Индикатор температуры на четыре фиксированных уровня (LM339, LM325AH)
В некоторых случаях требуется определить, что температура какого-либо объекта находится в некоторых заданных пределах, либо не ниже или не выше определенного предела. Здесь предлагается схема очень точного четырехпорогового индикатора температуры со светодиодной индикацией.
Причем, пороги включения индикаторных светодиодов можно устанавливать для каждого светодиода произвольно и даже в любом порядке без какого-либо вторжения в схему прибора. Это можно даже сделать непосредственно на объекте, при помощи обычного мультиметра и отвертки для регулировки подстроечных резисторов. Дело в том, что данный прибор измеряет температуру с помощью датчика LM235AH, который, по сути является стабилитроном, напряжение стабилизации которого линейно зависит от температуры.
Принципиальная схема
Напряжение на датчике LM235AH в зависимости от температуры можно определить по формуле: U = (273 + t°C)0,01. Например, если температура 20°С, то напряжение будет: (273+20)0,01 =2,93V.
Рис. 1. Принципиальная схема индикатора температуры на 4 уровня измерения.
Если некий из светодиодов должен загораться при таком напряжении, то на соответствующей контрольной точке должно быть установлено подстроечным резистором именно такое напряжение. Просто, подключаем между этой контрольной точкой и общим минусом мультиметр в режиме вольтметра и подстроечным резистором устанавливаем напряжение, рассчитанное по выше приведенной формуле.
А теперь рассмотрим схему прибора. Основу прибора составляет микросхема LM339, в которой есть четыре одинаковых компаратора. На соединенные вместе инверсные входы компараторов поступает напряжение с датчика температуры VD2, поскольку датчик температуры LM235AH работает аналогично стабилитрону, то на него поступает ток от источника питания через резистор R6. Как уже сказано выше, напряжение на LM235AH непосредственно и линейно зависит от температуры среды, в которой находится датчик.
На прямые входы компараторов, каждому от своего, поступает напряжение от соответствующего подстроечного резистора R2-R5, а на них поступает напряжение от параметрического стабилизатора на стабилитроне VD1 и резисторе R1.
Напряжение, поступающее на прямой вход компаратора регулируется соответствующим переменным резистором и контролируется на соответствующей контрольной точке.
Например, если нужно чтобы светодиод HL2 загорался при превышении температуры 20°С, то нужно подключить мультиметр к контрольной точке КТ2 и подстроечным резистором R3 установить на ней напряжение 2,93В. Аналогичным образом на требующиеся значения температуры можно настроить и остальные компараторы.
Напряжение источника питания 9V, но это не критично, может быть от 6 до 30В, и может быть нестабильным, на точность прибора это никак не влияет, потому что точность зависит не от питания, а от стабильности напряжения на входах компараторов. Здесь напряжение на прямых входах стабилизировано стабилитроном VD1, а напряжение на датчике тоже стабильно и зависит только от температуры, а не от напряжения питания всей схемы. При использовании стабилитрона КС147А максимальная измеряемая температура +197°С.
Детали и конструкция
Данную схему можно питать и более низким напряжением.
Например, может быть очень заманчиво использовать для её питания зарядное устройство-блок питания для «гаджетов», питающихся через USB-порт.
У таких блоков питания номинальное напряжение 5V. Но, в этом случае, стабилитрон VD1 должен быть на напряжение не более 4V. Например, КС139. В этом случае возможно питание от 5-вольтового источника, но максимальная измеряемая температура будет всего 117°С.
Если требуется большая точность задания порогов нужно чтобы подстроечные резисторы были многооборотными. Микросхему LM339 можно заменить любым аналогом, или даже собрать эту схему на четырех отдельных компараторах. Светодиоды можно заменить любыми индикаторными.
Если предполагается напряжение питания более 20V желательно несколько увеличить сопротивления резисторов R7-R10 чтобы не возникало перегрузки по току выходов компараторов. Монтаж был выполнен на макетной печатной плате, поэтому рисунок дорожек печатной платы у автора отсутствует.
Данный индикатор напряжения можно использовать и для управления каким-то внешним устройством в зависимости от температуры.
Если датчик будет расположен на значительном удалении от платы индикатора, то соединение лучше сделать экранированным кабелем, и между соединенными вместе инверсными входами компараторов и общим минусом питания включить конденсатор на 0,01-0,1 мкФ.
