Was könnte trauriger sein als eine plötzlich leere Batterie in einem Quadcopter während eines Fluges oder ein Metalldetektor, der sich auf einer vielversprechenden Lichtung ausschaltet? Wenn Sie doch nur im Voraus herausfinden könnten, wie geladen der Akku ist! Dann könnten wir das Ladegerät anschließen oder einen neuen Satz Batterien einbauen, ohne auf traurige Konsequenzen warten zu müssen.

Und hier entsteht die Idee, eine Art Anzeige zu entwickeln, die im Voraus signalisiert, dass die Batterie bald leer ist. Funkamateure auf der ganzen Welt haben an der Umsetzung dieser Aufgabe gearbeitet, und heute gibt es ein ganzes Auto und einen kleinen Wagen mit verschiedenen Schaltungslösungen – von Schaltungen auf einem einzelnen Transistor bis hin zu anspruchsvollen Geräten auf Mikrocontrollern.

Aufmerksamkeit! Die im Artikel dargestellten Diagramme weisen lediglich auf eine niedrige Batteriespannung hin. Um eine Tiefentladung zu verhindern, müssen Sie die Last oder den Betrieb manuell ausschalten.

Option 1

Beginnen wir vielleicht mit einer einfachen Schaltung mit einer Zenerdiode und einem Transistor:

Lassen Sie uns herausfinden, wie es funktioniert.

Solange die Spannung über einem bestimmten Schwellenwert (2,0 Volt) liegt, ist die Zenerdiode im Durchbruch, dementsprechend ist der Transistor geschlossen und der gesamte Strom fließt durch die grüne LED. Sobald die Spannung an der Batterie zu sinken beginnt und einen Wert in der Größenordnung von 2,0 V + 1,2 V erreicht (Spannungsabfall am Basis-Emitter-Übergang des Transistors VT1), beginnt der Transistor zu öffnen und der Strom beginnt sich neu zu verteilen zwischen beiden LEDs.

Wenn wir eine zweifarbige LED nehmen, erhalten wir einen sanften Übergang von Grün zu Rot, einschließlich der gesamten Zwischenfarbskala.

Der typische Vorwärtsspannungsunterschied bei zweifarbigen LEDs beträgt 0,25 Volt (rot leuchtet bei niedrigerer Spannung). Dieser Unterschied bestimmt den Bereich des vollständigen Übergangs zwischen Grün und Rot.

Trotz ihrer Einfachheit können Sie mit der Schaltung im Voraus erkennen, dass die Batterie leer ist. Solange die Batteriespannung 3,25V oder mehr beträgt, leuchtet die grüne LED. Im Bereich zwischen 3,00 und 3,25 V beginnt sich Rot mit Grün zu vermischen – je näher an 3,00 Volt, desto mehr Rot. Und schließlich leuchtet bei 3V nur reines Rot.

Der Nachteil der Schaltung besteht in der Komplexität der Auswahl der Zenerdioden zur Erzielung der erforderlichen Ansprechschwelle sowie in der konstanten Stromaufnahme von etwa 1 mA. Nun, es ist möglich, dass farbenblinde Menschen diese Idee mit wechselnden Farben nicht zu schätzen wissen.

Übrigens, wenn Sie einen anderen Transistortyp in diese Schaltung einbauen, kann die umgekehrte Funktionsweise erreicht werden – der Übergang von Grün nach Rot erfolgt umgekehrt, wenn die Eingangsspannung ansteigt. Hier ist das geänderte Diagramm:

Option Nr. 2

Die folgende Schaltung verwendet den TL431-Chip, einen Präzisionsspannungsregler.

Die Ansprechschwelle wird durch den Spannungsteiler R2-R3 bestimmt. Bei den im Diagramm angegebenen Werten beträgt sie 3,2 Volt. Wenn die Batteriespannung auf diesen Wert sinkt, stoppt die Mikroschaltung die Umgehung der LED und diese leuchtet auf. Dies ist ein Signal dafür, dass die vollständige Entladung des Akkus sehr nahe ist (die minimal zulässige Spannung an einer Li-Ionen-Bank beträgt 3,0 V).

Wenn zur Stromversorgung des Geräts eine Batterie aus mehreren in Reihe geschalteten Lithium-Ionen-Batteriebänken verwendet wird, muss die obige Schaltung an jede Bank separat angeschlossen werden. So was:

Um die Schaltung zu konfigurieren, schließen wir anstelle von Batterien ein einstellbares Netzteil an und wählen den Widerstand R2 (R4), um sicherzustellen, dass die LED im benötigten Moment aufleuchtet.

Option Nr. 3

Und hier ist eine einfache Schaltung einer Li-Ionen-Batterie-Entladeanzeige mit zwei Transistoren:
Die Ansprechschwelle wird durch die Widerstände R2, R3 eingestellt. Alte sowjetische Transistoren können durch BC237, BC238, BC317 (KT3102) und BC556, BC557 (KT3107) ersetzt werden.

Option Nr. 4

Eine Schaltung mit zwei Feldeffekttransistoren, die im Standby-Modus buchstäblich Mikroströme verbraucht.

Wenn die Schaltung an eine Stromquelle angeschlossen ist, wird mithilfe eines Teilers R1-R2 eine positive Spannung am Gate des Transistors VT1 erzeugt. Wenn die Spannung höher ist als die Abschaltspannung des Feldeffekttransistors, öffnet dieser und zieht das Gate von VT2 auf Masse, wodurch es geschlossen wird.

An einem bestimmten Punkt, wenn sich die Batterie entlädt, reicht die vom Spannungsteiler abgenommene Spannung nicht mehr aus, um VT1 zu entsperren, und dieser schließt. Infolgedessen erscheint am Gate des zweiten Feldschalters eine Spannung nahe der Versorgungsspannung. Es öffnet sich und die LED leuchtet auf. Das Leuchten der LED signalisiert uns, dass der Akku aufgeladen werden muss.

Alle n-Kanal-Transistoren mit einer niedrigen Abschaltspannung reichen aus (je niedriger, desto besser). Die Leistung des 2N7000 in dieser Schaltung wurde nicht getestet.

Option Nr. 5

Auf drei Transistoren:

Ich denke, das Diagramm bedarf keiner Erklärung. Dank des großen Koeffizienten. Durch die Verstärkung von drei Transistorstufen arbeitet die Schaltung sehr klar – zwischen einer leuchtenden und einer nicht leuchtenden LED reicht ein Unterschied von 1 Hundertstel Volt. Der Stromverbrauch beträgt bei eingeschalteter Anzeige 3 mA, bei ausgeschalteter LED 0,3 mA.

Trotz des sperrigen Aussehens der Schaltung hat die fertige Platine recht bescheidene Abmessungen:

Vom VT2-Kollektor können Sie ein Signal empfangen, das den Anschluss der Last ermöglicht: 1 – erlaubt, 0 – deaktiviert.

Die Transistoren BC848 und BC856 können durch BC546 bzw. BC556 ersetzt werden.

Option Nr. 6

Ich mag diese Schaltung, weil sie nicht nur die Anzeige einschaltet, sondern auch die Last abschaltet.

Schade nur, dass der Stromkreis selbst nicht von der Batterie getrennt wird und weiterhin Energie verbraucht. Und dank der ständig leuchtenden LED frisst es ordentlich.

Die grüne LED fungiert in diesem Fall als Referenzspannungsquelle und verbraucht einen Strom von ca. 15-20 mA. Um solch ein unersättliches Element loszuwerden, können Sie anstelle einer Referenzspannungsquelle denselben TL431 verwenden und ihn gemäß der folgenden Schaltung* anschließen:

*Verbinden Sie die TL431-Kathode mit dem 2. Pin von LM393.

Option Nr. 7

Schaltung mittels sogenannter Spannungswächter. Sie werden auch Spannungswächter und -detektoren genannt. Hierbei handelt es sich um spezielle Mikroschaltungen, die speziell für die Spannungsüberwachung entwickelt wurden.

Hier ist zum Beispiel eine Schaltung, die eine LED zum Leuchten bringt, wenn die Batteriespannung auf 3,1 V sinkt. Zusammengebaut auf BD4731.

Stimmen Sie zu, es könnte nicht einfacher sein! Der BD47xx verfügt über einen Open-Collector-Ausgang und begrenzt zudem den Ausgangsstrom selbst auf 12 mA. Dadurch können Sie eine LED direkt daran anschließen, ohne Begrenzungswiderstände.

Ebenso können Sie jeden anderen Supervisor auf jede andere Spannung anwenden.

Hier sind einige weitere Optionen zur Auswahl:

• bei 3,08 V: TS809CXD, TCM809TENB713, MCP103T-315E/TT, CAT809TTBI-G;
• bei 2,93 V: MCP102T-300E/TT, TPS3809K33DBVRG4, TPS3825-33DBVT, CAT811STBI-T3;
• MN1380-Serie (oder 1381, 1382 – sie unterscheiden sich nur im Gehäuse). Für unsere Zwecke ist die Option mit offenem Abfluss am besten geeignet, was durch die zusätzliche Zahl „1“ in der Bezeichnung des Mikroschaltkreises belegt wird – MN13801, MN13811, MN13821. Die Ansprechspannung wird durch den Buchstabenindex bestimmt: MN13811-L beträgt genau 3,0 Volt.

Sie können auch das sowjetische Analogon nehmen - KR1171SPkhkh:

Abhängig von der digitalen Bezeichnung ist die Erkennungsspannung unterschiedlich:

Das Spannungsnetz ist für die Überwachung von Li-Ionen-Batterien nicht sehr geeignet, aber ich denke nicht, dass es sich lohnt, diese Mikroschaltung völlig außer Acht zu lassen.

