Wskaz
nik poboru mocyPodbiorników 220VAC
R O J E K T Y
Wskaz
nik poboru mocy
odbiorników 220VAC
AVT-5008
Opis działania
Jak jest to wałne, m�gł si� Na rys. 1 pokazano schemat
przekonaĘ kałdy, komu podczas układu pomiarowego wska�nika,
jednoczesnego korzystania z pie- a na rys. 2 schemat modułu wy-
Proponujemy Czytelnikom
karnika elektrycznego, piecyka, świetlacza słupkowego wykonane-
budow� prostego urządzenia,
pralki i jeszcze kilku innych �prą- go z 32 diod LED. Om�wienie
kt�re mołe spełniaĘ
dołernych� urządze� AGD nagle schematu rozpocznijmy od cz�ści
przynajmniej dwie praktyczne
�wysiadły� bezpieczniki w miesz- pomiarowej.
funkcje. Po pierwsze, układ
kaniu. Stałe monitorowanie pobo- Czujnikiem pomiarowym ukła-
umołliwia w miar� precyzyjne
ru prądu w mieszkaniu z du jest transformator TR2, przez
określenie mocy pobieranej
pewnością umołliwi znaczne kt�rego pierwotne uzwojenie, wy-
przez dowolne urządzenie
oszcz�dności coraz drołszej ener- konane z jednego zwoju grubego
elektryczne zasilane z sieci
gii elektrycznej. drutu, płynie prąd pobierany
energetycznej 230VAC. Po Proponowany układ jest dośĘ przez monitorowane urządzenia.
prosty do wykonania i, co bardzo Transformator TR2 jest przerobio-
drugie, instalacje elektryczne
wałne, jest odizolowany galwa- nym transformatorem sieciowym,
w naszych mieszkaniach,
nicznie od napi�cia sieci za po- kt�rego uzwojenie wysokonapi�-
szczeg�lnie budowanych przed
mocą dw�ch transformator�w. ciowe pełni obecnie rol� uzwoje-
wieloma laty, najcz�ściej nie
Właśnie wykonanie transformatora nia wt�rnego. W uzwojeniu tym
są przystosowane do
pomiarowego mołe okazaĘ si� indukuje si� słabe napi�cie, pro-
wymog�w wsp�łczesnego
jedyną, nieco trudniejszą czynnoś- porcjonalne do prądu płynącego
gospodarstwa domowego,
cią, jaką b�dzie trzeba wykonaĘ. w uzwojeniu pierwotnym, wzmac-
a nawet uniemołliwiają
Poniewał jednak uzwojenie, kt�re niane nast�pnie przez wzmac-
podłączenie do nich wielu
b�dziemy musieli nawinąĘ liczy niacz-komparator zbudowany
nowoczesnych, a co
zaledwie jeden zw�j grubego dru- z wykorzystaniem popularnego
najwałniejsze bezpiecznych tu, sądz�, łe nawet ta czynnośĘ układu LM358 - IC2A. Jego
nie okałe si� zbyt kłopotliwa dla wzmocnienie mołemy regulowaĘ
w ułytkowaniu urządze�. Za
�zaprawionych w bojach� czytel- za pomocą potencjometru monta-
pomocą naszego miernika
nik�w Elektroniki Praktycznej. łowego PR1.
mołemy określiĘ sumaryczny
Koszt wykonania układu jest Wzmocniony sygnał kierowa-
prąd pobierany przez
takłe umiarkowany i sprowadza ny jest do wejścia drugiego
wszystkie urządzenia aktualnie
si� gł�wnie do zakupienia 32 wzmacniacza operacyjnego IC2B,
pracujące w naszym
diod LED i dziewi�ciu układ�w pełniącego rol� wt�rnika napi�-
mieszkaniu.
scalonych z wzmacniaczami ope- ciowego. Nast�pnie napi�cie wy-
racyjnymi. st�pujące na wyjściu IC2B jest
Elektronika Praktyczna 4/2001
19
Wskaz
nik poboru mocy odbiorników 220VAC
Rys. 1. Schemat elektryczny układu pomiarowego.
uśredniane w obwodzie całkują- wzmacniaczy zosta-
cym R4, C2. Dioda D1 zapobiega ły połączone i do nich
rozładowaniu kondensatora C2 jest doprowadzane mierzo-
przez obw�d wyjściowy wt�rnika ne napi�cie. Wejścia od-
IC2B. Dzi�ki temu na kondensa- wracające dołączone są do
torze C2 wyst�puje napi�cie pro- kolejnych segment�w
porcjonalne do prądu płynącego dzielnika napi�ciowego,
w uzwojeniu pierwotnym trans- utworzonego z 32 rezysto-
formatora T2. r�w RA, o identycznej war-
Fragment układu z diodą Zene- tości. A zatem, nasz wska�-
ra D2 i kondensatorem C4 słuły nik b�dzie posiadał 31
wytwarzaniu napi�cia odniesie- prog�w przełączania i jego
nia, niezb�dnego do poprawnego charakterystyka b�dzie li-
działania bloku wyświetlacza. niowa. W miar� wzrostu
Podczas projektowania napi�cia dostarczanego na
modułu wyświetlacza przekornie wejście IN, b�dą zapalaĘ
nie ułyłem powszechnie stoso- si� kolejne diody LED:
wanych w wyświetlaczach �li- przy napi�ciu 0,28V (za-
nijkowych� układ�w typu kładając napi�cie odniesie-
LM3914, ale zrealizowałem go nia r�wne 9,1V) pierwsza,
tradycyjnie, budując przetwornik przy ok. 0,56V druga i tak
analogowo-cyfrowy z wykorzys- dalej. Przekroczenie napi�-
taniem 32 wzmacniaczy opera- cia ok. 8,8V spowoduje
cyjnych pracujących jako kom- włączenie �najwyłszej�
paratory napi�cia. Takie rozwią- diody i pełne wysterowa-
zanie jest nie tylko pewnym nie wska�nika.
urozmaiceniem w naszych kon-
strukcjach, przy tym w najmniej- Montał
szym nawet stopniu nie podnosi i uruchomienie
koszt�w wykonania urządzenia, Na rys. 3 i 4 pokazano
ani nie zwi�ksza wymiar�w płyt- rozmieszczenie element�w
ki obwodu drukowanego, okreś- na płytkach obwod�w dru-
lonych i tak liczbą zastosowa- kowanych wykonanych na
nych diod LED. laminacie jednostronnym.
Na schemacie, ze wzgl�du na Cz�śĘ pomiarowa wska�ni-
oszcz�dnośĘ miejsca, nie zostały ka została umieszczona na
Rys. 2. Schemat elektryczny modułu
pokazane wszystkie komparatory jednej, mniejszej płytce,
wyświetlacza słupkowego.
i diody LED, a jedynie trzy �g�r- a wyświetlacz na drugiej,
ne� i dwa �dolne� wzmacniacze o znacznie wi�kszych wymia- zasadami. Po wlutowaniu w płyt-
operacyjne. Pozostałe wzmacnia- rach. Montał mołemy rozpocząĘ k� rezystor�w i podstawki pod
cze połączone są identycznie. od mniejszej płytki, wykonując układ scalony montujemy ele-
Wszystkie wejścia nieodwracające go zgodnie z og�lnie znanymi menty o coraz wi�kszych gabary-
Elektronika Praktyczna 4/2001
20
Wskaz
nik poboru mocy odbiorników 220VAC
tach, ko�cząc na wlutowaniu
w płytk� transformatora siecio-
wego TR1.
Płytk� wyświetlacza montuje-
my podobnie, zwracając jedynie
uwag� na nietypowe oznaczenie
element�w na schemacie i na
płytce. Aby uniknąĘ niepotrzeb-
nego przeładowania płytki napi-
sami, wszystkie rezystory wcho-
dzące w skład dzielnika napi�cia
i posiadające jednakową wartośĘ,
oznaczone zostały identycznymi
symbolami: RA. Podobnie wszys-
tkie rezystory ograniczające prąd
diod LED oznaczone zostały jako
RB, a diody LED po prostu jako
D. Z wlutowaniem diod LED mu-
simy jednak troch� poczekaĘ,
WYKAZ ELEMENTÓW
Rys. 3. Rozmieszczenie elementów
Część pomiarowa
na płytce drukowanej układu
Rezystory pomiarowego.
PR1: miniaturowy potencjometr
montażowy 100k&!
najpierw musimy wyjaśniĘ sobie
R1, R5: 10k&!
rol�, jaką pełni dodatkowa pły-
R2, R3, R6: 1k&! tka, kt�rej wz�r zamieściliśmy
na wkładce.
