61_62.pdf

M I N I P R O J E K T Y

Wspóln¹ cech¹ uk³adów opisywanych w dziale "Miniprojekty" jest ³atwoæ ich praktycznej

realizacji. Na zmontowanie i uruchomienie uk³adu w typowym przypadku wystarcza kwadrans.

Mog¹ to byæ uk³ady stosunkowo skomplikowane funkcjonalnie, niemniej proste w monta¿u i uru-

chamianiu, gdy¿ ich z³o¿onoæ i inteligencja jest zwykle zawarta w uk³adach scalonych.

Wszystkie projekty opisywane w tej rubryce s¹ praktycznie wykonane w laboratorium AVT.

Wiêkszoæ z nich wchodzi do oferty kitów AVT jako wyodrêbniona seria Miniprojekty o nume-

racji zaczynaj¹cej siê od 1000.

Wskanik bezpiecznego zasilania

Prezentowany uk³ad,

pomimo swojej prostoty,

spe³nia bardzo wa¿n¹ rolê,

pozwala bowiem

zabezpieczyæ zasilane

przez nas uk³ady przed

przekroczeniem

dopuszczalnego napiêcia.

Dziêki niezwykle

uniwersalnej konstrukcji,

ka¿dy u¿ytkownik mo¿e

bardzo szybko dostosowaæ

urz¹dzenie do w³asnych

potrzeb.

a najczêciej wynosi ok. 170,

180V!

Jaki mora³ wynika z tej

opowieci? Taki, ¿e nawet

w poprawnie zaprojektowa-

nym uk³adzie elektronicz-

nym napiêcie mo¿e spaæ

poni¿ej wartoci, przy której

uk³ad przestaje poprawnie

pracowaæ. Jeszcze bardziej

niebezpieczny jest wzrost

napiêcia powy¿ej dozwolo-

nej wartoci. I to tak¿e mo¿e

siê przydarzyæ w uk³adzie

o zasilaniu sieciowym. Au-

tor spotka³ siê ju¿ z napiê-

ciem sieci wynosz¹cym, ba-

gatelka, prawie 300V. Pew-

nie co tam siê komu pomy-

li³o...

Jednak bardziej typowym

zastosowaniem proponowa-

nego uk³adu jest monitoro-

wanie urz¹dzeñ o zasilaniu

akumulatorowym lub bateryj-

nym, ³adowarek akumulato-

rów, czy te¿ najbardziej roz-

powszechnionej ³adowarki

akumulatora, jak¹ jest bez

w¹tpienia pr¹dnica (alterna-

tor) samochodowy.

W wielu przypadkach,

jak chocia¿by w wspomnia-

nej instalacji samochodowej,

wartoæ napiêcia w uk³adzie

ma³o nas obchodzi. Wystar-

czy informacja, ¿e mieci siê

ono w za³o¿onych granicach,

a je¿eli tak nie jest, to czy

napiêcie jest za wysokie, czy

za niskie.

Prezentowany uk³ad u-

mo¿liwia monitorowanie na-

piêæ z doæ szerokiego prze-

dzia³u: od 5 do ok. 18V, a po

drobnej przeróbce nawet

znacznie wiêkszych, z prak-

tycznie dowoln¹ tolerancj¹.

Na przyk³ad, nadzoruj¹c

uk³ad cyfrowy zbudowany

z uk³adów TTL mo¿emy nasz

wskanik ustawiæ na napiê-

cie 5V z tolerancj¹ ±5%. Je-

¿eli w uk³adzie wszystko jest

OK, to pali siê dioda zielo-

na, je¿eli napiêcie wzronie

powy¿ej 5,25V, czyli do war-

toci przy której TTL-e nie

Ka¿de bez wyj¹tku urz¹-

dzenie elektroniczne lub

elektryczne jest zasilane na-

piêciem, którego wartoæ naj-

czêciej nie jest obojêtna. Je-

¿eli uk³ad jest zasilany z sie-

ci energetycznej i wyposa¿o-

ny w dobry stabilizator, to

monitorowanie wartoci na-

piêcia zasilaj¹cego najczê-

ciej nie jest potrzebne. Cho-

cia¿ z t¹ sieci¹ energetycz-

n¹ te¿ ró¿nie bywa...