Die unbestreitbaren Vorteile von Spannungsüberwachungsschaltungen sind der extrem niedrige Stromverbrauch im ausgeschalteten Zustand (Einheiten und sogar Bruchteile von Mikroampere) sowie ihre extreme Einfachheit. Oftmals passt die gesamte Schaltung direkt auf die LED-Anschlüsse:

Um die Entladungsanzeige noch deutlicher zu machen, kann der Ausgang des Spannungsdetektors auf eine blinkende LED geladen werden (z. B. Serie L-314). Oder bauen Sie selbst einen einfachen „Blinker“ aus zwei Bipolartransistoren zusammen.

Ein Beispiel für eine fertige Schaltung, die über eine blinkende LED über einen niedrigen Batteriestand informiert, ist unten dargestellt:

Eine weitere Schaltung mit blinkender LED wird weiter unten besprochen.

Option Nr. 8

Eine coole Schaltung, die die LED blinken lässt, wenn die Spannung der Lithiumbatterie auf 3,0 Volt abfällt:

Diese Schaltung bewirkt, dass eine superhelle LED mit einem Arbeitszyklus von 2,5 % blinkt (d. h. lange Pause – kurzes Blinken – erneute Pause). Dadurch können Sie den Stromverbrauch auf lächerliche Werte reduzieren – im ausgeschalteten Zustand verbraucht die Schaltung 50 nA (Nano!) und im LED-Blinkmodus nur 35 μA. Können Sie etwas Wirtschaftlicheres vorschlagen? Kaum.

Wie Sie sehen, besteht die Funktion der meisten Entladesteuerschaltungen darin, eine bestimmte Referenzspannung mit einer gesteuerten Spannung zu vergleichen. Anschließend wird dieser Unterschied verstärkt und die LED ein-/ausgeschaltet.

Als Verstärker für die Differenz zwischen der Referenzspannung und der Spannung an der Lithiumbatterie wird typischerweise eine Transistorstufe oder ein in einer Komparatorschaltung geschalteter Operationsverstärker verwendet.

Aber es gibt noch eine andere Lösung. Als Verstärker können Logikelemente – Wechselrichter – eingesetzt werden. Ja, es ist eine unkonventionelle Anwendung der Logik, aber sie funktioniert. Ein ähnliches Diagramm ist in der folgenden Version dargestellt.

Option Nr. 9

Schaltplan für 74HC04.

Die Betriebsspannung der Zenerdiode muss niedriger sein als die Ansprechspannung der Schaltung. Sie können beispielsweise Zenerdioden mit 2,0 - 2,7 Volt verwenden. Die Feineinstellung der Ansprechschwelle erfolgt über den Widerstand R2.

Der Stromkreis verbraucht ca. 2 mA aus der Batterie und muss daher nach dem Ein-/Ausschalten ebenfalls eingeschaltet werden.

Option Nr. 10

Dabei handelt es sich nicht einmal um eine Entladeanzeige, sondern um ein komplettes LED-Voltmeter! Eine lineare Skala aus 10 LEDs gibt ein klares Bild des Batteriestatus. Die gesamte Funktionalität ist auf nur einem einzigen LM3914-Chip implementiert:

Der Teiler R3-R4-R5 legt die untere (DIV_LO) und obere (DIV_HI) Schwellenspannung fest. Bei den im Diagramm angegebenen Werten entspricht das Leuchten der oberen LED einer Spannung von 4,2 Volt, und wenn die Spannung unter 3 Volt sinkt, erlischt die letzte (untere) LED.

Indem Sie den 9. Pin des Mikroschaltkreises mit Masse verbinden, können Sie ihn in den Punktmodus schalten. In diesem Modus leuchtet immer nur eine der Versorgungsspannung entsprechende LED. Wenn man es wie im Diagramm belässt, dann leuchten eine ganze Reihe von LEDs auf, was aus wirtschaftlicher Sicht irrational ist.

Als LEDs Sie müssen nur rote LEDs nehmen, Weil sie haben im Betrieb die geringste Gleichspannung. Nehmen wir zum Beispiel blaue LEDs, dann leuchten diese bei einer Batteriespannung von bis zu 3 Volt höchstwahrscheinlich überhaupt nicht mehr.

Der Chip selbst verbraucht etwa 2,5 mA, plus 5 mA für jede leuchtende LED.

Ein Nachteil der Schaltung ist die Unmöglichkeit, die Zündschwelle jeder LED individuell anzupassen. Sie können nur die Anfangs- und Endwerte festlegen, und der im Chip integrierte Teiler teilt dieses Intervall in gleiche 9 Segmente. Aber wie Sie wissen, beginnt die Spannung an der Batterie gegen Ende der Entladung sehr schnell abzufallen. Der Unterschied zwischen Batterien, die um 10 % und 20 % entladen sind, kann Zehntel Volt betragen, aber wenn man dieselben Batterien vergleicht, die nur um 90 % und 100 % entladen sind, kann man einen Unterschied von einem ganzen Volt erkennen!

Ein typisches Entladediagramm eines Li-Ionen-Akkus unten zeigt diesen Umstand deutlich:

Daher erscheint die Verwendung einer linearen Skala zur Anzeige des Batterieentladungsgrads nicht sehr praktikabel. Wir benötigen eine Schaltung, mit der wir die genauen Spannungswerte einstellen können, bei denen eine bestimmte LED aufleuchtet.

Die vollständige Kontrolle darüber, wann die LEDs aufleuchten, wird durch die unten dargestellte Schaltung ermöglicht.

Option Nr. 11

Bei dieser Schaltung handelt es sich um eine 4-stellige Batterie-/Batteriespannungsanzeige. Implementiert auf vier Operationsverstärkern, die im LM339-Chip enthalten sind.

Die Schaltung ist bis zu einer Spannung von 2 Volt betriebsbereit und verbraucht weniger als ein Milliampere (LED nicht mitgerechnet).

Um den tatsächlichen Wert der verbrauchten und verbleibenden Batteriekapazität wiederzugeben, ist es natürlich notwendig, beim Aufbau der Schaltung die Entladekurve der verwendeten Batterie (unter Berücksichtigung des Laststroms) zu berücksichtigen. Dadurch können Sie präzise Spannungswerte einstellen, die beispielsweise 5 % – 25 % – 50 % – 100 % der Restkapazität entsprechen.

Option Nr. 12

Und natürlich eröffnet sich der größte Spielraum beim Einsatz von Mikrocontrollern mit integrierter Referenzspannungsquelle und ADC-Eingang. Hier ist die Funktionalität nur durch Ihre Vorstellungskraft und Programmierfähigkeit begrenzt.

Als Beispiel geben wir die einfachste Schaltung des ATMega328-Controllers.

Allerdings wäre es hier, um die Größe des Boards zu reduzieren, besser, den 8-beinigen ATTiny13 im SOP8-Gehäuse zu nehmen. Dann wäre es absolut großartig. Aber lass das deine Hausaufgabe sein.

Die LED ist dreifarbig (von einem LED-Streifen), es werden jedoch nur Rot und Grün verwendet.

Das fertige Programm (Skizze) kann unter diesem Link heruntergeladen werden.

Das Programm funktioniert wie folgt: Alle 10 Sekunden wird die Versorgungsspannung abgefragt. Basierend auf den Messergebnissen steuert der MK die LEDs per PWM an, wodurch Sie durch die Mischung roter und grüner Farben unterschiedliche Lichttöne erzielen können.

Ein frisch geladener Akku erzeugt ca. 4,1V – die grüne Anzeige leuchtet. Während des Ladevorgangs liegt am Akku eine Spannung von 4,2 V an und die grüne LED blinkt. Sobald die Spannung unter 3,5 V sinkt, beginnt die rote LED zu blinken. Dies ist ein Signal dafür, dass der Akku fast leer ist und es Zeit ist, ihn aufzuladen. Im restlichen Spannungsbereich ändert die Anzeige ihre Farbe von Grün nach Rot (abhängig von der Spannung).

Option Nr. 13

Nun, für den Anfang schlage ich die Möglichkeit vor, die Standard-Schutzplatine (wie sie auch genannt wird) zu überarbeiten und sie in einen Indikator für eine leere Batterie umzuwandeln.

Diese Platinen (PCB-Module) werden nahezu industriell aus alten Handy-Akkus gewonnen. Man holt einfach auf der Straße einen ausrangierten Handy-Akku auf, entkernt ihn und schon liegt das Board in seinen Händen. Entsorgen Sie alles andere wie vorgesehen.

Aufmerksamkeit!!! Es gibt Platinen, die über einen Überentladungsschutz bei unzulässig niedriger Spannung (2,5 V und weniger) verfügen. Daher müssen Sie von allen Platinen, die Sie haben, nur diejenigen Exemplare auswählen, die mit der richtigen Spannung (3,0–3,2 V) betrieben werden.

Am häufigsten sieht eine Leiterplatte so aus:

Microassembly 8205 besteht aus zwei Milliohm-Feldgeräten, die in einem Gehäuse montiert sind.

Durch einige Änderungen an der Schaltung (rot dargestellt) erhalten wir eine hervorragende Entladeanzeige für Li-Ionen-Batterien, die im ausgeschalteten Zustand praktisch keinen Strom verbraucht.

Da der Transistor VT1.2 dafür verantwortlich ist, das Ladegerät bei Überladung von der Batteriebank zu trennen, ist er in unserer Schaltung überflüssig. Deshalb haben wir diesen Transistor vollständig außer Betrieb gesetzt, indem wir den Drain-Stromkreis unterbrochen haben.

