имена 

Постояннотокови индикатори и тяхното приложение. Светодиодни вериги за свръхток

Компактният и прост индикатор може да се използва за индикация на тока на нагревателни елементи с малка до средна мощност. Типичен пример е нагревател за аквариум. Често такива продукти са оборудвани с LED индикатор, но се сглобяват според веригата на индикатора за напрежение. Такова включване прави възможно нагревателната намотка да е изгоряла и индикаторът да продължава да свети. Схемата, предложена по-долу, е свързана последователно с товара и светодиодът свети само когато токът преминава през нагревателя.

С предложените детайли индикаторът може да бъде сглобен дори от начинаещ електроник. По принцип е достатъчно да не се страхувате от поялник и да знаете, че в диодите има анод и катод. По-долу има снимка на сглобяването на диодната част на веригата, която пасва на електрическия клемен блок.

Пример за включване на диоди

Веригата се състои само от три или четири диода и използва тяхното напрежение в посока напред, което неизбежно възниква при тези полупроводници, когато преминава ток в посока напред. В този случай два диода, свързани последователно, изпълняват функцията на стабистор, напрежението, което възниква върху тях, когато токът преминава през товара, се стабилизира на ниво от 1,5-2,5 волта.

Принципна схема на токов индуктор с червен светодиод

Веригата използва елементи от съветския период, диоди KD105B и червен светодиод AL307B. При използване на тези елементи и тяхната работоспособност веригата ще работи без настройка.

Начинаещи. В тази схема не е необходимо да разберете къде диодът има плюс, къде минус. Елементите се свързват на принципа два последователни в една посока с етикет, един в обратна посока. Товар, като електрическа крушка, е свързан към изхода, към входа на 220-волтовата верига. Електрическата крушка трябва да светне. След това внимателно, без да докосвате тоководещите части на веригата с пръсти, свържете светодиода. Ако светодиодът свети, тогава в това положение той трябва да бъде запоен, ако не светне, тогава той се обръща.

Възможности за промяна на веригата на токовия индикатор и увеличаване на мощността на товара

Мощността на натоварване на такава верига е ограничена само от максималния постоянен ток на диодите. За KD105 и D226 този ток е 300 mA, т.е. максималната мощност на натоварване в този случай е P 0,3 * 2 * 220 = 132 W. Ако, например, вземем диоди D245 с Ipr.av = 10A, тогава мощността на натоварване може да се увеличи до 4400 вата.

При подмяна на диоди от веригата трябва да се вземе предвид средното им напрежение. Например германиевите полупроводници имат по-ниско напрежение и в този случай светодиодът няма да свети или ще трябва да включите три или дори четири такива диода последователно.

Естествено, максималното обратно напрежение VD1 - VD3 трябва да бъде най-малко 300 волта.

Когато заменяте червен светодиод AL307B във веригата със зелен (AL307V), трябва да се има предвид, че напрежението на светене на зелено, оранжево, бяло и други, включително китайски светодиоди, може да бъде по-голямо от Upr на два диода KD105. В този случай три или дори четири диода могат да бъдат свързани последователно.

Схема на индикатор за ток за зелен светодиод

Практически експериментирах с AL307V, китайски жълт и ярко бял светодиод. Зелено и жълто светнаха с три KD105, а за бялото бяха необходими четири. За експерименти е използван товар под формата на 40-ватова лампа с нажежаема жичка.

Не трябва да злоупотребявате с количеството KD105, тъй като в този случай напрежението на светодиода се увеличава и ще трябва да ограничите тока му с резистор

СМР

Като се има предвид простотата и компактността на веригата, тя може да бъде инсталирана в почти всеки електрически продукт. Снимката използва обикновен контакт и малък пач панел (клемен блок)

Светодиодът е залепен в капака на гнездото и в този случай е запоен към диодите с вени от комуникационния кабел CCI (кръстосано свързване)

Краен изглед на инсталирания индикатор

Използвах подобна схема много пъти, преди това обичах акваристика и всички нагреватели на аквариум бяха включени чрез подобни индикатори. Когато беше необходимо да проектирам нагревател за кутия за картофи на моя балкон, тогава без колебание използвах тази схема, всъщност направих всички снимки на етапа на сглобяване. Публикуването на тази статия на вашия сайт някак си е извън темата: моят сайт е за свързани кабелари и измервателни уреди, но тук е ежедневието и електрониката.


Взето от тук:

Превишаването на изходния ток в захранващите устройства показва увеличаване на консумацията на енергия в устройството за натоварване. Понякога консумацията на ток в товара (поради неизправност на връзките или на самото товарно устройство) може да се увеличи до стойността на тока на късо съединение (късо съединение), което неизбежно ще доведе до авария (ако източникът на захранване е не е оборудван със защита от претоварване).

Последиците от претоварване могат да бъдат по-значителни и непоправими, ако използвате източник на захранване без защитно устройство (както радиолюбителите често правят днес, като правят прости източници и купуват евтини адаптери) - консумацията на енергия ще се увеличи, мрежовият трансформатор ще се повреди, индивидуалните елементите могат да се запалят и да се появи неприятна миризма.

