LED-indikaatorite disain on mõnevõrra keerulisem. Spetsiaalset juhtimiskiipi kasutades saab seda muidugi lihtsustada viimse piirini, kuid siin varitseb väike nuhtlus. Enamik neist mikroskeemidest arendab väljundvoolu mitte rohkem kui 10 mA ja auto LED-ide heledus ei pruugi olla piisav. Lisaks on kõige tavalisematel mikroskeemidel väljundid 5 LED-i jaoks ja see on ainult “minimaalne programm”. Seetõttu on meie tingimuste jaoks eelistatav diskreetsetel elementidel põhinev vooluring, mida saab ilma suurema vaevata laiendada. Lihtsaim LED-indikaator (joonis 4) ei sisalda aktiivseid elemente ega vaja toidet.
Ühendus - raadioga vastavalt "segamono" skeemile või eralduskondensaatoriga, võimendiga - "segamono" või otse. Skeem on äärmiselt lihtne ega vaja seadistamist. Ainus protseduur on valida takisti R7. Diagramm näitab peaseadme sisseehitatud võimenditega töötamise reitingut. 40...50 W võimsusega võimendiga töötades peaks selle takisti takistus olema 270...470 oomi. Dioodid VD1...VD7 - mis tahes räni, mille päripinge langus on 0,7... 1 V ja mille lubatud vool on vähemalt 300 mA. Suvalised LED-id, kuid sama tüüpi ja värvi töövooluga 10...15 mA. Kuna LED-id "toitetakse" võimendi väljundastmest, ei saa nende arvu ja töövoolu selles vooluringis suurendada. Seetõttu peate valima "heledad" LED-id või leidma indikaatori jaoks koha, kus see on otsese valguse eest kaitstud. Lihtsaima disaini teine puudus on väike dünaamiline ulatus. Toimivuse parandamiseks on vaja juhtahelaga indikaatorit. Lisaks suuremale vabadusele LED-ide valimisel saate lihtsalt luua mis tahes tüüpi skaala - lineaarsest logaritmini või "venitada" ainult ühte sektsiooni. Logaritmilise skaalaga indikaatori diagramm on näidatud joonisel fig. 5.
Selle ahela LED-e juhitakse transistoride VT1.VT2 lülititega. Lülitusläved seatakse dioodidega VD3...VD9. Nende arvu valides saate muuta dünaamilist ulatust ja skaala tüüpi. Indikaatori üldise tundlikkuse määravad sisendis olevad takistid. Joonisel on näidatud ligikaudsed reageerimisläved kahe vooluahela valiku jaoks - ühe ja kahe dioodiga. Põhiversioonis on mõõtmisvahemik kuni 30 W 4 oomi koormuse juures, üksikute dioodidega - kuni 18 W. LED HL1 põleb pidevalt, see näitab skaala algust, HL6 on ülekoormuse indikaator. Kondensaator C4 lükkab LED-i kustumist edasi 0,3...0,5 sekundit, mis võimaldab märgata ka lühiajalist ülekoormust. Salvestuskondensaator C3 määrab tagasikäigu aja. Muide, see sõltub helendavate LED-ide arvust - maksimumist hakkab "veerg" kiiresti langema ja seejärel "aeglustub" seadme sisendis olevaid kondensaatoreid C1 ja C2 on vaja ainult ehitatud seadmega töötamisel Raadio võimendi "tavalise" võimendiga töötamisel on võimalik sisendsignaalide arvu suurendada, lisades takisti ja dioodi ahela. kloonimine”, peamine piirang on see, et "lävi" dioodi ei tohi olla rohkem kui 10 ja külgnevate transistoride aluste vahel peab olema vähemalt üks diood, mida kasutatakse sõltuvalt nõuetest - üksikutest LED-idest LED sõlmed ja suurendatud heledusega paneelid. Seetõttu näitab diagramm erinevate töövoolude voolu piiravate takistite väärtusi. Ülejäänud osadele ei ole erinõudeid võimalik kasutada peaaegu kõiki transistore struktuurid p-p-p võimsuse hajumisega kollektoril vähemalt 150 mW ja kahekordse varuga kollektorivoolule. Nende transistoride baasvoolu ülekandetegur peab olema vähemalt 50 ja parem - üle 100. Seda vooluahelat saab mõnevõrra lihtsustada, samas kui kõrvalmõju ilmuvad uued omadused, mis on meie eesmärkidel väga kasulikud (joonis 6).
Erinevalt eelmisest vooluringist, kus transistorelemendid olid ühendatud paralleelselt, kasutame siin järjestikust "kolonni" ühendust. Lävielemendid on transistorid ise ja need avanevad ükshaaval - "alt üles". Aga sisse antud juhul Reageerimislävi sõltub toitepingest. Joonisel on näidatud indikaatori ligikaudsed reaktsiooniläved toitepingel 11 V (ristkülikute vasakpoolne äär) ja 15 V (parempoolne piir). On näha, et toitepinge kasvades nihkub maksimaalse võimsuse näidu piir kõige rohkem. Kui kasutate võimendit, mille võimsus sõltub aku pingest (ja neid on palju), võib selline "automaatne kalibreerimine" olla kasulik. Selle hind on aga transistoride suurenenud koormus. Kõigi LED-ide vool voolab läbi ahela alumise transistori, nii et kui kasutatakse indikaatoreid, mille vool on üle 10 mA, vajavad transistorid ka vastavat võimsust. Rakkude "kloonimine" suurendab veelgi skaala ebaühtlust. Seetõttu on piiriks 6-7 rakku. Ülejäänud elementide eesmärk ja neile esitatavad nõuded on samad, mis eelmisel diagrammil. Seda skeemi veidi moderniseerides saame muud omadused (joon. 7).
Selles vooluringis, erinevalt eelnevalt käsitletutest, puudub helendav "joonlaud". Igal ajahetkel süttib ainult üks LED, mis simuleerib nõela liikumist mööda skaalat. Seetõttu on energiatarve minimaalne ja selles vooluringis saab kasutada väikese võimsusega transistore. Vastasel juhul ei erine skeem varem käsitletutest. Lävidioodid VD1 ... VD6 on ette nähtud tühikäigu LED-ide usaldusväärseks väljalülitamiseks, nii et kui täheldatakse liigsete segmentide nõrka valgustust, on vaja kasutada kõrge päripingega dioode.