Widerstand R3 begrenzt den Strom durch die LED. Sein Widerstand muss so gewählt werden, dass das Leuchten der LED bereits spürbar ist, der aufgenommene Strom aber noch nicht zu hoch ist.

Übrigens können Sie alle Funktionen des Schutzmoduls speichern und die Anzeige über einen separaten Transistor vornehmen, der die LED steuert. Das heißt, die Anzeige leuchtet gleichzeitig mit dem Ausschalten des Akkus im Moment der Entladung auf.

Anstelle des 2N3906 reicht jeder verfügbare PNP-Transistor mit geringem Stromverbrauch aus. Ein einfaches direktes Anlöten der LED wird nicht funktionieren, weil... Der Ausgangsstrom des Mikroschaltkreises, der die Schalter steuert, ist zu klein und erfordert eine Verstärkung.

Bitte beachten Sie, dass die Entladeanzeigekreise selbst Batteriestrom verbrauchen! Um eine unzulässige Entladung zu vermeiden, schließen Sie Anzeigestromkreise nach dem Netzschalter an oder verwenden Sie Schutzstromkreise.

Wie wahrscheinlich nicht schwer zu erraten ist, können die Schaltkreise auch umgekehrt verwendet werden – als Ladeanzeige.

N. TARANOV, St. Petersburg

Bei der Entwicklung verschiedener radioelektronischer Geräte stellt sich das Problem der Überwachung des Vorhandenseins von Strom in ihren Schaltkreisen. Standardmessgeräte sind oft nicht verfügbar, teuer oder schwierig zu bedienen. In solchen Fällen kommen Einbausteuergeräte zum Einsatz. Bei Wechselstrom lässt sich das Problem mit Hilfe von Stromwandlern, magnetosensitiven Induktionselementen usw. relativ einfach lösen. Bei Gleichstrom ist dieses Problem in der Regel komplizierter. Der Artikel bespricht einige bestehende Geräte zur Überwachung des Vorhandenseins von Gleichstrom in einem Stromkreis (im Folgenden werden wir sie als Gleichstromindikatoren oder abgekürzt als IPT bezeichnen), ihre Vor- und Nachteile und schlägt Schaltungslösungen vor, die die Eigenschaften dieser Geräte verbessern.

IPTs sind normalerweise in einer Unterbrechung des gesteuerten Stromkreises enthalten. Einige IPTs können auf das Magnetfeld reagieren, das von den stromführenden Elementen des gesteuerten Stromkreises erzeugt wird. Bei niedrigen gesteuerten Strömen sind sie jedoch komplex und werden in diesem Artikel nicht behandelt. IPT kann durch die folgenden Hauptparameter und Merkmale charakterisiert werden:
1) deltaU – Spannungsabfall am IPT über den gesamten Bereich der gesteuerten Ströme. Um den Einfluss von IPT auf den gesteuerten Stromkreis zu minimieren und Leistungsverluste zu reduzieren, streben sie danach, deltaU zu minimieren;
2) Inom-Nennbetriebsstrom (bedeutet den Durchschnittswert des gesteuerten Stroms);
3) Imin, Imax – Grenzen des Änderungsbereichs des gesteuerten Stroms, in denen die Tatsache seines Vorhandenseins zuverlässig angezeigt wird;
4) die Art des Ausgangsanzeigesignals (LED-Leuchten, TTL-Pegel usw.);
5) das Vorhandensein oder Fehlen zusätzlicher Energiequellen für IPT;
6) das Vorhandensein oder Fehlen einer galvanischen Verbindung des IPT-Ausgangssignals mit dem gesteuerten Stromkreis.

Basierend auf der Art des Stromerfassungselements – Stromsensor (CT) – werden sie unterschieden;
- IPT mit Reihenlast im Stromkreis;
- IPT mit Halbleiter-DTs (Hall-Sensoren, Magnetodioden, Magnetowiderstände usw.);
- IPT-Magnetkontakt (an Reed-Schaltern, an Stromrelais);
- IPT mit magnetisch sättigbaren Elementen.

Funktionsprinzip des IPT mit Reihenlast im Stromkreis (Abb. 1)

Es besteht darin, dass an die Unterbrechung des gesteuerten Stromkreises ein Lastelement (LE) angeschlossen wird, an dem bei Stromfluss im gesteuerten Stromkreis ein Spannungsabfall entsteht. Es wird an einen Signalwandler (SC) gesendet, wo es in ein Signal umgewandelt wird, das das Vorhandensein von Strom im Stromkreis anzeigt.

Offensichtlich hängt deltaU für einen bestimmten IPT-Typ von der Größe des gesteuerten Stroms und von der Empfindlichkeit des PS ab. Je empfindlicher das PS, desto geringer kann der NE-Widerstand verwendet werden, d. h. das DeltaU wird kleiner.

Im einfachsten Fall ist ein NE ein Widerstand. Der Vorteil eines solchen NE ist seine Einfachheit und niedrige Kosten. Nachteile – bei geringer Empfindlichkeit des PS sind die Leistungsverluste am NE groß, insbesondere bei der Steuerung großer Ströme, die Abhängigkeit von AU von der Größe des durch den IPT fließenden Stroms. Es schränkt den Änderungsbereich des gesteuerten Stroms ein (dieser Nachteil ist nicht erheblich, wenn der Strom in einem engen Änderungsbereich seines Werts gesteuert wird). Betrachten Sie als Beispiel ein praktisches IPT-Schema dieser Art. In Abb. Abbildung 2 zeigt ein Diagramm der Anzeige für das Vorhandensein von Ladestrom für die Batterie. Der Widerstand R1 fungiert als NE und die Kette R2, HL1 fungiert als PS.

Der Ballastwiderstand R2 hat einen Widerstandswert von 100 Ohm, die LED HL1 hat einen Nennstrom von 10 mA (z. B. Typ AL307B) und der Widerstandswert des Widerstands R1 hängt vom Wert des gesteuerten Ladestroms ab.

Bei einem stabilisierten Ladestrom von 10 mA (z. B. für eine 7D-01-Batterie) kann auf den Widerstand R1 verzichtet werden. Bei einem Ladestrom von 1 A beträgt der Widerstandswert des Widerstands R1 etwa 3,5 Ohm. Der Spannungsabfall am IT beträgt in beiden Fällen 3,5 V. Die Verlustleistung bei einem Strom von 1 A beträgt 3,5 W. Offensichtlich ist dieses Schema bei hohen Ladeströmen nicht akzeptabel. Es ist möglich, die Leistungsverluste am IPT etwas zu reduzieren, wenn Sie den Widerstandswert des Ballastwiderstands R2 verringern. Dies ist jedoch unerwünscht, da versehentliche Ladeströme die HL1-LED beschädigen können.

Wenn Sie einen NE mit einer nichtlinearen Abhängigkeit des Spannungsabfalls von der Stärke des fließenden Stroms verwenden, können Sie die Eigenschaften dieses IPT erheblich verbessern. Gute Ergebnisse werden beispielsweise erzielt, wenn der Widerstand R1 durch eine Kette aus vier in Durchlassrichtung geschalteten Dioden ersetzt wird, wie in Abb. 3.

Als Dioden VD1-VD4 können Sie beliebige gleichrichtende Siliziumdioden mit einem zulässigen Betriebsstrom von mindestens dem Wert des gesteuerten Stroms verwenden. (Bei vielen LED-Typen reicht eine Kette aus drei Dioden aus.) Der Widerstandswert des Widerstands R2 kann in diesem Fall auf einen Wert von 30 Ohm reduziert werden.

Mit diesem IPT-Schema erweitert sich der Bereich der gesteuerten Ströme und reicht von 10 mA bis Imax, wobei Imax der maximal zulässige Betriebsstrom der Dioden ist. Die Helligkeit der HL1-LED ist über den gesamten Bereich der gesteuerten Ströme nahezu konstant.

Eine weitere Möglichkeit, die Eigenschaften eines IPT mit einer Reihenlast in einem Stromkreis zu verbessern, besteht darin, den PS zu verbessern. Wenn Sie die Empfindlichkeit des PS erhöhen und seine Leistung in einem breiten Spektrum von Delta-U-Änderungen sicherstellen, können Sie tatsächlich ein IPT mit guten Eigenschaften erhalten. Dafür müssen Sie zwar das IPT-Schema komplizieren. Betrachten Sie als Beispiel die vom Autor entwickelte IPT-Schaltung, die in Prozesssteuerungsgeräten in der Industrie gute Ergebnisse gezeigt hat. Dieser IPT verfügt über die folgenden technischen Eigenschaften: Betriebsstrombereich - 0,01 mA...1 A; deltaU
Das IPT-Diagramm ist in Abb. dargestellt. 4.

Der NE in dieser Schaltung ist der Widerstand R3. Der Rest der Schaltung ist PS. Wenn zwischen den Punkten A und B kein Strom fließt, liegt am Ausgang des Operationsverstärkers DA1 eine Spannung von etwa -5 V an und die HL1-LED leuchtet nicht. Wenn zwischen den Punkten A und B ein Strom auftritt, entsteht am Widerstand R3 eine Spannung, die zwischen den Differenzeingängen des Operationsverstärkers DA1 angelegt wird. Infolgedessen erscheint am Ausgang des Operationsverstärkers DA1 eine positive Spannung und die HL1-LED leuchtet auf, um das Vorhandensein von Strom zwischen den Punkten A und B anzuzeigen. Bei der Auswahl eines Operationsverstärkers mit hoher Verstärkung (z. B. KR1401UD2B ) beginnt die zuverlässige Anzeige des Vorhandenseins von Strom bei 5 mA. Der Kondensator C1 ist notwendig, um eine mögliche Selbsterregung zu verhindern.