За да забележите навреме изхода на източника на захранване в "нестандартен" режим, са инсталирани прости индикатори за претоварване.Прости - защото обикновено съдържат само няколко елемента, евтини и достъпни, и тези индикатори могат да бъдат инсталирани универсално в почти всеки домашен или индустриален източник на енергия.

Проста схема на индикатор за свръхток

Най-простата електронна схема на индикатора за текущо претоварване е показана на фигура 1.

Ориз. 1. Електрическа верига на светлинния индикатор за претоварване по ток.

Работата на неговите елементи се основава на факта, че ограничителен резистор с ниско съпротивление (R3 на диаграмата) е свързан последователно с товара в изходната верига на източника на захранване.

Този възел може да се използва универсално в захранвания и стабилизатори с различни изходни напрежения (тествани в условия на изходно напрежение 5-20 V). Стойностите и номиналните стойности на елементите, посочени в диаграмата на фигура 1, обаче са избрани за захранване с изходно напрежение 12 V.

Съответно, за да се разшири гамата от захранвания за този дизайн, в изходния етап на който предлаганият дисплей ще работи ефективно, ще е необходимо да се променят параметрите на елементите R1-R3, VD1, VD2.

Докато няма претоварване, захранването и товарният възел работят нормално, допустимият ток протича през R3 и спадът на напрежението през резистора е малък (по-малко от 1 V). Също така малък в този случай е спадът на напрежението на диодите VD1, VD2, докато светодиодът HL1 едва свети.

С увеличаване на консумацията на ток в устройството за натоварване или късо съединение между точките А и В, токът във веригата се увеличава, спадът на напрежението през резистора R3 може да достигне максималната си стойност (изходното напрежение на захранването), т.к. в резултат на което светодиодът HL1 ще светне (мига) с пълна сила.

За визуален ефект във веригата се използва мигащ светодиод L36B. Вместо посочения светодиод могат да се използват устройства, подобни по електрически характеристики, например L56B, L456B (повишена яркост), L816BRC-B, L769BGR, TLBR5410 или подобни.

Мощността, разсейвана от резистора R3 (при ток на късо съединение), е повече от 5 W, така че този резистор е направен независимо от медна жица тип PEL-1 (PEL-2) с диаметър 0,8 mm.

Взет е от ненужен трансформатор. 8 навивки от този проводник се навиват върху рамката на канцеларски молив, краищата му се калайдисват, след което рамката се отстранява. Жичен резистор R3 е готов.

Всички постоянни резистори тип MLT-0.25 или подобни. Вместо диоди VD1, VD2 можете да инсталирате KD503, KD509, KD521 с произволен буквен индекс. Тези диоди предпазват светодиода в режим на претоварване (гасят прекомерното напрежение).

Индикатор за претоварване със зумер

За съжаление, на практика няма начин постоянно да се следи визуално състоянието на светодиода на индикатора в източника на захранване, така че е разумно веригата да се допълни с електронен звуков съпровод. Такава схема е показана на фигура 2.

Както се вижда от диаграмата, той работи на същия принцип, но за разлика от предишното, това устройство е по-чувствително и естеството на неговата работа се дължи на отварянето на транзистора VT1, когато потенциал над 0,3 V в основата му е установен усилвател на ток на транзистора VT1.

Транзисторът е избран от германий. От старо любителско радио. Може да бъде заменен от устройства, подобни на електрически характеристики: MP16, MP39-MP42 с произволен буквен индекс. В екстремни случаи можете да инсталирате силициев транзистор KT361 или KTZ107 с произволен буквен индекс, но тогава прагът за включване на индикацията ще бъде различен.

Ориз. 2. Електрическа схема на възела на звуковия и светлинен индикатор на свръхток.

Прагът на включване на транзистора VT1 зависи от съпротивлението на резисторите R1 и R2 и в тази схема, при захранващо напрежение от 12,5 V, индикацията ще се включи, когато токът на натоварване надвиши 400 mA.

В колекторната верига на транзистора са включени мигащ светодиод и капсула с вграден AF генератор HA1. Когато спадът на напрежението на резистора R1 достигне 0,5 ... 0,6 V, транзисторът VT1 се отваря, захранващото напрежение се подава към светодиода HL1 и капсулата HA1.

Тъй като LED капсулата е активен елемент за ограничаване на тока, поведението на LED е нормално. Благодарение на използването на мигащ светодиод, капсулата също ще звучи периодично - звукът ще се чува по време на паузата между светкавиците на светодиода.

В тази схема може да се постигне още по-интересен звуков ефект, ако вместо капсулата HA1 се включи устройството KPI-4332-12, което има вграден прекъснат осцилатор. По този начин звукът в случай на претоварване ще прилича на сирена (това се улеснява от комбинацията от прекъсвания на LED светкавицата и вътрешни прекъсвания на капсулата HA1).

Такъв звук е доста силен (можете да го чуете в съседната стая при средно ниво на шум), определено ще привлече вниманието на хората.

