Indicator de putere de ieșire de vârf. Indicator de nivel de vârf

LM3915 – circuit integrat(IC) produs de Texas Instruments, răspunde la modificările semnalului de intrare și emite un semnal către una sau mai multe dintre ieșirile sale. Datorită acestuia caracteristica de proiectare Circuitele integrate au devenit larg răspândite în circuitele indicatoare LED. Deoarece indicatorul LED bazat pe LM3915 funcționează pe o scară logaritmică, a constatat uz practicîn afișarea și monitorizarea nivelului semnalului în amplificatoarele audio.

LM3915 nu trebuie confundat cu rudele sale LM3914 și LM3916, care au un aspect și o alocare a pinului similare. Seria 3914 IC este liniară și ideală pentru măsurare mărimi liniare(curent, tensiune), iar IC din seria 3916 este mai universal și este capabil să gestioneze diferite tipuri de sarcini.

Scurtă descriere a LM3915

Schema bloc a LM3915 este formată din zece similare amplificatoare operaționale, lucrând pe principiul unui comparator. Intrările directe ale amplificatorului operațional sunt conectate printr-un lanț de divizoare rezistive cu diferite valori de rezistență. Datorită acestui fapt, LED-urile din sarcină se aprind în funcție de o dependență logaritmică. Vine la intrări inverse semnal de intrare, care este procesat de amplificatorul operațional tampon (pin 5).

Structura internă a IC include un stabilizator integrat de putere redusă conectat la pinii 3, 7, 8 și un dispozitiv pentru setarea modului de strălucire (pin 9). Intervalul de tensiune de alimentare este 3-25V. Tensiunea de referință poate fi setată în intervalul de la 1,2 la 12 V folosind rezistențe externe. Întreaga scară corespunde unui nivel de semnal de 30 dB în trepte de 3 dB. Curentul de ieșire poate fi setat de la 1 la 30 mA.

Circuitul indicator de sunet și principiul funcționării acestuia

După cum se vede din figură, fundamentalul schema electrica Indicatorul de nivel sonor este format din doi condensatori, nouă rezistențe și un microcircuit, a cărui sarcină este de zece LED-uri. Pentru conectarea ușoară a semnalelor de putere și audio, acesta poate fi completat cu doi conectori de lipit. Oricine, chiar și un radioamator începător, poate asambla un dispozitiv atât de simplu.

O conexiune tipică oferă energie de la o sursă de 12 V, care este furnizată celui de-al treilea pin al LM3915. Acesta, prin rezistorul de limitare a curentului R2 și doi condensatori de filtru C1 și C2, merge la LED-uri. Rezistoarele R1 și R8 servesc la reducerea luminozității ultimelor două LED-uri roșii și sunt opționale. 12V vine și la jumper, care controlează modul de funcționare al IC prin pinul 9. În starea deschisă, circuitul funcționează în modul „punct”, adică. se aprinde un LED corespunzător semnalului de intrare. Închiderea jumperului comută circuitul în modul „coloană”, când nivelul semnalului de intrare este proporțional cu înălțimea coloanei iluminate.

Un divizor rezistiv asamblat la R3, R4 și R7 limitează nivelul semnalului de intrare. Mai mult reglaj fin efectuată cu mai multe ture rezistor trimmer R4. Rezistorul R9 stabilește polarizarea pentru nivel superior(pin 6), valoare exacta care este determinată de rezistenţa R6. Nivelul inferior (pin 4) este conectat la firul comun. Rezistorul R5 (pin 7.8) crește tensiunea de referință și afectează luminozitatea LED-urilor. R5 este cel care setează curentul prin LED-uri și este calculat folosind formula:

R5=12,5/I LED, unde I LED este curentul unui LED, A.

Indicatorul de nivel sonor funcționează după cum urmează. În momentul în care semnalul de intrare trece pragul nivel inferior plus rezistența la intrarea directă a primului comparator, primul LED (pin 1) se va aprinde. Creștere în continuare semnal sonor va conduce la funcționarea alternativă a comparatoarelor, care va fi indicată de LED-ul corespunzător. Pentru a evita supraîncălzirea carcasei IC, curentul LED nu trebuie să depășească 20 mA. Totuși, acesta este un indicator, nu o ghirlandă de Anul Nou.