Es ist zu beachten, dass einige Operationsverstärker eine anfängliche Vorspannung (beliebiger Polarität) haben können. In diesem Fall kann die LED auch dann leuchten, wenn im gesteuerten Stromkreis kein Strom vorhanden ist. Dieser Nachteil wird durch die Einführung einer „Nullkorrektur“-Schaltung des Operationsverstärkers beseitigt, die nach einer beliebigen Standardschaltung hergestellt wird. Einige Arten von Operationsverstärkern verfügen über spezielle Anschlüsse zum Anschluss eines variablen Widerstands zur „Nullkorrektur“.

Details: Widerstände R1, R2, R4, R5 – beliebiger Typ, Leistung 0,125 W; Widerstand R3 – beliebiger Typ, Leistung >0,5 W; Kondensator C1 – jeder Typ; Operationsverstärker DA1 – beliebig, mit einer Verstärkung >5000, mit einem Ausgangsstrom >2,5 mA, der eine unipolare Versorgungsspannung von 5 V ermöglicht. (Die letzten beiden Anforderungen sind auf die Verwendung einer „bequemen“ Versorgungsspannung IPT zurückzuführen, obwohl dies der Fall ist Es ist möglich, andere Versorgungsspannungen zu verwenden. In diesem Fall muss der Widerstandswert des ballistischen Widerstands R5 neu berechnet werden, damit der Ausgangsstrom des Operationsverstärkers DA1 seinen maximal zulässigen Wert nicht überschreitet. Aus Gründen der ausreichenden Helligkeit bei einem Strom von 2,5 mA wurde die LED HL1 so gewählt. Experimente haben gezeigt, dass die meisten importierten Miniatur-LEDs in diesem Gerät einwandfrei funktionieren (im Prinzip wird der LED-Typ durch den maximalen Ausgangsstrom des Operationsverstärkers DA1 bestimmt).

Dieses Gerät mit der Mikroschaltung KR1401UD2B ist praktisch beim Aufbau eines Vierkanal-IPT, beispielsweise bei der Steuerung des separaten Ladens von vier Batterien gleichzeitig. In diesem Fall sind die Vorspannungsschaltung R1, R2 sowie Punkt A allen vier Kanälen gemeinsam.

Das Gerät kann auch große Ströme steuern. Dazu müssen Sie den Widerstandswert des Widerstands R3 reduzieren und dessen Verlustleistung neu berechnen. Die Experimente wurden mit einem Stück PEV-2-Draht als R3 durchgeführt. Bei einem Drahtdurchmesser von 1 mm und einer Länge von 10 cm wurden Ströme im Bereich von 200 mA...10 A zuverlässig angezeigt (bei Vergrößerung der Drahtlänge verschiebt sich die untere Grenze des Bereichs zu schwächeren Strömen). In diesem Fall überschritt deltaU 0,1 V nicht.

Mit geringfügigen Modifikationen wird das Gerät in einen IPT mit einstellbarer Ansprechschwelle umgewandelt (Abb. 5).

Ein solcher IPT kann erfolgreich in aktuellen Schutzsystemen für verschiedene Geräte, als Basis für eine einstellbare elektronische Sicherung usw. eingesetzt werden.

Der Widerstand R4 regelt die Ansprechschwelle des IPT. Es ist praktisch, als R4 einen Multiwindungswiderstand zu verwenden, zum Beispiel die Typen SP5-2, SPZ-39 usw.

Wenn eine galvanische Trennung zwischen dem gesteuerten Stromkreis und den Steuergeräten (CDs) sichergestellt werden muss, ist es sinnvoll, Optokoppler zu verwenden. Dazu reicht es aus, beispielsweise anstelle der HL1-LED einen Optokoppler anzuschließen, wie in Abb. 6.

Um das Ausgangssignal dieses IPT an digitale Steuergeräte anzupassen, werden Schmitt-Trigger verwendet. In Abb. Abbildung 7 zeigt ein Schema zur Koordinierung des IPT mit dem CC unter Verwendung der TTL-Logik. Dabei ist +5 V CC die Versorgungsspannung der digitalen Schaltkreise des CC.

IPTs mit Halbleiter-DTs werden in der Literatur ausführlich beschrieben. Für Funkamateure ist die Verwendung magnetisch gesteuerter Mikroschaltungen vom Typ K1116KP1 im IPT von Interesse (diese Mikroschaltung wurde häufig in den Tastaturen einiger in der Sowjetunion hergestellter Computer verwendet). Das Diagramm eines solchen IPT ist in Abb. dargestellt. 8.

Die Wicklung L1 ist auf einem Magnetkern aus weichmagnetischem Stahl (vorzugsweise Permalloy) angebracht, der die Rolle eines magnetischen Konzentrators übernimmt. Eine ungefähre Ansicht und Abmessungen eines magnetischen Konzentrators sind in Abb. dargestellt. 9.

Der DA1-Chip wird im Spalt des magnetischen Konzentrators platziert. Bei der Herstellung müssen wir uns bemühen, die Lücke zu verringern. Es wurden Experimente mit verschiedenen Magnetkreisen durchgeführt, insbesondere wurden Ringe verwendet, die aus gewöhnlichen Wasserrohren geschnitten, aus dynamischen Kopfkernen bearbeitet und aus Unterlegscheiben aus Transformatorstahl zusammengesetzt wurden.

Am billigsten und am einfachsten herzustellen (unter Amateurbedingungen) waren Ringe, die aus Wasserrohren mit einem Durchmesser von 1/2 und 3/4 Zoll geschnitten wurden. Die Ringe wurden so aus den Rohren geschnitten, dass die Länge des Rings dem Durchmesser entsprach. Anschließend empfiehlt es sich, diese Ringe auf eine Temperatur von ca. 800 °C zu erhitzen und an der Luft langsam abzukühlen (zu glühen). Solche Ringe haben praktisch keine Restmagnetisierung und eignen sich gut für die IPT.

Die Versuchsprobe hatte einen Magnetkern aus einem Wasserrohr mit einem Durchmesser von 3/4 Zoll. Die Wicklung wurde mit PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 1 mm gewickelt. Bei 10 Windungen ist Imin = 8 A, bei 50 Windungen ist Imin = 2 A. Es ist zu beachten, dass die Empfindlichkeit eines solchen IPT von der Position des Mikrokreises im Spalt des Magnetkreises abhängt. Dieser Umstand kann genutzt werden, um die Empfindlichkeit des IPT anzupassen.

Am effektivsten waren Ringe aus Kernen magnetischer Systeme dynamischer Köpfe, ihre Herstellung unter Amateurbedingungen ist jedoch schwierig.

Für Funkamateure sind elektromagnetische IPTs an Reed-Schaltern und Stromrelais zweifellos von Interesse. IPT-auf-Reed-Schalter sind zuverlässig und kostengünstig. Das Funktionsprinzip solcher IPTs ist in Abb. dargestellt. 10 A.

Weitere Informationen zu Reed-Schaltern finden Sie in. Der Stromkreis des IPT mit einem Stromsensor (CT) am Reed-Schalter ist in Abb. dargestellt. 10, geb.

Viele Funkamateure besitzen wahrscheinlich eine alte sowjetische PC-Tastatur mit Reed-Schaltern. Solche Reed-Schalter eignen sich hervorragend für die Implementierung von IPT. Die Empfindlichkeit der IPT hängt ab von:
- die Windungszahl der Wicklung (mit zunehmender Windungszahl steigt auch die Empfindlichkeit);
- Wicklungskonfiguration (die optimale Wicklung ist eine Länge, die ungefähr der Länge der Reed-Schalterbirne entspricht);
- das Verhältnis des Außendurchmessers des Reed-Schalters zum Innendurchmesser der Wicklung (je näher es bei 1 liegt, desto höher ist die Empfindlichkeit des IPT).

Der Autor führte Experimente mit den Reedschaltern KEM-2, MK-16-3, MK10-3 durch. Die besten Ergebnisse hinsichtlich der Empfindlichkeit zeigten KEM-2-Reedschalter. Beim Wickeln von acht Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,8 mm ohne Lücke beträgt der Betriebsstrom des IPT 2 A, der Auslösestrom 1,5 A. Der Spannungsabfall am IPT betrug 0,025 V. Die Empfindlichkeit hierfür Der IPT kann durch Verschieben des Reed-Schalters entlang der Längsachse der Wicklungen eingestellt werden Bei industriellen IPTs dieser Art wird der Reed-Schalter mit einer Schraube bewegt oder in einer nichtmagnetischen Buchse mit Außengewinde platziert, die in eine Spule mit Wicklung eingeschraubt wird. Diese Methode zur Empfindlichkeitseinstellung ist nicht immer praktisch und unter Amateurbedingungen schwierig umzusetzen. Darüber hinaus ermöglicht diese Methode eine Anpassung nur in Richtung einer Verringerung der Empfindlichkeit des IPT.

Der Autor hat eine Methode entwickelt, mit der Sie die Empfindlichkeit des IPT mithilfe eines variablen Widerstands in einem weiten Bereich ändern können. Bei dieser Methode wird in das DT-Design eine zusätzliche Wicklung aus PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,06–0,1 mm und einer Windungszahl von 200 eingebracht. Es empfiehlt sich, diese Wicklung über die gesamte Länge direkt auf den Reed-Schalter zu wickeln seines Zylinders, wie in Abb. 11, a.

Der Stromkreis des IPT ist in Abb. dargestellt. 11, geb.

