Indicador de tensão de rede no chip LM3914N-1. Esquema, descrição

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Indicador de tensão de rede no chip LM3914N-1. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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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 diagrama do indicador proposto é mostrado na Fig. 1. É feito no chip LM3914N-1, que é um conversor de tensão CC em um código de dez posições. As saídas do microcircuito permitem a conexão direta, sem resistores limitadores de corrente, aos cátodos dos LEDs, cujos ânodos são conectados ao positivo da fonte de alimentação. Se necessário, o microcircuito também pode controlar indicadores fluorescentes a vácuo ou LCD.

Arroz. 1 (clique para ampliar)

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 forma que a amplitude das pulsações da tensão retificada seja suficiente para que em valores intermediários da tensão da rede não um, mas dois LEDs adjacentes acendam. Isso aumenta a precisão da avaliação de tensão a olho nu.

Observe que no modo “ponto flutuante”, o LED HL1 não apaga quando outros LEDs são acesos, mas apenas brilha com brilho reduzido, permitindo ver o “início” da escala. Ele se apaga completamente apenas em uma voltagem abaixo daquela correspondente ao seu brilho 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 LEDs é obtida por meio de um retificador utilizando diodos VD1, VD2 com capacitores de extinção C1, C2. É limitado ao valor requerido (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 ser desconectado da rede.

O indicador foi montado em uma placa confeccionada em chapa de material isolante 90x70 mm. Sua fotografia é mostrada na Fig. 2. As peças são colocadas de forma que todas as conexões possam ser feitas usando seus cabos e vários jumpers do fio de montagem. A montagem suspensa reduz a probabilidade de quebra ao longo da superfície da placa de circuito impresso entre as bordas finas dos condutores que possuem uma grande diferença de potencial. Em dispositivos industriais, esse problema é resolvido não apenas aumentando as lacunas entre os condutores, mas também por lacunas de ar especialmente localizadas no dielétrico da placa no caminho de possíveis quebras superficiais.

Indicador de tensão de rede no chip LM3914N-1
Fig. 2

É aconselhável usar o resistor R1 enrolado ou especial importado em caixa cinza fosco. Resistores MLT e similares não são adequados aqui. sua camada condutora pode queimar a ponto de quebrar depois de apenas algumas vezes o dispositivo ser conectado à rede.

É aconselhável usar um resistor de sintonia multivoltas R4, por exemplo SP5-22. Os resistores trimmer SPZ-38 e outros em design aberto não são adequados para este dispositivo devido à baixa confiabilidade e estabilidade. Para aumentar a suavidade do ajuste e sua estabilidade, você pode usar um resistor de sintonia de valor inferior ao indicado no diagrama 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. Análogos importados desses capacitores são geralmente menos confiáveis. Capacitores de óxido - K50-35 ou importados. Capacitor cerâmico C4 - para montagem em superfície. Ele é soldado diretamente aos pinos de alimentação do chip DD1.

Os diodos 1N4007 podem ser substituídos por 1N4006 KD243ZH, KD247D, KD257D. Diodo Zener R2K - em R2M ou qualquer outro de baixa potência com tensão de estabilização de 140...155 V. Esses diodos zener são amplamente utilizados em televisores CRT modernos e sua aquisição geralmente não causa problemas. O diodo zener 1N4738A pode ser substituído por KS 182Ts, KS 182Ts1, 2S175Ts, 2S175K1, KS175Ts. Um transistor da série KT315 KT3102 também é adequado - seu terminal emissor é conectado ao terminal positivo do capacitor C5, o terminal base é conectado ao terminal negativo e o terminal coletor é deixado livre. O diodo zener D815D substituirá dois diodos zener 1N5341 conectados em série, um análogo do microcircuito LM3914N-1 - LM3914V, feito em um pacote para montagem em superfície. Os microcircuitos LM3915, LM3916 também são adequados. Se necessário, os LEDs dos tipos indicados no diagrama podem ser substituídos por quaisquer outros que sejam adequados na cor e no brilho, bem como no tamanho da caixa. eles não devem ser colocados muito próximos, pois isso dificultará a interpretação das leituras dos indicadores.

É conveniente ajustar e verificar o indicador usando um autotransformador ajustável (LATR). Ao definir a tensão para exatamente 220 V, o ajuste do resistor R4 garante que apenas o LED HL5 acenda com brilho total (como já mencionado, o LED HL1 brilha “com intensidade total”). Um pequeno desvio de tensão do valor nominal deve fazer com que os LEDs HL4 ou HL6 adjacentes acendam com baixo brilho. A seguir, alterando a tensão fornecida ao indicador, observe seus valores correspondentes ao meio das zonas de brilho com brilho máximo de cada LED. Estes são os valores que devem ser escritos para os LEDs do dispositivo acabado; os indicados no diagrama são aproximados.

Deve-se levar em consideração que os multímetros digitais baratos da série 830-838 medem 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 um diodo zener VD4 com tensão de estabilização menor ou maior, respectivamente.

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 acendem simultaneamente na tensão correspondente que está sendo medida. Como a corrente consumida pelo dispositivo neste caso aumentará significativamente, é necessário dobrar a capacitância dos capacitores C1 e C2, e dotar o diodo zener VD3 de um dissipador de calor com área de cerca de 50 cm. o resistor R5 deve ser aumentado para 18 kOhm e a calibração 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: Butov A.

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