Placă de circuit imprimat și piese de asamblare

Placa de circuit imprimat a indicatorului de nivel sonor în format lay poate fi descărcată. Are dimensiunile 65x28 mm. Asamblarea necesită piese de precizie. Rezistoare tip MLT-0.125W:

R1, R5 R8 – 1 kOhm;
R2 – 100 Ohm;
R3 – 10 kOhm;
R4 – 50 kOhm, orice trimmer;
R6 – 560 Ohm;
R7 – 10 Ohm;
R9 – 20 kOhm.

Condensatoare C1, C2 – 0,1 µF. Este recomandat să lipiți LM3915 IC nu direct, ci printr-o priză specială pentru cip. Încărcarea poate folosi LED-uri ultra-luminoase de orice culoare, chiar și violet. Dar acestea sunt preferințe estetice personale. Pentru a afișa un semnal stereo, veți avea nevoie de două plăci identice cu intrări independente. Mai multe detalii despre LM3915 pot fi găsite în descriere tehnica Aici.

Performanţă a acestui indicator a fost dovedit în practică de multe cercuri de radio amatori și este încă disponibil sub formă de MasterKits.

Citeste si

Poza 1.

Vă prezentăm atenției un indicator de nivel cu două canale (stereo) cu detector de vârf de la Ondrej Slovak. Acest indicator a fost dezvoltat pe microcontrolerul PIC16F88; poate fi asamblat și pe microcontrolerul PIC16F1827 și pe microcontrolerul PIC16F819. Firmware-ul indicatorului de vârf pentru toate aceste tipuri de microcontrolere se află în atașament (arhivat). Circuitele sunt similare, doar firmware-ul diferă. Vom lua în considerare un circuit cu un microcontroler PIC16F88.
Afișarea nivelurilor și a vârfurilor în indicator are loc pe două scale LED (rigle) a câte 16 LED-uri fiecare, 2 x 16.
Modurile în care poate funcționa indicatorul sunt prezentate în tabelul de mai jos; sunt aceleași ca în diagrama anterioară (indicator). Ele pot fi combinate și combinate prin instalarea sau îndepărtarea jumperilor. Rezistorul R1 modifică sensibilitatea indicatorului, modifică tensiunea la pinul 2 al microcontrolerului și cu cât este mai mică tensiunea la pinul 2, cu atât este mai mare sensibilitatea indicatorului. Tensiunea optimă de ieșire este între 200-250 mV.

Tabelul 1.Selectarea modurilor de afișare.

Scara indicatorului funcționează în două moduri de afișare: liniar și logaritmic (mai jos în figură). Scara liniară este programată în codul programului, dar valorile scalei logaritmice pot fi modificate la discreția dvs. sau chiar făcute invers logaritmice. Aceste date sunt „conectate” în EEPROM și pot fi modificate.

Figura 2.

Să vedem mai jos cum să modificați singur valorile datelor EEPROM.
Figura 3 prezintă un „instantaneu” al codurilor EEPROM ale programului ISPROG.

Figura 3.

În partea de sus a tabelului, liniile încercuite cu roșu sunt valorile (logaritmice) de „aprindere” ale fiecărui LED (16 valori), care corespund valorii scalei logaritmice din Figura nr. 2. Acest valori hexazecimale scară verticală (de la 2 la 248). Puteți să vă construiți propria scală, de exemplu o scară logaritmică inversă, și să vă introduceți valorile în aceste celule.
Mai jos îl vom analiza pe părți;
03 - Prima valoare este timpul de strălucire a LED-ului, implicit este 12 ms (1 = 4,096 ms, adică 03 = (4,096*3) = 12,228 ms)
08 - Acesta este ultimul timp de lumină LED, implicit 33 ms.
08 - Aceasta este rata de decădere a vârfurilor, valoarea implicită este de 33 ms.
7A - Acesta este timpul de persistență maxim, implicit este de 500 ms. (7A = 122 * 4.096)
64 - Aceasta este o corecție pentru luminozitatea LED-urilor. Pentru LED-urile cu un curent de strălucire de 2 mA, valoarea este 64, pentru LED-urile cu un curent de strălucire de 20 mA, valoarea este setată la 08.

Urmăriți un videoclip demonstrativ despre cum funcționează indicatorul de vârf. Aici funcționează în modul de afișare cu vârfuri în modul de scădere, scara este logaritmică (saltatori eliminati).

