1

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/99

Do czego to służy?

Opisany w tym artykule wskaźnik na−

pięcia może być wykorzystany wszędzie
tam, gdzie konieczna jest kontrola napię−
cia zasilania. O uniwersalności tego urzą−
dzenia świadczy to, że może być zasilane
zarówno prądem stałym, jak i zmiennym.
Ponadto może pracować w szerokim za−
kresie napięć zasilających, ograniczonym
jedynie maksymalnym napięciem pracy
zastosowanych wzmacniaczy operacyj−
nych oraz kondensatorów elektrolitycz−
nych.

Jak to działa?

Wskaźnik napięcia składa się z proste−

go generatora fali prostokątnej, wykona−
nego na pojedynczym wzmacniaczu ope−
racyjnym 741, oraz czterech komparato−
rów sterujących wyświetlaczem, składa−
jącym się z pięciu diod LED (schemat na
rry

ys

su

un

nk

ku

u 1

1). Środkowa, zielona dioda LED

wskazuje właściwe napięcie zasilania.
Diody żółte sygnalizują, że poziom napię−
cia obniżył się lub podwyższył w stosun−
ku do jego poziomu optymalnego, ale
znajduje się jeszcze w dopuszczalnych
granicach. Czerwone diody LED sygnali−
zują przekroczenie dopuszczalnych granic
napięcia zasilania. Żółte diody LED oraz
zielona świecą światłem ciągłym, nato−
miast czerwone migają, gdyż są zasilane
za pośrednictwem generatora. Diody D7
i D8 zabezpieczają czerwone LED−y przed
zbyt dużym napięciem wstecznym. Prąd
zasilający całe urządzenie przepływa naj−
pierw przez diodę prostowniczą D9, która
łącznie z kondensatorem filtrującym C2
tworzy układ jednopołówkowego pro−
stownika – zasilacza, który umożliwia
podłączenie do wskaźnika źródła prądu
zmiennego. Aby na wyjściu jakiegokol−
wiek komparatora pojawił się stan wyso−
ki zapewniający zapalenie diod LED, po−
tencjał na jego wejściu nieodwracającym
musi wzrosnąć powyżej poziomu napię−
cia ustalonego przez diodę Zenera, które
podane jest na wejście odwracające
wszystkich komparatorów. Dzięki niety−
powemu podłączeniu do komparatorów
diod LED uzyskałem efekt wyświetlania
punktowego.

Takie rozwiązanie wyświetlacza punk−

towego może być dla wielu Czytelników

nowością, dlatego objaśnię je
w oparciu o rry

ys

su

un

ne

ek

k 2

2. Linie czer−

wone widoczne na rysunku ozna−
czają obwód, na którym jest obe−
cny stan wysoki, linia fioletowa
oznacza napięcie mniejsze od po−
tencjału zasilania, natomiast linia
niebieska oznacza obwód, na
którym występuje stan niski. Jeśli
na wyjściach komparatorów będzie
stan niski, to wszystkie diody LED
są wygaszone (rys.2a), jedynie dio−
da D6 świeci. Na rys. 2b widać, że
napięcie na wejściu “+” kompara−
tora A wzrosło powyżej napięcia
w punkcie X, dzięki czemu zmiana
stanu wyjścia zapewnia zapalenie
diody D1. Na rys. 2c stan wysoki
pojawił się na wyjściach wszyst−
kich komparatorów i dlatego D3
świeci a D1 i D2 są wygaszone,
gdyż różnica potencjałów między
anodą i katodą tych diod jest równa
zeru.