Raadioamatöör nr 6 2005. a
Tänu sellistele omadustele nagu: madal voolutarve, väikesed mõõtmed ja tööks vajalike abiahelate lihtsus on LED-id (tähendab nähtava lainepikkuse vahemikus olevaid LED-e) elektroonikaseadmetes väga laialt levinud väga erinevatel eesmärkidel. Neid kasutatakse peamiselt universaalse töörežiimi näiduseadmetena või hädaolukorra näidikuseadmetena. Vähemlevinud (tavaliselt ainult amatöörraadio praktikas) on LED-valgusefekti masinad ja LED-infopaneelid (tablood).
Mis tahes LED-i normaalseks toimimiseks piisab, kui tagada, et seda läbiv vool edasisuunas ei ületaks kasutatava seadme maksimaalset lubatud väärtust. Kui see vool ei ole liiga madal, süttib LED. LED-i oleku juhtimiseks on vaja vooluahelas reguleerida (lülitusi). Seda saab teha standardsete jada- või paralleellülitusahelate (transistorid, dioodid jne) abil. Selliste skeemide näited on näidatud joonisel fig. 3,7-1, 3,7-2.
Riis. 3,7-1. LED-i oleku juhtimise viisid transistorlülitite abil
Riis. 3,7-2. Meetodid LED-i oleku juhtimiseks TTL-digitaalkiipidest
LED-ide kasutamise näide signalisatsiooniahelates on järgmised kaks lihtsat võrgupinge indikaatorite ahelat (joon. 3.7-3, 3.7-4).
Skeem joonisel fig. 3.7-3 on mõeldud vahelduvpinge olemasolu näitamiseks majapidamisvõrgus. Varem kasutati sellistes seadmetes tavaliselt väikese suurusega neoonpirne. Kuid LED-id on selles osas palju praktilisemad ja tehnoloogiliselt arenenumad. Selles vooluringis läbib vool LED-i ainult sisend vahelduvpinge ühe poollaine ajal (teise poollaine ajal šundab LED-i edasisuunas töötav zeneri diood). See osutub piisavaks, et inimsilm tajuks LED-valgust tavaliselt pideva kiirgusena. Zeneri dioodi stabiliseerimispinge valitakse veidi suuremaks kui kasutatava LED-i päripinge langus. Kondensaatori mahtuvus \(C1\) sõltub LED-i läbivast edasivoolust.
Riis. 3,7-3. Võrgupinge indikaator
Kolm LED-i sisaldavad seadet, mis teavitab võrgupinge kõrvalekalletest nimiväärtusest (joon. 3.7-4). Ka siin helendavad LED-id ainult sisendpinge ühe poolperioodi jooksul. LED-ide lülitamine toimub nendega järjestikku ühendatud dinistorite kaudu. LED \(HL1\) põleb alati, kui võrgupinge on olemas, kaks läviseadet dinistoritel ja pingejaoturid takistitel tagavad, et ülejäänud kaks LED-i lülituvad sisse ainult siis, kui sisendpinge jõuab seatud tööläveni. Kui need on reguleeritud nii, et võrgu normaalse pinge korral põlevad LED-id \(HL1\), \(HL2\), siis kõrgendatud pinge korral süttib ka LED \(HL3\) ja kui võrgus on pinge. võrk vähendab LED-i \(HL2\). Sisendpinge piiraja \(VD1\), \(VD2\) hoiab ära seadme rikke, kui võrgu tavapinget oluliselt ületatakse.
Riis. 3,7-4. Võrgupinge taseme indikaator
Skeem joonisel fig. 3.7-5 on mõeldud kaitsme läbipõlemisest märku andma. Kui kaitse \(FU1\) on terve, on selle pingelang väga väike ja LED ei sütti. Kaitsme läbipõlemisel rakendatakse toitepinget väikese koormustakistuse kaudu näidikuahelale ja LED süttib. Takisti \(R1\) valitakse tingimusest, et vajalik vool voolab läbi LED-i. Selle skeemi jaoks ei pruugi kõik tüüpi koormused sobida.
Riis. 3,7-5. LED kaitsme indikaator
Pinge stabilisaatori ülekoormuse näidiku seade on näidatud joonisel fig. 3,7-6. Stabilisaatori normaalses töörežiimis stabiliseerib transistori \(VT1\) põhja pinge zeneri dioodi \(VD1\) ja see on ligikaudu 1 V võrra suurem kui emitteris, seega on transistor suletud ja signaali LED \(HL1\) põleb. Kui stabilisaator on ülekoormatud väljundpinge väheneb, Zeneri diood väljub stabiliseerimisrežiimist ja baasi pinge \(VT1\) väheneb. Seetõttu avaneb transistor. Kuna sisselülitatud LED-i \(HL1\) päripinge on suurem kui \(HL2\) ja transistoril, siis transistori avanemise hetkel kustub LED \(HL1\) ja \(HL2\) ) lülitub sisse. Rohelise LED-i \(HL1\) päripinge on ligikaudu 0,5 V võrra suurem kui punasel LED-il \(HL2\), seega peaks transistori \(VT1\) maksimaalne kollektori-emitteri küllastuspinge olema väiksem kui 0,5 V Takisti R1 piirab voolu läbi LED-ide ja takisti \(R2\) määrab voolu läbi Zener dioodi \(VD1\).
Riis. 3,7-6. Stabilisaatori oleku indikaator
Näidatud on lihtsa sondi vooluring, mis võimaldab määrata pinge olemust (alalis- või vahelduvvoolu) ja polaarsust vahemikus 3...30 V alalisvoolu korral ja 2,1...21 V vahelduvpinge efektiivse väärtuse korral. joonisel fig. 3,7-7. Sond põhineb voolu stabilisaatoril, mis põhineb kahel väljatransistoril, mis on laaditud vastastikku LED-idele. Kui klemmile \(XS1\) rakendatakse positiivne potentsiaal ja klemmile \(XS2\) negatiivne potentsiaal, süttib HL2 LED, kui vastupidi, süttib \(HL1\) LED . Kui sisendpinge on AC, süttivad mõlemad LED-id. Kui ükski LED-tuli ei põle, tähendab see, et sisendpinge on alla 2 V. Seadme tarbitav vool ei ületa 6 mA.