Configurarea procesorului PIC16F88 (instalare siguranțe, siguranțe).
CP:OFF, CCPMux:RB0, Depanator:OFF, WRT:Writable, CPD:OFF, LVP:OFF, BOREN:ON, MCLRE:I/O, PWRTE:Disabled, WDTE:ON, OSC:INTRC-I/O, IESO: OFF, FCMEN: OFF

Configurarea procesorului PIC16F1827 (instalare siguranțe, siguranțe).
FOSC:INTOSC, WDTE:ON, PWRTE:OFF, MCLRE:OFF, CP:OFF, CPD:OFF, BOREN:ON, CLKOUTEN:OFF, IESO:OFF, FCMEN:OFF, WRT:OFF, PLLEN:OFF, STVREN: OFF, BORV:HI, LVP:ON

Atașate în arhivă sunt și părțile inițiale ale codurilor asm pentru aceste procesoare, care indică configurațiile procesorului.

*La proiectarea și configurarea dezvoltărilor sale pe microcontrolere, autorul folosește programatorul USB PRESTO și, în consecință, software-ul însoțitor software Compania ASIX - programul ASIX UP. Configurațiile procesorului sunt specificate pentru acest program.
Am repetat acest design folosind programatorul ExtraPic și programul icprog. Nu am instalat sau controlat configurațiile procesorului. Imediat după firmware, circuitele au început să funcționeze (mă refer și la primul circuit pentru 40 de LED-uri), l-am repetat de mai multe ori - totul a început să funcționeze imediat după firmware.

Figura 4.

Indicatorul este asamblat pe o placă cu circuit imprimat de 84 x 27 mm. Fotografie placă de circuit imprimat mai jos în figura nr. 5. Pe placa sunt rezistente R1-R8 smd.

Figura 5.

Mai jos, Figura 6 prezintă jumperii lipiți pe placă între liniile LED.

Figura 6.

Aspect indicator colectat. Placa contine LED-uri plate, rezistente R1 - R8 de tip smd, lipite la reversul scânduri, de pe marginea șinelor.

Figura 7.

Placa de circuit imprimat a indicatorului (în format Sprint-Layout este disponibilă în arhivă) cu aranjarea elementelor este prezentată în Figura nr. 8. Placa nu indică jumperi între liniile de LED-uri, deoarece acestea sunt situate unul deasupra celuilalt. Jumperele sunt lipite în locurile indicate de numerele 1 - 7, iar primul jumper nr. 1 este instalat în locul 1-1, apoi jumperul 2 este instalat în locul 2-2 etc.

Figura 8.

Mai jos în arhivă există o diagramă, desene ale unei plăci de circuit imprimat în format Sprint-Layout, firmware pentru microcontrolere PIC16F88, PIC16F1827, de asemenea o placă de circuit imprimat în format Sprint-Layout cu o distanță crescută între rândurile de LED-uri și concepută pentru instalarea LED-urilor rotunde a fost adăugată în arhivă, precum și firmware-ul pentru microcontrolerul PIC16F819.

Dacă cineva are întrebări despre designul indicatorului, vă rugăm să întrebați.

Când îmi fac amplificatorul, am decis ferm să fac 8-10 celule Indicator cu LED putere de ieșire pe canal (4 canale). Există o mulțime de scheme de astfel de indicatori, trebuie doar să alegeți în funcție de parametrii dvs. Pe acest moment selecție de cipuri pe care puteți asambla un indicator de ieșire putere ULF, foarte mare, de exemplu: KA2283, LB1412, LM3915 etc. Ce ar putea fi mai simplu decât a cumpăra un astfel de cip și a asambla un circuit indicator) La un moment dat am luat un traseu puțin diferit...

Prefaţă

Pentru a face indicatori de putere de ieșire pentru ULF-ul meu, am ales un circuit tranzistor. Vă puteți întreba: de ce nu pe microcircuite? - Voi încerca să explic argumentele pro și contra.

Unul dintre avantaje este că, prin asamblarea pe tranzistoare, puteți depana circuitul indicator cu flexibilitate maximă la parametrii de care aveți nevoie, puteți seta intervalul de afișare dorit și netezimea răspunsului după cum doriți, numărul de celule de indicație - cel puțin o sută, atâta timp cât ai destulă răbdare să le reglezi.

De asemenea, puteți utiliza orice tensiune de alimentare (în limita rațiunii), este foarte dificil să ardeți un astfel de circuit și, dacă o celulă funcționează defectuos, puteți repara rapid totul. Dintre minusuri, aș dori să remarc că va trebui să petreci mult timp ajustând acest circuit după gusturile tale. Dacă să o faci pe un microcircuit sau pe tranzistori, depinde de tine, în funcție de capacitățile și nevoile tale.