Montaż i uruchomienie

Elementy wskaźnika napięcia

montuje się na płytce w sposób
przedstawiony na schemacie mon−
tażowym (rry

ys

su

un

ne

ek

k 3

3). Diody LED

mogą być zmontowane w pozycji
prostopadłej lub równoległej do la−
minatu. Do wyregulowania urzą−
dzenia potrzebny jest woltomierz
i zasilacz laboratoryjny z płynną re−
gulacją napięcia. Przed przystąpie−
niem do regulacji, suwaki potencjo−
metrów PR1−PR4 należy ustawić

2354

R

Ry

ys

s.. 1

1.. S

Sc

ch

he

em

ma

att iid

de

eo

ow

wy

y

Uniwersalny wskaźnik napięcia

w pozycji prawie zwartej w stosunku do
masy tak, by na wyjściach komparatorów
był stan niski. Potencjometry te nie two−
rzą typowej “szeregowej drabinki” lecz
są połączone równolegle, co ułatwia indy−
widualne ustawienie napięcia dla każde−
go komparatora. Po podłączeniu do zasi−
lania wskaźnika napięcia należy przy uży−
ciu woltomierza ustawić w zasilaczu na−
pięcie przy jakim ma zapalić się dioda żół−
ta D5. Następnie obracając oś PR1 nale−
ży podnieść napięcie na wejściu “+”
komparatora A powyżej napięcia odnie−
sienia ustalonego przez diodę Zenera.
Wtedy zapali się dioda D5, a D6 zgaśnie.
Po podwyższeniu napięcia z zasilacza do
poziomu przy jakim ma nastąpić zapale−
nie się diody D4 oraz wygaszenie D5, na−
leży obracać powoli oś PR2 aż do uzyska−
nia właściwej reakcji wyświetlacza.
Podobnie należy postępować w czasie
regulacji pozostałej części urządzenia.

Każda dioda LED zapala się przy innym
napięciu zasilania i każda powinna mieć
inną, osobno dobraną wartość rezystancji
ograniczający???? płynący przez nią prąd.
Wartość tej rezystancji powinna być
zmieniona o 100

Ω

przy zmianie napięcia

o 1V, ale sztywne trzymanie się tej regu−
ły nie jest konieczne.

Zbudowany przeze mnie model przy−

stosowałem do pracy w zakresie napięć
10−15V. Osobnym
problemem

jest

uruchamianie urzą−
dzenia przy zasila−
niu go prądem
zmiennym. W tym
wypadku

wolto−

mierz

należy

podłączyć do kon−
densatora C2, a re−
gulację

napięcia

zmiennego można
p r z e p r o w a d z i ć
przez obciążanie
t r a n s f o r m a t o r a
opornikami o róż−
nej

rezystancji.

Opisane urządze−
nie jest konstruk−
cją modelową, nie
przeznaczoną dla
k o n k r e t n e g o
zastosowania i dla−
tego w razie po−
trzeby można do−
konać

korekcji

wartości

nie−

których elemen−
tów.

A

Ad

da

am

m S

Siie

eń

ńk

ko

o

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/99

2

Wykaz elementów

R1:

1,1k

Ω

R2,R6:

1k

Ω

R3:

910

Ω

R4:

820

Ω

R5:

750

Ω

R7:

2,2k

Ω

R8:

68k

Ω

R9,R10:

100k

Ω

R11:

1,2M

Ω

PR1−PR4:

10k

Ω

K

Ko

on

nd

de

en

ns

sa

atto

orry

y

C1:

4,7

µ

F/25V

C2:

100

µ

F/16V

C3:

220nF

P

Pó

ółłp

prrzze

ew

wo

od

dn

niik

kii

D1:

dioda Zenera C3V0

D2,D6:

LED R

D3 D5:

LED Y

D4:

LED G

D7,D8:

1N4148

D9:

1N4001

U1:

LM324

U2:

741

K

Ko

om

mp

plle

ett p

po

od

dzze

es

sp

po

ołłó

ów

w zz p

płły

yttk

ką

ą

jje

es

stt d

do

os

sttę

ęp

pn

ny

y w

w s

siie

ec

cii h

ha

an

nd

dllo

ow

we

ejj

A

AV

VT

T jja

ak

ko

o k

kiitt A

AV

VT

T−2

23

35

54

4

R

Ry

ys

s.. 2

2.. S

Sc

ch

he

em

ma

att iid

de

eo

ow

wy

y

R

Ry

ys

s.. 3

3.. S

Sc

ch

he

em

ma

att m

mo

on

ntta

ażżo

ow

wy

y