Mis võiks olla kurvem kui lennu ajal kvadrokopteri ootamatult tühjaks saanud aku või paljutõotaval lagendikul väljalülituv metallidetektor? Kui nüüd vaid saaks eelnevalt teada, kui laetud on aku! Siis saaksime ühendada laadija või paigaldada uue akukomplekti, ootamata kurbi tagajärgi.

Ja siit sünnibki idee teha mingisugune indikaator, mis annab juba ette märku, et aku saab peagi tühjaks. Raadioamatöörid üle kogu maailma on selle ülesande elluviimisega tegelenud ning täna on terve auto ja väike käru erinevaid skeemilahendusi – alates ühel transistoril olevatest vooluringidest kuni keerukate seadmeteni mikrokontrolleritel.

Tähelepanu! Artiklis esitatud diagrammid näitavad ainult aku madalat pinget. Sügava tühjenemise vältimiseks peate koormuse või kasutamise käsitsi välja lülitama.

Valik 1

Alustame võib-olla lihtsast vooluringist, kasutades zeneri dioodi ja transistori:

Mõelgem välja, kuidas see toimib.

Kuni pinge on üle teatud läve (2,0 volti), on zeneri diood rikkis, vastavalt on transistor suletud ja kogu vool voolab läbi rohelise LED-i. Niipea, kui aku pinge hakkab langema ja saavutab väärtuse suurusjärgus 2,0 V + 1,2 V (pingelang transistori VT1 baas-emitteri ristmikul), hakkab transistor avanema ja vool hakkab ümber jaotuma. mõlema LED-i vahel.

Kui võtame kahevärvilise LED-i, saame sujuva ülemineku rohelisest punaseks, sealhulgas kogu vahepealse värvigamma.

Tüüpiline kahevärviliste LED-ide päripinge erinevus on 0,25 volti (punane põleb madalama pinge korral). Just see erinevus määrab rohelise ja punase vahelise täieliku ülemineku ala.

Seega, vaatamata oma lihtsusele, võimaldab vooluahel ette teada, et aku on hakanud tühjaks saama. Kuni aku pinge on 3,25 V või rohkem, põleb roheline LED. Ajavahemikus 3,00–3,25 V hakkab punane segunema rohelisega – mida lähemal 3,00 voltile, seda rohkem punast. Ja lõpuks süttib 3 V juures ainult puhas punane.

Ahela puuduseks on zeneri dioodide valimise keerukus, et saada nõutav reageerimislävi, samuti pidev voolutarve umbes 1 mA. Noh, on võimalik, et värvipimedad inimesed ei hinda seda ideed muutuvate värvidega.

Muide, kui paned sellesse vooluringi teist tüüpi transistori, saab selle tööle panna vastupidiselt – üleminek rohelisest punaseks toimub, vastupidi, kui sisendpinge tõuseb. Siin on muudetud diagramm:

Variant nr 2

Järgmises vooluringis kasutatakse TL431 kiipi, mis on täppispinge regulaator.

Reaktsioonilävi määrab pingejagur R2-R3. Diagrammil näidatud nimiväärtustega on see 3,2 volti. Kui aku pinge langeb selle väärtuseni, lõpetab mikrolülitus LED-i möödasõidu ja see süttib. See on signaal, et aku täielik tühjenemine on väga lähedal (ühe liitiumioonpanga minimaalne lubatud pinge on 3,0 V).

Kui seadme toiteks kasutatakse mitmest järjestikku ühendatud liitiumioonakupangast koosnevat akut, siis tuleb ülaltoodud ahel ühendada iga pangaga eraldi. Nagu nii:

Ahela seadistamiseks ühendame akude asemel reguleeritava toiteallika ja valime takisti R2 (R4), et tagada LED-i süttimine õigel hetkel.

Valik nr 3

Ja siin on liitium-ioonaku tühjenemise indikaatori lihtne skeem, kasutades kahte transistori:
Reaktsioonilävi seatakse takistitega R2, R3. Vanad nõukogude transistorid saab asendada BC237, BC238, BC317 (KT3102) ja BC556, BC557 (KT3107) vastu.

Variant nr 4

Kahe väljatransistoriga vooluahel, mis sõna otseses mõttes tarbib ooterežiimis mikrovoolu.

Kui vooluahel on ühendatud toiteallikaga, genereeritakse jaguri R1-R2 abil transistori VT1 väravas positiivne pinge. Kui pinge on kõrgem kui väljatransistori väljalülituspinge, avaneb see ja tõmbab VT2 värava maapinnale, sulgedes selle.

Teatud hetkel, kui aku tühjeneb, muutub jagurilt eemaldatud pingest VT1 avamiseks ebapiisav ja see sulgub. Järelikult ilmub teise väljalüliti väravasse toitepingele lähedane pinge. See avab ja süttib LED-i. LED-tuli annab meile märku, et aku vajab laadimist.

Kõik madala katkestuspingega n-kanaliga transistorid sobivad (mida madalam, seda parem). 2N7000 jõudlust selles vooluringis ei ole testitud.

Valik nr 5

Kolmel transistoril:

Arvan, et diagramm ei vaja selgitust. Tänu suurele koefitsiendile. kolme transistori astme võimendusega töötab skeem väga selgelt - põleva ja mittesüttiva LED-i vahel piisab 1 sajandikvoldist erinevusest. Voolutarve, kui näidik on sisse lülitatud, on 3 mA, kui LED on välja lülitatud - 0,3 mA.

Vaatamata vooluringi mahukale välimusele on valmis plaadil üsna tagasihoidlikud mõõtmed:

VT2 kollektorist saate võtta signaali, mis võimaldab koormuse ühendamist: 1 - lubatud, 0 - keelatud.

Transistorid BC848 ja BC856 saab asendada vastavalt BC546 ja BC556 vastu.

Variant nr 6

Mulle meeldib see ahel, sest see mitte ainult ei lülita näidust sisse, vaid ka katkestab koormuse.

Kahju on ainult sellest, et vooluahel ise ei ühendu akust lahti, tarbides jätkuvalt energiat. Ja tänu pidevalt põlevale LED-ile sööb see palju.

Roheline LED toimib sel juhul võrdluspingeallikana, tarbides umbes 15-20 mA voolu. Sellisest ablavast elemendist vabanemiseks võite võrdluspingeallika asemel kasutada sama TL431, ühendades selle vastavalt järgmisele vooluringile*:

*ühendage TL431 katood LM393 teise viiguga.

Variant nr 7

Ahel nn pingemonitore kasutades. Neid nimetatakse ka pingeseireseadmeteks ja detektoriteks.Need on spetsiaalselt pinge jälgimiseks loodud spetsiaalsed mikroskeemid.

Siin on näiteks skeem, mis süttib LED-i, kui aku pinge langeb 3,1 V-ni. Kokkupandud BD4731-le.

Nõus, see ei saaks olla lihtsam! BD47xx-l on avatud kollektori väljund ja see piirab ise ka väljundvoolu 12 mA-ni. See võimaldab ühendada LED-i sellega otse, ilma takisteid piiramata.

Samamoodi saate rakendada mis tahes muud järelevalvet mis tahes muule pingele.

Siin on veel mõned valikud, mille hulgast valida.

• 3,08 V juures: TS809CXD, TCM809TENB713, MCP103T-315E/TT, CAT809TTBI-G;
• 2,93 V juures: MCP102T-300E/TT, TPS3809K33DBVRG4, TPS3825-33DBVT, CAT811STBI-T3;
• MN1380 seeria (või 1381, 1382 - need erinevad ainult korpuse poolest). Meie eesmärkidel sobib kõige paremini avatud äravooluga variant, mida tõendab lisanumber “1” mikroskeemi tähistuses - MN13801, MN13811, MN13821. Reaktsioonipinge määratakse täheindeksiga: MN13811-L on täpselt 3,0 volti.

Võite võtta ka Nõukogude analoogi - KR1171SPkhkh:

Sõltuvalt digitaalsest tähistusest on tuvastuspinge erinev:

Pingevõrk ei sobi eriti liitium-ioonakude jälgimiseks, kuid arvan, et seda mikrolülitust ei tasu päris alla võtta.

