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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Indicador de tensão de rede no chip LM3914N-1. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição No indicador de tensão da rede, é conveniente usar uma régua de LEDs convencionais localizada em uma linha reta ou em um arco de círculo, imitando a escala de um medidor de ponteiro. Ler as leituras de tal indicador é quase tão conveniente quanto um relógio comparador. O uso de LEDs de diferentes cores de brilho chama a atenção em situações de emergência. As leituras de tal indicador podem ser monitoradas em más condições de iluminação e a uma distância considerável.
O esquema do indicador proposto é mostrado na fig. 1. É feito no chip LM3914N-1, que é um conversor de tensão DC para um código de dez posições. As saídas do microcircuito permitem a conexão direta, sem resistores limitadores de corrente, com os cátodos dos LEDs, cujos ânodos estão ligados ao positivo da fonte de alimentação. Se necessário, o microcircuito também pode controlar indicadores luminescentes de vácuo ou LCD. Pode funcionar em dois modos: "escala contínua" (o número de LEDs acesos é proporcional à tensão de entrada) e "ponto flutuante" (apenas um LED está aceso, cujo número é proporcional à tensão de entrada). O dispositivo proposto usa um segundo modo mais econômico (para isso, o pino 9 do chip LM3914N-1 é deixado livre). A tensão CC fornecida à entrada do microcircuito é formada a partir da rede CA usando um retificador de meia onda dos diodos VD6, VD7. Ele é reduzido ao nível necessário usando um divisor de tensão resistivo ajustável R3R4. O diodo zener VD150 de alta tensão (4 V) elimina o excesso de tensão "esticando" a escala do dispositivo. O diodo zener VD5 limita os surtos de tensão de curto prazo que sempre são possíveis na rede a um valor seguro para a entrada do microcircuito. A capacitância do capacitor de suavização C5 é escolhida de modo que a amplitude das ondulações de tensão retificadas seja suficiente para garantir que, em valores intermediários da tensão da rede, não um, mas dois LEDs adjacentes acendam. Isso aumenta a precisão do estimativa de tensão "a olho". Observe que no modo "ponto flutuante", o LED HL1 não se apaga quando outros LEDs são acesos, mas apenas brilha com brilho reduzido, permitindo que você veja o "início" da escala. Ele se apaga completamente apenas em uma tensão abaixo do brilho correspondente com brilho total. Os resistores R7-R9 são projetados para equalizar o brilho do brilho de diferentes tipos de LEDs. Se isso não for necessário, os resistores podem ser descartados substituindo-os por jumpers. Você também pode instalar esses resistores no circuito de outros LEDs. A tensão de alimentação do microcircuito e dos LEDs foi obtida usando um retificador nos diodos VD1, VD2 com capacitores de têmpera C1, C2. É limitado ao valor desejado (12 V) pelo diodo zener VD3. O resistor R1 reduz a corrente de carga dos capacitores C1, C2 quando o dispositivo está conectado à rede. O resistor R2 descarrega esses capacitores após desconectar da rede.
