Вольтметр светодиодный своими руками: Изготовление самодельного цифрового вольтметра в домашних условиях — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Вольтметр на светодиодах

Практически вся техника, которую выпускают в наши дни, содержит в себе светодиоды. Они буквально окружают нас со всех сторон, начиная от ламп и фонариков, заканчивая определением напряжения буквально во всей бытовой технике. Их часто используют для подсветки экранов, управления различными приборами и т.д.
Чаще всего в технике используются светодиоды пяти цветов:

белые,
красные,
зеленые,
желтые,
синие.

Так же они могут создавать инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Именно такие незаменимы в системах управления: пульты для телевизоров, кондиционеров и другой бытовой техники.
Мы рассмотрим способ применения светодиодов в определении напряжения устройств. Основной прибор для измерения напряжения – вольтметр. Как же тут могут пригодиться светодиоды? Они и станут нашими видимыми индикаторами.
Обычно, как образец приводят пример вольтметра на основе 12 светодиодов. Соответственно он может индексировать напряжение в диапазоне от 0 до 12 вольт. Такое устройство можно весьма эффективно использовать для измерения блоков питания, которые можно регулировать. Незаменимым он будет так же для радиолюбителей, в частности для создания небольших приборов дома.

Светодиоды – индикаторы

Использование светодиода в качестве индикатора тоже имеет свои законы, которые нужно знать, если вы собираете прибор своими руками.

Важно соблюдать полярность. Светодиод – полупроводниковый прибор, который имеет два вывода: катод и анод. Работать он будет только в случае прямого включения.
Граница напряжения. Для каждого светодиода она своя. Если превысить это значение – он сломается.
Как индикаторы рекомендуется применять светодиоды, которые достаточно ярко горят при напряжении 5 мА.

Вольтметры на светодиодах

Если погрешность вольтметра составляет не более 4%, то его можно смело назвать индикатором. Такое устройство можно легко сделать своими руками при помощи светодиодов. Вы сможете использовать такой вольтметр для индикации микросхем под напряжением 5 вольт. Индикаторами будут 6 светодиодов в границах 1,2 – 4,2 вольт с промежутком через 0,6 вольт. Светодиоды должны потреблять 60 микроампер.
Принцип работы индикатора основан на фиксации падения напряжения в переходах: база – эмиттер транзисторов и прямых падений на диодах (0,6 вольт).
Схему такого вольтметра легко найти в интернете.

Как собрать вольтметр для аккумулятора автомобиля?

Этот вольтметр можно использовать как для 12-вольтного аккумулятора, так и для зарядных устройств, либо вообще самостоятельно.
Индикатор будет состоять из 10 светодиодов с разницей значения в четверть вольт. Измерение напряжения будет в диапазоне 10,25 – 15 вольт.
Питание осуществляется от напряжения, которые вы будете измерять.
Основой схемы такого вольтметра являются две поликомпараторные микросхемы с линейным законом индикации.
Микросхема – это набор из 10 компараторов и резисторов, которые образуют делитель напряжения. У компаратов на выходе есть ключевые каскады для того, чтобы управлять светодиодами. Для того, чтобы микросхемы работали последовательно, резисторные делители включены именно в таком (последовательном) порядке.
Светодиоды устанавливаем в одну линию. Вы можете взять как светодиодные линейки, так и 10 отдельных светодиодов. Для вольтметра подойдут светодиоды любого типа.

Светодиодный вольтметр на одной микросхеме.

Опубликовано 04.09.202204.09.2022 автором Moldik

Для организации различного вида показометров, сегодня принято использовать микроконтроллеры. И это на самом деле очень удобно и порой дешево, конечно если не считать затрат на написание кода для микроконтроллера. Но на самом деле есть решение по лучше и поизящнее. Существуют специальные микросхемы.

Первые в моем списке LM3914, LM3915 и LM3916.

Сразу стоит оговорится, что эти микросхемы созданы специально для отображения уровней аудио сигнала, а поэтому могут работать как линейной, так и нелинейной-растянутой и логарифмической шкалой. И в свою очередь именно эти характеристики позволяют использовать эти микросхемы и как вольтметры постоянного тока (аудио сигнал в принципе тоже измеряется как постоянное напряжение) и даже как амперметр.

Умеет такой вольтметр управлять дискретными светодиодами, показывая в качестве отображения результата, перемещающуюся светящуюся точку или столбик.