Reakcja EP mieci siê

w budynku zlokalizowanym

na samym krañcu Warszawy,

dos³ownie kilkaset metrów

przed tablic¹ oznaczaj¹c¹

koniec obszaru zabudowane-

go. Nie wiemy jaki "geniusz"

projektowa³ i wykonywa³

sieæ energetyczn¹ w tej

dzielnicy miasta, ale napiê-

cie w gniazdkach w okolicz-

nych zabudowaniach bardzo

rzadko osi¹ga poziom 200V,

Rys. 1.

Elektronika Praktyczna 7/97

M I N I P R O J E K T Y

z rezystorów PR1, R1+PR2

i PR3. Zmieniaj¹c warto-

ci potencjometrów mon-

ta¿owych mo¿emy usta-

wiæ okienko dowolnie

zlokalizowane w obszarze

napiêcia zasilania i o do-

wolnej szerokoci. Zasadê

doboru wartoci rezystan-

cji dzielnika najlepiej ilu-

struje rys.2 .

Je¿eli napiêcie odnie-

sienia mieci siê we-

wn¹trz utworzonego

przez dzielnik napiêcia

okienka, to na wy-

jciach obydwóch wzmac-

niaczy panuje co w ro-

dzaju stanu wysokiego.

Autor celowo u¿y³ sfor-

mu³owania: co w rodzaju,

poniewa¿ pojêcie stanu wy-

sokiego u¿ywane jest w tech-

nice cyfrowej i trudno go

u¿ywaæ opisuj¹c analogowy

fragment uk³adu. W ka¿dym

razie na wyjciach wzmac-

niaczy napiêcie jest bliskie

dodatniemu napiêciu zasila-

nia i do³¹czone do nich

uk³ady cyfrowe CMOS trak-

tuj¹ to jako stan wysoki, co

wymusza stan niski na wyj-

ciu bramki IC2A. Bramka

IC2B pracuje jako inwerter

steruj¹cy diod¹ D2, która syg-

nalizuje prawid³owe napiê-

cie w uk³adzie. Gdy napiê-

cie wejciowe jest poza wy-

znaczonym przez dzielnik

napiêcia okienkiem to po-

wstanie stan niski na wy-

jciu jednego ze wzmacnia-

czy i w konsekwencji wymu-

szenie stanu wysokiego na

wyjciu bramek IC2A i IC2C

lub IC2D. Zielona dioda D2

zganie i je¿eli napiêcie

w uk³adzie jest za wysokie,

to zapali siê dioda czerwona

D1. Przy zbyt niskim napiê-

ciu zapala siê dioda ¿ó³ta -

D3. Je¿eli w uk³adzie zasto-

sujemy akustyczny sygnali-

zator do³¹czony do wyjcia

bramki IC2A, to zostanie on

tak¿e uaktywniony.

Opisywany uk³ad moni-

toruje napiêcie, z którego

sam jest zasilany. Co jednak

zrobiæ, je¿eli zechcemy nad-

zorowaæ napiêcie zasilania

innego uk³adu, do którego

nie mo¿emy do³¹czyæ zasi-

lania naszego wskanika?

Taka sytuacja mo¿e siê zda-

rzyæ np. przy kontrolowaniu

uk³adu zasilanego napiê-

ciem wiêkszym ni¿ 18V, czy-

li przekraczaj¹cym zakres

bezpiecznych napiêæ zasila-

nia uk³adów CMOS. Wielu

Czytelników z pewnoci¹ ju¿

zauwa¿y³o pewne niezgod-

noci pomiêdzy schematem

i rysunkiem p³ytki drukowa-

nej, a zdjêciem modelu pro-

totypowego. Zainteresowa-

nie wywo³a³o te¿ pewnie do-

datkowe z³¹cze oznaczone

jako +'.

Zaraz sobie wszystko wy-

janimy. W wersji prototypo-

wej uk³ad mia³ s³u¿yæ jedy-

nie do monitorowania napiê-

cia, z którego sam jest zasi-

lany. Autor uzna³ jednak, ¿e

warto rozszerzyæ jego mo¿li-

woci i z tego powodu zo-

sta³o dobudowane dodatko-

we z³¹cze, umo¿liwiaj¹ce

rozdzielenie zasilania uk³a-

du i zasilania dzielnika na-

piêcia. Normalnie z³¹cza

+' i +' s¹ po³¹czone ze

sob¹. Je¿eli jednak potrzebu-

jemy roz³¹czyæ napiêcia za-

silania, to wystarczy prze-

ci¹æ cie¿kê oznaczon¹ na

p³ytce liter¹ X i napiêcie

zasilaj¹ce dzielnik doprowa-

dziæ do wejcia +.