Asamblam indicatoare de putere de ieșire folosind cele mai comune și ieftine tranzistoare KT315. Cred că fiecare radioamator a întâlnit aceste componente radio colorate în miniatură cel puțin o dată în viață; mulți le au întins în pachete de câteva sute și inactiv.

Orez. 1. Tranzistoare KT315, KT361

Scara ULF-ului meu va fi logaritmică, pe baza faptului că maximul putere de iesire va fi de aproximativ 100 de wați. Dacă faceți unul liniar, atunci la 5 wați nimic nu va străluci, sau va trebui să faceți o scară de 100 de celule. Pentru ULF-uri puternice, este necesar să existe o relație logaritmică între puterea de ieșire a amplificatorului și numărul de celule luminoase.

Diagramă schematică

Schema este revoltător de simplă și constă în celule identice, fiecare dintre acestea configurat pentru a indica nivelul de tensiune dorit la ieșirea ULF. Iată o diagramă pentru 5 celule de indicație:

Orez. 2. Schema circuitului indicatorului de putere de ieșire ULF folosind tranzistori și LED-uri KT315

Mai sus este un circuit pentru 5 celule de afișare; prin clonarea celulelor puteți obține un circuit pentru 10 celule, care este exact ceea ce am asamblat pentru ULF-ul meu:

Orez. 3. Diagrama indicatorului de putere de ieșire ULF pentru 10 celule (click pentru a mări)

Evaluările pieselor din acest circuit sunt proiectate pentru o tensiune de alimentare de aproximativ 12 volți, fără a număra rezistențele Rx - care trebuie selectate.

Vă voi spune cum funcționează circuitul, totul este foarte simplu: semnalul de la ieșirea amplificatorului de joasă frecvență ajunge la rezistența Rin, după care tăiem o jumătate de undă cu dioda D6 și apoi presiune constantă aplicat la intrarea fiecărei celule. Celula de indicație reprezintă pragul dispozitiv cheie care aprinde LED-ul când este atins un anumit nivel de intrare.

Condensatorul C1 este necesar pentru a se asigura că, chiar și cu o amplitudine a semnalului foarte mare, oprirea lină a celulelor este menținută, iar condensatorul C2 întârzie aprinderea ultimului LED pentru o anumită fracțiune de secundă pentru a arăta ceea ce s-a realizat. nivel maxim semnal - vârf. Primul LED indică începutul scalei și, prin urmare, este aprins constant.

Piese și montaj

Acum despre componentele radio: selectați condensatorii C1 și C2 după bunul plac, am luat fiecare 22 μF la 63 V (nu recomand să-l luați pentru o tensiune mai mică pentru ULF cu o ieșire de 100 Watt), rezistențele sunt toate MLT -0,25 sau 0,125. Toate tranzistoarele sunt KT315, de preferință cu litera B. LED-urile sunt toate pe care le puteți obține.

Orez. 4. Placă de circuit imprimat pentru indicatorul de putere de ieșire ULF pentru 10 celule (click pentru a mări)

Orez. 5. Amplasarea componentelor pe placa de circuit imprimat a indicatorului de putere de ieșire ULF

Nu am marcat toate componentele pe placa de circuit imprimat, deoarece celulele sunt identice și nu puteți efort deosebit Vă veți da seama ce și unde să lipiți.

În urma muncii mele, au fost obținute patru eșarfe în miniatură:

Orez. 6. Pregătit 4 canale de indicație pentru ULF cu o putere de 100 Watt pe canal.

Setări

Mai întâi, să reglam luminozitatea LED-urilor. Determinăm ce rezistență avem nevoie pentru a obține luminozitatea dorită a LED-urilor. Conectăm un rezistor variabil de 1-6 kOhm în serie la LED și furnizăm acest lanț electric cu tensiunea de la care va fi alimentat întregul circuit, pentru mine - 12V.

Răsucim variabila și obținem o strălucire încrezătoare și frumoasă. Oprim totul și măsurăm rezistența variabilei cu un tester, aici sunt valorile pentru R19, R2, R4, R6, R8... Această metodă este experimentală, puteți căuta, de asemenea, în cartea de referință pentru maximum curentul direct al LED-ului și calculați rezistența folosind legea lui Ohm.