Структурная схема LM3914 представляет из себя ряд оперционников, работающих в качестве компараторов. В составе микросхемы кроме того есть LM317, на которой собран источник образцового напряжения, выводы LM317 выведены наружу, для того, что бы с помощью всего 2-х резисторов можно было это образцовое напряжение настроить, как это сделать, я писал вот тут.А дальше все просто. Внутри микросхемы все компараторы между собой соединены цепочкой резисторов по 1 кОм — это внутренний делитель напряжения.

И когда напряжение на выводе 5 с учетом этого делителя на инверсном входе соответствующего компаратора сравняется с напряжением на не инверсном, компаратор переключится и на его выходе появится «-» напряжения питания, а туда в свою очередь подключен светодиод. Если мы рассмотрели первый компаратор, то все это будет точно также справедливо и для остальных и таким образом получается, что при повышении напряжения на входе будут по очереди загораться остальные светодиоды. В режиме светящейся точки светодиоды загораются по очереди, т.е. при загорании следующего , предыдущий тухнет. А переключатся между режимами «точка» и «столбик» можно с помощью вывода 9. При подключении этого вывода к плюсу источника питания получим режим «столбик», если этот вывод оставить свободным — «точка».

Эти микросхемы не одинаковы. а имеют разный шаг и разную шкалу:

Таблица порогов

Если взглянуть на таблицу, то сразу видно , что LM3914 это линейный индикатор, а остальные имеют уже нелинейную зависимость.

На сегодняшний день в официальном даташите написано, что LM3914 — это «аналоговый индикатор уровней напряжения на 10 пунктов». Однако если мне не изменяет память, раньше я видел там упоминание об уровнях аудио сигнала. Но я могу ошибаться в этом. Но точно не ошибусь, что когда-то я ставил такой индикатор на выход УНЧ для индикации отдаваемой мощности и это было удобно.

Делитель для источника опорного напряжения

Расчет делителя опорного напряжения как я уже сказал, делается точно по формуле LM317:

Uоп = (R2/R1+1)x1,25В + 100

Цифра 100, это 100мА — ток вытекающий с вывода 8, и это стандартная величина тут.

Кроме того на этой схеме присутствует резистор R3, который определяет ток через светодиоды. Можно поступить и по другому, запитать светодиоды от источника питания и схема ограничения тока будет выглядеть вот так:

И теперь самое интересное, схемы с вариантами использования. Я буду рассматривать только схемы LM3914, потому что только она имеет линейную шкалу и наиболее интересна для использования в качестве вольтметра.

Во первых характеристики:

Установка необходимого напряжения внутреннего источника:

Напряжение питания микросхемы должно, минимум на 2В выше опорного.

И если напряжение на выводе 4 микросхемы (Uн) установить отличным от нуля, можно получить растянутую линейную шкалу — от Uн до Uв. Т.е. получим включение светодиодов не через 1В как было в табличке выше, а через то напряжение какое нам удобно, а шкала все равно останется линейной.

Схема включения будет выглядеть так:

Напряжение на входе Uн подстроечным резистором R3 это может быть установлено в пределах от 0В до Uв, а Uв = 1,2В. И если Uн выбрать равным 0,8В, то диапазон индицируемых уровней составит 10,5… 15 В, т.е. первый светодиод загорится при напряжении 10,5В, а последний — 15В. Отличный вольтметр для автомобильной сети получился неправда ли?.

Кроме того, можно увеличить разрядность включая микросхемы «каскадно». Для переключения режимов «точка/столбик», необходимо вывод 9 последней микросхемы подключить соответствующим образом.

И тут уже внимательно нужно посчитать токи светодиодов. Вот такая схема приведена в даташите:

Каскадное соединение LM3914

Если каждый светодиод заменить на линейку из нескольких, то легко можно получить эффект имитации светящейся стрелки — в режиме точки или светящегося сектора в режиме столбика. К примеру что-то такое:

Для запитки такого количества светодиодов их можно включить через транзисторные ключи.

Кроме использования данной микросхемы как вольтметр, я видел еще массу вариантов, например термометр. Я думаю вы мне еще подскажите несколько вариантов включения этой микросхемы.

И конечно стоит отметить, что эта микросхема не единственная в своем роде.

Есть еще микросхемы

UAA180 и UAA170 и если не ошибаюсь они вышли в свет именно в таком порядке, сначала 180-я, а потом 170-я. UAA180 сейчас практически не найти в продаже, схема включения такая:

UAA180

А UAA170 еще встречается в продаже, но она не дешевая особенно относительно LM3914. У нее есть неоспоримый плюс — это 16 светодиодов в линейке (столбике), но при ее цене можно взять 2 LM3914 и получить 20.

