LED가 있는 수제 전압계. DIY 디지털 전압계. 전류계의 개략도

이 기사에서는 표시기가 12개의 LED인 간단한 전압계에 대해 설명합니다. 이를 통해 측정된 전압을 0~12V 범위에서 1V 단위로 표시할 수 있으며 측정 오류는 2%를 초과하지 않습니다.

이 LED 전압계 표시기에 가장 적합한 적용 분야는 조정된 전원 공급 장치에 사용하는 것입니다. 필요한 모든 무선 구성 요소가 준비되어 있으면 문자 그대로 한두 시간 안에 회로를 조립할 수 있습니다.

LED 전압계 장치 설명

논리적 0이 있으므로 LED가 켜지지 않습니다.

전압계의 입력에 전압이 가해지면 비교기 DA1...DA3의 특정 출력에 낮은 논리 레벨이 나타납니다(연산 증폭기의 비반전 단자의 전압 레벨에 따라).

회로도에서 다음과 같이 집적 회로 DD1...DD3의 입력에서 서로 다른 전압 레벨에서 해당 출력에 높은 논리 레벨이 설정되고 그 결과 해당 LED가 켜지기 시작합니다. 전압계 입력의 전압을 12V로 제한하기 위해 제너 다이오드 VD2가 회로에 포함됩니다.

LED 전압계 부품

이 회로는 LM324 연산 증폭기를 비교기로 사용합니다. 이들의 사용은 회로의 아날로그 부분을 집적 회로와 인터페이스하기 위한 미세 회로 및 기타 무선 요소의 총 수를 줄이는 데 기여했습니다. 커패시터 - KM. 모든 저항은 MLT-0.125, MLT-0.25입니다.

LED HL1 - HL12는 AL307을 사용할 수 있습니다. 통합 전압 안정기 DA5 78L12는 KREN8B 또는 7812로 교체할 수 있습니다. 제너 다이오드 VD2는 문자 E 또는 Zh가 있는 KS212로 교체할 수 있습니다. 전압계 회로는 13~16V의 불안정한 정전압 소스에서 전원을 공급받습니다. 최소 12mA의 부하 전류.

소스 Radioamator, 2001년 8월

다양한 전자 제품을 사용하는 경우 개별 회로 요소의 교류 전압 분포 또는 모드를 측정해야 합니다. AC 모드에서 켜진 기존 멀티미터는 오류 수준이 높은 이 매개변수의 큰 값만 기록할 수 있습니다. 작은 값을 판독해야 하는 경우 밀리볼트의 정확도로 측정할 수 있는 AC 밀리볼트계를 사용하는 것이 좋습니다.

자신의 손으로 디지털 전압계를 만들려면 전자 부품 작업 경험과 전기 납땜 인두를 잘 다룰 수 있는 능력이 필요합니다. 이 경우에만 집에서 독립적으로 수행되는 조립 작업의 성공을 확신할 수 있습니다.

마이크로프로세서 기반 전압계

부품 선택

전압계를 만들기 전에 전문가들은 다양한 소스에서 제공되는 모든 옵션을 주의 깊게 연구할 것을 권장합니다. 이러한 선택을 위한 주요 요구 사항은 회로의 극도의 단순성과 0.1V의 정확도로 교류 전압을 측정할 수 있는 능력입니다.

많은 회로 솔루션을 분석한 결과, 디지털 전압계를 자체 제작하려면 PIC16F676 유형의 프로그래밍 가능한 마이크로프로세서를 사용하는 것이 가장 권장되는 것으로 나타났습니다. 이러한 칩을 다시 프로그래밍하는 기술을 처음 접하는 사람들은 집에서 만든 전압계용 기성 펌웨어가 포함된 칩을 구입하는 것이 좋습니다.