Wicklung L1 ist die Hauptwicklung, Wicklung L2 ist die Zusatzwicklung. Wenn Sie die Wicklungen L1 und L2 entsprechend einschalten, können Sie durch Anpassen des Widerstands R1 die Empfindlichkeit des IPT im Vergleich zur IPT-Version mit einem DT ohne zusätzliche Wicklung um ein Vielfaches erhöhen. Wenn Sie die Wicklungen L1 und L2 in entgegengesetzte Richtungen einschalten, können Sie durch Einstellen des Widerstands R die Empfindlichkeit des IPT um ein Vielfaches reduzieren. Mit dieser Schaltung wurde ein Experiment mit den Parametern ihrer Elemente durchgeführt:
- Wicklung L1 - 200 Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,06 mm; direkt auf einen Reedschalter Typ KEM-2 gewickelt;
- Wicklung L2 - 10 Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,8 mm, gewickelt über Wicklung L1.

Es wurden folgende Imin-Werte ermittelt:
- bei übereinstimmender Einschaltung der Wicklungen -0,1...2 A;
- wenn die Wicklungen gegensinnig eingeschaltet sind -2...5 A.

IPT-auf-Strom-Relais haben die Eigenschaften von: DT elektromagnetischen Relais mit niederohmiger Wicklung. Aktuelle Relais sind leider sehr knapp. Ein Stromrelais kann aus einem herkömmlichen Spannungsrelais hergestellt werden, indem seine Wicklung durch eine niederohmige ersetzt wird. Der Autor verwendete einen DT, der aus einem Relais vom Typ RES-10 bestand. Die Relaiswicklung wird vorsichtig mit einem Skalpell abgeschnitten und an ihrer Stelle eine neue Wicklung mit PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,3 mm gewickelt, bis der Rahmen gefüllt ist. Die Empfindlichkeit dieses DT wird durch Auswahl der Anzahl der Windungen und Änderung der Steifigkeit der flachen Ankerfeder eingestellt. Die Steifigkeit der Feder kann durch Biegen oder Schleifen entlang der Breite verändert werden. Die experimentelle DT-Probe hatte Imin = 200 mA, deltaU = 0,5 V (bei einem Strom von 200 mA).

Wenn Sie aktuelle Relais berechnen müssen, können Sie darauf verweisen.

Der Stromkreis dieses IPT-Typs ist in Abb. dargestellt. 12.

Von besonderem Interesse sind IPTs mit magnetisch sättigbaren Elementen. Sie nutzen die Eigenschaft ferromagnetischer Kerne, ihre Permeabilität zu ändern, wenn sie einem externen Magnetfeld ausgesetzt werden. Im einfachsten Fall handelt es sich bei einem solchen IPT um einen Wechselstromtransformator mit zusätzlicher Wicklung, wie in Abb. 13.

Hier wird die Wechselspannung von Wicklung L2 auf Wicklung L3 transformiert. Die Spannung von Wicklung L3 wird von der Diode VD1 erfasst und lädt den Kondensator C1. Anschließend wird es dem Schwellenelement zugeführt. Wenn in der Wicklung L1 kein Strom fließt, reicht die am Kondensator C1 erzeugte Spannung aus, um das Schwellwertelement auszulösen. Wenn Gleichstrom durch die Wicklung L1 fließt, ist der Magnetkreis gesättigt. Dies führt zu einer Verringerung des Übertragungskoeffizienten der Wechselspannung von der Wicklung L2 zur Wicklung L3 und zu einer Verringerung der Spannung am Kondensator C1. Bei Erreichen eines bestimmten Wertes schaltet das Schwellwertelement um. Die Drossel L4 verhindert das Eindringen der Wechselspannung des Messkreises in den gesteuerten Stromkreis und verhindert auch die Überbrückung des Messkreises durch die Leitfähigkeit des gesteuerten Stromkreises.

Die Empfindlichkeit dieses Geräts kann eingestellt werden:
- Auswahl der Windungszahl der Wicklungen L1, L2, L3;
- Wahl des Typs des Transformator-Magnetkreises;
- Anpassen der Ansprechschwelle des Schwellenelements.

Die Vorteile des Geräts sind die einfache Implementierung und das Fehlen mechanischer Kontakte.

Sein wesentlicher Nachteil ist das Eindringen von Wechselspannung vom IPT in den gesteuerten Stromkreis (in den meisten Anwendungen verfügen die gesteuerten Stromkreise jedoch über Sperrkondensatoren, was diesen Effekt verringert). Das Eindringen von Wechselspannung in den gesteuerten Stromkreis nimmt mit zunehmendem Verhältnis der Windungszahlen der Wicklungen L2 und L3 zur Windungszahl der Wicklung L1 und mit zunehmender Induktivität der Induktivität L4 ab.

Eine experimentelle Probe dieses IPT-Typs wurde auf einem Ringmagnetkern der Standardgröße K10x8x4 aus Ferrit der Güteklasse 2000NM montiert. Die Wicklung L1 hatte 10 Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,4 mm, die Wicklungen L2 und L3 hatten jeweils 30 Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,1 mm. Die Drossel L4 war auf den gleichen Ring gewickelt und hatte 30 Windungen PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,4 mm. Diode VD1 - KD521 A. Kondensator C1 - KM6 mit einer Kapazität von 0,1 μF. Als Schwellenwertelement wurde ein Wechselrichter der Mikroschaltung K561LN1 verwendet. An die Wicklung L2 wurde eine Rechteckspannung („Mäander“) mit einer Frequenz von 10 kHz und einer Amplitude von 5 V angelegt. Dieser IPT zeigte zuverlässig das Vorhandensein eines Stroms im gesteuerten Stromkreis im Bereich von 10 ... 1000 mA an. Um den Bereich der gesteuerten Ströme in Richtung einer Erhöhung der Obergrenze zu erweitern, ist es offensichtlich notwendig, den Durchmesser des Drahtes der Wicklungen L1 und L2 zu vergrößern und außerdem einen Magnetkern mit einer größeren Standardgröße auszuwählen.

Die in Abb. dargestellte IPT-Schaltung dieses Typs weist deutlich bessere Parameter auf. 14.

Dabei besteht der Magnetkern des Transformators aus zwei Ferritringen, wobei die Wicklungen L1 und L3 auf beide Ringe gewickelt sind und die Wicklungen L1 und L4 auf unterschiedliche Ringe gewickelt sind, so dass sich die in ihnen induzierten Spannungen gegenseitig kompensieren. Der Aufbau des Magnetkreises ist in Abb. dargestellt. 15.

Der Übersichtlichkeit halber sind die Kerne voneinander beabstandet, in der tatsächlichen Ausführung sind sie gegeneinander gepresst.

Bei diesem IPT-Typ kommt es nahezu nicht zum Eindringen von Wechselspannung aus dem Messkreis in den Regelkreis und es kommt praktisch zu keiner Überbrückung des Messkreises durch die Leitfähigkeit des Regelkreises. Es wurde ein experimentelles Muster des IPT hergestellt, dessen Diagramm in Abb. dargestellt ist. 16.

Auf den Wechselrichtern D1.1-D1.3 ist ein Impulsgenerator mit hohem Arbeitszyklus montiert (die Verwendung solcher Impulse reduziert den Stromverbrauch des IPT erheblich). Bei fehlender Erregung sollte ein Widerstand mit einem Widerstandswert von 10...100 kOhm in den Draht eingebaut werden, der die Pins 2, 3 der Mikroschaltung mit den Widerständen R1, R2 und dem Kondensator C1 verbindet.

Die Elemente C2, SZ, VD2, VD3 bilden einen Gleichrichter mit Verdoppelung der Spannung. Der Wechselrichter D1.4 liefert zusammen mit der LED HL1 eine Schwellenwertanzeige für das Vorhandensein von Impulsen am Ausgang des Transformators (Wicklung L3).

In diesem IPT wurden Ferritringe der Marke VT (verwendet in Computerspeicherzellen) mit den Abmessungen 8x4x2 mm verwendet. Die Wicklungen L2 und L3 bestehen aus jeweils 20 Windungen PEL-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,1 mm, die Wicklungen L1 und L4 bestehen aus jeweils 20 Windungen PEL-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,3 mm.

Diese Probe zeigte eindeutig das Vorhandensein eines Stroms im gesteuerten Stromkreis im Bereich von 40 mA bis 1 A an. Der Spannungsabfall am IPT bei einem Strom im gesteuerten Stromkreis von 1 A überschritt nicht 0,1 V. Über den Widerstand R4 kann die Ansprechschwelle eingestellt werden, was den Einsatz dieses IPT als Element von Schaltkreisen zum Schutz von Geräten vor Überlastung ermöglicht.

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Radio Nr. 4 2005.

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Die Berechnung der LED-Versorgungsspannung ist ein notwendiger Schritt für jedes elektrische Beleuchtungsprojekt und glücklicherweise einfach durchzuführen. Solche Messungen sind notwendig, um die Leistung einer LED zu berechnen, da man deren Strom und Spannung kennen muss. Die LED-Leistung wird durch Multiplikation des Stroms mit der Spannung berechnet. Allerdings ist bei der Arbeit mit elektrischen Schaltkreisen auch bei der Messung kleiner Mengen äußerste Vorsicht geboten. In diesem Artikel gehen wir näher auf die Frage ein, wie man die Spannung ermittelt, um den ordnungsgemäßen Betrieb der LED-Elemente sicherzustellen.

LEDs gibt es in verschiedenen Farben; es gibt sie in zwei und drei Farben, sie blinken und wechseln ihre Farben. Um dem Benutzer die Programmierung des Betriebsablaufs der Lampe zu ermöglichen, werden verschiedene Lösungen verwendet, die direkt von der LED-Versorgungsspannung abhängen. Um eine LED zum Leuchten zu bringen, ist eine Mindestspannung (Schwellenwert) erforderlich und die Helligkeit ist proportional zum Strom. Die Spannung an einer LED steigt mit dem Strom leicht an, da ein Innenwiderstand vorhanden ist. Wenn der Strom zu hoch ist, erhitzt sich die Diode und brennt durch. Daher wird der Strom auf einen sicheren Wert begrenzt.

