo após o motor atingir a velocidade de rotação mínima necessária para excitar o gerador [5]. Você pode fazer isso: selecione um dia com temperatura média, descarregue a bateria com um garfo de carga até o nível desejado e instale-a no carro. Depois disso, gire a chave de ignição (sem ligar o motor) e use um voltímetro digital para medir a tensão nos terminais da bateria. Use o valor obtido e ajuste Upor.1. Como último recurso, podemos recomendar Upor.1 = 12,0...12,6 V. Estruturalmente, o indicador de tensão é feito conforme descrito em [6]. O fio comum é a caixa do indicador. É melhor instalar o indicador dentro do carro, evitando a proximidade do aquecedor. O condutor que conecta o indicador à bateria deve ser soldado à placa (sem conector) e na outra extremidade uma pétala deve ser soldada sob o terminal da bateria. Para facilitar a retirada da bateria do carro, a pétala pode ser colocada no terminal de partida, conectada por um fio “potente” ao terminal “+” da bateria. O circuito proposto está operacional na faixa de tensão de alimentação de 3 a 18 V. A faixa de temperatura depende do projeto do chip DA1 e varia de 0°C a +70°C (LM358) e de -55°C a +125 °C (LM158). Literatura
Autor: A.Martemyanov, Seversk; Publicação: radioradar.net Veja outros artigos seção Automóvel. Dispositivos eletrônicos. Leia e escreva útil comentários sobre este artigo. Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica: Máquina para desbastar flores em jardins
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