Раздел: Документация
0 ... 15 16 17 18 19 20 21 ... 30 Схема 48 ДВУХПОРОГОВЫЙ КОМПАРАТОР-ИНДИКАТОР ТЕМПЕРАТУРЫ Описание работы схемы. Данное устройство (рис. 8.11) может найти применение в фотолабораториях при работе с химикатами, температура которых должна находиться в заданных пределах. Микросхема IC1 представляет собой сдвоенный операционный усилитель, используемый в качестве компараторов А и В для сравнения двух опорных напряжений с напряжением на общем для них термисторе R9.I Опорное напряжение компаратора формируется делителем на резисторах R2 и R3 и поступает на вход (вывод 5) IC1. Управляющее напряжение] формируется делителем R6, R7 и R9 и поступает на вход (вывод 6) IC1. В исходном состоянии напряжение на выводе 5 установлено ниже, чем на выводе 6. С повышением температуры сопротивление термистора R<1 падает и соответственно падает управляющее напряжение на выводе 6.1 Когда оно становится ниже, чем опорное на выводе 5, включается све-1 то диод D1 (желтого цвета). В исходном состоянии напряжение на управ-1 ляющем выводе 6 компаратора А устанавливается равным 2,0 В, опорное напряжение на выводе 5 равно 1,6 В. Для компаратора В в исходном состоянии опорное напряжение на выводе 3 составляет 3,8 В, а на управляющем выводе 2 оно равно 4,2 В. ПрЛ дальнейшем повышении температуры сопротивление термистора R9 про! должает падать и соответственно уменьшается управляющее напряжение на выводе 2 микросхемы IC1. Когда оно становится ниже опорного напря! жеиия на выводе 3, загорается красный светодиод (желтый светодиод при этом продолжает светиться). Различие моментов включения светодиодов D1 и D2 определяется настройкой резисторов R2 и R7. Из схемы рис. 8.11 видно, что опорное напряжение на выводе 5 настраивается переменным резистором R2, в тя время как на выводе 3 (часть В) оно фиксировано делителем напряжения на резисторах R5 и R4. По управляющим входам-наоборот: для компаратора А порог срабатывания по выводу 6 фиксирован, а для В настраивается по] 
 Сторона АСторона В Рис. 8.11. Двухпороговый компаратор-индикатор температуры: IC1 -сдвоенный операционный усилитель LF353; D1 -светодиод с высокой интенсивностью свечения, желтый; D2-светодиод с высокой интенсивностью свечения, красный; R1, R8-390 Ом; R2, R7 -25 кОм, по- тенциометры; R3-1 кОм; R4, R5-10 кОм; R6-2.2 кОм; RS-термистор 10 кОм (с отрицательным ТК); S1 -однополюсный выключатель; VR-регулируемый стабилизатор 7808. выводу 2 по енциометром R7. Настраивая R2 и R7, можно регулировать шону срабатывания компараторов. При наладке схемы целесообразно вначале измерить напряжение на выводе 6, затем при помощи резистора R2 установить требуемое на-Вфяжение на выводе 5. То же самое следует проделать по входам (выводы 2 i и 3) компаратора В, производя необходимую настройку резистором R7. Проверку работоспособности схемы можно осуществить, например, приблизив нагретую на батарее бумажную салфетку к термистору. Эксперименты со схемой. Обратите внимание на то, как изменяются опорное и управляющее напряжения при регулировке потенциометрами R2 и R7 Попробуйте включить в схему мультивибратор типа LM555 так, Ьтобы при превышении верхнего предела температуры вырабатывался звуковой сигнал. Илтлш 49 ИНДИКАТОР СТЕРЕОБАЛАНСА Описание работы схемы. Индикатор стереобаланса удобен при настройке высокок чес венных стереофонических устройств. При настройке на оба входа звукового усилителя подается монофонический сигнал. Выходы усилителя помимо колонок соединены с индикатором