R4: 100&!
Płytka ta jest płytą czołową
Kondensatory
układu wyświetlacza, wykonaną
C1: 470�F/25V
z laminatu epoksydowo-szklane-
C2: 100�F/10V
go, z �fabrycznie� wywierconymi
C3, C6, C7: 100nF
otworami na diody LED i z bia-
C4: 100�F/16V
łymi polami, na kt�rych mołemy
C5: 220�F/16V
umieściĘ skal� przyrządu. Zanim
Półprzewodniki
jednak wykorzystamy t� płytk�
BR1: mostek prostowniczy 1A
zgodnie z jej podstawowym prze-
D1: 1N4148
znaczeniem, mołe posłułyĘ nam
D2: dioda Zenera 9,1V
jako matryca umołliwiająca ide-
IC1: 7812 alnie r�wne wlutowanie 32 diod
w płytk� wyświetlacza. Wypro-
IC2: LM358
wadzenia wszystkich diod wkła-
Różne
damy w przeznaczone na nie ot-
L1: dławik 100�H
wory w punktach lutowniczych,
CON1, CON2: ARK2
zwracając uwag� na polaryzacj�.
TR1, TR2: transformator typu TS6/
Nast�pnie, zanim jeszcze włoły-
46
my układy scalone w podstawki
2 złącza ARK2 (3,5mm)
i wlutujemy kondensatory, skła-
damy obie płytki i stosując tulej-
Wyświetlacz
ki dystansowe o długości ok. 20
Rezystory
mm lekko skr�camy śrubkami.
RA: 32 rezystory 1k&!
Układamy tak wykonaną �kanap-
RB: 32 rezystory 560&!
k�� na stole diodami w d�ł i
Kondensatory wyr�wnujemy je. Dopiero teraz,
kiedy mamy pewnośĘ, łe diody
C1, C2: 220�F/16V
zostaną przylutowane r�wno, lu-
C3: 100nF
tujemy ich wyprowadzenia. Ostat-
Półprzewodniki
nią czynnością b�dzie skr�cenie
D: 32 diody LED Ć 5mm
tulejek dystansowych tak, aby
IC1...IC8: LM324
ko�ce diod LED wystawały par�
Rys. 4. Rozmieszczenie elementów
Różne
milimetr�w ponad powierzchni�
na płytce drukowanej modułu
2 złącza ARK2 (3,5mm)
płyty czołowej.
wyświetlacza.
Elektronika Praktyczna 4/2001
21
Wskaz
nik poboru mocy odbiorników 220VAC
Pozostała nam jeszcze jedna, obciąłenie, jakie mołe wystąpiĘ
chyba najtrudniejsza czynnośĘ w nadzorowanym obwodzie. Po-
do wykonania: przer�bka trans- kr�cając potencjometrem montało-
formatora sieciowego TR2. Usu- wym PR1 powodujemy włączenie
wamy z niego uzwojenie wt�rne, ostatniej lub przedostatniej diody
kt�rą to czynnośĘ mołemy wy- LED i na białym polu obok tej
konaĘ bez rozbierania transfor- diody zapisujemy wartośĘ aktual-
matora, wycinając po prostu nie pobieranej mocy. Nast�pnie
przew�d uzwojenia wt�rnego dołączamy do obwodu obciąłenia
ko�cem ostrego noła i wyciąga- o mniejszej mocy i zapisujemy ich
jąc poci�te kawałki drutu za wartości w polach sąsiadujących
pomocą kombinerek. Nast�pnie z �najwyłszą� aktualnie włączoną
nawijamy nowe uzwojenie skła- diodą.
dające si� z jednego zwoju izo- Andrzej Gawryluk, AVT
lowanego drutu o przekroju mi-
nimum 2,5mm2. Wzory płytek drukowanych w
Po zmontowaniu płytek łączy- formacie PDF są dost�pne w In-
my je za pomocą przewod�w ternecie pod adresem: http://
i przyst�pujemy do regulacji ukła- www.ep.com.pl/?pdf/kwiecien01.htm
du. Dołączamy go do sieci i do oraz na płycie CD-EP04/2001B w
wyjścia podłączamy maksymalne katalogu PCB.
Elektronika Praktyczna 4/2001
22