Клотов Н. РК-02-2016.
Как сделать индикатор заряда аккумулятора на светодиодах?
Успешный пуск автомобильного двигателя во многом зависит от состояния заряда аккумулятора. Регулярно проверять напряжение на клеммах с помощью мультиметра – неудобно. Гораздо практичнее воспользоваться цифровым или аналоговым индикатором, расположенным рядом с приборной панелью. Простейший индикатор заряда аккумулятора можно сделать своими руками, в котором пять светодиодов помогают отслеживать постепенный разряд либо заряд батареи.
Принципиальная схема
Рассматриваемая принципиальная схема индикатора уровня заряда представляет собой простейшее устройство, отображающее уровень заряда аккумулятора (АКБ) на 12 вольт.
Её ключевым элементом является микросхема LM339, в корпусе которой собрано 4 однотипных операционных усилителя (компаратора). Общий вид LM339 и назначение выводов показан на рисунке. Прямые и инверсные входы компараторов подключены через резистивные делители. В качестве нагрузки используются индикаторные светодиоды 5 мм.Принцип работы
Работает схема индикатора заряда аккумулятора на светодиодах следующим образом. Застабилизированное с помощью резистора R7 и стабилитрона VD2 напряжение 6,2 вольт поступает на резистивный делитель, собранный из R8-R12. Как видно из схемы между каждой парой этих резисторов формируются опорные напряжения разного уровня, которые поступают на прямые входы компараторов.
В процессе заряда (разряда) аккумулятора постепенно изменяется напряжение на инверсных входах, что приводит к поочередному переключению компараторов. Рассмотрим работу операционного усилителя OP1, который отвечает за индикацию максимального уровня заряда АКБ. Зададим условие, если заряженный аккумулятор имеет напряжение 13,5 В, то последний светодиод начинает гореть. Пороговое напряжение на его прямом входе, при котором засветится этот светодиод, рассчитаем по формуле:
UСТ VD2 =UR8+ UR9+ UR10+ UR11+ UR12 = I*(R8+R9+R10+R11+R12)
I= UСТ VD2 /(R8+R9+R10+R11+R12) = 6,2/(5100+1000+1000+1000+10000) = 0,34 мА,
UR8 = I*R8=0,34 мА*5,1 кОм=1,7 В
UOP1+ = 6,2-1,7 = 4,5 В
Это означает, что при достижении на инверсном входе потенциала величиной более 4,5 вольт компаратор OP1 переключится и на его выходе появится низкий уровень напряжения, а светодиод засветится.
Печатная плата и детали сборки
Печатная плата изготавливается из одностороннего фольгированного текстолита размером 40 на 37 мм, которую можно скачать здесь. Она предназначена для монтажа DIP элементов следующего типа:- резисторы МЛТ-0,125 Вт с точностью не менее 5% (ряд Е24)
R1, R2, R3, R4, R7, R9, R10, R11– 1 кОм,
R5, R8 – 5,1 кОм,
R6, R12 – 10 кОм; - диод VD1 любой маломощный с обратным напряжением не ниже 30 В, например, 1N4148;
- стабилитрон VD2 маломощный с напряжением стабилизации 6,2 В. Например, КС162А, BZX55C6V2;
- светодиоды LED1-LED5 – индикаторные типа АЛ307 любого цвета свечения.
Фотографии набора и печатной платы приведен ниже:
Стоимость чистой печатной платы с маской и маркировкой: 50 грн.
Стоимость набора для сборки индикатора уровня VU-metr: 165 грн.