стереобаланса. Регулятором стереобаланса осуществляется регулировка таким образом, что-5ы в индикаторе светилось одинаковое количество светодиодов для обоих "каналов (рис 8.12). Интегральные схемы IC1 и IC2 представляют собой счетверенные компараторы Через транзисторы Q1 и Q2 на входы (выводы 4, 6, 8, 10) r1 r2 -vW" ■» wv-  ■ 8.12. Индикатор стереобаланса: IC2-счетверенные компараторы 339; R1-R5-10kOm (с подобранными миналами); R6-100 Ом; R7-1 кОм; B-R11-470Om; Q1, Q2-лрл-транзисто- ры TIS92, SK3854, GE 20; DI-08-свето-диоды с повышенной яркостью свечения; С1 -1 мкФ (маиларовыи компараторов поступают сигналы звуковых частот с левого и правого каналов усилителя Эмиттерные повторители на транзисторах Q1 и Q2 обеспечивают достаточно большой порог срабатывания, при котором светодиоды начинают загораться. Кроме того, они до минимума снижают нагрузку, создаваемую индикатором на выходы усилителя. Резисторы R1-R5 сопротивлением по 10 кОм формируют на входах компараторов (выводы 5, 7, 9, 11) положительные опорные напряжения величиной 1,8, 3,6, 5,4, 7,2 В. При таких значениях напряжений обеспечивается приблизительно линейная зависимость количества горящих светодиодов от напряжения звукового сигнала. Для обеспечения точности работы индикатора важно, чтобы все резисторы были строго одинаковой величины. В схеме можно использовать прецизионные резисторы, а можно просто подобрать идентичные номиналы из достаточно большого числа обычных резисторов. Транзисторы Q1 и Q2 должны иметь одинаковые характеристики. Для зажигания первой пары светодиодов требуется подвести синусоидальное напряжение размахом 10 В, для второй пары 15 В и т.д. Светодиоды располагаются столбиками и загораются в направлении снизу вверх. При подаче на вход усилителя сигнала неизменной частоты со звукового генератора загорается определенное количество светодиодов соответственно положению регулятора уровня. При подаче на вход усилителя музыкального сигнала светодиоды хаотично загораются и гаснут пропорционально уровню сигнала. Балансировку можно производить при любом сигнале, важно лишь, чтобы усилитель был в монофоническом режиме. Если в усилителе не предусмотрено переключение режима моно- или стерео-, производите балансировку, подавая один и тот же сигнал на оба входа усилителя. Эксперименты со схемой. Увеличьте номинал резистора R5 с 10 кОм до 27 кОм. Обратите внимание на изменение порога срабатывания индикатора. Схема 50 СТРОБИРУЕМЫЙ КОМПАРАТОР (ИНДИКАТОР ТЕМПЕРАТУРЫ) Описание работы схемы. Компараторы со стробируемым выходом ценны тем, что позволяют следить за выполнением определенных условий, например за достижением некоторого температурного предела. При достижении этого предела прекращается действие стробируемого выхода. К такому типу компараторов, обеспечивающих помимо функций сравнения стробирование выхода, относится микросхема LM311 (рис. 8.13). На вывод 3 1С 1 типа LM311 подано опорное напряжение с делителя на резисторах R1 и R2, равных по номиналу. Таким образом, при напряжении питания 8 В опорное напряжение на выводе 3 равно 4 В. Изменяющееся напряжение на выводе 2 IC1 формируется делителем напряжения, состоящим из термистора ТН и потенциометра R3. Когда это напряжение выше опорного, на выходе (вывод 7) IC1 устанавливается низкий уровень напряжения, и светодиод D1 горит. При нагреве термистора его сопротивление падает, напряжение на выводе 2 становится ниже опорного, на выходе (вывод 7) IC1 устанавливается высокий уровень напряжения и светодиод D1 гаснет. Используемый в схеме светодиод зеленого цвета при заданных номиналах элементов включается при температуре 64°F (18°С) и выключается при 75°F (24°С), индицируя нижний и верхний пределы рабочего диапазона температур.  