Pingemonitori vooluahelate vaieldamatud eelised on väljalülitatud ülimadal energiatarve (ühikud ja isegi mikroamprite osad) ning äärmine lihtsus. Sageli sobib kogu ahel otse LED-klemmidele:

Et tühjenemise indikaator oleks veelgi märgatavam, saab pingeanduri väljundi laadida vilkuvale LED-ile (näiteks L-314 seeria). Või pange kahe bipolaarse transistori abil kokku lihtne vilkur.

Allpool on näide valmis vooluringist, mis annab vilkuva LED-i abil märku aku tühjenemisest.

Teist vilkuva LED-iga vooluringi käsitletakse allpool.

Variant nr 8

Lahe vooluahel, mis paneb LED-tule vilkuma, kui liitiumaku pinge langeb 3,0 voltini:

See vooluahel paneb ülierksa LED-i vilkuma 2,5% töötsükliga (st pikk paus – lühike välk – uuesti paus). See võimaldab teil vähendada voolutarbimist naeruväärsete väärtusteni - väljalülitatud olekus tarbib vooluahel 50 nA (nano!) ja LED-i vilkuvas režiimis - ainult 35 μA. Kas oskate midagi ökonoomsemat soovitada? Vaevalt.

Nagu näete, taandub enamiku tühjenemise juhtimisahelate töö teatud võrdluspinge võrdlemisele juhitava pingega. Seejärel see erinevus võimendub ja lülitab LED-i sisse/välja.

Tavaliselt kasutatakse võrdluspinge ja liitiumaku pinge erinevuse võimendina transistori etappi või võrdlusahelasse ühendatud operatiivvõimendit.

Kuid on ka teine ​​lahendus. Loogikaelemente - invertereid - saab kasutada võimendina. Jah, see on ebatavaline loogika kasutamine, kuid see töötab. Sarnane diagramm on näidatud järgmises versioonis.

Variant nr 9

Vooluskeem 74HC04 jaoks.

Zeneri dioodi tööpinge peab olema madalam kui vooluahela reaktsioonipinge. Näiteks võite võtta 2,0–2,7 V Zener-dioodid. Reaktsiooniläve peenreguleerimine on seatud takistiga R2.

Ahel tarbib akust umbes 2 mA, seega tuleb see ka peale toitelülitit sisse lülitada.

Variant nr 10

See pole isegi tühjenemise indikaator, vaid pigem terve LED-voltmeeter! 10 LED-ist koosnev lineaarne skaala annab selge pildi aku olekust. Kõik funktsioonid on rakendatud vaid ühel LM3914 kiibil:

Jagaja R3-R4-R5 määrab alumise (DIV_LO) ja ülemise (DIV_HI) lävipinge. Diagrammil näidatud väärtuste korral vastab ülemise LED-i kuma 4,2 V pingele ja kui pinge langeb alla 3 volti, kustub viimane (alumine) LED.

Ühendades mikrolülituse 9. kontakti maandusega, saate selle punktrežiimi lülitada. Selles režiimis põleb alati ainult üks toitepingele vastav LED. Kui jätta see nagu diagrammil, süttib terve skaala LED-e, mis on majanduslikust seisukohast irratsionaalne.

LEDidena peate võtma ainult punaseid LED-e, sest neil on töö ajal madalaim alalispinge. Kui võtame näiteks sinised LED-id, siis kui aku tühjeneb 3 voltini, ei sütti need suure tõenäosusega üldse.

Kiip ise tarbib umbes 2,5 mA, millele lisandub 5 mA iga põleva LED-i kohta.

Ahela puuduseks on iga LED-i süüteläve individuaalse reguleerimise võimatus. Saate määrata ainult alg- ja lõppväärtused ning kiibile sisseehitatud jagaja jagab selle intervalli võrdseks 9 segmendiks. Kuid nagu teate, hakkab tühjenemise lõpu poole aku pinge väga kiiresti langema. 10% ja 20% tühjenenud akude vahe võib olla kümnendiku volti, aga kui võrrelda samu akusid, ainult 90% ja 100% tühjenenud, siis on näha terve volti!

Allpool näidatud tüüpiline liitiumioonaku tühjenemise graafik näitab seda asjaolu selgelt:

Seega ei tundu aku tühjenemise määra näitamiseks lineaarse skaala kasutamine kuigi otstarbekas. Vajame vooluringi, mis võimaldab meil määrata täpsed pinge väärtused, mille juures konkreetne LED süttib.

Täieliku kontrolli LED-ide sisselülitamise üle annab allpool esitatud skeem.

Variant nr 11

See ahel on 4-kohaline aku/aku pinge indikaator. Rakendatud neljal op-võimendil, mis sisalduvad LM339 kiibis.

Ahel töötab kuni 2-voldise pingeni ja tarbib vähem kui milliamper (ilma LED-i arvestamata).

Kasutatud ja järelejäänud aku mahu tegeliku väärtuse kajastamiseks on loomulikult vaja vooluringi seadistamisel arvestada kasutatava aku tühjenemiskõveraga (arvestades koormusvoolu). See võimaldab teil määrata täpsed pinge väärtused, mis vastavad näiteks 5%-25%-50%-100% jääkvõimsusest.

Variant nr 12

Ja loomulikult avaneb kõige laiem ulatus sisseehitatud võrdluspingeallika ja ADC-sisendiga mikrokontrollerite kasutamisel. Siin piirab funktsionaalsust ainult teie kujutlusvõime ja programmeerimisvõime.

Näitena toome ATMega328 kontrolleri lihtsaima vooluringi.

Kuigi siin oleks tahvli suuruse vähendamiseks parem võtta SOP8 paketis olev 8 jalaga ATTiny13. Siis oleks see täiesti uhke. Aga olgu see sinu kodutöö.

LED on kolmevärviline (LED-ribalt), kuid kasutatakse ainult punast ja rohelist.

Valmis programmi (eskiisi) saab alla laadida sellelt lingilt.

Programm töötab järgmiselt: iga 10 sekundi järel küsitakse toitepinget. Mõõtmistulemuste põhjal juhib MK LED-e kasutades PWM-i, mis võimaldab punast ja rohelist värvi segades saada erinevaid valguse toone.

Värskelt laetud aku toodab umbes 4,1 V - roheline indikaator süttib. Laadimise ajal on akul pinge 4,2 V ja roheline LED-tuli hakkab vilkuma. Niipea, kui pinge langeb alla 3,5 V, hakkab punane LED vilkuma. See on signaal, et aku on peaaegu tühi ja on aeg seda laadida. Ülejäänud pingevahemikus muudab indikaator värvi rohelisest punaseks (olenevalt pingest).

Variant nr 13

Alustuseks pakun välja võimaluse standardse kaitseplaadi (neid nimetatakse ka) ümbertöötamiseks, muutes selle tühja aku indikaatoriks.

Neid plaate (PCB-mooduleid) ammutatakse peaaegu tööstuslikus mastaabis vanadest mobiiltelefonide akudest. Sa lihtsalt korjad tänavalt äravisatud mobiiltelefoni aku, rookid selle ära ja tahvel on sinu käes. Kõrvaldage kõik muu ettenähtud viisil.

Tähelepanu!!! On plaate, mis sisaldavad ülelaadimise kaitset lubamatult madalal pingel (2,5 V ja alla selle). Seetõttu peate kõigi teie plaatide hulgast valima ainult need koopiad, mis töötavad õige pingega (3,0-3,2 V).

Enamasti näeb PCB-plaat välja selline:

Microassembly 8205 on kaks millioomilist väljaseadet, mis on kokku pandud ühte korpusesse.

Tehes vooluringis mõningaid muudatusi (näidatud punasega), saame suurepärase liitiumioonaku tühjenemise indikaatori, mis väljalülitamisel praktiliselt ei tarbi voolu.

Kuna transistor VT1.2 vastutab laadija akupangast lahtiühendamise eest ülelaadimise korral, on see meie vooluringis üleliigne. Seetõttu kõrvaldasime selle transistori täielikult tööst, katkestades äravooluahela.

Takisti R3 piirab voolu läbi LED-i. Selle takistus tuleb valida nii, et LED-i kuma oleks juba märgatav, kuid tarbitav vool ei oleks veel liiga suur.

Muide, saate salvestada kõik kaitsemooduli funktsioonid ja teha indikatsiooni eraldi transistori abil, mis juhib LED-i. See tähendab, et indikaator süttib samal ajal, kui aku tühjenemise hetkel välja lülitub.