부품을 구매할 때 LED 세그먼트에 적합한 표시 요소를 선택하는 데 특별한 주의를 기울여야 합니다(이 경우 표준 포인터 전류계 옵션은 완전히 제외됩니다). 이 경우 회로 구성 요소의 수가 눈에 띄게 줄어들기 때문에 공통 음극이 있는 장치를 선호해야 합니다.

추가 정보.기존에 구입한 무선 소자(저항기, 다이오드 및 커패시터)를 개별 부품으로 사용할 수 있습니다.

필요한 모든 부품을 구입한 후 전압계 회로 배선(인쇄 회로 기판 제작)을 진행해야 합니다.

보드 준비

인쇄 회로 기판을 만들기 전에 전자 계량기의 회로를 주의 깊게 연구하고 그 위에 있는 모든 구성 요소를 고려하여 납땜 제거에 편리한 위치에 배치해야 합니다.

중요한!사용 가능한 자금이 있는 경우 전문 워크샵에서 해당 보드의 생산을 주문할 수 있습니다. 이 경우 실행 품질은 의심할 여지 없이 더 높아질 것입니다.

보드가 준비되면 보드를 "채워야" 합니다. 즉, 모든 전자 부품(마이크로프로세서 포함)을 제자리에 놓은 다음 저온 납땜으로 납땜해야 합니다. 내화성 화합물은 가열하기 위해 높은 온도가 필요하기 때문에 이러한 상황에는 적합하지 않습니다. 조립된 장치의 모든 요소는 소형이므로 과열은 매우 바람직하지 않습니다.

전원 공급 장치(PSU)

향후 전압계가 정상적으로 작동하려면 별도의 DC 전원 공급 장치 또는 내장형 DC 전원 공급 장치가 필요합니다. 이 모듈은 고전적인 방식에 따라 조립되었으며 5V의 출력 전압을 위해 설계되었습니다. 계산된 전력을 결정하는 이 장치의 전류 구성 요소는 전압계에 전력을 공급하는 데 0.5암페어이면 충분합니다.

이러한 데이터를 바탕으로 우리는 전원 공급 장치용 인쇄 회로 기판을 직접 준비합니다(또는 제조를 위해 전문 작업장으로 보냅니다).

메모!시간이 지남에 따라 이러한 절차에 간격을 두지 않고 두 보드를 동시에(전압계 자체와 전원 공급 장치용) 준비하는 것이 더 합리적일 것입니다.

독립적으로 제조되면 다음과 같은 여러 유사한 작업을 한 번에 수행할 수 있습니다.

• 유리 섬유 시트에서 필요한 크기의 블랭크를 절단하고 청소합니다.
• 후속 적용으로 각각에 대한 포토마스크를 만드는 단계;
• 염화제이철 용액으로 이러한 보드를 에칭합니다.
• 라디오 구성 요소로 채우십시오.
• 배치된 모든 구성요소를 납땜합니다.

독점 장비로 제조하기 위해 보드를 보내는 경우 동시 준비를 통해 가격과 시간 모두에서 이점을 얻을 수 있습니다.

조립 및 구성

전압계를 조립할 때 마이크로프로세서 자체가 올바르게 설치되었는지 확인하는 것이 중요합니다(이미 프로그래밍되어 있어야 함). 이렇게 하려면 본체에서 첫 번째 다리의 표시를 찾아 이에 따라 제품 본체를 장착 구멍에 고정해야 합니다.

중요한!가장 중요한 부품을 올바르게 설치했다는 확신을 얻은 후에만 납땜("납땜에 장착")을 진행할 수 있습니다.

때로는 초소형 회로를 설치하기 위해 그 아래에 특수 소켓을 보드에 납땜하는 것이 좋습니다. 그러면 모든 작업 및 구성 절차가 크게 단순화됩니다. 그러나 이 옵션은 사용된 소켓이 고품질이고 마이크로 회로 다리와의 안정적인 접촉을 보장하는 경우에만 유용합니다.