O indicador foi montado em uma placa de material isolante de folha 90x70 mm, cuja fotografia é mostrada na fig. 2. As peças são colocadas de tal forma que todas as conexões podem ser feitas usando seus terminais e vários jumpers do fio de montagem A montagem em superfície reduz a probabilidade de quebra ao longo da superfície da placa de circuito impresso entre as bordas finas dos condutores com grande potencial diferença Nos dispositivos industriais, esse problema é resolvido não apenas aumentando as folgas entre os condutores, mas também as folgas de ar especialmente localizadas no caminho de possíveis quebras de superfície no dielétrico da placa. Resistor R1 é desejável usar um fio ou especial importado em uma caixa cinza fosca. Resistores MLT e similares não são adequados aqui, pois sua camada condutora pode se esgotar após apenas algumas conexões na rede. É desejável usar um resistor de sintonização R4 multi-voltas, por exemplo SP5-22. Os resistores Trimmer SPZ-38 e outros em versão aberta não são adequados para este dispositivo devido à baixa confiabilidade e estabilidade. Para melhorar a suavidade do ajuste e sua estabilidade, você pode usar um resistor de ajuste menor do que o indicado no diagrama de classificação conectando um resistor constante selecionado em série com ele. Capacitores C1, C2 - filme K73-17, K73-24, K73-39 para uma tensão constante de pelo menos 630 V Os análogos importados desses capacitores geralmente são capacitores de óxido menos confiáveis - K50-35 ou importados. Capacitor de cerâmica C4 - para montagem em superfície. Ele é soldado diretamente aos pinos de alimentação do chip DD1. Os diodos 1N4007 podem ser substituídos por 1 N4006, KD243Zh, KD247D, KD257D. Diodo zener R2K - em R2M ou qualquer outro de baixa potência com uma tensão de estabilização de 140 ... 155 V. Esses diodos zener são amplamente utilizados em TVs cinescópios modernos e sua aquisição geralmente não causa problemas. O diodo zener 1N4738A pode ser substituído por KS182Ts, KS182Ts1, 2S175Ts, 2S175K1, KS175Ts. O transistor da série KT315 também é adequado. KT3102 - a saída de seu emissor é conectada ao terminal positivo do capacitor C5, o terminal da base é conectado ao terminal negativo e o terminal do coletor é deixado livre. O diodo zener D815D substituirá dois diodos zener 1 N5341 conectados em série. Um análogo do chip LM3914N-1 é o LM3914V, feito em um pacote de montagem em superfície. Os chips LM3915, LM3916 também são adequados. Os LEDs dos tipos indicados no diagrama, se necessário, podem ser substituídos por quaisquer outros adequados em termos de cor e brilho do brilho, bem como do tamanho do gabinete. Eles não devem ser colocados muito próximos, isso dificultará a interpretação das leituras do indicador. É conveniente ajustar e verificar o indicador usando um autotransformador ajustável (LATR). Ao definir a tensão para exatamente 220 V, o resistor R4 ajustado garante que apenas o LED HL5 seja aceso com brilho total (como já mencionado, o LED HL1 brilha “meio coração”). Um pequeno desvio da tensão nominal deve levar à inclusão dos LEDs vizinhos HL4 ou HL6 com um pequeno brilho. Além disso, alterando a tensão fornecida ao indicador, são observados seus valores correspondentes ao meio das zonas de brilho com o brilho máximo de cada um dos LEDs. São esses valores que devem ser escritos nos LEDs do dispositivo acabado, os indicados no diagrama são indicativos. Deve-se ter em mente que os multímetros digitais baratos da série 830-838 medem a tensão alternada, cujo valor é de cerca de 220 V com um erro absoluto de até ± 10 V. Portanto, é aconselhável usar um dispositivo mais preciso como voltímetro de referência ao calibrar o indicador. Você pode expandir ou estreitar a faixa de valores de tensão que o indicador mostra selecionando o diodo zener VD4, respectivamente, com uma tensão de estabilização menor ou maior. Se você conectar os pinos 9 e 3 do microcircuito LM3914N-1, o indicador funcionará no modo "escala contínua", no qual todos os LEDs do HL1 à tensão medida correspondente acenderão simultaneamente. Como a corrente consumida pelo dispositivo neste caso aumentará significativamente, é necessário dobrar a capacitância dos capacitores C1 e C2 e fornecer ao diodo zener VD3 um dissipador de calor com uma área de cerca de 50 cm2. O valor do resistor R5 deve ser aumentado para 18 kOhm e a graduação da escala do LED deve ser repetida. Ao trabalhar com o indicador, lembre-se de que seus elementos estão sob tensão de rede e tome os devidos cuidados e medidas de segurança. Autor: A. Butov, p. Kurba, região de Yaroslavl; Publicação: radioradar.net
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