2N3906 asemel sobib iga väikese võimsusega pnp-transistor, mis teil käepärast on. Lihtsalt LED-i otse jootmine ei toimi, sest... Lüliteid juhtiva mikroskeemi väljundvool on liiga väike ja vajab võimendamist.

Palun arvestage asjaoluga, et tühjenemise indikaatori ahelad ise tarbivad akut! Vastuvõetamatu tühjenemise vältimiseks ühendage näidikuahelad pärast toitelülitit või kasutage kaitseahelaid, .

Nagu ilmselt pole raske ära arvata, saab ahelaid kasutada ka vastupidi – laetuse indikaatorina.

N. TARANOV, Peterburi

Erinevate raadioelektrooniliste seadmete väljatöötamisel tekib nende vooluahelate voolu jälgimise probleem. Müügivalmis mõõteseadmed on sageli kättesaamatud, kallid või raskesti kasutatavad. Sellistel juhtudel kasutatakse sisseehitatud juhtseadmeid. Vahelduvvoolu puhul on probleem suhteliselt lihtsalt lahendatav voolutrafode, induktsioonmagnetotundlike elementide jms abil. Alalisvoolu puhul on see probleem reeglina keerulisem. Artiklis käsitletakse mõningaid olemasolevaid seadmeid alalisvoolu olemasolu jälgimiseks vooluringis (edaspidi nimetame neid alalisvoolu indikaatoriteks või lühendatult IPT), nende eeliseid ja puudusi ning pakutakse välja vooluahela lahendusi, mis parandavad nende seadmete omadusi.

IPT-d sisalduvad tavaliselt kontrollitava ahela katkestuses. Mõned IPT-d võivad reageerida juhitava vooluahela voolu kandvate elementide tekitatud magnetväljale, kuid madalate juhitavate voolude korral on need keerulised ja neid selles artiklis ei käsitleta. IPT-d saab iseloomustada järgmiste peamiste parameetrite ja omadustega:
1) deltaU - pingelang IPT-s kogu kontrollitavate voolude vahemikus. Et minimeerida IPT mõju juhitavale vooluringile ja vähendada võimsuskadusid, püüavad nad minimeerida deltaU;
2) Inom nominaalne töövool (tähendab juhitava voolu keskmist väärtust);
3) Imin, Imax - juhitava voolu muutuste vahemiku piirid, milles selle olemasolu fakt on usaldusväärselt näidatud;
4) väljundsignaali olemus (LED kuma, TTL tasemed jne);
5) IPT täiendavate toiteallikate olemasolu või puudumine;
6) IPT väljundsignaali galvaanilise ühenduse olemasolu või puudumine juhitava ahelaga.

Voolutundliku elemendi tüübi järgi - vooluandur (CT) eristatakse neid;
- IPT jadakoormusega ahelas;
- IPT pooljuht-DT-dega (Halli andurid, magnetodioodid, magnetotakistid jne);
- IPT magnetkontakt (roolülititel, voolureleedel);
- IPT magnetiliselt küllastuvate elementidega.

IPT tööpõhimõte ahela seeriakoormusega (joonis 1)

See seisneb selles, et juhitava ahela katkestusega on ühendatud koormuselement (LE), millele juhitavas vooluringis voolu voolamisel tekib pingelang. See saadetakse signaalimuundurisse (SC), kus see muundatakse signaaliks, mis näitab voolu olemasolu ahelas.

Ilmselt sõltub teatud tüüpi IPT deltaU juhitava voolu suurusest ja PS tundlikkusest. Mida tundlikum on PS, seda väiksemat NE takistust saab kasutada, mis tähendab, et deltaU on väiksem.

Lihtsamal juhul on NE takisti. Sellise NE eeliseks on selle lihtsus ja madal hind. Puudused - PS madala tundlikkusega on NE võimsuskaod suured, eriti suurte voolude juhtimisel, AU sõltuvus IPT-d läbiva voolu suurusest. See kitsendab juhitava voolu muutuste ulatust (see puudus ei ole oluline, kui voolu reguleeritakse selle väärtuse kitsas muutuste vahemikus). Vaatleme näiteks seda tüüpi praktilist IPT-skeemi. Joonisel fig. Joonisel 2 on näidatud aku laadimisvoolu olemasolu indikaatori diagramm. Takisti R1 toimib NE-na ja kett R2, HL1 toimib PS-na.

Liiteseadisega takisti R2 takistus on 100 oomi, LED HL1 nimivooluga 10 mA (näiteks tüüp AL307B) ja takisti R1 takistus sõltub juhitava laadimisvoolu väärtusest.

Stabiliseeritud laadimisvooluga 10 mA (näiteks 7D-01 aku puhul) saab takisti R1 kõrvaldada. Laadimisvooluga 1 A on takisti R1 takistus ligikaudu 3,5 oomi. Pingelang IT-s on mõlemal juhul 3,5 V. Toitekadu voolutugevusel 1 A on 3,5 W. Ilmselgelt on see skeem suurte laadimisvoolude korral vastuvõetamatu. IPT võimsuskadusid on võimalik mõnevõrra vähendada, kui vähendate liiteseadme takisti R2 takistust. Kuid seda pole soovitav teha, kuna laadimisvoolu juhuslikud tõusud võivad HL1 LED-i kahjustada.

Kui kasutate NE, mille pingelangus on mittelineaarselt sõltuv voolava voolu tugevusest, saate selle IPT omadusi oluliselt parandada. Näiteks saadakse häid tulemusi, kui asendada takisti R1 neljast dioodist koosneva ketiga, mis on ühendatud edasisuunas, nagu on näidatud joonisel fig. 3.

Dioodidena VD1-VD4 saate kasutada mis tahes alaldavaid ränidioode, mille lubatud töövool on vähemalt juhitava voolu väärtus. (Mitme tüüpi LED-ide puhul piisab kolmest dioodist koosnevast jadast.) Takisti R2 takistust saab sel juhul vähendada väärtuseni 30 oomi.

Selle IPT-skeemi korral laieneb juhitavate voolude vahemik ja ulatub 10 mA-lt Imax-ni, kus Imax on dioodide maksimaalne lubatud töövool. HL1 LED-i heledus on peaaegu konstantne kogu kontrollitavate voolude vahemikus.

Teine viis ahelas järjestikuse koormusega IPT omaduste parandamiseks on PS-i täiustamine. Tõepoolest, kui suurendate PS-i tundlikkust ja tagate selle jõudluse paljudes deltaU muudatustes, võite saada heade omadustega IPT. Tõsi, selleks peate IPT-skeemi keerulisemaks muutma. Vaatleme näiteks autori poolt välja töötatud IPT vooluringi, mis on näidanud häid tulemusi protsesside juhtimisseadmetes tööstuses. Sellel IPT-l on järgmised tehnilised omadused: töövoolu vahemik - 0,01 mA...1 A; deltaU
IPT diagramm on näidatud joonisel fig. 4.

Selle ahela NE on takisti R3. Ülejäänud vooluring on PS. Kui punktide A ja B vahel puudub vool, on operatiivvõimendi DA1 väljundis -5 V lähedane pinge ja LED HL1 ei sütti. Kui punktide A ja B vahele tekib vool, tekib takistile R3 pinge, mis rakendatakse operatiivvõimendi DA1 diferentsiaalsisendite vahel. Selle tulemusena ilmub operatiivvõimendi DA1 väljundisse positiivne pinge ja süttib HL1 LED, mis näitab voolu olemasolu punktide A ja B vahel. Suure võimendusega operatiivvõimendi valimisel (näiteks KR1401UD2B ), algab voolu olemasolu usaldusväärne näit 5 mA juurest. Kondensaator C1 on vajalik võimaliku iseergastuse kõrvaldamiseks.

Tuleb märkida, et mõnel operatsioonivõimendil võib olla esialgne eelpinge (mis tahes polaarsusega). Sel juhul võib LED süttida ka siis, kui juhitavas vooluringis pole voolu. See puudus kõrvaldatakse operatsioonivõimendi nullkorrektsiooni ahela kasutuselevõtuga, mis on valmistatud mis tahes standardse vooluahela järgi. Teatud tüüpi op-amplitel on spetsiaalsed klemmid muutuva takisti "nullkorrektsiooni" ühendamiseks.