Riis. 3,7-7. Lihtne sond-indikaator pinge olemuse ja polaarsuse kohta
Joonisel fig. 3.7-8 näitab teise lihtsa sondi skeemi LED-näiduga. Seda kasutatakse TTL-kiipidele ehitatud digitaalsete vooluahelate loogikataseme kontrollimiseks. Algolekus, kui pesaga \(XS1\) pole midagi ühendatud, põleb LED \(HL1\) nõrgalt. Selle režiim seadistatakse transistori \(VT1\) alusele sobiva eelpinge seadistamisega. Kui sisendile rakendatakse madalpinge, siis transistor sulgub ja LED kustub. Kui sisendis on pinge kõrgel tasemel transistor avaneb, LED-i heledus muutub maksimaalseks (voolu piirab takisti \(R3\)). Impulsssignaalide kontrollimisel suureneb HL1 heledus, kui signaalijadas domineerib kõrgetasemeline pinge, ja väheneb, kui domineerib madalpinge. Sondi saab toita kas testitava seadme toiteallikast või eraldi toiteallikast.
Riis. 3,7-8. TTL loogikataseme indikaatori sond
Täiustatud sond (joonis 3.7-9) sisaldab kahte LED-i ja võimaldab mitte ainult hinnata loogilisi tasemeid, vaid ka kontrollida impulsside olemasolu, hinnata nende töötsüklit ja määrata kõrge ja madala pingetaseme vahepealne olek. Sond koosneb transistori \(VT1\) võimendist, mis suurendab selle sisendtakistust, ja kahest transistori lülitist \(VT2\), \(VT3\). Esimene klahv juhib LED-i \(HL1\), millel on roheline helendus, teine - LED \(HL2\), millel on punane helendus. Sisendpingel 0,4...2,4 V (vaheseisund) on transistor \(VT2\) avatud, LED \(HL1\) on välja lülitatud. Samal ajal on suletud ka transistor \(VT3\), kuna takisti \(R3\) pingelangust ei piisa dioodi \(VD1\) täielikuks avamiseks ja vajaliku eelpinge loomiseks transistor. Seetõttu ei sütti ka \(HL2\). Kui sisendpinge langeb alla 0,4 V, siis transistor \(VT2\) sulgub, LED \(HL1\) süttib, mis näitab loogilise nulli olemasolu. Kui sisendpinge on üle 2,4 V, avaneb transistor \(VT3\), LED \(HL2\) süttib, mis näitab loogilise pinge olemasolu. Kui sondi sisendile rakendatakse impulsspinget, saab impulsside töötsüklit hinnata konkreetse LED-i heleduse järgi.
Riis. 3,7-9. TTL loogikataseme indikaatori sondi täiustatud versioon
Teine sondi versioon on näidatud joonisel fig. 3,7-10. Kui klemm \(XS1\) pole kuhugi ühendatud, on kõik transistorid suletud, LED-id \(HL1\) ja \(HL2\) ei tööta. Transistori \(VT2\) jagaja \(R2-R4\) emitter saab pinge umbes 1,8 V, alus \(VT1\) - umbes 1,2 V. Kui pingele rakendatakse üle 2,5 V. sondi sisend, transistori \(VT2\) baas-emitteri eelpinge ületab 0,7 V, see avab ja avab transistori \(VT3\) oma kollektorivooluga. LED \(HL1\) süttib, näidates loogilise olekut. Kollektori vool \(VT2\), mis on ligikaudu võrdne selle emitteri vooluga, on piiratud takistitega \(R3\) ja \(R4\). Kui sisendpinge ületab 4,6 V (mis on võimalik avatud kollektoriga ahelate väljundite kontrollimisel), lülitub transistor \(VT2\) küllastusrežiimi ja kui baasvoolu \(VT2\) ei piira takisti \ (R1\), transistor \(VT3\) sulgub ja LED \(HL1\) kustub. Kui sisendpinge langeb alla 0,5 V, avaneb transistor \(VT1\) kollektori vool avab transistori \(VT4\), lülitab sisse \(HL2\), mis näitab loogilise nulli olekut. Takisti \(R6\) abil reguleeritakse LED-ide heledust. Valides takistid \(R2\) ja \(R4\), saate määrata LED-ide sisselülitamiseks vajalikud läved.
Riis. 3,7-10. Loogilise taseme indikaatori sond, kasutades nelja transistori
Peenhäälestuse näitamiseks kasutavad raadiovastuvõtjad sageli lihtsaid seadmeid, mis sisaldavad ühte ja mõnikord mitut LED-i erinevad värvid sära.
Akutoitel vastuvõtja ökonoomse LED-häälestuse indikaatori skeem on näidatud joonisel fig. 3,7-11. Seadme voolutarve ei ületa signaali puudumisel 0,6 mA ja peenhäälestusega on see 1 mA. Kõrge efektiivsus saavutatakse LED-i toitega impulsi pinge(st LED ei põle pidevalt, vaid vilgub sageli, kuid nägemisinertsuse tõttu pole selline virvendus silmale märgatav). Impulssgeneraator on valmistatud ühendustransistoril \(VT3\). Generaator toodab impulsse kestusega umbes 20 ms, millele järgneb sagedus 15 Hz. Need impulsid juhivad transistori \(DA1.2\) (üks mikrokoostu \(DA1\) transistoridest) lüliti tööd. Signaali puudumisel LED aga ei lülitu sisse, kuna sel juhul on transistori \(VT2\) emitter-kollektori sektsiooni takistus kõrge. Peenhäälestusega avanevad transistor \(VT1\) ja seejärel \(DA1.1\) ja \(VT2\) nii palju, et hetkedel, mil transistor \(DA1.2\) on avatud, põleb LED. süttib \(HL1\). Voolutarbimise vähendamiseks ühendatakse transistori \(DA1.1\) emitteri ahel transistori \(DA1.2\) kollektoriga, mille tõttu kaks viimast etappi (\(DA1.2\), \(VT2\)) töötavad ka võtmerežiimis. Vajadusel saate takisti \(R4\) valides saavutada LED-i \(HL1\) nõrga esialgse helendav valgustuse. Sel juhul toimib see ka vastuvõtja sisselülitamise indikaatorina.