Der Widerstand wird in Reihe geschaltet, da die Diodenanordnung eine viel höhere Spannung benötigt. Wenn U umgekehrt ist, fließt kein Strom, aber bei hohem U (z. B. 20 V) entsteht ein interner Funke (Durchschlag), der die Diode zerstört.

Wie bei allen Dioden fließt der Strom durch die Anode und verlässt ihn durch die Kathode. Bei runden Dioden hat die Kathode einen kürzeren Anschluss und das Gehäuse eine Kathodenseitenplatte.

Abhängigkeit der Spannung vom Leuchtentyp

Mit dem Aufkommen von LEDs mit hoher Helligkeit, die als Ersatz für Glühbirnen für kommerzielle und Innenbeleuchtungsanwendungen entwickelt wurden, gibt es eine ebenso große, wenn nicht sogar noch größere Verbreitung von Stromversorgungslösungen. Bei Hunderten von Modellen von Dutzenden von Herstellern wird es schwierig, alle Variationen der LED-Eingangs-/Ausgangsspannungen und Ausgangsstrom-/-leistungswerte zu verstehen, ganz zu schweigen von den mechanischen Abmessungen und vielen anderen Funktionen für Dimmung, Fernbedienung und Schaltkreisschutz.

Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher LEDs auf dem Markt. Ihre Unterschiede werden durch viele Faktoren bei der Herstellung von LEDs bestimmt. Der Halbleiteraufbau ist ein Faktor, aber auch die Fertigungstechnologie und die Verkapselung spielen eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der LED-Leistung. Die ersten LEDs waren rund, in Form der Modelle C (Durchmesser 5 mm) und F (Durchmesser 3 mm). Dann kamen rechteckige Dioden und Blöcke zum Einsatz, die mehrere LEDs (Netzwerke) kombinieren.

Die Halbkugelform ähnelt ein wenig einer Lupe, die die Form des Lichtstrahls bestimmt. Die Farbe des emittierenden Elements verbessert die Diffusion und den Kontrast. Die gebräuchlichsten Bezeichnungen und Formen von LEDs:

• A: Roter Durchmesser 3 mm im CI-Halter.
• B: Rot, 5 mm Durchmesser, verwendet in der Frontplatte.
• C: lila 5 mm.
• D: zweifarbig gelb und grün.
• E: rechteckig.
• F: gelb 3 mm.
• G: Weiß, hohe Helligkeit, 5 mm.
• H: rot 3mm.
• K-Anode: Eine Kathode, die durch eine flache Oberfläche in einem Flansch gekennzeichnet ist.
• F: 4/100 mm Anodenverbindungsdraht.
• C: Reflektierende Tasse.
• L: Gebogene Form, wirkt wie eine Lupe.

Gerätespezifikation

Eine Zusammenfassung der verschiedenen LED-Parameter und der Versorgungsspannung finden Sie in den Spezifikationen des Verkäufers. Bei der Auswahl von LEDs für bestimmte Anwendungen ist es wichtig, ihre Unterschiede zu verstehen. Es gibt viele verschiedene LED-Spezifikationen, die sich jeweils auf den von Ihnen gewählten Typ auswirken. Grundlage der LED-Spezifikationen sind Farbe, U und Strom. LEDs neigen dazu, eine einzige Farbe zu liefern.

Die von einer LED emittierte Farbe wird durch ihre maximale Wellenlänge (lpk) definiert, also die Wellenlänge, die die maximale Lichtleistung erzeugt. Typischerweise führen Prozessschwankungen zu Spitzenwellenlängenänderungen von bis zu ±10 nm. Bei der Auswahl der Farben in der LED-Spezifikation ist zu bedenken, dass das menschliche Auge am empfindlichsten auf Schattierungen oder Farbvariationen im gelben/orangen Bereich des Spektrums reagiert – von 560 bis 600 nm. Dies kann sich auf die Wahl der LED-Farbe oder -Position auswirken, die in direktem Zusammenhang mit den elektrischen Parametern steht.

Im Betrieb haben LEDs einen voreingestellten U-Abfall, der vom verwendeten Material abhängt. Auch die Versorgungsspannung der LEDs in der Lampe hängt von der Stromstärke ab. LEDs sind strombetriebene Geräte und die Lichtstärke ist eine Funktion des Stroms, wodurch sich die Lichtleistung erhöht. Es muss sichergestellt werden, dass das Gerät so arbeitet, dass der maximale Strom den zulässigen Grenzwert nicht überschreitet, was zu einer übermäßigen Wärmeableitung innerhalb des Chips selbst führen kann, wodurch der Lichtstrom verringert und die Lebensdauer verkürzt wird. Die meisten LEDs benötigen einen externen Strombegrenzungswiderstand.

Einige LEDs enthalten möglicherweise einen Vorwiderstand, der angibt, welche Spannung die LEDs liefern müssen. LEDs erlauben kein großes umgekehrtes U. Es sollte niemals seinen angegebenen Maximalwert überschreiten, der normalerweise recht klein ist. Wenn die Möglichkeit besteht, dass an der LED ein umgekehrtes U auftritt, ist es besser, einen Schutz in den Stromkreis einzubauen, um Schäden zu verhindern. Dies können in der Regel einfache Diodenschaltungen sein, die für jede LED einen ausreichenden Schutz bieten. Man muss kein Profi sein, um das zu verstehen.

Beleuchtungs-LEDs werden mit Strom betrieben und ihr Lichtstrom ist proportional zum durch sie fließenden Strom. Der Strom hängt von der Versorgungsspannung der LEDs in der Lampe ab. Durch mehrere in Reihe geschaltete Dioden fließt der gleiche Strom. Wenn sie parallel geschaltet sind, erhält jede LED den gleichen U, aber aufgrund des Dispersionseffekts auf die I-V-Kennlinie fließt ein unterschiedlicher Strom durch sie. Dadurch strahlt jede Diode einen anderen Lichtstrom ab.

Daher müssen Sie bei der Auswahl der Elemente wissen, welche Versorgungsspannung die LEDs haben. Jeder benötigt für den Betrieb etwa 3 Volt an seinen Anschlüssen. Beispielsweise benötigt die 5-Dioden-Serie etwa 15 Volt an den Anschlüssen. Um geregelten Strom mit ausreichend U zu liefern, verwendet der LEC ein elektronisches Modul, das als Treiber bezeichnet wird.

Es gibt zwei Lösungen:

1. Der externe Treiber wird außerhalb der Leuchte installiert und verfügt über eine sichere Kleinspannungsversorgung.
2. Intern, in die Taschenlampe eingebaut, also eine Untereinheit mit einem Elektronikmodul, das den Strom reguliert.

Dieser Treiber kann mit 230 V (Klasse I oder Klasse II) oder mit Sicherheits-Extra-Low-U (Klasse III) wie 24 V betrieben werden. LEC empfiehlt die zweite Stromversorgungslösung, da sie fünf Hauptvorteile bietet.

Vorteile der LED-Spannungsauswahl

Die korrekte Berechnung der Versorgungsspannung von LEDs in einer Lampe hat 5 entscheidende Vorteile:

1. Sicherer Ultra-Low-U unabhängig von der Anzahl der LEDs möglich. LEDs müssen in Reihe geschaltet werden, um sicherzustellen, dass jeweils der gleiche Strom aus derselben Quelle fließt. Je mehr LEDs vorhanden sind, desto höher ist daher die Spannung an den LED-Anschlüssen. Handelt es sich um ein Gerät mit externem Treiber, dann muss die hochempfindliche Sicherheitsspannung deutlich höher sein.
2. Die Integration des Treibers in die Leuchten ermöglicht die vollständige Installation eines Sicherheitskleinspannungssystems (SELV), unabhängig von der Anzahl der Leuchten.
3. Zuverlässigerer Einbau in Standardverkabelung für parallel geschaltete LED-Lampen. Die Treiber bieten zusätzlichen Schutz, insbesondere gegen Temperaturanstieg, was eine längere Lebensdauer garantiert und gleichzeitig die LED-Versorgungsspannungen für verschiedene Typen und Ströme aufrechterhält. Sicherere Inbetriebnahme.
4. Durch die Integration der LED-Leistung in den Treiber werden Fehlbedienungen vor Ort vermieden und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Hot-Plugging verbessert. Wenn ein Benutzer eine LED-Leuchte nur an einen externen Treiber anschließt, der bereits eingeschaltet ist, kann dies dazu führen, dass die LEDs beim Anschließen überspannen und dadurch zerstört werden.
5. Einfache Wartung. Eventuelle technische Probleme sind bei LED-Lampen mit Spannungsquelle besser sichtbar.

Wenn der U-Abfall an einem Widerstand wichtig ist, müssen Sie den richtigen Widerstand auswählen, der die erforderliche Leistung abführen kann. Ein Stromverbrauch von 20 mA mag gering erscheinen, die berechnete Leistung lässt jedoch etwas anderes vermuten. So muss beispielsweise bei einem Spannungsabfall von 30 V der Widerstand 1400 Ohm ableiten. Berechnung der Verlustleistung P = (Ures x Ures) / R,

• P ist der Wert der Verlustleistung des Widerstands, der den Strom in der LED begrenzt, W;
• U ist die Spannung am Widerstand (in Volt);
• R - Widerstandswert, Ohm.

P = (28 x 28) / 1400 = 0,56 W.