Üksikasjad: takistid R1, R2, R4, R5 - mis tahes tüüpi, võimsus 0,125 W; takisti R3 - mis tahes tüüpi, võimsus >0,5 W; kondensaator C1 - mis tahes tüüpi; operatsioonivõimendi DA1 - mis tahes, võimendusega >5000, väljundvooluga >2,5 mA, mis võimaldab ühepolaarset toitepinget 5 V. (Viimased kaks nõuet tulenevad „mugava“ toitepinge IPT kasutamisest, kuigi on võimalik kasutada muid toitepingeid. Kui Sel juhul tuleb ballistilise takisti R5 takistus ümber arvutada nii, et operatiivvõimendi DA1 väljundvool ei ületaks selle maksimaalset lubatud väärtust). HL1 LED valiti sel viisil piisava heleduse huvides seda läbiva vooluga 2,5 mA. Katsed on näidanud, et enamik miniatuurseid imporditud LED-e töötavad selles seadmes suurepäraselt (põhimõtteliselt määrab LED-i tüüp operatiivvõimendi DA1 maksimaalse väljundvoolu järgi).

See KR1401UD2B mikroskeemiga seade on mugav näiteks nelja kanaliga IPT ehitamisel, näiteks nelja aku samaaegse eraldi laadimise juhtimisel. Sel juhul on nihkeahel R1, R2 ja punkt A ühised kõigile neljale kanalile.

Seade suudab juhtida ka suuri voolusid. Selleks peate vähendama takisti R3 takistust ja ümber arvutama selle võimsuse hajumise. Katsed viidi läbi, kasutades R3-na PEV-2 traadi tükki. Traadi läbimõõduga 1 mm ja pikkusega 10 cm olid usaldusväärselt näidatud voolud vahemikus 200 mA...10 A (juhtme pikkuse suurendamisel liigub vahemiku alumine piir nõrgematele vooludele). Sel juhul ei ületanud deltaU 0,1 V.

Väiksemate modifikatsioonidega muudetakse seade reguleeritava reaktsioonilävega IPT-ks (joonis 5).

Sellist IPT-d saab edukalt kasutada erinevate seadmete praegustes kaitsesüsteemides, reguleeritava elektroonilise kaitsme alusena jne.

Takisti R4 reguleerib IPT reaktsiooni lävi. R4-na on mugav kasutada mitme pöörde takistit, näiteks tüüpe SP5-2, SPZ-39 jne.

Kui on vaja tagada galvaaniline isolatsioon juhitava ahela ja juhtseadmete (CD-de) vahel, on mugav kasutada optroneid. Selleks piisab näiteks HL1 LED-i asemel optroni ühendamisest, nagu on näidatud joonisel fig. 6.

Selle IPT väljundsignaali sobitamiseks digitaalsete juhtseadmetega kasutatakse Schmitti päästikuid. Joonisel fig. Joonisel 7 on kujutatud skeem IPT koordineerimiseks CC-ga TTL-loogikat kasutades. Siin on +5 V CC CC digitaalsete ahelate toitepinge.

Pooljuht-DT-dega IPT-sid on üksikasjalikult kirjeldatud kirjanduses. Raadioamatööridele pakub huvi K1116KP1 tüüpi magnetiliselt juhitavate mikroskeemide kasutamine IPT-s (seda mikrolülitust kasutati laialdaselt mõne nõukogude ajal toodetud arvuti klaviatuurides). Sellise IPT skeem on näidatud joonisel fig. 8.

Mähis L1 asetatakse pehmest magnetterasest (eelistatavalt permalloy) valmistatud magnetsüdamikule, mis täidab magnetilise kontsentraatori rolli. Magnetkontsentraatori ligikaudne vaade ja mõõtmed on näidatud joonisel fig. 9.

DA1 kiip asetatakse magnetkontsentraatori pilusse. Selle valmistamisel peame püüdma lõhet vähendada. Katsetati erinevate magnetahelatega, eelkõige kasutati tavalistest veetorudest lõigatud, dünaamiliste peasüdamikest töödeldud ja trafo terasseibidest kokkupandud rõngaid.

Kõige odavamad ja lihtsamini valmistatavad (amatöörtingimustes) olid veetorudest lõigatud rõngad läbimõõduga 1/2 ja 3/4 tolli. Rõngad lõigati torudest nii, et rõnga pikkus oleks võrdne läbimõõduga. Seejärel on soovitav need rõngad kuumutada temperatuurini umbes 800 °C ja aeglaselt õhu käes jahutada (lõõmutada). Sellistel rõngastel praktiliselt puudub jääkmagnetiseerimine ja need töötavad IPT-s hästi.

Katseproovil oli 3/4 tollise läbimõõduga veetorust valmistatud magnetsüdamik. Mähis keriti PEV-2 traadiga läbimõõduga 1 mm. 10 pöörde juures Imin = 8 A, 50 pöörde juures Imin = 2 A. Tuleb märkida, et sellise IPT tundlikkus sõltub mikrolülituse asendist magnetahela pilus. Seda asjaolu saab kasutada IPT tundlikkuse reguleerimiseks.

Kõige tõhusamad olid dünaamiliste peade magnetsüsteemide südamikest valmistatud rõngad, kuid nende valmistamine amatöörtingimustes on keeruline.

Raadioamatöörite jaoks pakuvad kahtlemata huvi elektromagnetilised IPT-d pilliroolülititel ja voolureleedel. IPT pilliroolülititel on töökindel ja odav. Selliste IPT-de tööpõhimõte on illustreeritud joonisel fig. 10, a.

Lisateavet pilliroo lülitite kohta leiate aadressilt. IPT elektriahel koos pilliroolüliti vooluanduriga (CT) on näidatud joonisel fig. 10, b.

Paljudel raadioamatööridel on ilmselt vana nõukogude ajal toodetud pilliroolülititega arvutiklaviatuur. Sellised pilliroo lülitid sobivad suurepäraselt IPT rakendamiseks. IPT tundlikkus sõltub:
- keerdude arv mähises (pöörete arvu suurenedes suureneb ka tundlikkus);
- mähise konfiguratsioon (optimaalne mähis on pikkus, mis on ligikaudu võrdne pilliroo lüliti pirni pikkusega);
- pilliroo lüliti välisläbimõõdu ja mähise siseläbimõõdu suhe (mida lähemal on see 1-le, seda suurem on IPT tundlikkus).

Autor viis läbi katsed pilliroo lülititega KEM-2, MK-16-3, MK10-3. Tundlikkuse osas näitasid parimaid tulemusi KEM-2 pilliroolülitid. 0,8 mm läbimõõduga PEV-2 traadi kaheksa keeru kerimisel ilma vaheta on IPT töövool 2 A, vabastusvool 1,5 A. Pingelangus IPT-l oli 0,025 V. Selle tundlikkus IPT-d saab reguleerida, liigutades pilliroo lülitit piki pikitelje mähiseid Seda tüüpi tööstuslikes IPT-des liigutatakse pilliroolülitit kruviga või asetatakse väliskeermega mittemagnetlisse läbiviiku, mis keeratakse mähisega mähisesse. See tundlikkuse reguleerimise meetod ei ole alati mugav ja amatöörtingimustes on seda raske rakendada. Lisaks võimaldab see meetod reguleerida ainult IPT tundlikkuse vähendamise suunas.

Autor on välja töötanud meetodi, mis võimaldab muutuva takisti abil muuta IPT tundlikkust laias vahemikus. Selle meetodiga lisatakse DT konstruktsiooni PEV-2 traadi lisamähis läbimõõduga 0,06-0,1 mm ja keerdude arv 200. Soovitav on see mähis kogu pikkuses otse pilliroo lülitile kerida. selle silindrist, nagu on näidatud joonisel fig. 11, a.

IPT elektriahel on näidatud joonisel fig. 11, b.

Mähis L1 on põhimähis, mähis L2 on lisamähis. Kui keerate mähised L1 ja L2 vastavalt sisse, siis takistit R1 reguleerides on võimalik IPT tundlikkust kordades tõsta võrreldes IPT versiooniga, millel on DT ilma lisamähiseta. Kui lülitate mähised L1 ja L2 sisse vastassuundades, saate takistit R reguleerides vähendada IPT tundlikkust mitu korda. Selle vooluahelaga viidi läbi katse selle elementide parameetritega:
- mähis L1 - 200 pööret PEV-2 traati läbimõõduga 0,06 mm; keritud otse pilliroolülitile KEM-2;
- mähis L2 - 10 keerdu PEV-2 traati läbimõõduga 0,8 mm, keritud üle mähise L1.