Riis. 3,7-11. Ökonoomne LED seadistusnäidik
Kulusäästlikke LED-indikaatoreid võib vaja minna mitte ainult akutoitel raadiotes, vaid ka paljudes muudes kantavates seadmetes. Joonisel fig. 3,7-12, 3,7-13, 3,7-14 näitavad mitmeid selliste näitajate diagramme. Kõik need töötavad juba kirjeldatud impulsi põhimõttel ja on sisuliselt ökonoomsed LED-ile laetud impulsigeneraatorid. Sellistes vooluringides valitakse genereerimissagedus üsna madalaks, tegelikult visuaalse taju piiril, kui LED-i vilkumist hakkab inimsilm selgelt tajuma.
Riis. 3,7-12. Ökonoomne LED indikaator, mis põhineb ühendustransistoril
Riis. 3,7-13. Ökonoomne LED indikaator, mis põhineb unijunktidel ja bipolaarsetel transistoridel
Riis. 3,7-14. Ökonoomne LED indikaator, mis põhineb kahel bipolaarsel transistoril
VHF FM-vastuvõtjates saab häälestuse näitamiseks kasutada kolme LED-i. Sellise indikaatori juhtimiseks kasutatakse FM-detektori väljundist saadavat signaali, milles konstantne komponent on jaama sagedusest ühes suunas kergel kõrvalekaldumisel positiivne ja teises suunas nõrga häälestuse korral negatiivne. Joonisel fig. Joonisel 3.7-15 on kujutatud lihtsa seadistusnäidiku skeem, mis töötab kirjeldatud põhimõttel. Kui indikaatori sisendi pinge on nullilähedane, on kõik transistorid suletud ja LED-id \(HL1\) ja \(HL2\) ei kiirga ning läbi \(HL3\) voolab vool, mille määrab toide pinge ja takistite takistus \(R4 \) ja \(R5\). Diagrammil näidatud nimiväärtuste korral on see ligikaudu võrdne 20 mA-ga. Niipea, kui indikaatori sisendisse ilmub pinge, mis ületab 0,5 V, avaneb transistor \(VT1\) ja LED \(HL1\) lülitub sisse. Samal ajal avaneb transistor \(VT3\), see möödub LED-ist \(HL3\) ja kustub. Kui sisendpinge on negatiivne, kuid absoluutväärtus on suurem kui 0,5 V, lülitub LED \(HL2\) sisse ja \(HL3\) kustub.
Riis. 3,7-15. VHF-FM vastuvõtja häälestusindikaator kolmel LED-il
VHF FM-vastuvõtja lihtsa peenhäälestusindikaatori teise versiooni skeem on näidatud joonisel fig. 3,7-16.
Riis. 3,7-16. VHF FM-vastuvõtja häälestusnäidik (valik 2)
Magnetofonides, madalsagedusvõimendites, ekvalaiserites jne. Kasutatakse LED-signaali taseme indikaatoreid. Selliste indikaatorite poolt näidatud tasemete arv võib varieeruda ühest või kahest (st tüüpi "signaal olemas - signaali pole" juhtimine) kuni mitmekümneni.
Kahetasemelise kahekanalilise signaali taseme indikaatori diagramm on näidatud joonisel fig. 3,7-17. Kõik lahtrid \(A1\), \(A2\) on valmistatud kahel erineva struktuuriga transistoril. Kui sisendis pole signaali, on elementide mõlemad transistorid suletud, seega LED-id \(HL1\), \(HL2\) ei sütti. Seade jääb sellesse olekusse seni, kuni juhitava signaali positiivse poollaine amplituud ületab ligikaudu 0,6 V võrra lahtris \(A1\) oleva transistori \(VT1\) emitteri konstantset pinget, mis on määratud jagaja \(R2\), \ (R3\). Niipea kui see juhtub, hakkab transistor \(VT1\) avanema, kollektoriahelasse ilmub vool ja kuna see on samal ajal ka transistori \(VT2\) emitteri ristmiku vool, ka transistor \(VT2\) hakkab avanema. Suurenev pingelang takisti \(R6\) ja LED \(HL1\) vahel suurendab transistori \(VT1\) baasvoolu ja see avaneb veelgi. Selle tulemusena on varsti mõlemad transistorid täielikult avatud ja LED \(HL1\) lülitub sisse. Sisendsignaali amplituudi edasisel suurenemisel toimub sarnane protsess lahtris \(A2\), mille järel süttib LED \(HL2\). Kui signaali tase langeb alla seatud reaktsiooniläve, naasevad rakud algsesse olekusse, LED-id kustuvad (esmalt \(HL2\), seejärel \(HL1\)). Hüsterees ei ületa 0,1 V. Vooluahelas näidatud takistusväärtuste korral käivitub rakk \(A1\) sisendsignaali amplituudil ligikaudu 1,4 V, raku \(A2\) - 2 V.
Riis. 3,7-17. Kahe kanaliga signaali taseme indikaator
Loogiliste elementide mitmekanaliline tasemeindikaator on näidatud joonisel fig. 3,7-18. Sellist indikaatorit saab kasutada näiteks madalsagedusvõimendis (korraldades valgusskaala mitmest indikaator-LED-st). Selle seadme sisendpinge vahemik võib varieeruda vahemikus 0,3 kuni 20 V. Iga LED-i juhtimiseks kasutatakse \(RS\)-päästikut, mis on kokku pandud 2I-NOT elementidele. Nende päästikute reageerimisläved määratakse takistitega \(R2\), \(R4-R16\). "Reset" liinile tuleks perioodiliselt rakendada LED-kustutusimpulssi (selline impulss oleks mõistlik anda sagedusega 0,2...0,5 s).
