Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Wskaznik napiecia z przedzialu od 0 do 85 V na 3 LED.

kubas_st 04 Lut 2012 12:01 2675 8
  • #1 04 Lut 2012 12:01
    kubas_st
    Poziom 7  

    Moim celem jest skonstruowanie wskaźnika opartego na 3 LED, tak by 1 zapalała się po przekroczeniu napięcia 5V, druga po przekroczeniu napięcia 40V, a trzecia po przekroczeniu napięcia 60V.
    Ważne jest, by jedynym źródłem napięcia układu było mierzone napięcie na akumulatorze ( 8 akumulatorów połączonych szeregowo ). Urządzenie ma być tylko przykładane do baterii, na chwilkę by odczytać jej napięcie, więc jego pobór prądu nie ma wielkiego znaczenia. Przekopałem się przez wiele tematów na forum poświęconym różnego rodzaju ledowym wskaźnikom poziomu naładowania baterii, ale żaden z nich nie spełnia moich wymagań, mianowicie ogromnego rozrzutu mierzonego napięcia oraz braku osobnego zasilania.
    Czy da się coś takiego w ogóle skonstruować? Moja wiedza z zakresu elektroniki jest dość wąska. Próbowałem coś takiego zrealizować w oparciu o diody Zenera.

    Wskaznik napiecia z przedzialu od 0 do 85 V na 3 LED.

    Rezystor R1 miał regulować prąd w całym układzie, dioda D2 miała mieć duże napięcie Zenera ( 35V by wykryć napięcie 40V), a dioda D1 służy jako stabilizator napięcia LED. Układ jednak nie działa jakbym chciał. Proszę o wszelką pomoc

    0 8
  • #2 04 Lut 2012 12:35
    pietrucha
    Poziom 16  

    Jaka to będzie bateria z tak wysokim napięciem i tak dużym rozrzutem od 5V do 85V? Taki układ najprościej byłoby zrobić na wzmacniaczach operacyjnych/komparatorach, rozrysuję Ci to za chwilę. Takie układy na diodach Zenera mają za dużo wad i nie ma sensu stosować ich w praktyce ;)

    0
  • #3 04 Lut 2012 13:17
    kubas_st
    Poziom 7  

    Mierze napięcie na zespole 8 akumulatorów, połączonych ze sobą szeregowo. Akumulatory te leżą długo na magazynie i muszę po prostu orientacyjnie określić w jakim stopniu uległy one samorozładowaniu

    0
  • Pomocny post
    #4 04 Lut 2012 13:29
    pietrucha
    Poziom 16  

    Wykombinowałem taki schemat. Dioda opisana jako 5v zaświeci się przy napięciu 5-7V, dokładniej w ten sposób się nie dało. Za to wyższe progi możesz sobie dowolnie wyregulować wartościami rezystorów - w tym przypadku powinno to być właśnie ok. 40V i 60V. Jak dasz rezystory 5%, to taką też będziesz miał tolerancję progów.
    Układ powinien wytrzymać napięcia do ok 125V.
    Edit: dodałem jeszcze małe zabezpieczenie.
    Wskaznik napiecia z przedzialu od 0 do 85 V na 3 LED.

    0
  • #5 04 Lut 2012 13:49
    Quarz
    Poziom 43  

    pietrucha napisał:
    Wykombinowałem taki schemat. Dioda opisana jako 5[v]V zaświeci się przy napięciu 5-7V, dokładniej w ten sposób się nie dało. Za to wyższe progi możesz sobie dowolnie wyregulować wartościami rezystorów - w tym przypadku powinno to być właśnie ok. 40V i 60V. Jak dasz rezystory 5%, to taką też będziesz miał tolerancję progów.
    Układ powinien wytrzymać napięcia do ok 125V.
    Edit: dodałem jeszcze małe zabezpieczenie.
    Wskaznik napiecia z przedzialu od 0 do 85 V na 3 LED.

    Pomysł sprytny, ale popatrz jaki już masz rozrzut wartości napięć dla nominalnych wartości - policzonych przez Ciebie - rezystancji.
    Poniżej moje obliczenia sprawdzające:
    1,27•(1+300/100)=5.08
    5,08•(1+2)/(6,8+1+2)=1.55510204081633
    1.55510204081633•(1+39/1)=62.2040816326532
    5,08•2/(6,8+1+2)=1.03673469387755
    1.03673469387755•(1+39/1)=41.469387755102
    Jednostki wielkości fizycznych występujących w/w obliczeniach pominąłem, ale obliczenia te są tak banalnie, że nietrudno dojść co jest co.

    0
  • #6 04 Lut 2012 14:14
    pietrucha
    Poziom 16  

    No nie jest to precyzyjny układ, ale chyba taki być nie musi - tu pytanie do kubas_st czy taka dokładność rzędu 5, czy nawet 10% będzie dla niego ok? Skoro układ ma służyć do orientacyjnego sprawdzania akumulatorów - chyba wystarczy? Sugeruję się tu tym, że oryginalnie układ miał być na diodach Zenera - wtedy dokładność raczej nie byłaby lepsza. Z takimi wartościami rezystorów układ jest najprostszy, oczywiście można lepiej je dobrać i zastosować rezystory o lepszej tolerancji, jeśli jest taka potrzeba.