Saadi järgmised Imin väärtused:
- mähiste sisselülitamisel kokkuleppel -0,1...2 A;
- kui mähised on sisse lülitatud vastupidi -2...5 A.

Voolureleede IPT-l on järgmised omadused: madala takistusega mähisega DT elektromagnetrelee. Kahjuks on voolureleed väga defitsiit. Voolurelee saab valmistada tavalisest pingereleest, asendades selle mähise väikese takistusega. Autor kasutas DT-d, mis on valmistatud RES-10 tüüpi releest. Relee mähis lõigatakse skalpelliga ettevaatlikult ära ja selle asemele keritakse 0,3 mm läbimõõduga PEV-2 traadiga uus mähis, kuni raam on täidetud. Selle DT tundlikkust reguleeritakse, valides pöörete arvu ja muutes tasase armatuuri vedru jäikust. Vedru jäikust saab muuta seda painutades või piki laiust lihvides. Eksperimentaalse DT proovi Imin = 200 mA, deltaU = 0,5 V (voolul 200 mA).

Kui teil on vaja arvutada voolureleed, võite viidata.

Seda tüüpi IPT elektriahel on näidatud joonisel fig. 12.

Erilist huvi pakuvad magnetiliselt küllastuvate elementidega IPT-d. Nad kasutavad ferromagnetiliste südamike omadusi läbilaskvuse muutmiseks, kui nad puutuvad kokku välise magnetväljaga. Lihtsamal juhul on seda tüüpi IPT lisamähisega vahelduvvoolutrafo, nagu on näidatud joonisel fig. 13.

Siin muundatakse vahelduvpinge mähiselt L2 mähiseks L3. Pinge mähisest L3 tuvastab diood VD1 ja laeb kondensaatorit C1. Seejärel juhitakse see läveelemendile. Voolu puudumisel mähises L1 piisab kondensaatoril C1 loodud pingest lävielemendi käivitamiseks. Kui alalisvool juhitakse läbi mähise L1, on magnetahel küllastunud. See toob kaasa vahelduvpinge ülekandeteguri vähenemise mähiselt L2 mähisele L3 ja kondensaatori C1 pinge vähenemisele. Kui see saavutab teatud väärtuse, lülitub läveelement. Drossel L4 välistab mõõteahela vahelduvpinge tungimise juhitavasse ja välistab ka mõõteahela manööverdamise juhitava ahela juhtivuse tõttu.

Selle seadme tundlikkust saab reguleerida:
- mähiste L1, L2, L3 keerdude arvu valik;
- trafo magnetahela tüübi valimine;
- lävielemendi reageerimisläve reguleerimine.

Seadme eelised on rakendamise lihtsus, mehaaniliste kontaktide puudumine.

Selle oluliseks puuduseks on IPT vahelduvpinge tungimine juhitavasse vooluringi (enamikus rakendustes on juhitavatel ahelatel aga blokeerivad kondensaatorid, mis seda efekti vähendab). Vahelduvpinge tungimine juhitavasse vooluringi väheneb mähiste L2 ja L3 keerdude arvu ja mähise L1 keerdude suhte suurenemisega ning induktiivpooli L4 induktiivsuse suurenemisega.

Seda tüüpi IPT eksperimentaalne proov pandi kokku 2000 NM ferriidist valmistatud standardsuurusega K10x8x4 rõngasmagnetsüdamikule. Mähisel L1 oli 10 keerdu PEV-2 traati läbimõõduga 0,4 mm, mähistel L2 ja L3 oli kummalgi 30 keerdu PEV-2 traati läbimõõduga 0,1 mm. Drossel L4 oli keritud samale rõngale ja sellel oli 30 keerdu PEV-2 traati läbimõõduga 0,4 mm. Diood VD1 - KD521 A. Kondensaator C1 - KM6 mahutavusega 0,1 μF. Lävielemendina kasutati üht K561LN1 mikrolülituse inverterit. Mähisele L2 rakendati ristkülikukujulist pinget (“meander”) sagedusega 10 kHz ja amplituudiga 5 V. See IPT näitas usaldusväärselt voolu olemasolu juhitavas ahelas vahemikus 10...1000 mA. Ilmselt on juhitavate voolude ulatuse laiendamiseks ülempiiri suurendamise suunas vaja suurendada mähiste L1 ja L2 traadi läbimõõtu ning valida ka suurema standardsuurusega magnetsüdamik.

Seda tüüpi IPT-ahelal, mis on näidatud joonisel fig., on oluliselt paremad parameetrid. 14.

Siin koosneb trafo magnetsüdamik kahest ferriitrõngast, mõlemale rõngale on keritud mähised L1 ja L3 ning erinevatele rõngastele mähised L1 ja L4, nii et neis indutseeritud pinged kompenseeritakse vastastikku. Magnetahela konstruktsioon on näidatud joonisel fig. 15.

Selguse huvides on südamikud üksteisest eemal; tegelikus konstruktsioonis on need üksteise vastu surutud.

Seda tüüpi IPT puhul puudub peaaegu täielikult vahelduvpinge tungimine mõõteahelast juhitavasse vooluringi ja praktiliselt puudub mõõteahela šunteerimine juhitava ahela juhtivuse poolt. Valmistati IPT eksperimentaalne proov, mille skeem on näidatud joonisel fig. 16.

Inverteritele D1.1-D1.3 on kokku pandud kõrge töötsükliga impulssgeneraator (selliste impulsside kasutamine vähendab oluliselt IPT energiatarbimist). Ergutuse puudumisel tuleks takistitega R1, R2 ja kondensaatoriga C1 mikroskeemi ühendustihvte 2, 3 ühendada takisti takistusega 10...100 kOhm.

Elemendid C2, SZ, VD2, VD3 moodustavad pinge kahekordistamisega alaldi. Inverter D1.4 koos LED-iga HL1 annab lävisignaali impulsside olemasolu kohta trafo väljundis (mähis L3).

Selles IPT-s kasutati VT kaubamärgi ferriitrõngaid (kasutatakse arvutimälurakkudes) mõõtmetega 8x4x2 mm. Mähistel L2 ja L3 on kummalgi 20 keerdu PEL-2 traati läbimõõduga 0,1 mm, mähistel L1 ja L4 on kummalgi 20 keerdu PEL-2 traati läbimõõduga 0,3 mm.

See näidis näitas enesekindlalt voolu olemasolu juhitavas vooluringis vahemikus 40 mA...1 A. Pingelang IPT üle voolutugevusel 1 A ei ületanud 0,1 V. Takisti R4 abil saab reguleerida reageerimisläve, mis võimaldab seda IPT-d kasutada ahelate elemendina seadmete kaitsmiseks ülekoormuste eest.

KIRJANDUS
1. Jakovlev N. Kontaktivabad elektrilised mõõteriistad elektroonikaseadmete diagnoosimiseks. - L.: Energoatomizdat, Leningradi filiaal, 1990.

2. K1116 seeria mikroskeemid. - Raadio, 1990, nr 6, lk. 84; nr 7, lk. 73, 74; nr 8, lk. 89.

3. Raadioelektroonikaseadmete lülitusseadmed. Ed. G. Ya. Rybina. - M.: Raadio ja side, 1985.

4. Stupel F. Elektromagnetreleede arvutamine ja projekteerimine. - M.: Gosenergoizdat, 1950._

Raadio nr 4 2005. a.

[e-postiga kaitstud]

LED-toitepinge arvutamine on iga elektrivalgustuse projekti jaoks vajalik samm ja õnneks on seda lihtne teha. Sellised mõõtmised on vajalikud LED-i võimsuse arvutamiseks, kuna peate teadma selle voolu ja pinget. LED-i võimsus arvutatakse, korrutades voolu pingega. Elektriahelatega töötamisel tuleb aga olla äärmiselt ettevaatlik, isegi väikeste koguste mõõtmisel. Selles artiklis vaatleme lähemalt küsimust, kuidas saada teada pinget, et tagada LED-elementide nõuetekohane töö.