Riis. 3,7-18. Mitme kanaliga madala sagedusega signaali taseme indikaator \(RS\)-trigeritel
Ülaltoodud tasemeindikaatorite ahelad tagasid iga indikatsioonikanali terava reageerimise (st nendes olev LED kas helendab etteantud heledusrežiimis või on välja lülitatud). Skaalaindikaatorites (järjekorraliselt käivitatavate LED-ide rida) pole see töörežiim üldse vajalik. Seetõttu saab nende seadmete puhul kasutada lihtsamaid ahelaid, milles LED-e juhitakse mitte iga kanali kohta eraldi, vaid ühiselt. Mitmete LED-ide järjestikune sisselülitamine sisendsignaali taseme tõustes saavutatakse pingejaoturite (takistitel või muudel elementidel) järjestikuse sisselülitamisega. Sellistes ahelates suureneb LED-ide heledus järk-järgult, kui sisendsignaali tase tõuseb. Sel juhul seatakse iga LED-i jaoks oma voolurežiim, nii et määratud LED-i helendust jälgitakse visuaalselt ainult siis, kui sisendsignaal jõuab vastavale tasemele (sisendsignaali taseme edasisel suurenemisel süttib LED-tuli üha eredamalt, kuid kuni teatud piir). Lihtsaim variant Kirjeldatud põhimõttel töötav indikaator on näidatud joonisel fig. 3,7-19.
Riis. 3,7-19. Lihtne LF signaali taseme indikaator
Kui on vaja suurendada näidutasemete arvu ja suurendada indikaatori lineaarsust, tuleb LED-i lülitusahelat veidi muuta. Näiteks indikaator vastavalt joonisel fig. 3,7-20. Sellel on muuhulgas üsna tundlik sisendvõimendi, mis tagab töö nii konstantse pinge allikast kui ka helisagedussignaalist (sel juhul juhitakse indikaatorit ainult sisendi vahelduvpinge positiivsete poollainete abil).
Probleem on selles, et selle komplekti tootmine on juba lõpetatud, nii et peate improviseerima ja ostma varuosi eraldi. Eriti väärib märkimist, et vooluringi aluseks on UAA180 kiip või kodumaine analoog 1003PP1. Teades seda praegu, ei ole see teile raske oma kätega kokku panna LED-skaalaga seadmed teie auto jaoks.
Mikrolülituse tihvtide otstarve:
1 – maa;
18 – toide kuni +18 volti;
17 – mõõdetud pinge sisend;
16 – mõõdetud pinge alumine võrdlustase;
3 – võrdlusülemine tase;
2 – LED heleduse juhtimine;
4..15 – väljundid LED-ide kaasamise juhtimiseks.
Mikroskeem jagab pingevahe 3. ja 16. jala vahel 12 vahemikku ning kui 17. jala pinge langeb ühte neist vahemikest, süttib vastav LED. Siiski on piiranguid: pinge mõõteklemmidel ei tohi olla suurem kui 6 volti.
Mõõdetud pinge piiramiseks paneme kokku zeneri dioodi ja kahe takisti mõõteahela. Olgu V rongisisese võrgu pinge. Zeneri dioodi VD1 ja takistuste R1, R2 ahelas on zeneri dioodi pinge konstantne 9 volti (ligikaudu) ja sillal R1, R2 on see võrdne (V-9). Võrdsete takistuste R1=R2 korral on takistuse R2 pinge võrdne poolega (V-9), s.o. kui võrgupinge V muutub 10-15 volti, siis pinge punktis R1 ja R2 vahel muutub (10-9)/2 =0,5 kuni (15-9)/2 =3 volti.
Kett R3, R4, R5 ja zeneri diood VD2 määravad võrdlusaluse minimaalse ja maksimaalse pinge. Minimaalne null, sest 16. jalg maas. Maksimum on seatud trimmitakistiga umbes 3 volti. Selle seadistuse abil on võimalik mõõta rongisisese võrgu pinget vahemikus 9 kuni 15 V sammuga 0,5 V LEDi kohta.
R6, R7 kett määrab lihtsalt dioodide heleduse. R6=50K juures on heledus suurem, 100K juures väiksem.
"Jooksva punkti" ja "Helendava samba" skaalaga ahelate variandid erinevad ainult LED-ide ühendamises mikroskeemiga. Mõõteahelad jäävad samaks.
Skeem on konfigureeritud järgmiselt. Voltmeeter tuleb ühendada 14,7 V võrdlusallikaga, keerata trimmerit nii, et 11 LED-ist koosnev sammas süttiks, seejärel keerata trimmer aeglaselt asendisse. tagakülg kuni 11. LED kustub ja veerus jääb põlema vaid 10 LED-i.
Eeldatakse, et skaalal on 2 LED-i 1 volti kohta ja 11. LED-i sisselülitamine vastab mõõdetud pingele, mis jõuab 14,7 V tasemeni, nagu on näidatud alloleval joonisel.
Voltmeetri esipaneelil olevate LED-ide kohal on pingevahemike värvimärgised:
kuni 11,6 V - punane, aku laetus alla 50%;
11,6-12,6 V - punane punktiirjoon, aku laetus 50-100%;
12,6 V - roheline täpp, laadimine 100%;
13,7-14,7 V - roheline, generaatori pinge on normaalne;
üle 14,7 V - punane, ülelaadimine.
Ahel joodeti "helenava samba" versioonis. Alloleval pildil on üldine ülevaade juhtunust. Valgustuse tegin ühe aluseta 12V auto pirniga.
Kõik oli kokku pandud umbes nagu alloleval pildil.
Tahvli joonistamine. Valmistatud peegelpildis, et kanda trükk söövitamiseks fooliumile. Kui prindite tihedusega 300 dpi, saate pildi mõõtkavas 1:1.
Osade paigutus. Vaade raadiokomponentide paigaldamise küljelt. Jäljed on tegelikult teisel pool tahvlit, kuid siin on need joonistatud nähtavaks, justkui oleks laud läbipaistev.
Seadmel sõidukil töötades avastati viga.
Skaala diskreetsuse tõttu töötab helendava kolonni viimane LED sageli värelevas režiimis. Mitte alati, aga sageli. Algul hajutab vilkumine tähelepanu, kuid siis harjub sellega ning vilkumist tajutakse seadme katsena kujutada diskreetse skaala pooljaotust.
Kütusenäidik on tegelikult oommeeter ja mõõdab reostaadianduri takistust. Kui ühendate osutiga muutuva solenoidi, peaksid selle näidud vastama järgmisele:
0 Ohm – nool asub skaala vasakus servas;
15 oomi – nool punase ja valge tsooni piiril;
45 oomi – nool real 1/2;
90 oomi – nool real 1;
kui nool katkeb, on osuti skaala paremas servas;
Eelmisest diagrammist selgub üsna lihtne vooluring kütusetaseme näidik, sest oommeetrina saab kasutada voltmeetrit, mis mõõdab pinget takistusel, mida läbib stabiliseeritud vool.