마이크로프로세서를 납땜한 후 전자 회로의 다른 모든 요소를 ​​납땜에 채우고 즉시 배치할 수 있습니다. 납땜 과정에서는 다음 규칙을 따라야 합니다.

• 전체 랜딩 영역에 액체 솔더가 잘 퍼지도록 촉진하는 활성 플럭스를 사용하십시오.
• 장착된 부품의 과열을 방지하려면 팁을 한 곳에 너무 오랫동안 잡고 있지 마십시오.
• 납땜이 완료되면 인쇄회로기판을 반드시 알코올이나 기타 용제로 씻어주세요.

보드를 조립할 때 오류가 발생하지 않은 경우 5V의 안정화된 외부 전압 소스에서 전원을 연결한 후 회로가 즉시 작동해야 합니다.

결론적으로 표준 방법에 따라 구성 및 테스트를 완료한 후에는 자체 전원 공급 장치를 완성된 전압계에 연결할 수 있습니다.

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상당수의 운전자가 예상치 못한 배터리 방전과 같은 문제에 직면하고 있습니다. 집에서 멀리 떨어진 길에서 이런 일이 발생하면 특히 불쾌합니다. 그 이유 중 하나는 자동차 발전기의 고장일 수 있습니다. 임박한 배터리 소모를 방지하는 데 도움이 됩니다. 자동차 전압계. 다음은 이러한 장치에 대한 몇 가지 간단한 다이어그램입니다.

LM3914 칩의 자동차 전압계

이 자동차 전압계 회로는 10.5V ~ 15V 범위에서 자동차 온보드 네트워크의 전압을 모니터링하도록 설계되었습니다. 10개의 LED가 표시기로 사용됩니다.

회로의 기초가 통합되어 있습니다. 이 마이크로 회로는 입력 전압을 추정하고 그 결과를 도트 또는 컬럼 모드의 10개 LED에 표시할 수 있습니다. LM3914 칩은 넓은 전원 공급 범위(3V~25V)에서 작동할 수 있습니다. LED의 밝기는 외부 가변 저항을 사용하여 조정할 수 있습니다. 마이크로 회로의 출력은 TTL 및 CMOS 로직과 호환됩니다.

10개의 LED VD1-VD10은 도트 모드(핀 9가 연결되지 않거나 마이너스에 연결됨) 또는 열 모드(핀 9가 전원 플러스에 연결됨)에서 배터리 전압의 현재 값 또는 차량 온보드 네트워크의 전압을 표시합니다. ).

핀 6,7과 전원 공급 장치 마이너스 사이에 연결된 저항 R4는 LED의 밝기를 설정합니다. 저항 R2와 가변 저항 R1은 전압 분배기를 형성합니다. 가변 저항 R1을 사용하여 상위 전압 레벨을 조정하고 R3을 사용하여 하위 전압 레벨을 조정합니다.

앞서 언급했듯이 이 자동차 전압계는 10.5~15V를 표시합니다. 회로 교정은 다음과 같이 수행됩니다. 전원 공급 장치에서 전압계 회로의 입력으로 15V를 적용합니다. 그런 다음 저항 R1의 저항을 변경하여 VD10 LED(도트 모드) 또는 모든 VD...VD10 LED(열 모드)가 켜지도록 해야 합니다.

그런 다음 입력에 10.5V를 적용하고 가변 저항 R3을 사용하여 LED VD1만 켜지도록 합니다. 이제 전압을 0.5V 단위로 높이면 LED가 하나씩 켜지고 15V 전압에서는 모든 LED가 켜집니다. 스위치 SA1은 점/열 표시 모드 간을 전환하도록 설계되었습니다. SA1 스위치가 닫혀 있으면 기둥이고 열려 있으면 점입니다.

트랜지스터를 이용한 자동차 전압계

자동차 전압계의 다음 회로는 두 개로 구성됩니다. 배터리 전압이 11V 미만이면 제너 다이오드 VD1 및 VD2가 전류를 통과하지 못하기 때문에 빨간색 LED만 켜지고 차량 온보드 네트워크의 전압이 낮음을 나타냅니다.