Стоимость собранной и проверенной платы VU-metr: 190 грн.Краткое описание и инструкция по сборке находится здесь >>
% PDF-1.1 % 1 0 obj [/ CalRGB > ] endobj 2 0 obj > endobj 3 0 obj > endobj 4 0 obj > endobj 5 0 obj > ручей 0 0 0 0 0 0 d1 конечный поток endobj 6 0 obj > ручей 332 0 59 -179 271 216 d1 59 -179 кв.м. 197-167 273-101 273 4 в 273 216 л 59 216 л 59 7 л 157 7 л 157-48 127-76 59-86 в 59 -179 л ж конечный поток endobj 7 0 объект > ручей 666 0 21-20 637 721 d1 21 351 кв.м. 21108129-20 333-20 в 538-20 646 107 646 351 в 646 595 538 721 333 721 c 129 721 21 595 21 351 c час 430 351 кв.м. 430 209 408 144 333 144 c 257 144 235 209 235 351 c 235 493 257 559 333 559 в 408 559 430 493 430 351 в ж конечный поток endobj 8 0 объект > ручей 666 0 98-4 470 705 d1 263 0 месяцев 471 0 л 471 701 л 309 701 л 292 595 232 556 102 554 c 102 408 л 263 408 л 263 0 л ж конечный поток endobj 9 0 объект > ручей 666 0 26 0 613 721 d1 27 0 мес. 620 0 л 620 172 л 301 172 л 361 222 421 252 471 282 c 570 342 622 387 622 494 c 622 628 514 721 340 721 c 153 721 40 617 40 444 в 40 438 41 431 41 424 в 229 424 л 229 436 л 229 521 262 563 329 563 c 382 563 415 530 415 474 в 415 402 335 375 223 297 c 92 206 26 122 26 17 в 26 11 27 6 27 0 в ж конечный поток endobj 10 0 obj > ручей 666 0 33-20 619 721 d1 33 248 кв.м. 33 234 л 33 79 145-20 323-20 в 517-20 628 73 628 223 в 628 304 596 355 532 380 c 583 408 610 454 610 517 в 610 637 507 721 339 721 c 166 721 54 627 51 485 в 242 485 л 245 537 276 562 334 562 c 385 562 413 539 413 497 c 413 449 375 425 299 425 в 285 425 л 285 304 л 302 304 л 381 304 418 283 418 227 в 418 174 386 145 329 145 в 263 145 230 179 228 248 c 33 248 л ж конечный поток endobj 11 0 объект > ручей 666 0 19-18 625 720 d1 423 290 кв.м. 418 183 382 127 310 127 c 268 127 239 147 227 184 c 32 177 л 59 55 160-18 312-18 в 512-18 634 117 634 353 в 634 596 524 720 312 720 в 129 720 19 623 19 469 в 19 329 116 239 265 239 в 335 239 387 258 423 290 в час 416 468 кв.м. 416 410 378 374 321 374 в 264 374 228 409 228 469 в 228 526 264 563 322 563 c 380 563 416 527 416 468 c ж конечный поток endobj 12 0 объект > ручей 776 0-3 0 737 719 d1 -3 0 мес. 236 0 л 266 95 л 508 95 л 536 0 л 778 0 л 511 719 л 264 719 л -3 0 л час 310 246 кв.м. 387 495 л 463 246 л 310 246 л ж конечный поток endobj 13 0 объект > ручей 776 0 37-20 747 738 d1 530 279 кв.м. 523 202 479 160 409 160 c 316 160 268 228 268 359 c 268 492 312 558 403 558 c 476 558 517 520 524 447 в 743 447 л 729 633 607 738 400 738 c 177 738 37 594 37 359 в 37 125 176-20 405-20 в 610-20 734 90 747 279 в 530 279 л ж конечный поток endobj 14 0 объект > ручей 667 0 71 0 616 719 d1 71 0 месяцев 640 0 л 640 191 л 312 191 л 312 719 л 71 719 л 71 0 л ж конечный поток endobj 15 0 объект > ручей 944 0 68 0 876 719 d1 276 0 месяцев 276 347 л 276 374 275 418 273 480 c 283 428 292 383 302 344 в 392 0 л 552 0 л 641 352 л 647 376 658 419 671 480 c 670 415 670 372 670 354 в 668 0 л 876 0 л 876 719 л 596 719 л 494 359 л 489 342 481 307 471 255 c 457 316 450 351 448 360 c 348 719 л 68 719 л 68 0 л 276 0 л ж конечный поток endobj 16 0 объект > ручей 835 0 38 -78 785 738 d1 461 159 кв.