Selle ühendusega töötab stabilisaator 78L03 30 mA vooluallikana. 3V zeneri dioodi on vaja, et kaitsta mikrolülituse mõõtesisendit ülepinge eest anduri juhtme katkemise korral. Anduri lühise korral peaksid näidud olema samad, mis tühja paagi puhul.
Ahel R3, C3 aeglustab UAA180 mikroskeemi mõõtesisendis 17 pinge muutumist. Ahela ajakonstant on umbes 2 sekundit. Selline aeglustumine peaks vältima hüppeid seadme näitudes, kui anduri ujuk kõigub koos bensiinitasemega sõidu ajal.
Seadme seadistamiseks tuleb reostaadianduri asemel ühendada 90-oomine takistus ja trimmitakistit keerates leida hetk, mil täisvalgustulp lülitub sisse.
Alloleval pildil on näidatud kursori esipaneel.
Pärast seadmete autole paigaldamist märgati viga kütuse järelejäänud näidiku töös.
Kui paak on täis, on kõik korras, aga kui paak saab üle poole tühjaks, siis sõites (pööretel või kiirendamisel/pidurdamisel) võivad näidud muutuda 3 jao võrra (ja see on veerand skaalast !), näiteks 1 kuni 4 LED-i. Ilmselgelt on see tingitud bensiini kallamisest horisontaalselt paikneva paagi kohale inertsiaalsete jõudude mõjul. Kuidas sellega toime tulla, pole veel päris selge.
Tahvli joonistamine.
Osade paigutus.
Raamatutes kirjutavad nad, et töötava TM-100A anduri (UZAM-i standardandur) takistuse sõltuvus temperatuurist peaks olema järgmine:
Kraadid – oomid 40 – 400...530 80 – 130...160 100 – 80...95 120 – 50...65
Suhe on pöördvõrdeline ja mitte lineaarne. Kuid andur on ratiomeetrilist tüüpi. Selline andur tagab voolu muutuse osuti mähises proportsionaalselt mõõdetud väärtusega. Selgub huvitav asi: kui selline andur on jadamisi ühendatud õigesti valitud lisatakistusega (võrdne arvesti mähise takistusega), rakendatakse sellele ahelale stabiliseeritud pinge, siis on selle lisatakistuse pinge võrdeline. temperatuurini. See lisatakistus on ligikaudu 150 oomi. Kuna temperatuuriandur tuleb paigaldada maapinnale, ei osutunud vooluahel lihtsaks. Juhtunu on näidatud joonisel.
Selgitus neile, kes tahavad vooluringist aru saada.
Diagramm on tehtud pahupidi. Kujutage ette kella, milles kella osuti näitab alati üles ja sihverplaat pöörleb osuti all. 17. jalg, mis tuleks ühendada mõõdetud pingega, on ühendatud stabiliseeritud 3 voltiga. Mõõdetud min. ja max. 16. ja 3. jala vaheline pinge on samuti stabiliseeritud, umbes 3 volti, kuid 16. ja 3. jala pinged muutuvad sünkroonselt, “ujudes” ümber 17. jala pinge. Üldiselt töötab skeem nii, et LED-i skaala näidud vastavad takisti R3 pingele. Mõõdetava vahemiku pingepiiride säilitamiseks on vaja zeneri dioodidega sildu.
Selgus aga, et termomeetri ahelas saab täiesti ilma stabiliseerimiseta hakkama. Allpool on palju lihtsam diagramm. See põhineb asjaolul, et olenemata sellest, kuidas ahela toitepinge konstantsel temperatuuril muutub, jääb pingete osakaal mikrolülituse U16:U17:U3 sisendites muutumatuks. Absoluutväärtused muutuvad, kuid nende suhe üksteisega ei muutu.
Sild R4-R5-R6 määrab mõõdetud vahemiku piirid. Trimmer R1 võimaldab nihutada näitu üles või alla. Takistus R3 on vajalik toitepinge alandamiseks tasemeni, mille juures DA1 sisendite pinge ei ületa maksimaalset lubatud 6 V.
Seda skeemi saab kasutada ainult helendavate punktide režiimis. Fakt on see, et minimaalsel temperatuuril on selles vooluringis mõõdetud pinge maksimaalne. Temperatuuri tõustes väheneb pinge miinimumini. Selleks, et valguspunkt liiguks temperatuuri tõustes mööda skaalat vasakult paremale, mitte vastupidi, piisab, kui paigutada indikaatori LED-id vastupidises järjekorras. Kuid see on võimalik ainult helendava punkti puhul. Helendav sammas ei sütti vastupidises järjekorras.
Pinge "pööramiseks" mõõdetud vahemiku keskkoha suhtes saate vooluringile lisada operatiivvõimendi muunduri.
Takistuse väärtused, mis määravad pinged sisendites 3 ja 16, on valitud nii, et 12 LED-i täisskaala vastab vahemikule 80 °C.
Ahel on konfigureeritud järgmiselt. Temperatuurianduri saate langetada keevasse vette või anduri asemel ühendada ahelaga takistuse 91 oomi ja kasutada trimmitakistit, et leida hetk, mil helendav kolonn lülitub 10-lt 11-le LED-ile, mis peaks vastama vee keemistemperatuur - 100 ° C.
Üldiselt peaksid takistuse väärtused ja seadistused vastama termomeetri esipaneelile.
Termomeetril on selline viga.
Sest Skaala arvutati 3 LED-i skaalal 20°C juures, siis katab üks diood ligikaudu 7 kraadise vahemiku. Kui sõidu ajal süttib skaalal 10 dioodi, siis võib temperatuur olla 93–100 °C, kuid kui palju, seda täpselt öelda on võimatu. Samal ajal ei vaja autotermomeeter madalate temperatuuride jaoks skaala laiendatud vasakut osa. Seetõttu oleks disaini kordamisel parem teha termomeeter, mille skaala on 5°C dioodi kohta, näiteks 50-110°C, nagu alloleval joonisel.
Tahvli joonistamine.