Рис. 8.13. Стробируемый компаратор (индикатор температуры): ИС1 —компаратор с высокой разрешающей (способностью LM311; IC2-таймер LM555; Lq1-прп-транзистор TIS92, SK3854, GE 20; Ю1 -светодиод с высокой интенсивностью Ввечения; VR- регулируемый стабилизатор 7808; ТН-термистор 10 кОм (с отрицательным TK); R1, R2- 10 кОм; R3 -потенциометр 25 кОм; R4-390 0m; R5 -1 кОм; R6- 4,7 кОм; R7-68 кОм; R8- 47 кОм; С1 -10 мкФ, 12 В. IC2-низкочастотный мультивибратор, вырабатывающий импульсы частотой 1 Гц. Выход (вывод 3) IC2 соединен с базой w/w-транзистора Q1, формирующего стробирующие импульсы, подаваемые на вывод 6 IC1. Таким образом, при температурах ниже порогового значения зеленый светодиод D1 мигает с частотой 1 Гц. Если температура превышает пороговое значение, как было сказано выше, светодиод выключается. Зона срабатывания устройства регулируется резистором R3. Эксперименты со схемой. Попробуйте ввести в схему красный светодиод, соединив его с рир-транзистором и выводом 7 таким образом, чтобы он включался при выключении мигающего зеленого светодиода. Схема 51 ЛИНЕЙНЫЙ ИНДИКАТОР-ИЗМЕРИТЕЛЬ (ТЕМПЕРАТУРЫ, ОСВЕЩЕННОСТИ, ВЛАЖНОСТИ) Описание работы схемы. Данное устройство (рис. 8.14) может измерять температуру, освещенность, влажность, уровень звука, давления и т. п. при помощи светодиодного дисплея. Функции, заложенные в схему, можно развить, введя еще одну ИС, реализующую формирование сигнала тревоги, включение вентилятора, выключение обогревателя и т.д. Микросхема IC1 типа LM339 представляет собой счетверенный компаратор. В схеме компараторы образуют каскадное соединение. Опорное напряжение для всех компараторов выставляется резистором R3 и подается *на их входы (выводы 5. 7. 9. 11). Резисторы R2 делителя имеют одинаковые сопротивления и формируют на указанных входах равномерно нарастающие напряжения 0,5, 1,0, 1,5 и 2,0 В. Отметим, что резистор R3 служит для "Калибровки всей сетки напряжений. Напряжение с датчика через коллектор транзистора Q1 поступает на выводы 4, 6, 8, 10. Цепь базового тока транзистора Q1 замыкается через Цепочку из резистора R5 и преобразователя TD. Если преобразователь   Нелинейная шкала Рис. 8.14. Линейный индикатор-измеритель (температуры, освещенности, влажности) IC1-счетверенный компаратор LM339; 470 кОм; TD-термистор, фоторезистов Q1-лрл-транзистор TIS92, SK3584. GE 20; датчик влажности; VR-регулируемый стд! R1-390 Ом; R2-1 кОм (см. в тексте); R3- билизатор напряжения 7805. 50 кОм, потенциометр; R4-10 кОм; R5- удалить, транзистор Q1 запирается и управляющее напряжение на его коллекторе устанавливается равным 4,9 В. В результате этого напряжения на управляющих входах превышают пороговые значения и все светодиоды светятся. В схеме в качестве преобразователя был испытан термистор с положительным температурным коэффициентом. Его сопротивление, имея величину 35 Ом при 20°С, возрастает до 200 кОм при 100°С Если установить термистор в разъем, цепь тока базы транзистора Q1 замыкается через R4 и источник питания, и он отпирается. При этом падение напряжения на резисторе R4 таково, что на управляющих входах всех компараторов устанавливаются напряжения ниже опорных и все светодиоды гаснут. По мере нагрева термистора (он имеет положительный температурный коэффициент) его сопротивление возрастает, ток базы и ток коллектора транзистора Q1 уменьшаются, а напряжение на его коллекторе начинает расти. При определенных температурах коллекторное напряжение Q1 превышает опорное напряжение очередного компаратора, вызывая загорание соответствующего светодиода. Для калибровки устройства можно использовать термометр. Данную схему очень удобно использовать в качестве устройства управления включением нагревателя, обеспечивающего доддержание температуры воды в заданных пределах. Регулируемый стабилизатор VR обеспечивает постоянство параметров схемы в широком диапазоне изменения напряжения питающей батарейки. Эксперименты со схемой. Попробуйте использовать для измерения уровня освещенности в качестве преобразователя фоторезистор. Сделайте измеритель влажности, как показано на рис. 8.14. Проверку его можно осуществить, измеряя влажность выдыхаемого воздуха. При желании резисторы R2 можно сделать с разными номиналами. Интервалы между напряжениями зажигания светодиодов в этом случае будут соответственно неодинаковыми (см. рис. 8.14). Попробуйте ввести в схему транзистор ирй-структуры и симистор, формирующие управляющее воздействие на силовую цепь при загорании одного из четырех светодиодов. Bi-ш 52 ЛИНЕЙНО-ТОЧЕЧНЫЙ ИНДИКАТОР (ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ОСВЕЩЕННОСТИ, ВЛАЖНОСТИ, АКУСТИЧЕСКОГО СИГНАЛА, ТЕМПЕРАТУРЫ) Описание работы схемы. Творческая мыс ь разработчика может найти множество применений для микросхемы типа LM3914. При помощи этой схемы можно измерять либо контролировать множество различных параметров Разберем принцип действия схемы на примере использования ее с терморезистором в качестве датчика (рис. 8.15). IC1 типа LM3914 имеет 10 нагруженных светодиодами выходов. Режим ее работы (линейный или точечный) определяется положением однополюсного переключателя S1. Когда вывод 9 IC1 подключен к плюсу источника питания через перемычку S1, схема работает как линейный индикатор, а когда к выводу 11 - как точечный индикатор. В компараторе В имеется встроенный источник опорного напряжения величиной 12 В, Вавляемыи по выводу 8 и имеющий наружный выход (вывод 7) Вход ■вод 6), задающий верхнюю границу опорного напряжения, соединен в Нме с выводом 7 В ИС LM3914 каждый последующий выход на Иодиод переключае ся при приращении входного напряжения на 0 12 В ■каждые 1,2 10 В Перек ючение всех 10 выходов происходит при 1,2 В Иными словами, первый светодиод включается при 0,12 В, а послед-Н-при 1,2 В. Переменный резистор R3 сопротивлением 25 кОм, включен-В между выводом 8 и землей, регулирует пороговое напряжение в Диапазоне 1,2-2,7 В. Это позволяет провести калибровку моментов Ивчения светодиодов при работе с различными датчиками ИСигнал с датчика поступает на базу транзистора Q1, который обеспечивает требуемую чувствительность устройства. Как видно из схемы Шт- 8.15, если датчик убрать, транзистор Q1 запрется и напряжение на его Вккторе будет равно поступающему со стабилизатора напряжению Щ BV При этом напряжение на выводе 5 микросхемы IC1 превысит Вэное напряжение (2.7 В) на выводе 8 и все светодиоды будут гореть НТерморезистор включен последовательно с резистором R1. задающим овый ток транзистора Q1. При нормальной температуре, когда со-вивление терморезистора равно 35 Ом, транзистор Q1 открыт; на-Вкение на его коллекторе ниже 2,7 В и все светодиоды погашены. Если Ветодиод при этом оказывается горящим, подстройкой резистора R3 Следует добиться его выключения. 0 ... 15 16 17 18 19 20 21 ... 30
|