    0
  • #7 04 Lut 2012 14:17
    Quarz
    Poziom 43  

    Dlatego też zwróciłem na to uwagę - aby wypowiedział się autor tego tematu i był świadom tego, czego może spodziewać się jak zmontuje to ze standardowych rezystorów o pięcioprocentowej tolerancji.

    0
  • #8 04 Lut 2012 15:07
    kubas_st
    Poziom 7  

    Dziękuję bardzo za pomoc. Taka tolerancja błędu w zupełności mi wystarczy. Prosiłbym jeszcze o krótkie objaśnienie jak ten układ działa, tak bym mógł go dokładnie zrozumieć i wyciągnąć naukę na przyszłość. Nie wiem np. w jaki sposób zasilany jest wzmacniacz operacyjny US1B. No i takie pytanie natury technicznej czy dioda D6 to taka sama dioda jak ta D5?

    0
  • #9 04 Lut 2012 16:51
    pietrucha
    Poziom 16  

    - dioda D6 w sumie mogłaby być też 1N4148
    - wzmacniacze operacyjne US1A, US1B są we wspólnej obudowie i zasilanie też mają wspólne - tylko te dwie końcówki, 4 i 8
    Działanie układu:
    - układ US2 to stabilizator napięcia. Rezystory R1 i R2 ustalają jego napięcie wyjściowe na 5V. Dałem tam konkretnie TL783, bo potrafi on pracować przy napięciach wejściowych do 125V, gdy typowe stabilizatory, jak 7805 czy LM317 - do 35-40V. Kiedy napięcie wejściowe będzie wyższe niż ok. 7-10V - wtedy na wyjściu będzie 5V do zasilania wzmacniaczy. Minimalny spadek napięcia na stabilizatorze to ok. 2-5V, trudno powiedzieć dokładnie ile, bo karta katalogowa o tym nie mówi wprost. Rezystory R1 i R2 mają też dość małe wartości, żeby wstępnie obciążyć stabilizator
    - stabilizator wykorzystany jest też w drugi sposób. Kiedy napięcie wejściowe będzie niższe niż to wymagane 7-10V, na wyjściu powinno się pojawić napięcie równe napięciu wejściowemu minus spadek napięcia na stabilizatorze, czyli wspomniane 2-5V, trudno powiedzieć ile dokładnie bez sprawdzenia. Jeśli to napięcie wyjściowe przekroczy napięcie przewodzenia diody D1 (ok. 2V dla typowej zielonej/żółtej/czerwonej), zacznie ona świecić. Czyli D1 powinna zacząć świecić przy napięciu 4-7V - to, przy jakim dokładnie możesz sprawdzić, jak masz zasilacz regulowany. Ale nie można się nastawiać, że to będzie napięcie ustalone, może się zmienić z czasem, temperaturą itp.
    - jeśli napięcie wyjściowe będzie większe niż 7-10V, dioda D1 będzie świeciła cały czas a wzmacniacze operacyjne będą zasilane ładnym napięciem 5V. Ten typ wzmacniaczy też wybrałem celowo, bo mogą pracować bez problemów przy takim dość niskim napięciu zasilania i są tanie - koszt wszystkich elementów będzie niższy niż 10zł ;)
    - rezystory R5, R3, R6 tworzą dzielnik. Z napięcia wejściowego 5V powstają na nich napięcia odniesienia ok. 1V (na R5) i 1,5V (na górnej końcówce R3).
    - rezystory R10, R11 tworzą dzielnik z napięcia wejściowego. Napięcie na R10 będzie ok. 40x mniejsze niż wejściowe. Dodałem diodę D5, żeby zabezpieczyć wzmacniacze przy zbyt dużym napięciu wejściowym, ale w sumie jest zbędna, zaczęłaby przewodzić dopiero przy >200V na wejściu, a wtedy i tak spali się stabilizator ;) Możesz jej nie montować.
    - wzmacniacze operacyjne pracują jako komparatory. Porównują napięcie z jednego swojego wejścia z napięciem z drugiego wejścia. Czyli, jeśli napięcie z dzielnika R10, R11 będzie wyższe niż 1V ustalone przez drugi dzielnik, wzmacniacz US1B włączy diodę D3. Żeby napięcie na dzielniku wyniosło 1V, napięcie wejściowe musi przekroczyć 40*1V=40V, czyli mamy to, czego chcieliśmy.
    - tak samo działa wzmacniacz US1A, ale porównuje z napięciem 1,5V, czyli zaświeca diodę D2 dla napięcia powyżej 1,5V*40=60V
    - dioda D6 to zabezpieczenie, gdybyś podłączył napięcie wejściowe w drugą stronę - wtedy nie dopuści do uszkodzenia układu.
    - pobór prądu całego układu powinien być mniejszy niż 50mA (przy maksymalnym napięciu wejściowym)

    0