м. 448 155 434 153 418 153 в 313 153 268 219 268 359 в 268 499 314 565 417 565 в 526 565 566 496 566 348 c 566 319 561 289 554 260 c 471 346 л 371 251 л 461 159 л час 688-78 кв.м. 796 23 л 712 108 л 768 180 796 262 796 359 в 796 593 652 738 417 738 c 182 738 38 591 38 355 в 38 129 185-20 412-20 в 485-20 547-6 594 19 в 688-78 л ж конечный поток endobj 17 0 объект > ручей 722 0 34-20 677 738 d1 34 224 кв.м. 49 71 164-20 360-20 в 572-20 686 71 686 227 в 686 301 657 353 593 395 в 546 426 474 440 384 463 в 313 481 276 488 276 526 c 276 559 300 575 350 575 c 406 575 437 555 444 512 c 666 512 л 653 657 542 738 354 738 c 159 738 48 648 48 509 в 48 438 75 383 132 343 в 162 322 228 300 329 274 c 415 252 458 248 458 203 в 458 172 427 151 370 151 в 306 151 275 171 262 224 c 34 224 л ж конечный поток endobj 18 0 объект > ручей 777 0 10 0 724 719 d1 10 719 кв.м. 266 0 л 510 0 л 766 719 л 526 719 л 388 255 л 260 719 л 10 719 л ж конечный поток endobj 19 0 объект > ручей 667 0 40-19 627 550 d1 421 0 месяцев 626 0 л 626 15 л 612 25 604 41 604 60 в 604 356 л 604 427 592 467 538 505 c 503 529 432 550 338 550 c 158 550 65 488 63 369 c 262 369 л 266 405 288 422 331 422 c 380 422 405 409 405 378 c 405 329 362 334 263 321 в 111 301 40 268 40 150 в 40 43 105-19 222-19 в 297-19 356 3 409 51 в 421 0 л час 403 237 кв.м. 404 228 404 219 404 210 c 404 140 375 108 306 108 c 268 108 248 126 248 156 в 248 207 308 200 403 237 в ж конечный поток endobj 20 0 объект > ручей 668 0 31-19 612 719 d1 324 137 кв.м. 272 137 240 181 240 260 c 240 343 266 383 324 383 в 383 383 410 343 410 260 в 410 181 377 137 324 137 c час 611 0 месяцев 611 719 л 408 719 л 408 474 л 367 523 317 547 253 547 в 125 547 31 436 31 263 в 31 90 123-19 255-19 в 325-19 382 8 427 65 в 427 0 л 611 0 л ж конечный поток endobj 21 0 объект > ручей 666 0 29-19 636 550 d1 417 157 кв.м. 407 129 379 113 338 113 c 277 113 242 151 240 219 c 636 219 л 636 232 л 636 432 522 550 334 550 c 145 550 29 439 29 261 c 29 92 142-19 326-19 в 490-19590 42 619 157 в 417 157 л час 240 325 м 243 388 277 424 332 424 в 392 424 424 391 428 325 c 240 325 л ж конечный поток endobj 22 0 объект > ручей 668 0 32-214 612 545 д1 66-57 кв.м. 80-155 169-214 318-214 в 530-214 611 -144 611 41 в 611 531 л 427 531 л 427 462 л 386 519 330 545 255 545 в 122545 32 439 32 264 c 32 101 124-5 265-5 в 327-5 376 12 411 47 в 411 18 л 411-63 402-93 333-93 в 296-93 277-83 272-57 в 66-57 л час 239 269 кв.м. 239 349 266 389 322 389 в 378 389 410 346 410 268 в 410 184 384 143 322 143 в 265 143 239 185 239 269 в ж конечный поток endobj 23 0 объект > ручей 335 0 61 0 272 737 d1 61 0 месяцев 272 0 л 272 531 л 61 531 л 61 0 л час 61 585 кв.