Индикатор за изгорял предпазител

Друга схема на индикатора за претоварване е показана на фигура 3. В тези конструкции, където е монтиран стопяем (или друг, например самовъзстановяващ се) предпазител, често е необходимо визуално да се наблюдава тяхната работа.

Тук се използва двуцветен светодиод с общ катод и съответно три проводника. Тези, които са тествали тези диоди с един общ терминал на практика, знаят, че те работят малко по-различно от очакваното.

Моделът на мислене е, че изглежда, че зеленият и червеният цвят ще се появят съответно на светодиода в общия пакет, когато се приложи напрежение (в правилната полярност) към съответните клеми R или G. Това обаче не е напълно вярно .

Ориз. 3. Светлинен индикатор за изгорял предпазител.

Докато предпазителят FU1 работи, напрежението се прилага към двата анода на светодиода HL1. Прагът на светене се регулира от съпротивлението на резистора R1. Ако предпазителят прекъсне захранващата верига на товара, тогава зеленият светодиод изгасва и червеният остава включен (ако захранващото напрежение изобщо не е изчезнало).

Тъй като допустимото обратно напрежение за светодиодите е малко и ограничено, за посочения дизайн във веригата се въвеждат диоди с различни електрически характеристики VD1-VD4. Фактът, че към зеления светодиод е свързан последователно само един диод, а към червения – три, се обяснява с особеностите на светодиода ALC331A, забелязани в практиката.

По време на експериментите се оказа, че прагът на напрежението за включване на червения светодиод е по-малък от този на зеления. За да се балансира тази разлика (забележима само на практика), броят на диодите не е еднакъв.

Когато предпазителят изгори, към зеления светодиод (G) се прилага напрежение с обратна полярност. Номиналните стойности на елементите във веригата са дадени за контрол на напрежението във веригата 12 V. Вместо светодиод ALC331A е допустимо да се използват други подобни устройства, например KIPD18V-M, L239EGW.

Литература: Андрей Кашкаров - Електронни самоделки.

Необходимо е да се проследи наличието на ток, протичащ във веригата в две състояния: има или не. Пример: зареждате батерия с вграден контролер за зареждане, свързан към източник на захранване, но как да контролирате процеса? Можете, разбира се, да включите амперметър във веригата, казвате вие ​​и ще бъдете прав. Но няма да го правите през цялото време. По-лесно е веднъж да вградите индикатор за потока на заряда в захранването, който ще покаже дали ток тече в батерията или не.
Друг пример. Да кажем, че в колата има някаква лампа с нажежаема жичка, която не виждате и не знаете дали свети или е изгоряла. Във веригата към тази лампа можете също да включите индикатора за ток и да контролирате потока. Ако лампата изгори, веднага ще се види.
Или има датчик с нажежаема жичка. Tapa сензор за газ или кислород. И трябва да знаете със сигурност, че нишката не е счупена и всичко работи правилно. Тук на помощ ще дойде индикаторът, чиято схема ще дам по-долу.
Приложенията може да са много, разбира се основната идея е същата - контрол на наличието на ток.

Токова индикаторна верига

Схемата е много проста. Резисторът със звездичка се избира в зависимост от контролирания ток, може да бъде от 0,4 до 10 ома. За да заредя литиево-йонна батерия, взех 4,7 ома. През този резистор протича ток (ако тече), по закона на Ом върху него се отделя напрежение, което отваря транзистора. В резултат на това светодиодът светва, което показва, че зареждането е в ход. Веднага след като батерията се зареди, вътрешният контролер ще изключи батерията, токът във веригата ще изчезне. Транзисторът ще се затвори и светодиодът ще изгасне, което показва, че зареждането е приключило.
Диодът VD1 ограничава напрежението до 0,6 V. Можете да вземете всеки, за ток от 1 A. Отново всичко зависи от вашето натоварване. Но не можете да вземете диод на Шотки, тъй като има твърде малък спад - транзисторът просто може да не се отвори от 0,4 V. Чрез такава верига можете дори да зареждате автомобилни батерии, основното е да изберете диод с ток, по-висок от желания ток на зареждане.


В този пример светодиодът светва по време на преминаване на ток, но ако искате да покажете, когато няма ток? В случая има схема с обратна логика на работа.


Всичко е същото, само на един транзистор от същата марка е добавен инвертиращ ключ. Между другото, транзистор от всяка една и съща структура. Подходящи са местни аналози - KT315, KT3102.
Паралелно с резистора със светодиода можете да включите зумера и когато няма ток при управление, да речем, на крушка, ще има звуков сигнал. Това, което ще бъде много удобно и не се прикрепя към изхода на светодиода, не е контролният панел.
Като цяло може да има много идеи къде да използвате този индикатор.

Н. ТАРАНОВ, Санкт Петербург

При разработването на различни електронни устройства възниква проблемът с наблюдението на наличието на ток в техните вериги. Готовите измервателни уреди често липсват, скъпи са или неудобни за използване. В такива случаи се използват вградени контролни възли. За променлив ток задачата е сравнително лесна за решаване с помощта на токови трансформатори, индуктивни магнитно-чувствителни елементи и т.н. За постоянен ток, като правило, тази задача е по-трудна. В статията са разгледани някои от съществуващите устройства за наблюдение на наличието на постоянен ток във веригата (по-нататък ще ги наричаме индикатори за постоянен ток или съкратено IPT), техните предимства и недостатъци, предложени схемни решения, които подобряват характеристиките на тези устройства .

IPT обикновено се включват в прекъсването на управляваната верига. Някои IPT могат да реагират на магнитното поле, създадено от тоководещите елементи на управляваната верига, но при ниски контролирани токове те са сложни и не се разглеждат в тази статия. IPT може да се характеризира със следните основни параметри и характеристики:
1) deltaU - спад на напрежението в IPT в целия диапазон на контролираните токове. За да се сведе до минимум влиянието на IPT върху управляваната верига и да се намалят загубите на мощност, се търси минимизиране на deltaU;
2) Номинален работен ток (като се приема средната стойност на контролирания ток);
3) Imin, Imax - границите на обхвата на промяна на контролирания ток, в който фактът на неговото присъствие е надеждно посочен;
4) естеството на изходния сигнал за индикация (светене на светодиода, нива на TTL и др.);
5) наличие или липса на допълнителни източници на захранване за IPT;
6) наличието или отсъствието на галванична връзка на изходния сигнал на IPT с управляваната верига.

По вида на чувствителния към ток елемент се разграничават токов датчик (DT);
- IPT със сериен товар във веригата;
- ИПТ с полупроводникови ДТ (сензори на Хол, магнитодиоди, магниторезистори и др.);
- IPT магнитен контакт (на рид ключове, на токови релета);
- IPT с магнитно наситени елементи.

Принципът на работа на IPT с последователно натоварване във веригата (фиг. 1)

Състои се във факта, че в прекъсването на управляваната верига е включен товарен елемент (NE), върху който се създава спад на напрежението, когато протича ток в управляваната верига. Той влиза в преобразувателя на сигнала (PS), където се преобразува в сигнал, показващ наличието на ток във веригата.

Очевидно deltaU за този тип IPT зависи от големината на контролирания ток и от чувствителността на PS. Колкото по-чувствителен е PS, толкова по-малко NE съпротивление може да се приложи и следователно deltaU ще бъде по-малко.

В най-простия случай NE е резистор. Предимството на такъв NE е простотата, евтиността. Недостатъци - при ниска чувствителност на PS, загубите на мощност на NE ще бъдат големи, особено при контролиране на големи токове, зависимостта на AU от големината на тока, протичащ през IPT. Той стеснява обхвата на изменение на контролирания ток (този недостатък е незначителен при управление на тока в тесен диапазон на неговата стойност). Като пример, разгледайте практическа IPT схема от този тип. На фиг. 2 е показана диаграма на индикатора за заряден ток на батерията. Резисторът R1 действа като NE, а веригата R2, HL1 действа като PS.


Баластният резистор R2 има съпротивление от 100 ома, светодиодът HL1 има номинален ток от 10 mA (например тип AL307B), а съпротивлението на резистора R1 ще зависи от стойността на контролирания ток на зареждане.

При стабилизиран ток на зареждане от 10 mA (например за батерия 7D-01), резисторът R1 може да бъде изключен. При ток на зареждане от 1 A ​​съпротивлението на резистора R1 ще бъде приблизително 3,5 ома. Падът на напрежението в IT и в двата случая ще бъде 3,5 V. Загубата на мощност при ток от 1 A ​​ще бъде 3,5 W. Очевидно тази схема е неприемлива при високи токове на зареждане. Можете донякъде да намалите загубата на мощност при IPT, ако намалите съпротивлението на баластния резистор R2. Но не е желателно да се прави това, тъй като случайни удари на зарядни токове могат да повредят светодиода HL1.

Ако приложите NE с нелинейна зависимост на падането на напрежението от силата на протичащия ток, можете значително да подобрите характеристиките на този IPT. Например, замяната на резистора R1 с верига от четири диода, свързани в посока напред, дава добри резултати, както е показано на фиг. 3.


Като диоди VD1-VD4 можете да използвате всякакви силициеви токоизправителни диоди с допустим работен ток най-малко от стойността на контролирания ток. (За много видове светодиоди е достатъчна поредица от три диода.) Съпротивлението на резистора R2 може в този случай да бъде намалено до стойност от 30 ома.

С тази IPT схема обхватът на контролираните токове се разширява и се простира от 10 mA до Imax, където Imax е максимално допустимият работен ток на диодите. Яркостта на светодиода HL1 е почти постоянна в целия диапазон на контролираните токове.

Друг начин за подобряване на производителността на IPT с последователно натоварване във веригата е подобряването на PS. Наистина, ако чувствителността на PS се увеличи и неговата производителност е осигурена в широк диапазон от промени на deltaU, е възможно да се получи IPT с добри характеристики. Вярно е, че за това е необходимо да се усложни IPT схемата. Като пример, помислете за IPT схемата, разработена от автора, която показа добри резултати в устройствата за управление на индустриални процеси. Този IPT има следните спецификации: обхват на работен ток - 0,01 mA ... 1 A; делтаU
Схемата на IPT е показана на фиг. четири.


NE в тази верига е резистор R3. Останалата част от веригата е PS. Ако между точките A и B няма ток, изходът на операционния усилвател DA1 ще има напрежение, близко до -5 V, и светодиодът HL1 няма да свети. Когато се появи ток между точките A и B, на резистора R3 се създава напрежение, което ще бъде приложено между диференциалните входове на операционния усилвател DA1. В резултат на това на изхода на операционния усилвател DA1 ще се появи положително напрежение и светодиодът HL1 ще свети, което показва наличието на ток между точки A и B. При избор на операционен усилвател с голямо усилване (например KR1401UD2B) , надеждна индикация за наличието на ток започва вече от 5 mA. Кондензаторът C1 е необходим, за да се елиминира възможното самовъзбуждане.

Трябва да се отбележи, че някои екземпляри на операционния усилвател може да имат първоначално напрежение на отклонение (с всякаква полярност). В този случай светодиодът може да светне дори при липса на ток в управляваната верига. Премахнете този недостатък чрез въвеждане на веригата "нулева корекция" на операционната система, направена по всяка стандартна схема. Някои типове операционни усилватели имат специални клеми за свързване на променлив резистор с "нулева корекция".

Детайли: резистори R1, R2, R4, R5 - всякакъв тип, мощност 0,125 W; резистор R3 - всякакъв тип, мощност> 0,5 W; кондензатор C1 - всякакъв тип; операционен усилвател DA1 - произволен, с коефициент на усилване > 5000, с изходен ток > 2,5 mA, позволяващ еднократно захранващо напрежение от 5 V. (Последните две изисквания се дължат на използването на "удобно" захранващо напрежение на IPT, въпреки че могат да се използват други захранващи напрежения Когато В този случай съпротивлението на баластния резистор R5 ще трябва да се преизчисли, така че изходният ток на операционния усилвател DA1 да не надвишава максимално допустимата му стойност). Светодиодът HL1 беше избран като такъв поради съображения за достатъчна яркост на светене при ток от 2,5 mA през него. Експериментите показват, че повечето миниатюрни вносни светодиоди работят перфектно в това устройство (по принцип типът на светодиода се определя от максималния изходен ток на операционния усилвател DA1).

Това устройство с чип KR1401UD2B е удобно при изграждане на четириканален IPT, например, когато контролирате отделно зареждане на четири батерии едновременно. В този случай веригата на отклонение R1, R2, както и точка А са общи за четирите канала.

Устройството може да контролира и големи токове. За да направите това, намалете съпротивлението на резистора R3 и преизчислете неговата разсейвана мощност. Експериментите бяха проведени с помощта на парче проводник PEV-2 като R3. С диаметър на проводника от 1 mm и дължина 10 cm надеждно са показани токове в диапазона от 200 mA ... 10 A (ако дължината на проводника се увеличи, долната граница на диапазона се премества към по-слаби токове). В същото време deltaU не надвишава 0,1 V.

С малка модификация устройството се превръща в IPT с регулируем праг на реакция (фиг. 5).

Такъв IPT може успешно да се използва в системи за токова защита на различни устройства, като основа за регулируем електронен предпазител и др.

Резистор R4 регулира прага на IPT. Като R4 е удобно да се използва многооборотен резистор, например типове SP5-2, SPZ-39 и др.

Ако е необходимо да се осигури галванична изолация между управляваната верига и управляващите устройства (CC), е удобно да се използват оптрони. За да направите това, достатъчно е да свържете оптрон вместо светодиода HL1, например, както е показано на фиг. 6.


Тригерите на Schmitt са приложими за съпоставяне на изходния сигнал на този IPT с цифрови управляващи устройства. На фиг. 7 показва схемата за съпоставяне на IPT с UK по TTL логика. Тук +5 V UK е захранващото напрежение на цифровите схеми на UK.


ИПТ с полупроводникови ДТ са описани подробно в литературата. За радиолюбителите е интересно да се използват магнитно управлявани микросхеми от типа K1116KP1 в IPT (тази микросхема се използва широко в клавиатурата на някои съветски компютри). Схемата на такъв IPT е дадена на фиг. осем.


Намотката L1 е поставена върху магнитна сърцевина, изработена от магнитно мека стомана (пермалой е по-добра), която играе ролята на магнитен концентратор. Приблизителен изглед и размери на магнитния концентратор са показани на фиг. 9.


Чип DA1 е поставен в пролуката на магнитния хъб. При производството му е необходимо да се стремим да намалим разликата. Бяха проведени експерименти с различни магнитни ядра, по-специално бяха използвани пръстени, изрязани от обикновени водопроводни тръби, обработени от ядра на динамични глави и сглобени от шайби от трансформаторна стомана.

Най-евтините и лесни за производство (в аматьорски условия) бяха пръстени, изрязани от водопроводни тръби с диаметър 1/2 и 3/4 инча. Пръстените бяха отрязани от тръбите, така че дължината на пръстена да е равна на диаметъра. След това е желателно тези пръстени да се нагреят до температура около 800 °C и бавно да се охладят на въздух (отгряват се). Такива пръстени почти нямат остатъчна магнетизация и работят добре в IPT.

Експерименталната проба имаше 3/4 инча водопроводна магнитна сърцевина. Намотката беше навита с тел PEV-2 с диаметър 1 mm. При 10 оборота Imin = 8 A, при 50 оборота Imin = 2 A. Трябва да се отбележи, че чувствителността на такъв IPT зависи от позицията на микросхемата в пролуката на магнитната верига. Това обстоятелство може да се използва за регулиране на чувствителността на IPT.

Пръстените, направени от сърцевини от магнитни системи на динамични глави, се оказаха най-ефективни, но производството им в аматьорски условия е трудно.

За радиолюбителите електромагнитните IPT на тръстикови превключватели и на токови релета представляват несъмнен интерес. IPT на рид ключове са надеждни и евтини. Принципът на работа на такъв IPT е илюстриран на фиг. 10, а.


Можете да научите повече за рийд превключвателите от. Електрическата верига на IPT с токов датчик (DT) на рийд превключвателя е показана на фиг. 10б.

Много радиолюбители със сигурност ще имат стара клавиатура от съветски компютър на тръстикови превключватели. Такива тръстикови превключватели са идеални за внедряване на IPT. Чувствителността на IPT зависи от:
- броят на завъртанията в намотката (с увеличаване на броя на завъртанията се увеличава и чувствителността);
- конфигурация на намотката (намотката е оптимална, чиято дължина е приблизително равна на дължината на крушката на тръстиковия превключвател);
- съотношението на външния диаметър на рийд превключвателя и вътрешния диаметър на намотката (колкото по-близо е до 1, толкова по-висока ще бъде чувствителността на IPT).

Авторът проведе експерименти с тръстикови превключватели KEM-2, MK-16-3, MK10-3. Рид ключовете KEM-2 показаха най-добри резултати по отношение на чувствителността. При навиване на осем навивки на проводник PEV-2 с диаметър 0,8 mm без празнина, токът на задействане на IPT е 2 A, токът на освобождаване е 1,5 A. Падът на напрежението в IPT е 0,025 V. Чувствителността на този IPT може се регулира чрез преместване на рийд превключвателя по протежение на намотките на надлъжната ос. В промишлени IPT от този тип, тръстиковият превключвател се премества с помощта на винт или се поставя в немагнитна втулка с външна резба, която се завинтва в намотка с намотка. Този метод за регулиране на чувствителността не винаги е удобен, а в аматьорски условия е трудно приложим. В допълнение, този метод позволява настройка само в посока на намаляване на чувствителността на IPT.

Авторът е разработил метод, който ви позволява да промените чувствителността на IPT в широк диапазон с помощта на променлив резистор. С този метод в конструкцията на дизеловото гориво се въвежда допълнителна намотка от проводник PEV-2 с диаметър 0,06-0,1 mm с брой завъртания 200. Желателно е тази намотка да се навие директно върху тръстиковия превключвател по цялата дължина на цилиндъра си, както е показано на фиг. 11, а.


Електрическата верига на IPT е дадена на фиг. 11б.

Намотката L1 е основната намотка, намотката L2 е допълнителна. Ако включите намотките L1 и L2 в съответствие, тогава чрез регулиране на резистора R1 е възможно да увеличите чувствителността на IPT многократно в сравнение с версията на IPT, която има DT без допълнителна намотка. Ако включите намотките L1 и L2 в противоположни посоки, тогава чрез регулиране на резистора R можете да намалите чувствителността на IPT многократно. Беше проведен експеримент с тази схема с параметрите на нейните елементи:
- намотка L1 - 200 оборота от проводник PEV-2 с диаметър 0,06 mm; навита директно върху тръстиков превключвател тип KEM-2;
- намотка L2 - 10 навивки от проводник PEV-2 с диаметър 0,8 mm, навити върху намотка L1.

Получават се следните стойности на Imin:
- със съгласно включване на намотките -0,1 ... 2 A;
- когато намотките са включени в обратна посока -2 ... 5 A.

IPT на текущото реле има като: DT електромагнитно реле с намотка с ниско съпротивление. За съжаление настоящите релета са много оскъдни. Текущото реле може да бъде направено от конвенционално реле за напрежение, като се замени намотката му с ниско съпротивление. Авторът използва DT, направен от реле от типа RES-10. Намотката на релето се отрязва внимателно със скалпел и на нейно място се навива нова намотка с тел PEV-2 с диаметър 0,3 mm до запълване на рамката. Чувствителността на този дизелов двигател се регулира чрез избор на броя на завъртанията и промяна на твърдостта на арматурата на плоската пружина. Коравината на пружината може да се променя чрез огъване или смилане по ширината. Експерименталната проба от дизелово гориво има Imin = 200 mA, делта U = 0,5 V (при ток 200 mA).

Ако трябва да изчислите текущото реле, можете да се обърнете към.

Електрическата верига на IPT от този тип е показана на фиг. 12.


Особен интерес представляват IPT с магнитно насищащи се елементи. Те използват свойството на феромагнитните сърцевини да променят пропускливостта, когато са изложени на външно магнитно поле. В най-простия случай този тип IPT е AC трансформатор с допълнителна намотка, както е показано на фиг. 13.


Тук променливото напрежение се трансформира от намотка L2 към намотка L3. Напрежението от намотката L3 се открива от диода VD1 и зарежда кондензатора C1. След това се подава към праговия елемент. При липса на ток в намотката L1 напрежението, създадено върху кондензатора C1, е достатъчно, за да задейства праговия елемент. Когато постоянен ток преминава през намотката L1, магнитната верига се насища. Това води до намаляване на коефициента на пренос на променливото напрежение от намотката L2 към намотката L3 и намаляване на напрежението върху кондензатора C1. Когато достигне определена стойност, праговият елемент се превключва. Индукторът L4 елиминира проникването на променливото напрежение на измервателната верига в контролираната, а също така елиминира шунтирането на измервателната верига от проводимостта на контролираната верига.

Чувствителността на това устройство може да се регулира:
- избор на броя на завъртанията на намотките L1, L2, L3;
- избор на типа на магнитопровода на трансформатора;
- чрез регулиране на прага на реакция на праговия елемент.

Предимства на устройството - лекота на изпълнение, липса на механични контакти.

Основният му недостатък е проникването на променливо напрежение от IPT в управляваната верига (обаче, в повечето приложения управляваните вериги имат блокиращи кондензатори, което намалява този ефект). Проникването на променливо напрежение в контролираната верига намалява с увеличаване на съотношението на броя на завъртанията на намотките L2 и L3 към броя на завъртанията на намотката L1 и с увеличаване на индуктивността на индуктора L4.

Експериментален образец на IPT от този тип беше сглобен върху пръстеновидна магнитна верига с размер K10x8x4 от ферит клас 2000NM. Намотката L1 имаше 10 навивки от проводник PEV-2 с диаметър 0,4 mm, намотките L2 и L3 имаха по 30 навивки от проводник PEV-2 с диаметър 0,1 mm. Индукторът L4 е навит на същия пръстен и има 30 навивки от проводник PEV-2 с диаметър 0,4 mm. Диод VD1 - KD521 A. Кондензатор C1 - KM6 с капацитет 0,1 uF. Като прагов елемент е използван един инвертор на микросхемата K561LN1. Към намотката L2 беше приложено напрежение ("меандър") с правоъгълна форма с честота 10 kHz и амплитуда 5 V. Този IPT надеждно показва наличието на ток в контролираната верига в диапазона от 10 ... 1000 mA. Очевидно е, че за да се разшири обхватът на контролираните токове в посока на увеличаване на горната граница, е необходимо да се увеличи диаметърът на проводника на намотките L1 и L2, както и да се избере по-голяма магнитна верига.

IPT схемата от този тип, показана на фиг. четиринадесет.


Тук трансформаторната магнитна верига се състои от два феритни пръстена, намотките L1 и L3 са навити на двата пръстена, а намотките L1 и L4 са навити на различни пръстени, така че индуцираните в тях напрежения се компенсират взаимно. Дизайнът на магнитната верига е илюстриран на фиг. петнадесет.


За по-голяма яснота сърцевините са раздалечени, в реален дизайн те са притиснати една към друга.

В IPT от този тип практически няма проникване на променливо напрежение от измервателната верига в управляваната верига и практически няма шунтиране на измервателната верига от контролирани проводимости. Изработен е експериментален образец на ИПТ, чиято схема е показана на фиг. 16.

На инвертори D1.1-D1.3 е монтиран импулсен генератор с висока мощност (използването на такива импулси значително намалява консумацията на енергия на IPT). При липса на възбуждане трябва да се включи резистор със съпротивление от 10 ... 100 kOhm в проводниците, свързващи щифтове 2, 3 на микросхемата с резистори R1, R2 и кондензатор C1.

Елементите C2, SZ, VD2, VD3 образуват токоизправител с удвояване на напрежението. Инверторът D1.4 заедно със светодиода HL1 осигурява прагова индикация за наличие на импулси на изхода на трансформатора (намотка L3).

В този IPT са използвани феритни пръстени от марката VT (използвани в клетки с компютърна памет) с размери 8x4x2 mm. Намотките L2 и L3 имат по 20 навивки проводник PEL-2 с диаметър 0,1 mm, намотките L1 и L4 имат по 20 навивки проводник PEL-2 с диаметър 0,3 mm.