LED-id on erinevat värvi; neid on kahe- ja kolmevärvilistes, vilkuvates ja muutuvates värvides. Et võimaldada kasutajal programmeerida lambi tööjärjekorda, kasutatakse erinevaid lahendusi, mis sõltuvad otseselt LED toitepingest. LED-i valgustamiseks on vajalik minimaalne pinge (lävi) ja heledus on võrdeline vooluga. Valgusdioodi pinge suureneb vooluga veidi, kuna on olemas sisemine takistus. Kui vool on liiga kõrge, siis diood kuumeneb ja põleb läbi. Seetõttu on vool piiratud ohutu väärtusega.

Takisti asetatakse järjestikku, kuna dioodide massiiv nõuab palju suuremat pinget. Kui U on vastupidine, siis voolu ei voola, kuid suure U korral (nt 20V) tekib sisemine säde (läbiminek), mis hävitab dioodi.

Nagu kõigi dioodide puhul, voolab vool läbi anoodi ja väljub läbi katoodi. Ümardioodidel on katoodil lühem juhe ja korpusel katoodi külgplaat.

Pinge sõltuvus valgusti tüübist

Seoses suure heledusega LED-ide levikuga, mis on mõeldud kaubanduslike ja sisevalgustusrakenduste jaoks asenduspirnide pakkumiseks, on energialahendusi võrdne, kui mitte suurem, levik. Kümnete tootjate sadade mudelite puhul on raske mõista kõiki LED-i sisend-/väljundpinge ja väljundvoolu/võimsuse permutatsioone, rääkimata mehaanilistest mõõtmetest ja paljudest muudest hämardamise, kaugjuhtimispuldi ja vooluahela kaitse funktsioonidest.

Turul on suur hulk erinevaid LED-e. Nende erinevused määravad LED-ide tootmisel paljud tegurid. Pooljuhtide meik on tegur, kuid tootmistehnoloogia ja kapseldamine mängivad samuti suurt rolli LED-i jõudluse määramisel. Esimesed LED-id olid ümmargused, mudelite C (läbimõõt 5 mm) ja F (läbimõõt 3 mm) kujul. Seejärel võeti kasutusele ristkülikukujulised dioodid ja mitut LED-i (võrku) ühendavad plokid.

Poolkera kuju meenutab veidi suurendusklaasi, mis määrab valgusvihu kuju. Kiirgava elemendi värv parandab difusiooni ja kontrasti. LED-ide levinumad nimetused ja vormid:

• V: Punane läbimõõt 3 mm CI-hoidikus.
• B: esipaneelil kasutatud punast 5 mm läbimõõtu.
• C: lilla 5 mm.
• D: kahevärviline kollane ja roheline.
• E: ristkülikukujuline.
• F: kollane 3 mm.
• G: valge kõrge heledusega 5 mm.
• H: punane 3 mm.
• K-anood: katood, mis on tähistatud ääriku tasase pinnaga.
• F: 4/100 mm anoodi ühendusjuhe.
• C: Peegeldav tass.
• L: kumer kuju, mis toimib nagu suurendusklaas.

Seadme spetsifikatsioon

Erinevate LED-i parameetrite ja toitepinge kokkuvõtte leiate müüja spetsifikatsioonidest. Valgusdioodide valimisel konkreetsete rakenduste jaoks on oluline mõista nende erinevusi. Seal on palju erinevaid LED-spetsifikatsioone, millest igaüks mõjutab teie valitud konkreetset tüüpi. LED-i spetsifikatsioonide aluseks on värv, U ja vool. LED-id pakuvad tavaliselt ühte värvi.

LED-i kiirgav värv on määratletud selle maksimaalse lainepikkuse (lpk) järgi, mis on lainepikkus, millel on maksimaalne valgusväljund. Tavaliselt põhjustavad protsessi variatsioonid maksimaalse lainepikkuse muutusi kuni ±10 nm. LED-spetsifikatsioonis värve valides tasub meeles pidada, et inimsilm on kõige tundlikum varjundite või värvimuutuste suhtes kollase/oranži spektri piirkonnas – 560–600 nm. See võib mõjutada LED-i värvi või asukoha valikut, mis on otseselt seotud elektriliste parameetritega.

Töötamisel on LED-idel eelseadistatud U langus, mis sõltub kasutatavast materjalist. Lambi LED-ide toitepinge sõltub ka voolutasemest. LED-id on voolu juhitavad seadmed ja valguse tase sõltub voolust, suurendades valgustugevust. On vaja tagada, et seade töötaks nii, et maksimaalne vool ei ületaks lubatud piiri, mis võib põhjustada liigset soojuse hajumist kiibis endas, vähendades valgusvoogu ja lühendades kasutusiga. Enamik LED-e vajab välist voolu piiravat takistit.

Mõned LED-id võivad sisaldada jadatakistit, nii et see näitab, millist pinget LED-id toidavad. Valgusdioodid ei võimalda suurt vastupidist U-d. See ei tohiks kunagi ületada oma märgitud maksimumväärtust, mis on tavaliselt üsna väike. Kui LED-il on võimalik vastupidine U, siis on parem vooluringi sisse ehitada kaitse, et vältida kahjustusi. Tavaliselt võivad need olla lihtsad dioodiahelad, mis tagavad piisava kaitse igale LED-ile. Selle mõistmiseks ei pea te olema professionaal.

Valgustus LED-id on voolutoitel ja nende valgusvoog on võrdeline neid läbiva vooluga. Vool on seotud lambi LED-ide toitepingega. Mitmel järjestikku ühendatud dioodil voolab läbi võrdne vool. Kui need on paralleelselt ühendatud, saab iga LED sama U, kuid nende kaudu voolab erinev vool, mis on tingitud I-V karakteristiku dispersiooniefektist. Selle tulemusena kiirgab iga diood erinevat valgusvoogu.

Seetõttu peate elementide valimisel teadma, milline toitepinge LED-idel on. Igaüks neist vajab töötamiseks klemmidelt ligikaudu 3 volti. Näiteks 5-dioodiline seeria vajab klemmidelt ligikaudu 15 volti. Reguleeritud voolu andmiseks piisava U-ga kasutab LEC elektroonilist moodulit, mida nimetatakse draiveriks.

Lahendusi on kaks:

1. Väline draiver paigaldatakse valgustist väljapoole, turvalise ülimadalpinge toiteallikaga.
2. Sisemine, taskulambi sisse ehitatud ehk voolu reguleeriva elektroonilise mooduliga allüksus.

Selle draiveri toiteallikaks on 230 V (klass I või II) või eriti madal U (III klass), näiteks 24 V. LEC soovitab teist toiteallika lahendust, kuna sellel on 5 peamist eelist.

LED-pinge valiku eelised

Lambi LED-ide toitepinge õigel arvutamisel on 5 peamist eelist:

1. Ohutu ülimadal U võimalik olenemata LED-ide arvust. LED-id tuleb paigaldada järjestikku, et tagada sama voolutugevus igasse samasse allikasse. Selle tulemusena, mida rohkem on LED-e, seda kõrgem on LED-i klemmide pinge. Kui tegemist on välise draiveriga seadmega, siis ülitundlik turvapinge peab olema oluliselt suurem.
2. Juhi integreerimine tuledesse võimaldab turvalisuse eriti madalpinge (SELV) süsteemi täielikku paigaldamist, olenemata tulede arvust.
3. Paralleelselt ühendatud LED-lampide töökindlam paigaldus standardjuhtmestikus. Draiverid pakuvad täiendavat kaitset, eriti temperatuuri tõusu eest, mis tagab pikema eluea, säilitades LED-toitepinged erinevatele tüüpidele ja vooludele. Ohutum kasutuselevõtt.
4. LED-toite integreerimine draiverisse väldib põllul valesti käitlemist ja parandab nende vastupidavust kuumale ühendamisele. Kui kasutaja ühendab LED-tule ainult välise draiveriga, mis on juba sisse lülitatud, võib see põhjustada LED-ide ühendamisel ülepinget ja seetõttu need hävitada.
5. Lihtne hooldus. Kõik tehnilised probleemid on pingeallikaga LED-lampides kergemini nähtavad.

Kui takistuse U langus on oluline, peate valima õige takisti, mis suudab vajaliku võimsuse hajutada. Voolutarve 20 mA võib tunduda väike, kuid arvutatud võimsus viitab vastupidisele. Näiteks 30 V pingelanguse korral peab takisti hajutama 1400 oomi. Võimsuse hajumise arvutus P = (Uures x Ures) / R,

• P on takisti poolt hajutatud võimsuse väärtus, mis piirab LED-i voolu, W;
• U on takisti pinge (voltides);
• R - takisti väärtus, Ohm.