전압이 12V에서 14V 사이이면 제너 다이오드 VD1이 트랜지스터 VT1을 엽니다. 녹색 LED가 켜지면 정상 전압을 나타냅니다. 배터리 전압이 15V를 초과하면 제너 다이오드 VD2가 트랜지스터 VT2를 열고 그 결과 노란색 LED가 점등되어 차량 네트워크의 전압이 상당히 초과되었음을 나타냅니다.

연산 증폭기 LM393의 전압계

이 간단한 자동차 전압계는 연산 증폭기를 기반으로 제작되었습니다. 표시로는 이전 회로와 마찬가지로 3개의 LED가 사용됩니다.

전압이 낮으면(11V 미만) 빨간색 LED가 켜집니다. 전압이 정상(12.4~14V)이면 표시등이 녹색으로 변합니다. 전압이 14V를 초과하면 노란색 LED가 켜집니다. 제너 다이오드 VD1은 기준 전압을 형성합니다. 이 계획은 계획과 유사합니다.

K1003PP1 마이크로 회로의 자동차 전압계

이 자동차용 전압계 회로는 K1003PP1 마이크로 회로를 기반으로 하며 3개의 LED 빛을 통해 온보드 네트워크의 전압을 모니터링할 수 있습니다.

• 전압이 11V 미만이면 HL1 LED가 켜집니다.
• 11.1~14.4V의 전압에서 HL2 LED가 켜집니다.
• 전압이 14.6V 이상이면 HL3 LED가 켜집니다.

설정. 전원 공급 장치(11.1~14.4V)의 입력에 전압을 적용한 후 가변 저항 R4를 사용하여 HL2 LED를 켜야 합니다.

방전, 보관 및 충전 중에 배터리 상태를 확인하는 작업이 발생했습니다. 내 기술을 기억하고 납땜 인두를 사용해야했습니다. 많은 비교기와 기타 트릭이 포함된 모든 회로는 크기 때문에 우울했습니다. 멀티미터를 배터리에 연결하는 것이 더 쉬웠을 것입니다. 따라서 간단하고 우아한 것을 생각해 내기로 결정했고 그 결과 너비와 깊이 모두 필요에 맞게 확장할 수 있는 구성이 탄생했습니다. 하나의 전압 단계에는 제너 다이오드, 저항기 및 LED의 세 가지 요소만 사용됩니다. (이 시점에서 이마를 두드리며 "내가 전에는 어떻게 생각하지 못했습니까!"라고 외칩니다.

일반적으로 UPS 및 자동차에서와 같이 12볼트 납축 배터리 1개를 기반으로 완성된 장치의 다이어그램과 사진을 찾으세요. 완전히 방전된 상태(9.5V 이하의 전압)부터 완전히 충전된 상태(14.6V 이상의 전압)까지를 표시합니다. 다른 범위가 필요하거나 더 넓은 범위를 원하는 경우 전압 측면에서 가장 가까운 제너 다이오드를 선택하고 LED의 전류 제한 저항을 계산합니다. (1.5V 강하, 20mA 전류).
일반적으로 모든 것이 간단합니다.

SMD 부품을 사용하면 이 10코펙 동전에 들어갈 수 있는데, 소형화 작업이 없어서 브레드보드에 조립했습니다.

첫 번째 빨간색 LED는 회로가 연결되어 있고 약간의 전압이 있음을 나타냅니다. 두 번째 - 9V 이상, 세 번째, 노란색 - 10V 이상, 네 번째 - 11V 이상, 다섯 번째, 녹색 - 12V 이상, 여섯 번째 - 13V 이상. 이 지점 사이의 그라데이션은 해당 LED의 발광 정도에서 명확하게 볼 수 있습니다. 이 경우 배터리는 충전 중이며 곧 충전될 예정입니다.