Eine 1-W-LED-Versorgungsspannung würde einer Überhitzung nicht lange standhalten und eine 2-W-LED würde auch zu schnell ausfallen. In diesem Fall müssen Sie zwei Widerstände mit 2700 Ohm / 0,5 W parallel schalten (oder zwei Widerstände mit 690 Ohm / 0,5 W hintereinander), um die Wärmeableitung gleichmäßig zu verteilen.

Wärmekontrolle

Wenn Sie die optimale Wattzahl für Ihr System finden, erfahren Sie mehr über die Wärmekontrolle, die Sie benötigen, um einen zuverlässigen LED-Betrieb zu gewährleisten, da LEDs Wärme erzeugen, die für das Gerät sehr schädlich sein kann. Zu viel Hitze führt dazu, dass die LEDs weniger Licht erzeugen und auch die Betriebszeit verkürzt wird. Für eine LED mit einer Nennleistung von 1 Watt wird empfohlen, nach einem Kühlkörper zu suchen, der 3 Quadratzoll pro Watt LED misst.

Heutzutage wächst die LED-Industrie recht schnell und es ist wichtig, den Unterschied bei LEDs zu kennen. Dies ist eine häufig gestellte Frage, da die Produktpalette von sehr günstig bis teuer reichen kann. Beim Kauf billiger LEDs ist Vorsicht geboten, da diese zwar gut funktionieren, aber in der Regel nicht lange halten und aufgrund schlechter Parameter schnell durchbrennen. Bei der Herstellung von LEDs gibt der Hersteller in den Datenblättern Kenndaten mit Durchschnittswerten an. Aus diesem Grund kennen Käufer nicht immer die genauen Eigenschaften von LEDs hinsichtlich Lichtstrom, Farbe und Durchlassspannung.

Bestimmung der Durchlassspannung

Bevor Sie die LED-Versorgungsspannung ermitteln, stellen Sie die entsprechenden Multimetereinstellungen ein: Strom und U. Stellen Sie vor dem Testen den Widerstand auf den höchsten Wert ein, um ein Durchbrennen der LED zu vermeiden. Das geht ganz einfach: Klemmen Sie die Leitungen des Multimeters ab, stellen Sie den Widerstand ein, bis der Strom 20 mA erreicht, und notieren Sie Spannung und Strom. Um die Durchlassspannung von LEDs zu messen, benötigen Sie:

1. LEDs zum Testen.
2. Quelle U LED mit Parametern höher als Konstantspannungs-LED-Anzeige.
3. Multimeter.
4. Krokodilklemmen zum Halten von LEDs an Messleitungen, um die LED-Versorgungsspannung in Leuchten zu bestimmen.
5. Drähte.
6. Variabler Widerstand 500 oder 1000 Ohm.

Der primäre blaue LED-Strom betrug 3,356 V bei 19,5 mA. Wenn 3,6 V verwendet werden, wird der zu verwendende Widerstandswert wie folgt berechnet: R = (3,6 V-3,356 V)/0,0195 A) = 12,5 Ohm. Um Hochleistungs-LEDs zu messen, gehen Sie genauso vor und stellen den Strom ein, indem Sie den Wert am Multimeter schnell gedrückt halten.

Das Messen der Versorgungsspannung von Hochleistungs-SMD-LEDs mit einem Durchlassstrom von >350 mA kann etwas schwierig sein, da der U-Wert bei schneller Erwärmung stark abfällt. Dies bedeutet, dass der Strom für einen gegebenen U höher ist. Wenn der Benutzer versagt, muss er die LED auf Raumtemperatur abkühlen, bevor er erneut messen kann. Sie können 500 Ohm oder 1 kOhm verwenden. Zur Grob- und Feinabstimmung oder zum Reihenschalten eines variablen Widerstands mit höherem und niedrigerem Bereich.

Alternative Definition von Spannung

Der erste Schritt zur Berechnung des LED-Stromverbrauchs besteht darin, die LED-Spannung zu bestimmen. Wenn Sie kein Multimeter zur Hand haben, können Sie die Herstellerangaben studieren und das Datenblatt U des LED-Blocks finden. Alternativ kann U anhand der Farbe der LEDs geschätzt werden, beispielsweise eine weiße LED-Versorgungsspannung von 3,5 V.

Nachdem die LED-Spannung gemessen wurde, wird der Strom bestimmt. Sie kann direkt mit einem Multimeter gemessen werden. Die Angaben des Herstellers stellen eine ungefähre aktuelle Schätzung dar. Anschließend können Sie ganz schnell und einfach den Stromverbrauch der LEDs berechnen. Um den Stromverbrauch einer LED zu berechnen, multiplizieren Sie einfach den U-Wert der LED (in Volt) mit dem Strom der LED (in Ampere).

Das Ergebnis, gemessen in Watt, ist die Leistung, die die LEDs verbrauchen. Wenn eine LED beispielsweise einen U von 3,6 und einen Strom von 20 Milliampere hat, verbraucht sie 72 Milliwatt Leistung. Abhängig von der Größe und dem Umfang des Projekts können Spannungs- und Stromwerte in Einheiten gemessen werden, die kleiner oder größer als der Basisstrom oder Watt sind. Möglicherweise sind Einheitenumrechnungen erforderlich. Denken Sie bei diesen Berechnungen daran, dass 1000 Milliwatt einem Watt und 1000 Milliampere einem Ampere entsprechen.

Um die LED zu testen und herauszufinden, ob sie funktioniert und welche Farbe Sie wählen sollten, verwenden Sie ein Multimeter. Es muss über eine Diodentestfunktion verfügen, die durch ein Diodensymbol gekennzeichnet ist. Anschließend werden zum Testen die Prüfkabel des Multimeters an den LED-Beinen befestigt:

1. Schließen Sie das schwarze Kabel an der Kathode (-) und das rote Kabel an der Anode (+) an. Wenn der Benutzer einen Fehler macht, leuchtet die LED nicht.
2. Den Sensoren wird ein kleiner Strom zugeführt und wenn Sie sehen können, dass die LED leicht leuchtet, dann funktioniert sie.
3. Bei der Überprüfung eines Multimeters müssen Sie die Farbe der LED berücksichtigen. Beispiel: Test einer gelben (bernsteinfarbenen) LED – die Schwellenspannung der LED beträgt 1636 mV oder 1,636 V. Wenn eine weiße oder blaue LED getestet wird, liegt die Schwellenspannung über 2,5 V oder 3 V.

Um die Diode zu testen, muss die Anzeige zwischen 400 und 800 mV in einer Richtung und nicht in der Gegenrichtung liegen. Normale LEDs haben den in der folgenden Tabelle beschriebenen Schwellenwert, aber bei gleicher Farbe kann es erhebliche Unterschiede geben. Der maximale Strom beträgt 50 mA, es wird jedoch empfohlen, 20 mA nicht zu überschreiten. Bei 1-2 mA leuchten die Dioden schon gut. LED-Schwelle U

Wenn der Akku vollständig geladen ist, beträgt der Strom bei 3,8 V nur 0,7 mA. LEDs haben in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht. Es gibt Hunderte von Modellen mit einem Durchmesser von 3 mm und 5 mm. Es gibt leistungsstärkere Dioden mit einem Durchmesser von 10 mm oder in speziellen Gehäusen sowie Dioden zur Montage auf einer Leiterplatte mit einer Länge von bis zu 1 mm.

LEDs gelten im Allgemeinen als Konstantstromgeräte, die mit einigen Volt Gleichstrom betrieben werden. Bei Anwendungen mit geringem Stromverbrauch und einer kleinen Anzahl von LEDs ist dies ein vollkommen akzeptabler Ansatz, wie etwa bei Mobiltelefonen, die über eine Gleichstrombatterie mit Strom versorgt werden, während andere Anwendungen, wie etwa ein lineares Lichtbandsystem, das sich über 100 m um ein Gebäude erstreckt, nicht funktionieren dieses Design.

Der Gleichstromantrieb leidet unter Verlusten über große Entfernungen, was den Einsatz von Antrieben mit höherem U-Wert von Anfang an erfordert, sowie zusätzlicher Regler, die Strom verschwenden. Wechselstrom macht es einfacher, Transformatoren zu verwenden, um U von den in Stromleitungen verwendeten Kilovolt auf 240 V oder 120 V Wechselstrom herunterzuspannen, was für Gleichstrom viel problematischer ist. Der Betrieb einer beliebigen Netzspannung (z. B. 120 V Wechselstrom) erfordert eine Elektronik zwischen der Stromversorgung und den Geräten selbst, um eine konstante U (z. B. 12 V Gleichstrom) bereitzustellen. Wichtig ist die Möglichkeit, mehrere LEDs anzusteuern.

Lynk Labs hat eine Technologie entwickelt, die es ermöglicht, LEDs mit Wechselspannung zu betreiben. Ein neuer Ansatz besteht darin, AC-LEDs zu entwickeln, die direkt an einer Wechselstromquelle betrieben werden können. Viele freistehende LED-Leuchten verfügen lediglich über einen Transformator zwischen der Wandsteckdose und der Leuchte, um die erforderliche konstante U-Werte bereitzustellen.

Eine Reihe von Unternehmen haben LED-Lampen entwickelt, die direkt in Standardfassungen geschraubt werden, aber sie enthalten ausnahmslos auch Miniaturschaltkreise, die Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, bevor sie an die LEDs weitergeleitet werden.

Eine normale rote oder orange LED hat einen Schwellwert U von 1,6 bis 2,1 V, für gelbe oder grüne LEDs beträgt die Spannung 2,0 bis 2,4 V und für blaue, rosa oder weiße LEDs liegt sie bei etwa 3,0 bis 3,6 V. Die Tabelle Unten sind einige typische Spannungen aufgeführt. Werte in Klammern entsprechen den am nächsten liegenden normalisierten Werten in der E24-Reihe.