WYKAZ ELEMENTÓW

Kondensatory

C1: 100nF

C2: 100

Rezystory

PR3, PR1: 100k

R1, R2, R3, R4, R5: 1k

Pó³przewodniki

D1, D2, D3: diody LED

w trzech kolorach

IC1: TL082

IC2: 4011

IC3: LM385-2,5V

Ró¿ne

Q1: piezo z generatorem

(opcja, nie wchodzi w sk³ad

kitu)

Z1: ARK3

Rys. 2.

powinny pracowaæ, zapali

siê dioda czerwona. Spadek

napiêcia poni¿ej 4,75V, nie-

grony dla ca³oci uk³adu,

zostanie zasygnalizowany

spokojniejszym kolorem -

¿ó³tym.

Proponowany uk³ad mo-

¿e te¿ byæ dodatkowym przy-

rz¹dem pomiarowym przy

przeprowadzaniu dowiad-

czeñ i eksperymentów

z nowo zbudowanymi uk³a-

dami. Po drobnej przeróbce,

opisanej w dalszej czêci ar-

tyku³u, bêdzie on nadzoro-

wa³ jedynie wybrany punkt

w badanym uk³adzie.

Kompletny uk³ad i p³ytki

drukowane s¹ dostêpne

w ofercie AVT pod oznacze-

niem AVT-1148.

Zmontowany ze spraw-

dzonych elementów uk³ad

nie wymaga uruchamiania,

Monta¿

i uruchomienie

Mozaikê

cie¿ek p³ytki

drukowanej oraz

rozmieszczenie

elementów

przedstawiono

na rys. 3 . Mon-

ta¿ wykonujemy

w typowy spo-

sób, rozpoczyna-

j¹c od elemen-

tów o najmniej-

szych gabary-

tach, a koñcz¹c

na kondensatorze elektroli-

tycznym i diodach LED. Je-

¿eli zdecydujemy siê stoso-

waæ akustyczn¹ sygnaliza-

cjê, to brzêczyk piezo z prze-

twornikiem mo¿emy do³¹-

czyæ do punktów lutowni-

czych odpowiednio oznaczo-

nych na stronie opisowej

p³ytki.

Opis uk³adu

Schemat elektryczny pro-

ponowanego uk³adu pokaza-

ny zosta³ na rys.1 . Najwa¿-

niejszym blokiem funkcjo-

nalnym urz¹dzenia jest

uk³ad zbudowany na dwóch

wzmacniaczach operacyj-

nych U1A i U1B.

Aby dokonaæ porównania

dwóch napiêæ, jedno z nich

musi byæ dok³adnie znane.

W naszym uk³adzie wzorco-

we napiêcie odniesienia wy-

twarzane jest przez uk³ad

scalony LM385 - IC3. Ten in-

teresuj¹cy element obudowa-

ny jest identycznie jak wiele

tranzystorów ma³ej mocy:

w obudowê TO-92 i posiada

trzy wyprowadzenia: GND,

Vref (napiêcie odniesienia)

i Adj (regulacyjne). Bez do-

datkowych elementów ze-

wnêtrznych na wyprowadze-

niu Vref panuje napiêcie

równe 2,5V i uk³ad mo¿e byæ

traktowany jako doskona³ej

jakoci dioda Zenera.

Do tego wyjcia jest do-

³¹czone wejcie odwracaj¹ce

wzmacniacza IC1B i nieod-

wracaj¹ce wzmacniacza

IC1A. Pozosta³e wejcia

wzmacniaczy operacyjnych

do³¹czone zosta³y do dziel-

nika napiêcia utworzonego

Rys. 3.

ale jedynie ustawienia war-

toci rezystancji w dzielni-

ku napiêcia. Je¿eli mamy za-

miar monitorowaæ napiêcie

jednego tylko uk³adu, to za-

miast potencjometrów mon-

ta¿owych mo¿emy u¿yæ od-

powiednio dobranych rezys-

torów.

Zbigniew Raabe, AVT

Elektronika Praktyczna 7/97

F/16

PR2: 4,7k

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: