61

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/99

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
urządzenia świadczy to, że może być za−
silane zarówno prądem stałym, jak
i zmiennym. Ponadto może pracować
w szerokim zakresie napięć zasilających,
ograniczonym jedynie maksymalnym
napięciem

pracy

zastosowanych

wzmacniaczy operacyjnych oraz kon−
densatorów elektrolitycznych.

Jak to działa?

Wskaźnik napięcia składa się z pro−

stego generatora fali prostokątnej, wy−
konanego na pojedynczym wzmacnia−
czu operacyjnym 741, oraz czterech
komparatorów sterujących wyświetla−
czem, składającym się z pięciu diod LED
(schemat na rry

ys

su

un

nk

ku

u 1

1). Środkowa, zie−

lona dioda LED wskazuje właściwe na−
pięcie zasilania. Diody żółte sygnalizują,
że poziom napięcia obniżył się lub
podwyższył w stosunku do jego pozio−
mu optymalnego, ale znajduje się je−
szcze w dopuszczalnych granicach.
Czerwone diody LED sygnalizują prze−
kroczenie dopuszczalnych granic napię−
cia zasilania. Żółte diody LED oraz zielo−
na świecą światłem ciągłym, natomiast
czerwone migają, gdyż są zasilane za
pośrednictwem generatora. Diody D7
i D8 zabezpieczają czerwone LED−
y przed zbyt dużym napięciem wstecz−
nym. Prąd zasilający całe urządzenie
przepływa najpierw przez diodę pro−
stowniczą D9, która łącznie z kondensa−
torem filtrującym C2 tworzy układ jedno−
połówkowego prostownika – zasilacza,
który umożliwia podłączenie do wska−
źnika źródła prądu zmiennego. Aby na
wyjściu jakiegokolwiek komparatora po−
jawił się stan wysoki zapewniający zapa−
lenie diod LED, potencjał na jego wej−
ściu nieodwracającym musi wzrosnąć
powyżej poziomu napięcia ustalonego
przez diodę Zenera, które podane jest
na wejście odwracające wszystkich
komparatorów. Dzięki nietypowemu
podłączeniu do komparatorów diod LED

uzyskałem efekt wyświetlania
punktowego.

Takie rozwiązanie wyświetla−

cza punktowego może być dla
wielu Czytelników nowością, dla−
tego objaśnię je w oparciu o rry

y−

s

su

un

ne

ek

k 2

2. Linie czerwone widocz−

ne na rysunku oznaczają obwód,
na którym jest obecny stan wy−
soki, linia fioletowa oznacza na−
pięcie mniejsze od potencjału za−
silania, natomiast linia niebieska
oznacza obwód, na którym wy−
stępuje stan niski. Jeśli na wyj−
ściach komparatorów będzie
stan niski, to wszystkie diody
LED są wygaszone (rys.2a), jedy−
nie dioda D6 świeci. Na rys.
2b widać, że napięcie na wejściu
“+” komparatora A wzrosło po−
wyżej napięcia w punkcie X,
dzięki czemu zmiana stanu wyj−
ścia zapewnia zapalenie diody
D1. Na rys. 2c stan wysoki poja−
wił się na wyjściach wszystkich
komparatorów i dlatego D3 świe−
ci a D1 i D2 są wygaszone, gdyż
różnica potencjałów między ano−
dą i katodą tych diod jest równa
zeru.

Montaż i uruchomienie

Elementy wskaźnika napięcia

montuje się na płytce w sposób
przedstawiony na schemacie
montażowym (rry

ys

su

un

ne

ek

k 3

3). Diody

LED mogą być zmontowane

2354

Uniwersalny wskaźnik napięcia

R

Ry

ys

s.. 1

1.. S

Sc

ch

he

em

ma

att iid

de

eo

ow

wy

y

w pozycji prostopadłej lub równoległej
do laminatu. Do wyregulowania urzą−
dzenia potrzebny jest woltomierz i zasi−
lacz laboratoryjny z płynną regulacją na−
pięcia. Przed przystąpieniem do regula−
cji, suwaki potencjometrów PR1−PR4
należy ustawić w pozycji prawie zwar−
tej w stosunku do masy tak, by na wyj−
ściach komparatorów był stan niski. Po−
tencjometry te nie tworzą typowej
“szeregowej drabinki” lecz są połączo−
ne równolegle, co ułatwia indywidualne
ustawienie napięcia dla każdego kom−
paratora. Po podłączeniu do zasilania
wskaźnika napięcia należy przy użyciu
woltomierza ustawić w zasilaczu napię−
cie przy jakim ma zapalić się dioda żół−
ta D5. Następnie obracając oś PR1 na−
leży podnieść napięcie na wejściu “+”
komparatora A powyżej napięcia odnie−
sienia ustalonego przez diodę Zenera.

Wtedy zapali się dioda D5, a D6 zga−
śnie. Po podwyższeniu napięcia z zasi−
lacza do poziomu przy jakim ma na−
stąpić zapalenie się diody D4 oraz wy−
gaszenie D5, należy obracać powoli oś
PR2 aż do uzyskania właściwej reakcji
wyświetlacza. Podobnie należy postę−
pować w czasie regulacji pozostałej
części urządzenia. Rezystory R1−R5
mogą mieć jed−
nakową wartość,
np. 1k

Ω

.

Z b u d o w a n y

przeze mnie mo−
del przystosowa−
łem

do

pracy

w

zakresie na−

pięć

10−15V.

Nieco większym
p r o b l e m e m
będzie

urucha−

mianie urządze−
nia przy zasilaniu
go

prądem

zmiennym. Regu−
lację

napięcia

zmiennego moż−
na przeprowadzić
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 konkretnego
z a s t o s o w a n i a
i dlatego w razie
potrzeby można
dokonać korekcji
wartości

nie−

których elemen−
tów.

A

Ad

da

am

m S

Siie

eń

ńk

ko

o

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/99

62

Wykaz elementów

Rezystory

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

Kondensatory

C1:

4,7

µ

F/25V

C2:

100

µ

F/16V

C3:

220nF

Półprzewodniki

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

C

Ciią

ąg

g d

da

alls

szzy

y zze

e s

sttrro

on

ny

y 5

55

5..

Montaż i uruchomienie.

Na rry

ys

su

un

nk

ku

u 2

2 została pokazana mozaika ścieżek płytki obwo−

du drukowanego oraz rozmieszczenie na niej elementów. Mon−
taż układu wykonujemy w typowy sposób, rozpoczynając od
wlutowania rezystorów, a kończąc na zamontowaniu konden−
satora elektrolitycznego i diody LED. Pod układ scalony IC1 ra−
dzę zastosować podstawkę.

Układ zmontowany ze sprawnych elementów nie wymaga

j a k i c h k o l w i e k
czynności regula−
cyjnych ani uru−
chomieniowych.
Natychmiast po
dołączeniu źródła
zasilania, którym
może być bateria
9V powinien pra−
cować poprawnie,
czego oznaką jest
migotanie diody
LED. Po dołącze−
niu urządzenia do
linii telefonicznej
dioda LED powin−
na

natychmiast

zgasnąć, a po pod−
niesieniu słuchaw−
ki zacząć ponow−
nie migotać.

Z

Zb

biig

gn

niie

ew

w R

Ra

aa

ab

be

e

Wykaz elementów

Kondensatory

C1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

470nF

C4, C2

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

100nF

C3

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

220

µ

F/16

Rezystory

R1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

560

Ω

R2, R5, R6

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

100k

Ω

R3, R4

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10k

Ω

Półprzewodniki

D1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

dioda Zenera 15V

D6

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

dioda LED

D2 ...D5

. . . . . . . . . .

1N4148 lub odpowiednik

IC1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .NE555 CMOS
T1

. . . . . . . . . . . . . . . . . .

BC548 lub odpowiednik

Pozostałe

CON2, CON1 . . . . . . . . . .ARK2 (3,5mm)

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

36

63

3