Pinge jälgimiseks kasutatakse sageli LED-kaalu.
Vaatleme mitmeid viise selliste skeemide koostamiseks.
Passiivsed kaalud saavad toite signaaliallikast ja neil on kõige lihtsam vooluring.
See võib olla auto voltmeeter. Seejärel tuleks 12 volti jaoks valida VD8, kuna see määrab skaala esimese LED-i valgustuspinge. Järgmised LED-id VD2 - VD4 on ühendatud dioodide ristmike VD5-VD7 kaudu. Iga dioodi langus on keskmiselt 0,7 volti. Pinge kasvades süttivad LEDid ükshaaval.
Kui paned igasse õlavarre kaks või kolm dioodi, venib pingeskaala vastava arvu kordi.
Selle skeemi järgi ehitatakse aku indikaator 3V kuni 24V
Teine võimalus dioodide rea ehitamiseks.
Selles vooluringis süttivad LED-id paarikaupa, lülitusaste on 2,5 volti (olenevalt LED-i tüübist).
Kõigil ülaltoodud ahelatel on üks puudus - LED-ide väga sujuv valgustus pinge suurenedes. Teravamaks lülitamiseks lisatakse sellistele ahelatele igas harus transistorid.
Nüüd vaatame aktiivseid skaalasid.
Selleks on spetsiaalsed mikroskeemid, kuid kaalume taskukohasemaid elemente, mis enamikul inimestel käepärast on. Allpool on loogiliste repiiterite diagramm. Siia sobivad 8 kanaliga loogikakiibid 74ls244, 74ls245. Ärge unustage anda +5 volti toidet mikroskeemile endale (pole skeemil näidatud).
Esimese elemendi DD1 reaktsioonilävi
võrdne antud kiipide seeria loogilise tasemega.
Kui kasutame sellises vooluringis K155LN1, K155LN2, 7405, 7406 tüüpi invertereid. Ühendus on järgmine:
Eeliseks on see, et sellises skeemis töötab väljund avatud kollektoriga, see võimaldab koosteahelas kasutada ULN2003 jms.
Ja lõpuks, see on jooksva punkti rakendamine loogilistel elementidel 4i-not.
Loogika töötab nii, et iga element keelab sisselülitamisel kõigi väikseima arvu elementide töö. Selles vooluringis kasutatakse K155LA6 mikroskeeme. Kahel viimasel elemendil DD3 ja DD4, nagu diagrammil näha, võib olla näiteks kaks sisendit: K155LA3, K155LA8.
Akuseadmete puhul on soovitatav kasutada väikese võimsusega analooge 176 ja 561 seeria mikroskeemidest.
Tänapäeval on sadu erinevaid LED-e, mis erinevad välimus, helendav värv ja elektrilised parameetrid. Kuid neid kõiki ühendab ühine tööpõhimõte, mis tähendab, et ka elektriahela ühendusskeemid põhinevad üldpõhimõtted. Piisab, kui mõistate, kuidas ühendada üks indikaator-LED, ja seejärel õppida, kuidas koostada ja arvutada mis tahes vooluringe.
LED pinout
Enne kui kaalume, kuidas LED-i õigesti ühendada, peate õppima, kuidas määrata selle polaarsust. Enamasti on indikaator-LED-del kaks terminali: anood ja katood. Märksa harvemini on 5 mm läbimõõduga korpuses eksemplare, millel on ühendamiseks 3 või 4 klemmi. Kuid pole raske ka nende otste välja mõelda.
SMD LED-idel võib olla 4 väljundit (2 anoodi ja 2 katoodi), mis tuleneb nende tootmistehnoloogiast. Kolmas ja neljas tihvt võivad olla elektriliselt kasutamata, kuid kasutatavad täiendava jahutusradiaatorina. 
Näidatud pinout ei ole standardne. Polaarsuse arvutamiseks on parem kõigepealt vaadata andmelehte ja seejärel kinnitada nähtut multimeetriga. Saate visuaalselt määrata kahe klemmiga SMD LED-i polaarsust, vaadates lõiget. Lõige (võti) korpuse ühes nurgas asub alati katoodile lähemal (miinus). 
Lihtsaim LED-ühendusskeem
Pole midagi lihtsamat kui LED-i ühendamine madalpinge alalisvooluallikaga. See võib olla patarei, aku või vähese võimsusega toiteallikas. Parem on, kui pinge on vähemalt 5 V ja mitte üle 24 V. Selline ühendus on ohutu ja selle rakendamiseks vajate ainult 1 lisaelementi - väikese võimsusega takistit. Selle ülesanne on piirata p-n-ristmikku läbivat voolu tasemel, mis ei ületa nimiväärtust. Selleks paigaldatakse takisti alati kiirgava dioodiga järjestikku. 
LED-i ühendamisel konstantse pinge (voolu) allikaga jälgige alati õiget polaarsust.
Kui takisti on vooluringist välja jäetud, piirab vooluahela voolu ainult EMF-i allika sisetakistus, mis on väga väike. Sellise ühenduse tulemuseks on kiirgava kristalli kohene rike.
Piiratava takisti arvutamine
Vaadates LED-i voolu-pinge karakteristikut, saab selgeks, kui oluline on piirava takisti arvutamisel mitte eksida. 
Isegi väike nimivoolu suurenemine põhjustab kristalli ülekuumenemist ja selle tulemusena tööea lühenemist. Takisti valik tehakse kahe parameetri järgi: takistus ja võimsus. Vastupidavus arvutatakse järgmise valemi abil: 
- U – toitepinge, V;
- U LED – valgusdioodi päripinge langus (nimisildi väärtus), V;
- I – nimivool (sertifikaadi väärtus), A.
Saadud tulemus tuleks ümardada ülespoole lähima väärtuseni E24 seeriast ja seejärel arvutada võimsus, mida takisti peab hajutama:
R – paigaldamiseks vastuvõetud takisti takistus, Ohm.
Rohkem üksikasjalik teave Arvutused koos praktiliste näidetega leiate artiklist. Ja need, kes ei soovi nüanssidesse sukelduda, saavad takisti parameetrid kiiresti arvutada veebikalkulaatori abil.