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

1 W LED toitepinge ei kannataks kaua ülekuumenemist ning 2 W LED rikkis ka liiga kiiresti. Sel juhul peate soojuse hajumise ühtlaseks jaotamiseks ühendama paralleelselt kaks 2700 oomi / 0,5 W takistit (või kaks takistit 690 oomi / 0,5 W järjest).

Soojusjuhtimine

Süsteemi jaoks optimaalse võimsuse leidmine aitab teil rohkem teada saada soojusjuhtimise kohta, mida vajate LED-i usaldusväärse töö tagamiseks, kuna LED-id tekitavad soojust, mis võib seadmele väga kahjulik olla. Liiga palju soojust toodavad LED-id vähem valgust ja vähendavad ka tööaega. LED-i puhul, mille võimsus on 1 vatti, on soovitatav otsida jahutusradiaatorit, mille suurus on 3 ruuttolli iga LED-i vati kohta.

Tänapäeval kasvab LED-tööstus üsna kiires tempos ja oluline on teada LED-ide erinevust. See on tavaline küsimus, kuna tooted võivad ulatuda väga odavast kuni kallini. Odavate LED-ide ostmisel tuleb olla ettevaatlik, kuna need võivad küll suurepäraselt töötada, kuid reeglina ei kesta kaua ja põlevad kehvade parameetrite tõttu kiiresti läbi. Valgusdioodide valmistamisel märgib tootja andmelehtedel omadused keskmiste väärtustega. Sel põhjusel ei tea ostjad alati LED-ide täpseid omadusi valgusvoo, värvi ja edasivoolu pinge osas.

Päripinge määramine

Enne LED-i toitepinge väljaselgitamist seadke vastavad multimeetri seadistused: vool ja U. Enne testimist seadke takistus kõrgeimale väärtusele, et vältida LED-i läbipõlemist. Seda saab teha lihtsalt: kinnitage multimeetri juhtmed, reguleerige takistust, kuni vool jõuab 20 mA-ni, ja registreerige pinge ja vool. LED-ide päripinge mõõtmiseks vajate:

1. LEDid testimiseks.
2. Allikas U LED parameetritega, mis on kõrgemad kui konstantse pinge LED indikaator.
3. Multimeeter.
4. Alligaatori klambrid LED-i hoidmiseks testjuhtmetel, et määrata valgustite LED-toitepinge.
5. Juhtmed.
6. Muutuva takisti 500 või 1000 oomi.

Primaarse sinise LED-i vool oli 3,356 V 19,5 mA juures. Kui kasutatakse 3,6 V, arvutatakse kasutatava takisti väärtus järgmiselt: R = (3,6 V–3,356 V) / 0,0195 A) = 12,5 oomi. Suure võimsusega LED-ide mõõtmiseks järgige sama protseduuri ja määrake vool, hoides kiiresti väärtust multimeetril.

Suure võimsusega smd-leedide toitepinge mõõtmine edasivooluga >350mA võib olla veidi keeruline, sest kui need kiiresti kuumenevad, langeb U järsult. See tähendab, et antud U korral on vool suurem. Kui kasutaja ebaõnnestub, peab ta LED-i enne uuesti mõõtmist jahutama toatemperatuurini. Võite kasutada 500 oomi või 1 kohmi. Jäme- ja peenhäälestuse tagamiseks või kõrgema ja madalama ulatusega muutuva takisti järjestikuse ühendamiseks.

Alternatiivne pinge määratlus

LED-i energiatarbimise arvutamise esimene samm on LED-i pinge määramine. Kui teil pole multimeetrit käepärast, saate uurida tootja andmeid ja leida LED-ploki andmeleht U. Teise võimalusena saab U hinnata LED-ide värvi põhjal, näiteks valge LED-i toitepinge 3,5 V põhjal.

Pärast LED-pinge mõõtmist määratakse vool. Seda saab mõõta otse multimeetriga. Tootja andmed annavad ligikaudse praeguse hinnangu. Pärast seda saate väga kiiresti ja lihtsalt arvutada LED-ide energiatarbimist. LED-i energiatarbimise arvutamiseks korrutage lihtsalt LED-i U (voltides) LED-i voolutugevusega (amprites).

Tulemuseks on vattides mõõdetud võimsus, mida LED-id kasutavad. Näiteks kui LED-i U on 3,6 ja voolutugevus 20 milliamprit, kasutab see 72 millivatti võimsust. Sõltuvalt projekti suurusest ja ulatusest võib pinge- ja voolunäitu mõõta baasvoolust või vattidest väiksemates või suuremates ühikutes. Vajalik võib olla ühikute teisendamine. Nende arvutuste tegemisel pidage meeles, et 1000 millivatti võrdub üks vatti ja 1000 milliamprit võrdub ühe ampriga.

LED-i testimiseks ja selle toimimise ja värvi valimise väljaselgitamiseks kasutage multimeetrit. Sellel peab olema dioodi testimisfunktsioon, mida tähistab dioodi sümbol. Seejärel kinnitatakse testimiseks LED-jalgade külge multimeetri testjuhtmed:

1. Ühendage must juhe katoodil (-) ja punane juhe anoodil (+), kui kasutaja teeb vea, siis LED ei sütti.
2. Anduritele antakse väike vool ja kui on näha, et LED kergelt helendab, siis see töötab.
3. Multimeetri kontrollimisel peate arvestama LED-i värviga. Näiteks kollase (merevaigukollase) LED-i test - LED-i lävipinge on 1636 mV või 1,636 V. Kui testitakse valget LED-i või sinist LED-i, on lävipinge kõrgem kui 2,5 V või 3 V.

Dioodi testimiseks peab ekraan olema vahemikus 400–800 mV ühes suunas ja mitte vastupidises suunas. Tavalistel LED-idel on allolevas tabelis kirjeldatud lävi Us, kuid sama värvi puhul võib esineda olulisi erinevusi. Maksimaalne vool on 50 mA, kuid soovitatav on mitte ületada 20 mA. 1-2 mA juures helendavad dioodid juba hästi. LED-lävi U

Kui aku on täis laetud, on 3,8 V voolutugevus vaid 0,7 mA. LED-id on viimastel aastatel teinud märkimisväärseid edusamme. Mudeleid on sadu, läbimõõduga 3 mm ja 5 mm. Võimsamaid dioode on 10 mm läbimõõduga või spetsiaalsetes pakendites, samuti kuni 1 mm pikkusele trükkplaadile paigaldamiseks mõeldud dioode.

LED-e peetakse üldiselt püsivooluseadmeteks, mis töötavad mõnevoldise alalisvooluga. Väikese võimsusega rakendustes, kus on vähe LED-e, on see täiesti vastuvõetav lähenemine, näiteks mobiiltelefonid, mille toiteallikaks on alalisvooluaku, kuid muud rakendused, näiteks 100 m ümber hoone ulatuv lineaarne ribavalgustussüsteem, ei saa seda teha. funktsiooni selle disainiga.

Alalisvooluajam kannatab pikamaakadude all, mis nõuab algusest peale suuremate U-draivide kasutamist, aga ka lisaregulaatoreid, mis energiat raiskavad. Vahelduvvool hõlbustab trafode kasutamist elektriliinides kasutatavate kilovoltidelt U alla 240 V või 120 V vahelduvvooluni, mis on alalisvoolu jaoks palju problemaatilisem. Mis tahes võrgupinge (nt 120 V AC) töötamiseks on vaja toiteallika ja seadmete endi vahelist elektroonikat, et tagada konstantne U (nt 12 V DC). Mitme LED-i juhtimise võimalus on oluline.

Lynk Labs on välja töötanud tehnoloogia, mis võimaldab LED-e toita vahelduvpingest. Uus lähenemisviis on töötada välja vahelduvvoolu LED-id, mis võivad töötada otse vahelduvvoolu toiteallikast. Paljudel eraldiseisvatel LED-seadmetel on lihtsalt trafo seinakontakti ja valgusti vahel, et tagada vajalik konstantne U.

Mitmed ettevõtted on välja töötanud LED-pirnid, mis kruvitakse otse standardsetesse pistikupesadesse, kuid need sisaldavad alati ka miniatuurseid vooluahelaid, mis muudavad vahelduvvoolu alalisvooluks enne LED-ide kasutamist.