Тази проба уверено показва наличието на ток в контролираната верига в диапазона от 40 mA ... 1 A. Спадът на напрежението в IPT при ток в контролираната верига от 1 A ​​не надвишава 0,1 V. Резисторът R4 може да се използва за регулиране на прага на реакция, което позволява използването на този IPT като елемент на вериги за защита на устройствата от претоварване.

ЛИТЕРАТУРА
1. Яковлев Н. Безконтактни електрически измервателни уреди за диагностика на електронно оборудване. - Л .: Енергоатомиздат, Ленинградски клон, 1990 г.

2. Микросхеми от серията K1116. – Радио, 1990, бр.6, с. 84; № 7, стр. 73, 74; № 8, стр. 89.

3. Комутационни устройства на радиоелектронна апаратура. Изд. Г. Я. Рибина. - М.: Радио и комуникация, 1985.

4. Stupel F. Изчисляване и проектиране на електромагнитни релета. - М .: Госенергоиздат, 1950._

Радио №4 2005г.


 [имейл защитен]

Цифров амперметър на светодиоди е удобен начин за показване на информация, при която има значение не само модулът на измерената стойност (което, между другото, е много по-удобно да се определи не чрез отклонението на индикатора на циферблата, а от стойността на лентовата графика или използване на минидисплей), но и честотата променя тази настройка.

Описание на веригата

Светодиодите не се отличават с висока мощност, но е допустимо и препоръчително да се използват в електрически вериги с нисък ток. Като пример можем да разгледаме схема за получаване на цифров амперметър за определяне на силата на тока в автомобилна батерия с номинален диапазон от 40 ... 60 mA.

Вариант на външния вид на амперметъра на светодиоди в колона

Броят на използваните светодиоди ще определи текущия праг, при който един от светодиодите ще се включи. Като операционен усилвател можете да използвате LM3915 или микроконтролер, който е подходящ по отношение на параметрите. Входът ще бъде захранван чрез всеки резистор с ниско съпротивление.

Удобно е резултатите от измерването да се отразяват под формата на лентова графика, където целият практически използван диапазон на тока ще бъде разделен на няколко сегмента от 5 ... 10 mA. Предимството на LED е, че във веригата могат да се използват елементи от различни цветове - червен, зелен, син и др.

Цифровият амперметър изисква следните компоненти:

  1. Микроконтролер тип PIC16F686 с 16 битов ADC.
  2. Регулируеми джъмпери за краен изходен сигнал. Като алтернатива могат да се използват DIP превключватели, които се използват като електронни шунтове или сигнални къси съединения в конвенционалните електронни схеми.
  3. DC захранване, което е проектирано за работно напрежение от 5 до 15 V (ако има стабилно напрежение, което се контролира от волтметър, подходящо е и 6 V).
  4. Контактна платка, на която могат да се поставят до 20 светодиода тип SMD.

Електрическа верига на амперметър на светодиодни източници

Последователността на поставяне и монтиране на амперметъра

Токовият входен сигнал (не повече от 1 A) се подава от стабилизирано захранване чрез шунтиращ резистор, допустимото напрежение на което не трябва да бъде повече от 40 ... 50 V. Освен това, преминавайки през операционния усилвател, сигналът се подава към светодиодите. Тъй като стойността на тока се променя по време на преминаването на сигнала, височината на лентата също ще се промени съответно. Чрез контролиране на тока на натоварване можете да регулирате височината на диаграмата, като получавате резултат с различна степен на точност.

Монтирането на платката с SMD компоненти, по желание на потребителя, може да бъде разположено хоризонтално или вертикално. Преди да започнете калибрирането, прозорецът за наблюдение трябва да бъде покрит с тъмно стъкло (подходящ е филтър с увеличение 6 ... 10 x от конвенционална маска за заваряване).

Калибрирането на цифров амперметър се състои в избора на минималната стойност на текущото натоварване, при която светодиодът ще свети. Настройката се променя експериментално, за което във веригата се осигурява резистор с малко (до 100 mΩ) съпротивление. Грешката в показанията на такъв амперметър обикновено не надвишава няколко процента.

Знаете ли, че можете да превърнете стар волтметър в амперметър? Как да го направите - вижте видеото:

Как да регулирате регулиращия резистор

За да направите това, последователно задайте силата на тока, който преминава през определен светодиод. Като контролно устройство може да се използва обикновен тестер. Волтметърът е включен във веригата преди микроконтролера, а амперметърът след него. Изглаждащ кондензатор също е свързан, за да елиминира влиянието на случайни вълни.

Практическо предимство на производството на устройството със собствените си ръце (не трябва да има по-малко от четири светодиода) е стабилността на веригата със значителни промени в първоначално зададения диапазон на тока. За разлика от обикновените диоди, които ще се повредят при късо съединение, светодиодите просто не светят.

Св. диоди като измерватели на ток в автомобилна батерия не само пестят заряд и пестят батерии, но също така ви позволяват да четете показанията по по-удобен начин.

По същия начин можете да изградите цифров волтметър. 12 V елементи са подходящи като източници на светлина за това приложение, а наличието на допълнителен шунт във веригата на волтметъра ще позволи по-рационално използване на цялата височина на лентовата графика.