Die Spezifikationen der Versorgungsspannung für LEDs sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Bezeichnungen:

• STD – Standard-LED;
• HL – LED-Anzeige mit hoher Helligkeit;
• FC – geringer Verbrauch.

Diese Daten reichen aus, damit der Benutzer die notwendigen Geräteparameter für ein Beleuchtungsprojekt selbstständig ermitteln kann.

Ein digitales Amperemeter auf LEDs ist eine praktische Möglichkeit, Informationen anzuzeigen, bei der es nicht nur auf das Modul des Messwerts ankommt (was übrigens viel bequemer ist, nicht anhand der Abweichung der Messuhr, sondern anhand der Größe zu bestimmen). des Balkendiagramms oder über ein Mini-Display), sondern auch die Frequenz, mit der dieser Parameter verändert wird.

Beschreibung der Schaltung

LEDs sind nicht sehr leistungsstark, aber der Einsatz in Stromkreisen mit geringem Stromverbrauch ist akzeptabel und ratsam. Als Beispiel können wir uns eine Schaltung zur Anschaffung eines digitalen Amperemeters zur Bestimmung der Stromstärke in einer Autobatterie mit einem Nennwertbereich von 40...60 mA vorstellen.

Variante des Erscheinungsbildes eines Amperemeters auf LEDs in einer Säule

Die Anzahl der verwendeten LEDs bestimmt den Schwellenstromwert, bei dem eine der LEDs aufleuchtet. Als Operationsverstärker können Sie LM3915 oder einen Mikrocontroller mit geeigneten Parametern verwenden. Der Eingang wird über einen beliebigen niederohmigen Widerstand mit Spannung versorgt.

Die Messergebnisse lassen sich bequem in Form eines Balkendiagramms darstellen, wobei der gesamte praktisch genutzte Strombereich in mehrere Segmente von 5...10 mA unterteilt wird. Der Vorteil von LED besteht darin, dass die Schaltung Elemente unterschiedlicher Farbe verwenden kann – Rot, Grün, Blau usw.

Für den Betrieb eines digitalen Amperemeter benötigen Sie folgende Komponenten:

1. Mikrocontroller Typ PIC16F686 mit 16-Bit-ADC.
2. Konfigurierbare Jumper für die endgültige Signalausgabe. Alternativ können DIP-Schalter als elektronische Shunts oder Signalkurzschlüsse in herkömmlichen elektronischen Schaltkreisen verwendet werden.
3. Eine Gleichstromquelle, die für eine Betriebsspannung von 5 bis 15 V ausgelegt ist (bei stabiler Spannung, die mit einem Voltmeter überwacht wird, sind auch 6 V geeignet).
4. Kontaktplatine, auf der Sie bis zu 20 SMD-LEDs platzieren können.

Stromkreis eines Amperemeters an LED-Quellen

Reihenfolge der Platzierung und Installation des Amperemeters

Das Eingangsstromsignal (nicht mehr als 1 A) wird von einem stabilisierten Netzteil über einen Shunt-Widerstand geliefert, dessen zulässige Spannung 40...50 V nicht überschreiten sollte. Anschließend wird das Signal über einen Operationsverstärker gesendet zu den LEDs. Da sich der Wert des Stroms während des Signaldurchgangs ändert, ändert sich entsprechend auch die Höhe der Säule. Durch die Steuerung des Laststroms können Sie die Höhe des Diagramms anpassen und so Ergebnisse mit unterschiedlichem Genauigkeitsgrad erzielen.

Die Bestückung der Platine mit SMD-Bauteilen kann je nach Wunsch des Anwenders sowohl horizontal als auch vertikal erfolgen. Vor Beginn der Kalibrierung muss das Sichtfenster mit dunklem Glas abgedeckt werden (ein Filter mit einer Multiplizität von 6...10 x eines normalen Schweißhelms ist geeignet).

Die Kalibrierung eines digitalen Amperemeter besteht aus der Auswahl des minimalen Stromlastwerts, bei dem die LED aufleuchtet. Die Einstellung wird experimentell variiert, wobei im Stromkreis ein Widerstand mit kleinem Widerstand (bis zu 100 mOhm) vorgesehen wird. Der Fehler bei den Messwerten eines solchen Amperemeters beträgt normalerweise nicht mehr als mehrere Prozent.

Wussten Sie, dass Sie ein altes Voltmeter in ein Amperemeter umwandeln können? So geht's – schauen Sie sich das Video an:

So stellen Sie den Einstellwiderstand ein

Dazu wird sequentiell die Stromstärke eingestellt, die durch eine bestimmte LED fließt. Als Steuergerät kann ein herkömmlicher Tester verwendet werden. Vor dem Mikrocontroller ist ein Voltmeter und dahinter ein Amperemeter in den Stromkreis eingebunden. Um den Einfluss zufälliger Welligkeiten zu eliminieren, ist zusätzlich ein Glättungskondensator angeschlossen.

Ein praktischer Vorteil beim Eigenbau des Gerätes (es sollten nicht weniger als vier LEDs vorhanden sein) ist die Stabilität des Stromkreises bei erheblichen Änderungen im anfänglich angegebenen Strombereich. Im Gegensatz zu herkömmlichen Dioden, die bei einem Kurzschluss versagen, leuchten LEDs einfach nicht.

LED-Dioden, wie Strommesser in einer Autobatterie, sparen nicht nur Ladung und schonen die Batterien, sondern ermöglichen Ihnen auch eine bequemere Ablesung der Messwerte.

Ein digitales Voltmeter kann auf ähnliche Weise aufgebaut werden. Als Lichtquellen für diese Anwendung eignen sich 12-V-Elemente, und das Vorhandensein eines zusätzlichen Shunts im Voltmeterkreis ermöglicht eine effizientere Nutzung der gesamten Höhe des Balkendiagramms.

Es kann erforderlich sein, das Vorhandensein von in einem Stromkreis fließendem Strom in zwei Zuständen zu überwachen: entweder vorhanden oder nicht. Beispiel: Sie laden eine Batterie mit einem eingebauten Laderegler, der an eine Stromquelle angeschlossen ist, aber wie steuern Sie den Vorgang? Sie können natürlich ein Amperemeter in den Stromkreis einbauen, sagen Sie, und Sie werden Recht haben. Aber Sie werden das nicht die ganze Zeit tun. Einfacher ist es, einmal eine Ladeflussanzeige in das Netzteil einzubauen, die anzeigt, ob Strom in die Batterie fließt oder nicht.
Ein anderes Beispiel. Nehmen wir an, in einem Auto befindet sich eine Art Glühlampe, die Sie nicht sehen und von der Sie nicht wissen, ob sie an ist oder durchgebrannt ist. Sie können auch eine Stromanzeige in den Stromkreis dieser Lampe einbinden und den Durchfluss überwachen. Wenn die Lampe durchbrennt, ist dies sofort sichtbar.
Oder es gibt eine Art Sensor mit einem Filament. Tapa-Gas- oder Sauerstoffsensor. Und Sie müssen sicher sein, dass das Filament nicht gebrochen ist und alles ordnungsgemäß funktioniert. Hier kommt der Indikator zur Rettung, dessen Diagramm ich unten wiedergeben werde.
Es kann viele Anwendungen geben, die Grundidee ist natürlich dieselbe: die Überwachung des Vorhandenseins von Strom.

Stromanzeigeschaltung

Das Schema ist sehr einfach. Der Sternwiderstand wird abhängig vom geregelten Strom ausgewählt und kann zwischen 0,4 und 10 Ohm liegen. Zum Laden eines Lithium-Ionen-Akkus habe ich 4,7 Ohm verwendet. Durch diesen Widerstand fließt Strom (falls er fließt), nach dem Ohmschen Gesetz wird an ihm eine Spannung abgegeben, die den Transistor öffnet. Dadurch leuchtet die LED auf und zeigt so an, dass der Ladevorgang läuft. Sobald der Akku aufgeladen ist, schaltet der interne Controller den Akku ab und der Strom im Stromkreis verschwindet. Der Transistor schließt und die LED erlischt und zeigt damit an, dass der Ladevorgang abgeschlossen ist.
Die Diode VD1 begrenzt die Spannung auf 0,6 V. Sie können jede für einen Strom von 1 A verwenden. Auch hier hängt alles von Ihrer Last ab. Sie können jedoch keine Schottky-Diode verwenden, da ihr Spannungsabfall zu gering ist – der Transistor öffnet möglicherweise einfach nicht bei 0,4 V. Sie können sogar Autobatterien über eine solche Schaltung laden, die Hauptsache ist, eine Diode mit einem höheren Strom zu wählen als der gewünschte Ladestrom.

In diesem Beispiel schaltet sich die LED ein, während Strom fließt. Was aber, wenn Sie sie anzeigen müssen, wenn kein Strom fließt? Für diesen Fall gibt es eine Schaltung mit umgekehrter Logik.

Alles ist gleich, nur an einem Transistor derselben Marke ist ein invertierender Schalter angebracht. Übrigens ein Transistor mit beliebiger Struktur. Geeignet sind inländische Analoga - KT315, KT3102.
Parallel zum Widerstand mit der LED können Sie einen Summer einschalten. Wenn beispielsweise bei der Überwachung einer Glühbirne kein Strom vorhanden ist, ertönt ein Tonsignal. Das ist sehr praktisch und Sie müssen die LED nicht auf dem Bedienfeld anzeigen.
Generell gibt es viele Ideen, wo dieser Indikator eingesetzt werden kann.