UAA170

И последнюю микросхему которую я сегодня хочу упомянуть, это ICL7107. Это тоже вольтметр, именно

вольтметр, именно для этого она и создана и это кроме всего прочего цифровой вольтметр, т.е. на выход этой микросхемы подключается обыкновенный семисегментный индикатор и она показывает результат измерений понятными цифирками. И цена у этой микросхемы от одного доллара за штуку.

Вольтметр на ICL7107

Схема огромное множество в сети, но суть одна, как на схеме выше. Я такую микросхему в живую еще не щупал и мне очень интересно как она работает, поэтому будет скоро еще и «лабораторная работа» в видео формате.

Возможно есть еще подобные микросхемы, но я о них не знаю, жду ваших комментариев на этот счет.

В мастерскую

вольтметр

сделать 2-проводной вольтметр со светодиодным дисплеем

Как правило, в повседневной жизни мы используем несколько электрических и электронных приборов. Все эти приборы рассчитаны на определенную номинальную электрическую мощность; они должны эксплуатироваться с заданными рейтингами для их защиты и эффективности. Следовательно, требуется измерять электрические свойства энергии, подаваемой на приборы или устройства. Приборы, используемые для измерения величин (электрических величин, таких как напряжение, ток, энергия и т. д.), называются измерителями, такими как вольтметр, амперметр, измеритель чередования фаз, счетчик энергии и т. д. Вольтметр, также называемый вольтметром, используется для измерения напряжения или разности потенциалов между двумя точками в любой линии электропитания или проводнике, в электрической цепи или на любом устройстве. Существуют различные типы вольтметров, такие как аналоговые вольтметры, ламповые вольтметры, вольтметры на полевых транзисторах и цифровые вольтметры.

Цифровой вольтметр

Цифровые вольтметры используются для измерения неизвестного входного напряжения путем преобразования напряжения в цифровое значение, после чего измеренное напряжение будет отображаться на электронных табло, таких как ЖК-дисплеи или светодиодные дисплеи. Цифровые вольтметры снова подразделяются на различные типы в зависимости от дисплеев, используемых для отображения измеренного напряжения, и они представляют собой цифровые вольтметры с ЖК-дисплеем или вольтметры с ЖК-дисплеем и цифровые вольтметры со светодиодами или вольтметры со светодиодами.

Напряжение, предназначенное для измерения, подается в цепь через резисторы и конденсаторы, как показано на рисунке. Резистор R1 и конденсатор C1 используются для установки частоты внутреннего генератора (тактовой частоты) на уровне 48 Гц, тактовой частоты, при которой будет производиться три отсчета в секунду.

Ошибка, вызванная внутренним опорным напряжением, может быть скомпенсирована, а отображение может поддерживаться постоянным с помощью конденсатора C2, подключенного между контактами 33 и 34 микросхемы. Резистор R5 и конденсатор С3 используются для интегрирования входного напряжения и предотвращения деления входного напряжения, что делает схему более быстрой, а за счет значительного снижения вероятности ошибки схема становится более надежной. Если на входе схемы нет напряжения, то конденсатор заставляет прибор отображать ноль с помощью R2 и P1. Ток через дисплеи можно регулировать, чтобы обеспечить достаточный ток для яркости без каких-либо перегрузок по току с помощью резистора R6. Как мы обсуждали ранее, IC 7107 может управлять четырьмя светодиодными дисплеями, в которых первые три используются для отображения чисел от 0 до 9.а первый левый светодиодный дисплей используется только для отображения цифры 1 или знака «-», если напряжение отрицательное. Полное питание схемы подается через контакты IC 7107 +5 В на контакте 1, 0 В на контакте 21 и –5 В на контакте 26.

Цифровой вольтметр со светодиодной подсветкой, работающий со схемой, можно легко понять с помощью этого простого обзорного описания ниже. .

Напряжение, предназначенное для измерения, сначала преобразуется в цифровой эквивалент с помощью аналого-цифрового преобразователя с двойным наклоном внутри IC7107. Затем это значение декодируется и отображается на электронных табло на основе светодиодов. Напряжение предназначено для измерения в интеграторе для получения рампы на выходе интегратора в течение фиксированного периода времени. Затем на вход интегратора подается опорное напряжение с противоположной полярностью, и этому опорному напряжению разрешается линейно возрастать для обнуления выхода интегратора. Таким образом, время, необходимое отрицательному наклону для достижения нуля, может быть измерено с точки зрения тактового цикла IC7107. Это время пропорционально измеряемому напряжению. Таким образом, внутреннее опорное напряжение и входное напряжение сравниваются, и результат преобразуется в цифровой формат для отображения с помощью цифрового вольтметра.

Поиск и устранение неисправностей светодиодов — проблемы с питанием светодиодов

БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА

ОТ 250 $
Заказы, отправленные в пределах континентальной части США * Негабаритные предметы

Электронная почта 775-636-6060M-F 7:30–16:00 PST

Домашняя | Руководство по устранению неполадок со светодиодами | Устранение неполадок со светодиодами — проблемы с источником питания

На рынке представлено несколько типов продуктов светодиодного освещения, и для большинства из них требуется источник питания низкого напряжения, также известный как светодиодный трансформатор или светодиодный драйвер. При этом очень важно понимать различия между светодиодными продуктами и типы источников питания, которые им требуются, а также ограничения по монтажу, чтобы вы знали, что используете совместимые лампы и трансформаторы. Если у вас возникли проблемы с источником питания для светодиодов, прочтите это руководство, чтобы узнать о некоторых распространенных методах устранения неполадок.

Имейте в виду, что использование источника питания 24 В постоянного тока со светодиодной лампой 12 В постоянного тока не сделает ее вдвое ярче, и наоборот, это приведет к повреждению светодиодных продуктов и серьезной пожароопасности. Никогда не используйте 2 источника питания на одном светодиодном светильнике или контроллере светодиодного освещения.

1.) Определите технические характеристики ваших светодиодных светильников

Если у вас возникли проблемы с источником питания светодиодов, в первую очередь необходимо определить характеристики напряжения и мощности ваших светодиодных осветительных приборов. Существует много типов светодиодных продуктов, поэтому важно точно знать, что у вас есть, и это одна из причин, по которой мы не рекомендуем людям покупать светодиодные продукты, потому что не все светодиодные продукты совместимы друг с другом. Если у вас нет доступа к спецификациям от поставщика, вы можете посмотреть на сам продукт, и обычно на продукте будет какая-то маркировка или наклейка, как вы видите на картинке справа. Если вы не знаете мощность или напряжение продукта, вам придется приобрести прибор, чтобы считать это.

Также очень важно знать, является ли ваш продукт светодиодом постоянного напряжения или постоянного тока, в Ecolocity LED мы продаем только светодиодный продукт постоянного напряжения, эти два типа несовместимы друг с другом.

2.) Определите характеристики вашего источника питания

После того, как вы определили характеристики своих светодиодных фонарей, вы можете проверить характеристики своего источника питания для светодиодов, чтобы убедиться, что входная и выходная мощность соответствует требованиям. вашей установки. На большинстве блоков питания для светодиодов эта информация напечатана где-то на изделии. На рисунке справа показаны ограничения на вход переменного тока и ограничения на выход 12 В постоянного тока. Если вы умножите выходное напряжение постоянного тока (12 В постоянного тока) на максимальную номинальную силу тока (8,5 А), это даст вам максимальную мощность нагрузки источника питания (100 Вт). ). Если вы перегружаете или используете больше мощности для ваших светодиодных фонарей, чем номинальная мощность блока питания, это приведет к сбою блока питания или его миганию.

1.) Знайте ограничения по установке вашего блока питания

Не все блоки питания можно установить так, как это подходит для проекта. Все наши блоки питания имеют определенные ограничения по установке, игнорирование которых приведет к выходу из строя блока питания. Наши невлагозащищенные блоки питания должны быть установлены лицевой стороной вверх в хорошо проветриваемом помещении, чтобы тепло, выделяемое во время использования, могло отводиться. Если это проигнорировать, блок питания наверняка со временем выйдет из строя из-за перегрева. Наши водонепроницаемые блоки питания гораздо менее требовательны к монтажным ограничениям. Они могут быть установлены боком, вверх ногами или любым другим способом, но их нельзя устанавливать под прямыми солнечными лучами или таким образом, чтобы они подвергались прямому воздействию наружных элементов или стоячей воды. При установке на открытом воздухе эти блоки питания всегда следует помещать в коробку, защищенную от непогоды.

2.) Дважды проверьте проводку источника питания

Проводка источника питания светодиодов — еще одна важная вещь, которую необходимо дважды или даже трижды проверить при устранении неполадок. Даже самые опытные электрики могут время от времени допускать простую ошибку в проводке. Убедитесь, что ваши провода открыты и соприкасаются с проводами или портами вашего источника питания. Щелкните изображение справа, чтобы проверить распространенные цвета проводов и убедиться, что вы правильно указали полярность. Если вы не уверены в полярности вашего светодиодного источника питания, используйте мультиметр для проверки.

3.) Установите для блока питания правильное значение входного напряжения

Некоторые из наших негерметичных блоков питания имеют внутренний переключатель для установки входного напряжения в диапазоне 100–120 В переменного тока или 200–240 В переменного тока. вызвать проблемы с выходной мощностью вашего источника питания и может привести к необратимому повреждению в течение длительного периода времени. Прежде чем продолжить, убедитесь, что этот переключатель находится в правильном положении. Имейте в виду, что ни один из наших водонепроницаемых блоков питания не имеет такой опции.

4.) Проверка на короткое замыкание

Большинство источников питания имеют встроенную защиту от короткого замыкания, это приводит к включению и выключению источника питания, почти как мерцание. Дым или сгоревшие провода также являются распространенным признаком короткого замыкания. Обычные электрические короткие замыкания возникают из-за соприкосновения незакрепленных проводов друг с другом, перемычки при пайке или установки оголенных медных площадок (полосовых ламп) на металлическую поверхность.

1.) Проверьте вход переменного тока с помощью мультиметра напряжения

Для проверки сети переменного тока высокого напряжения необходимо сначала установить на мультиметре правильное положение переключателя диапазона и вставить измерительный провод в соответствующее гнездо. На нашем мультиметре напряжение переменного тока отмечено красным. Как видите, есть вариант 600 или 200. Вы хотите выбрать вариант выше, чем напряжение, которое вы тестируете. В этом случае мы тестируем на 120 В переменного тока, поэтому мы устанавливаем циферблат на 200. Если вы тестируете напряжение выше 200 В переменного тока, вы должны установить селекторный переключатель на 600.

2.) Подсоедините измерительные провода к источнику питания переменного тока.

Подсоедините измерительные провода к двум точкам, в которых необходимо снять показания напряжения, в этом случае один провод к нагрузке, а другой к нейтрали, полярность имеет значение не имеет значения (НИКОГДА НЕ ПРИКАСАЙТЕСЬ К ДВУМ ТОЧКАМ ОДНИМ ПРОВОДОМ, ПРОИЗОЙДЕТ ПОРАЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ). Будьте осторожны, не касайтесь проводников под напряжением какими-либо частями тела. Никогда не заземляйтесь при выполнении электрических измерений. Не прикасайтесь к открытым металлическим трубам, розеткам, арматуре и т. д., которые могут иметь потенциал земли. Изолируйте свое тело от земли, используя сухую одежду, резиновую обувь, резиновые коврики или любой разрешенный изолирующий материал. Никогда не прикасайтесь к открытой проводке, соединениям или любым проводникам цепи под напряжением, когда пытаетесь провести измерения. Всегда проверяйте правильность работы тестового оборудования перед использованием.

3.) Проверьте показания напряжения переменного тока на мультиметре

Если все сделано правильно, вы должны получить показания напряжения на цифровом экране вашего мультиметра. В этом случае мы тестировали, чтобы убедиться, что источник питания получает входное напряжение 120 В переменного тока, и показание составило 118,9 В переменного тока, что является приемлемым. При любых показаниях напряжения следует ожидать небольшое отклонение в любом направлении.

4.) Установите для блока питания правильное значение входного напряжения

5.) Измерьте выходное напряжение постоянного тока

Для того, чтобы проверить питание постоянного тока низкого напряжения, вы должны сначала установить мультиметр в правильное положение на переключателе диапазона и вставить измерительный провод в соответствующее гнездо. На нашем мультиметре напряжение постоянного тока отмечено черным цветом. Как видите, есть варианты 200, 20 или 2. Вы хотите выбрать вариант выше, чем напряжение, которое вы тестируете. В этом случае мы тестируем 12 В постоянного тока, поэтому мы устанавливаем циферблат на 20. Если вы тестируете напряжение выше 20 В, вы должны установить селекторный переключатель на 200.

6.) Подсоедините измерительные провода к источнику питания постоянного тока. обратная полярность даст отрицательное значение (НИКОГДА НЕ ПРИКАСАЙТЕСЬ К ДВУМ ТОЧКАМ ОДНИМ ВЫВОДОМ). Будьте осторожны, не касайтесь проводников под напряжением какими-либо частями тела. Никогда не заземляйтесь при выполнении электрических измерений. Не прикасайтесь к открытым металлическим трубам, розеткам, арматуре и т. д., которые могут иметь потенциал земли. Изолируйте свое тело от земли, используя сухую одежду, резиновую обувь, резиновые коврики или любой разрешенный изолирующий материал. Никогда не прикасайтесь к открытой проводке, соединениям или любым проводникам цепи под напряжением, когда пытаетесь провести измерения.