Tavalise punase või oranži LED-i lävi U on 1,6–2,1 V, kollaste või roheliste LED-ide puhul on pinge 2,0–2,4 V ning sinise, roosa või valge puhul ligikaudu 3,0–3,6 V. Tabel allpool on toodud mõned tüüpilised pinged. Sulgudes olevad väärtused vastavad E24 seeria lähimatele normaliseeritud väärtustele.

LED-ide toitepinge spetsifikatsioonid on toodud allolevas tabelis.

Nimetused:

• STD - standardne LED;
• HL - suure heledusega LED-indikaator;
• FC - madal tarbimine.

Nendest andmetest piisab, et kasutaja saaks iseseisvalt määrata valgustusprojekti jaoks vajalikud seadme parameetrid.

LED-idel olev digitaalne ampermeeter on mugav viis teabe kuvamiseks, mille puhul ei ole oluline mitte ainult mõõdetud väärtuse moodul (mida, muide, on palju mugavam määrata mitte numbrinäidiku kõrvalekalde, vaid suuruse järgi tulpdiagrammi või miniekraani abil), aga ka selle parameetri muutmise sagedus.

Skeemi kirjeldus

LED-id ei ole väga võimsad, kuid nende kasutamine nõrkvoolu elektriahelates on vastuvõetav ja soovitatav. Näitena võib võtta vooluahela digitaalse ampermeetri saamiseks autoaku voolutugevuse määramiseks nimiväärtusvahemikuga 40...60 mA.

Ampermeetri välimuse variant veerus olevatel LED-idel

Kasutatavate LED-ide arv määrab voolu läviväärtuse, mille juures üks LED-idest lülitub sisse. Operatsioonivõimendina saab kasutada LM3915 või sobivate parameetritega mikrokontrollerit. Sisend varustatakse pingega läbi mis tahes madala takistusega takisti.

Mõõtmistulemusi on mugav kuvada tulpdiagrammi kujul, kus kogu praktiliselt kasutatav vooluvahemik jaotatakse mitmeks 5...10 mA segmendiks. LED-i eeliseks on see, et vooluringis saab kasutada erinevat värvi elemente – punast, rohelist, sinist jne.

Digitaalse ampermeetri kasutamiseks vajate järgmisi komponente:

1. Mikrokontroller tüüp PIC16F686 16-bitise ADC-ga.
2. Konfigureeritavad džemprid lõppsignaali väljundiks. Alternatiivina saab DIP-lüliteid kasutada tavalistes elektroonikaahelates elektrooniliste šuntide või signaali lühistena.
3. Alalisvooluallikas, mis on mõeldud tööpingele 5 kuni 15 V (stabiilse pinge olemasolul, mida jälgib voltmeeter, sobib ka 6 V).
4. Kontaktplaat, kuhu saab paigutada kuni 20 SMD LED-i.

Ampermeetri elektriahel LED-allikatel

Ampermeetri paigutuse ja paigaldamise järjekord

Sisendvoolusignaal (mitte rohkem kui 1 A) antakse stabiliseeritud toiteallikast läbi šunttakisti, mille lubatud pinge ei tohiks ületada 40...50 V. Seejärel saadetakse signaal läbi operatiivvõimendi. LED-ide juurde. Kuna voolu väärtus muutub signaali läbimise ajal, muutub veeru kõrgus vastavalt. Koormusvoolu juhtimisega saate reguleerida diagrammi kõrgust, saades tulemusi erineva täpsusega.

SMD komponentidega plaadi saab kasutaja soovil paigaldada kas horisontaalselt või vertikaalselt. Enne kalibreerimise alustamist tuleb vaateaken katta tumeda klaasiga (sobib filter, mille kordsus on 6...10 x tavaline keevituskiiver).

Digitaalse ampermeetri kalibreerimine seisneb minimaalse voolukoormuse väärtuse valimises, mille juures LED süttib. Seadistust muudetakse eksperimentaalselt, mille jaoks on vooluringis ette nähtud väikese (kuni 100 mOhm) takistusega takisti. Sellise ampermeetri näitude viga ei ületa tavaliselt mitut protsenti.

Kas teadsite, et saate vana voltmeetri teisendada ampermeetriks? Kuidas seda teha - vaadake videot:

Kuidas seadistada reguleerimistakistit

Selleks määratakse järjestikku voolutugevus, mis läbib konkreetset LED-i. Juhtseadmena saab kasutada tavalist testrit. Enne mikrokontrollerit on vooluringis voltmeeter ja pärast seda ampermeeter. Juhuslike lainetuste mõju kõrvaldamiseks on ühendatud ka silumiskondensaator.

Seadme ise valmistamise praktiline eelis (LEDi ei tohiks olla vähem kui neli) on vooluahela stabiilsus oluliste muutustega algselt määratud vooluvahemikus. Erinevalt tavalistest dioodidest, mis lühise korral ebaõnnestuvad, LED-id lihtsalt ei sütti.

LED-dioodid, nagu autoaku voolumõõturid, mitte ainult ei säästa laadimist ja säästavad akusid, vaid võimaldavad ka näitu mugavamalt lugeda.

Digitaalset voltmeetrit saab ehitada sarnaselt. Selle rakenduse jaoks sobivad valgusallikateks 12 V elemendid ja täiendava šundi olemasolu voltmeetri ahelas võimaldab tõhusamalt kasutada kogu tulpdiagrammi kõrgust.

Võib tekkida vajadus jälgida voolu olemasolu vooluringis kahes olekus: kas olemas või mitte. Näide: laadite akut sisseehitatud laadimiskontrolleriga, mis on ühendatud toiteallikaga, kuid kuidas protsessi juhtida? Muidugi võite vooluringi lisada ampermeetri, ütlete ja teil on õigus. Kuid te ei tee seda kogu aeg. Lihtsam on üks kord toiteallikasse ehitada laadimisvoolu indikaator, mis näitab, kas vool voolab akusse või mitte.
Veel üks näide. Oletame, et autos on mingi hõõglamp, mida te ei näe ja ei tea, kas see põleb või on läbi põlenud. Selle lambi vooluringi saate lisada ka vooluindikaatori ja jälgida voolu. Kui lamp läbi põleb, on see kohe näha.
Või on mingi hõõgniidiga andur. Tapa gaasi- või hapnikuandur. Ja peate kindlasti teadma, et hõõgniit pole purunenud ja kõik töötab korralikult. Siin tuleb appi indikaator, mille diagrammi annan allpool.
Rakendusi võib olla palju, põhiidee on muidugi sama – voolu olemasolu jälgimine.

Voolu indikaatori vooluring

Skeem on väga lihtne. Tähttakisti valitakse sõltuvalt juhitavast voolust, see võib olla vahemikus 0,4 kuni 10 oomi. Liitiumioonaku laadimiseks kasutasin 4,7 oomi. Vool liigub läbi selle takisti (kui see voolab), Ohmi seaduse järgi eraldub üle selle pinge, mis avab transistori. Selle tulemusena süttib LED-tuli, mis näitab, et laadimine on pooleli. Niipea kui aku on laetud, lülitab sisekontroller aku välja ja vooluring vooluringist kaob. Transistor sulgub ja LED kustub, mis näitab, et laadimine on lõppenud.
Diood VD1 piirab pinget 0,6 V-ni. Võite võtta mis tahes, voolutugevuseks 1 A. Jällegi, kõik sõltub teie koormusest. Kuid te ei saa kasutada Schottky dioodi, kuna selle langus on liiga väike - transistor lihtsalt ei pruugi 0,4 V pealt avaneda. Sellise vooluringi kaudu saate isegi auto akusid laadida, peaasi, et valida diood, mille vool on suurem kui soovitud laadimisvool.

Selles näites lülitub LED sisse voolu voolamise ajal, aga mis siis, kui teil on vaja seda näidata, kui voolu pole? Sel juhul on olemas pöördloogikaga vooluahel.

Kõik on sama, ühele sama marki transistorile on lisatud ainult inverteeriv lüliti. Muide, mis tahes sama struktuuriga transistor. Kodumaised analoogid sobivad - KT315, KT3102.
Paralleelselt LED-iga takistiga saate sisse lülitada helisignaali ja kui näiteks lambipirni jälgimisel voolu pole, kostab helisignaal. See on väga mugav ja te ei pea juhtpaneelil LED-i kuvama.
Üldiselt võib olla palju ideid, kus seda indikaatorit kasutada.