이것은 간단한 의사 아날로그 전압계에 대한 설명입니다. 측정된 값은 포인터 센서로 양식화된 LED 포인트 형태로 판독되지만(LED 눈금자 형태로도 수행될 수 있음) 측정은 마이크로컨트롤러를 사용하여 디지털 형식으로 수행됩니다. 전압계는 조정된 전원 공급 장치를 보완하기 위해 만들어졌으며 현재 사용 가능한 무선 요소로 만들어졌습니다.

개략도

전압계는 디스플레이와 측정 모듈의 두 부분으로 구성됩니다. 다음은 일반 5V 전원 공급 장치, 외부 기준 전압 소스가 있는 Atmega8 MCU, 32개의 LED가 있는 레지스터입니다.

주 전압 측정 범위는 1V 분해능으로 1~32V인데, 0.1V 분해능으로 0.1~3.2V 자동 범위 변경을 추가하기로 했다.

작동 원리는 두 개의 변환기 ADC0 및 ADC1을 사용한 전압 측정을 기반으로 합니다. 변환기 ADC1은 측정 범위를 결정하는 데 사용됩니다. 이 센서의 값을 사용하면 PC2 포트 핀을 통해 저항 R9를 제어하고 추가하여 1:10 분배기를 형성하거나 끌 수 있습니다. 0.1-3.2V 전압의 경우 CON2의 입력 전압은 저항 R8을 통해 공급되고 변환기 ADC0의 입력으로 직접 이동합니다. 전압이 설정값 3.3V를 초과하면 낮은 범위(녹색 LED33 다이오드가 켜짐)에서 높은 범위로 전환됩니다.

15V 전원 공급 장치에 이러한 전압계를 사용하려면 1:10 분배기 대신 1:4 분배기를 설치하면 0.5V의 분해능으로 최대 16V 범위를 제공할 수 있습니다. 모든 사람이 좋아하지는 않기 때문입니다. 스위칭 범위의 경우 이를 거부하고 R9를 접지에 직접 연결하고 PC2 핀에 대한 연결을 끊고 ADC1을 사용하지 않고 접지에 연결할 수도 있습니다.

다이오드 D2-D5(R8, R10과 함께)는 Atmega 공급 전압, 즉 5V보다 높은 전압 공급으로부터 변환기를 가장 간단하게 보호합니다. 커패시터 C7, ​​C8은 계산된 전압을 추가로 필터링합니다. Atmega의 내부 전압 레퍼런스는 불안정성으로 인해 폐기되었습니다. 기준 전압은 TL431에서 수행됩니다. 기준 전압은 3.3V로 고정되었습니다. 미세 조정은 전위차계를 사용하여 수행됩니다. 저항 R3 및 R4를 사용하면 전위차계의 전압 조정 범위를 선택할 수 있습니다.

MK의 아날로그 부분에 대한 전원 공급 장치도 10μH 인덕터와 100nF 커패시터를 사용하는 것이 일반적입니다. 대량의 디지털과 아날로그를 나누었습니다.

측정 전압은 CON4 커넥터로 출력되는 CLK, D 및 C라는 신호에 의해 레지스터로 순차적으로 전송됩니다.

스위칭 모드

전압계는 표준 설정에 따라 "광점" 모드 또는 LED 눈금자 모드에서 작동할 수 있습니다. 모드 변경은 접점 PB0, 핀 14의 상태를 변경하여 수행됩니다. 접지에 연결하는 것은 포인트 모드이고, 이 접점을 접지에서 분리하는 것은 눈금자 모드로 전환하는 것입니다.

트랜지스터 T1, R6, R7 및 LED1은 간단한 전류 소스를 형성하므로 디스플레이의 32개 LED 각각에 대해 별도의 저항기가 필요하지 않습니다. 이러한 전류원의 전류는 R7의 정격에 따라 결정됩니다. 전압계는 단면 인쇄 회로 기판으로 만들어집니다. 파일 및 펌웨어 - .