LED-ide sisselülitamine toiteallikast
Räägime 220 V vahelduvvooluvõrgust töötavatest toiteallikatest (PSU-d), kuid isegi need võivad väljundparameetrite poolest oluliselt erineda. Need võivad olla:
- vahelduvpingeallikad, mille sees on ainult astmeline trafo;
- stabiliseerimata alalispingeallikad (DCS);
- stabiliseeritud PPI;
- stabiliseeritud alalisvooluallikad (LED-draiverid).
LED-i saate ühendada ükskõik millisega, lisades ahelasse vajalikud raadioelemendid. Enamasti kasutatakse toiteallikana 5 V või 12 V stabiliseeritud toiteallikaid. Seda tüüpi toiteallikas tähendab, et võrgupinge võimalike kõikumiste korral, aga ka koormusvoolu muutumisel antud vahemikus. väljundpinge ei muutu. See eelis võimaldab ühendada LED-id toiteallikaga, kasutades ainult takisteid. Ja just seda ühenduspõhimõtet rakendatakse indikaator-LED-dega ahelates. 
Võimsad LED-id tuleb ühendada läbi voolu stabilisaatori (draiveri). Vaatamata nende kõrgemale maksumusele on see ainus viis tagada stabiilne heledus ja pikaajaline töö, samuti välistada kalli valgust kiirgava elemendi enneaegne asendamine. 
See ühendus ei vaja täiendavat takistit ja LED ühendatakse otse draiveri väljundiga järgmistel tingimustel: 
- Juht I - juhi vool vastavalt passile, A;
- I LED - LED-i nimivool, A.
Kui tingimus ei ole täidetud, põleb ühendatud LED liigvoolu tõttu läbi.
Jadaühendus
Koguge tööskeemühel LED-il - pole raske. Teine asi on siis, kui neid on mitu. Kuidas õigesti ühendada 2, 3...N LED-i? Selleks peate õppima keerukamate lülitusahelate arvutamist. Jadaühendusahel on mitmest LED-ist koosnev ahel, milles esimese LED-i katood on ühendatud teise, teise LED-i katood kolmanda anoodiga jne. Sama suurusega vool läbib kõiki vooluahela elemente:
Ja pingelangud summeeritakse:
Selle põhjal saame teha järeldused:
- Jadaahelasse on soovitatav ühendada ainult sama töövooluga LED-id;
- kui üks LED ebaõnnestub, avaneb vooluahel;
- LED-ide arv on piiratud toitepingega.
Paralleelühendus
Kui teil on vaja näiteks 5 V pingega toiteallikast valgustada mitu LED-i, tuleb need ühendada paralleelselt. Sel juhul tuleb iga LED-iga järjestikku asetada takisti. 
Voolude ja pingete arvutamise valemid on järgmisel kujul: 
Seega ei tohiks iga haru voolude summa ületada toiteploki maksimaalset lubatud voolu. Sama tüüpi LED-ide paralleelsel ühendamisel piisab ühe takisti parameetrite arvutamisest ja ülejäänud on sama väärtusega.
Kõik jada- ja paralleelühenduse reeglid, visuaalsed näited, samuti teave selle kohta, kuidas LED-e mitte sisse lülitada, leiate siit.
Segatud kaasamine
Olles mõistnud jada- ja paralleelühenduse ahelaid, on aeg kombineerida. Üks kombineeritud LED-ühenduse võimalustest on näidatud joonisel. 
Muide, täpselt nii on disainitud iga LED-riba.
Ühendus vahelduvvooluvõrku
LED-ide ühendamine toiteallikast ei ole alati soovitatav. Eriti kui me räägime vajadusest lüliti taustvalgustamiseks või pinge olemasolust märku andmisest võrgu laiendaja. Sellistel eesmärkidel piisab ühe lihtsa kokkupanemisest. Näiteks voolu piirava takisti ja alaldi dioodiga ahel, mis kaitseb LED-i pöördpinge eest. 
Takisti takistus ja võimsus arvutatakse lihtsustatud valemi abil, jättes tähelepanuta LED-i ja dioodi pingelanguse, kuna see on 2 suurusjärku väiksem kui võrgupinge: 
Suure võimsuse hajumise (2–5 W) tõttu asendatakse takisti sageli mittepolaarse kondensaatoriga. Vahelduvvoolul töötades näib see "kustutavat" liigset pinget ja peaaegu ei kuumene.
Vilkuvate ja mitmevärviliste LED-ide ühendamine
Väliselt ei erine vilkuvad LED-id tavapärastest analoogidest ja võivad vilguda ühes, kahes või kolmes värvitoonis vastavalt tootja määratud algoritmile. Sisemine erinevus seisneb teise substraadi olemasolu korpuse all, millel asub integreeritud impulssgeneraator. Nimitöövool ei ületa reeglina 20 mA ja pingelangus võib varieeruda vahemikus 3 kuni 14 V. Seetõttu peate enne vilkkuva LED-i ühendamist tutvuma selle omadustega. Kui neid pole, saate parameetrid eksperimentaalselt teada saada, ühendades 51–100 oomi takistusega takisti 5–15 V reguleeritava toiteallikaga.
Mitmevärviline ümbris sisaldab 3 sõltumatut rohelise, punase ja sinise kristalli. Seetõttu peate takisti väärtuste arvutamisel meeles pidama, et igal säravärvil on oma pingelangus.
Veelkord kolmest olulisest punktist
- Alalisvoolu nimivool on mis tahes LED-i peamine parameeter. Seda langetades kaotame heleduse ja ülehinnates vähendame järsult kasutusiga. Seetõttu on parim toiteallikas LED-draiver, kui sellega ühendatakse, läbib LED-i alati vajaliku väärtusega konstantne vool.
- Valgusdioodi andmelehel toodud pinge ei ole määrav ja näitab vaid, mitu volti nimivoolu kulgemisel p-n-siirtel langeb. Selle väärtus peab olema teada, et takisti takistust õigesti arvutada, kui LED-i toiteallikaks on tavaline toiteallikas.
- Suure võimsusega LED-ide ühendamiseks on oluline mitte ainult usaldusväärne toiteallikas, vaid ka kvaliteedisüsteemi jahutamine. Üle 0,5 W energiatarbimisega LED-ide paigaldamine radiaatorile tagab nende stabiilse ja pikaajalise töö.
Loe ka
Laadimine...