м. 272 585 л 272 737 л 61 737 л 61 585 л ж конечный поток endobj 24 0 объект > ручей 335 0 61 0 272 719 d1 61 0 месяцев 272 0 л 272 719 л 61 719 л 61 0 л ж конечный поток endobj 25 0 объект > ручей 999 0 56 0 949 546 d1 56 0 мес. 258 0 л 258 285 л 258 347 283 379 329 379 в 381 379 401 348 401 277 c 401 0 л 603 0 л 603 282 л 603 348 625 379 676 379 c 726 379 745 349 745 284 c 745 0 л 948 0 л 948 362 л 948 478 878 546 756 546 в 680 546 622 516 573 453 в 534 517 487 545 418 545 в 345 545 289 516 243 453 в 243 531 л 56 531 л 56 0 л ж конечный поток endobj 26 0 объект > ручей 667 0 56 0 616 545 d1 56 0 мес. 262 0 л 262 274 л 262 346 287 381 339 381 c 396 381 409 348 409 275 в 409 0 л 615 0 л 615 276 л 615 368 613 432 572 481 c 538 523 488 545 425 545 в 350 545 291 515 243 453 c 243 531 л 56 531 л 56 0 л ж конечный поток endobj 27 0 объект > ручей 667 0 29-19 629 550 d1 29 266 кв.м. 29 90 144-19 334-19 в 523-19 638 90 638 266 в 638 442 523 550 334 550 c 144 550 29 442 29 266 c час 245 266 кв.м. 245360 269 403 334 403 в 399 403 423 360 423 266 c 423 172 399 128 334 128 c 269 128 245 172 245 266 в ж конечный поток endobj 28 0 объект > ручей 668 0 57 -213 639 545 d1 57-213 кв.м. 259-213 л 259 50 л 296 3 343-18 407-18 в 547-18 639 91 639 264 в 639 435 544 545 411 545 в 336 545 283 520 242 463 в 242 531 л 57 531 л 57-213 л час 431 264 кв.м. 431 184 401 144 345 144 c 288 144 259 184 259 264 в 259 348 285 387 347 387 в 404 387 431 347 431 264 c ж конечный поток endobj 29 0 объект > ручей 444 0 56 0 425 545 d1 56 0 мес. 263 0 л 263 218 л 263 300 300 337 383 337 в 396 337 409 336 425 334 в 425 545 л 406 545 л 323 545 273 512 246 434 в 246 531 л 56 531 л 56 0 л ж конечный поток endobj 30 0 объект > ручей 609 0 31-19 580 550 d1 31 167 кв.м. 40 43 129-19 300-19 в 485-19 580 44 580 165 в 580 280 507 309 350 345 c 285360250360250 398 c 250 421 269 435 306 435 c 344 435 370 414 373 383 в 562 383 л 549 493 463 550 304 550 c 133 550 45 488 45 375 в 45 263 120 234 284 199 c 342 186 372 182 372 144 c 372 116 348 100 303 100 в 258 100 235 122 235 167 в 31 167 л ж конечный поток endobj 31 0 объект > ручей 445 0 17-9 403 695 d1 312 197 кв.м. 312 409 л 415 409 л 415 531 л 312 531 л 312 695 л 94 695 л 94 531 л 17 531 л 17 409 л 94 409 л 94 143 л 94 28 145-9 281-9 в 323-9 369-7 417-4 в 417 149 л 405 148 395 148 386 148 в 333 148 312 159 312 197 c ж конечный поток endobj 32 0 объект > ручей 667 0 52-14 612 531 d1 612 531 кв.м. 405 531 л 405 258 л 405 186 380 150 328 150 c 272 150 258 184 258 257 в 258 531 л 52 531 л 52 256 л 52 164 54 99 94 50 в 128 8 178-14 241-14 в 317-14 375 16 423 78 в 423 0 л 612 0 л 612 531 л ж конечный поток endobj 33 0 объект > ручей 609 0-6 -213 590 531 d1 67-209 кв.м. 115-212 153-213 178-213 в 255-213 309-210 352-169 с 385-138 406-79 434 3 в 612 531 л 406 531 л 312 209 л 216 531 л -6 531 л 178 45 л 186 25 190 8 190 -7 в 190-40 170-52 130-52 в 67-52 л 67-209 л ж конечный поток endobj 34 0 объект > ручей 333 0 0 0 0 0 d1 конечный поток endobj 35 0 объект > endobj 36 0 объект > endobj 37 0 объект > endobj 38 0 объект > ручей 1000 0 207 0 793 596 d1 471 0 месяцев 528.999 0 л 528.999 269 л 792.999 269 л 792.999 327.001 л 528.999 327.001 л 528.999 596.001 л 471 596,001 л 471 327,001 л 207 327,001 л 207 269 л 471 269 л 471 0 л ж конечный поток endobj 39 0 объект > ручей 1000 0 207 269 793 327 d1 207 269 кв.м. 792.999 269 л 792.999 327.001 л 207 327,001 л 207 269 л ж конечный поток endobj 41 0 объект > ручей ага `P \ 9!
3шт diy lm3915 индикатор уровня звука электронный производственный комплект комплект Продажа
{{$ productInfo.reviewAmount.average}} из 5
- 5 звезд 19 (90,5%)
- 4 звезды 1 (4.8%)
- 3 звезды 0 (0,0%)
- 2 звезды 1 (4.8%)
- 1 звезда 0 (0,0%)
LM339 Распиновка компаратора напряжения, особенности, схема и техническое описание
LM339 — это микросхема компаратора напряжения серии LMx39x, которая производится во многих отраслях промышленности.Устройства состоят из четырех независимых компараторов напряжения, которые рассчитаны на работу от одного источника питания. Также возможна работа от двух источников питания, если разница между двумя источниками составляет от 2 до 36 В.
LM339 Конфигурация контактов
LM339 — это 14-контактное устройство, как показано на схеме контактов выше. Здесь мы назовем распиновку всех четырех компараторов на микросхеме и опишем функцию каждого вывода.
|
Штырь |
Имя |
Описание |
|
1 |
1 ВЫХ |
Выходной контакт компаратора 1 |
|
2 |
2OUT |
Выходной контакт компаратора 2 |
|
3 |
VCC |
Источник питания |
|
4 |
2ИН- |
Отрицательный вход компаратора 2 |
|
5 |
2ИН + |
Положительный вход компаратора 2 |
|
6 |
1ИН- |
Отрицательный вход компаратора 1 |
|
7 |
1ИН + |
Положительный входной вывод компаратора 1 |
|
8 |
3ИН- |
Отрицательный вход компаратора 3 |
|
9 |
3ИН + |
Положительный входной вывод компаратора 3 |
|
10 |
4ИН- |
Отрицательный вход компаратора 4 |
|
11 |
4ИН + |
Положительный входной вывод компаратора 4 |
|
12 |
GND |
Земля |
|
13 |
4OUT |
Выходной контакт компаратора 4 |
|
14 |
3OUT |
Выходной контакт компаратора 3 |
Устройство доступно во многих упаковках; дизайнер может выбрать один в зависимости от своих требований.
Характеристики и электрические характеристики LM339
- Четыре компаратора напряжения с индивидуальным управлением
- Малошумящие помехи между компараторами
- Работа с однополярным питанием: от +3,0 В до +36 В
- Работа с двумя источниками питания: +18 В и -18 В
- Низкий входной ток смещения: 25 нА
- Низкий входной ток смещения: ± 5,0 нА
- Низкое входное смещение напряжения
- Диапазон входного синфазного напряжения до GND
- Низкое выходное напряжение насыщения: 130 мВ при 4.0 мА
- Совместимость с TTL и CMOS
- Зажимы ESD на входах повышают надежность, не влияя на работу устройства
- Не содержит свинца, галогенов / бромированных огнестойких добавок и соответствует требованиям RoHS
Аналогично компараторам напряжения LM339
LM311, LM324, LM397, LM139, LM239, LM2901 и т. Д.
LM339 Обзор ИС
LM339 используется в приложениях, где требуется сравнение двух сигналов напряжения.В дополнение к четырем из этих компараторов на борту устройство может сравнивать четыре пары сигналов напряжения одновременно, что удобно в некоторых приложениях. Компаратор пользуется популярностью среди производителей и инженеров за низкую стоимость и хорошие характеристики. Отклик устройства также достаточно быстрый, чтобы удовлетворить многие приложения.
Как использовать компаратор напряжения LM339
Сначала рассмотрим внутреннее соединение четырех компараторов в устройстве, как показано ниже.
Теперь возьмем один компаратор из четырех и построим простую прикладную схему, как показано ниже.
Здесь сравнение между напряжениями V1 и V2 выполняется устройством, и выход предоставляется как Vo. Также устройство питается от единственного источника напряжения VCC, как показано выше.
В схеме выход сравнения имеет вид,
Если V1> V2, то Vo = VCC
Если V2> V1, Vo = 0 В или GND
Основываясь на состоянии выхода, мы можем определить, выше ли V1 или V2 выше на входе.
Приложения
- Генераторы
- Компараторы напряжения
- Детекторы пиков
- Преобразование логического напряжения
- Энергонадзор
- Промышленное
- Измерительные инструменты
- Автомобильная промышленность
2D-модель
Все размеры указаны в дюймах [миллиметры в скобках]
.