Cea mai lungă și mai importantă etapă de configurare este setarea pragurilor de indicație pentru fiecare celulă! Vom configura fiecare celulă selectând rezistența Rx pentru aceasta. Deoarece voi avea 4 astfel de circuite de 10 celule, mai întâi vom depana această diagramă pentru un canal, iar altele bazate pe acesta vor fi foarte ușor de configurat, folosindu-l pe cel din urmă ca standard.

În loc de Rx în prima celulă, punem un rezistor variabil de 68-33k și conectăm structura la un amplificator (de preferință la unul staționar, din fabrică cu o scară proprie), aplicăm tensiune la circuit și pornim muzica. ca sa se auda, dar la volum mic. Folosind un rezistor variabil, realizăm o clipire frumoasă a LED-ului, după care oprim alimentarea circuitului și măsurăm rezistența variabilei, lipim un rezistor constant Rx în prima celulă.

Acum mergem la ultima celulă și facem același lucru doar conducând amplificatorul la limita maximă.

Atenţie!!! Dacă aveți vecini foarte „prietenos”, atunci nu puteți folosi sisteme de difuzoare, ci vă descurcați cu unul conectat. sistem de boxe un rezistor de 4-8 ohmi, deși plăcerea de a-l configura nu va fi aceeași))

Realizăm rezistor variabil LED-ul încrezător strălucește în ultima celulă. Toate celelalte celule, cu excepția primei și ultimei (le-am configurat deja), le configurați după bunul plac, cu ochii, în timp ce marcați valoarea puterii pentru fiecare celulă pe indicatorul amplificatorului. Configurarea și calibrarea cântarului depinde de dvs.)

După ce ați depanat circuitul pentru un canal (10 celule) și l-ați lipit pe al doilea, va trebui, de asemenea, să selectați rezistențe, deoarece fiecare tranzistor are propriul câștig. Dar nu mai aveți nevoie de niciun amplificator și vecinii vor primi un mic timeout - pur și simplu lipim intrările a două circuite și furnizăm tensiune acolo, de exemplu de la o sursă de alimentare, și selectăm rezistențele Rx pentru a obține simetria în strălucirea celulele indicator.

Concluzie

Atât am vrut să vă spun despre realizarea indicatoarelor de putere de ieșire ULF folosind LED-uri și tranzistoare KT315 ieftine. Scrie-ți opiniile și notele în comentarii...

UPD: Yuri Glushnev și-a trimis placa de circuit imprimat în format SprintLayout - Descărcare.

Vă prezentăm atenției un indicator de nivel cu două canale (stereo) cu un detector de vârf de la Ondřej Slovák. Acest indicator a fost dezvoltat pe microcontrolerul PIC16F88; poate fi asamblat și pe microcontrolerul PIC16F1827 și pe microcontrolerul PIC16F819. Firmware-ul indicatorului de vârf pentru toate aceste tipuri de microcontrolere se află în atașament (arhivat). Circuitele sunt similare, doar firmware-ul diferă. Vom lua în considerare un circuit cu un microcontroler PIC16F88.
Afișarea nivelurilor și a vârfurilor în indicator are loc pe două scale LED (rigle) a câte 16 LED-uri fiecare, 2 x 16.
Modurile în care poate funcționa indicatorul sunt prezentate în tabelul de mai jos; sunt aceleași ca în diagrama anterioară (indicator). Ele pot fi combinate și combinate prin instalarea sau îndepărtarea jumperilor. Rezistorul R1 modifică sensibilitatea indicatorului, modifică tensiunea la pinul 2 al microcontrolerului și cu cât este mai mică tensiunea la pinul 2, cu atât este mai mare sensibilitatea indicatorului. Tensiunea optimă de ieșire este între 200-250 mV.

Tabelul 1.Selectarea modurilor de afișare.

Figura 2.

Să vedem mai jos cum să modificați singur valorile datelor EEPROM.
Figura 3 prezintă un „instantaneu” al codurilor EEPROM ale programului ISPROG.

Figura 3.

În partea de sus a tabelului, liniile încercuite cu roșu sunt valorile (logaritmice) de „aprindere” ale fiecărui LED (16 valori), care corespund valorii scalei logaritmice din Figura nr. 2. Acestea sunt valori pe scară verticală hexazecimală (de la 2 la 248). Puteți să vă construiți propria scală, de exemplu o scară logaritmică inversă, și să vă introduceți valorile în aceste celule.
Mai jos îl vom analiza pe părți;
03 - Prima valoare este timpul de strălucire a LED-ului, implicit este 12 ms (1 = 4,096 ms, adică 03 = (4,096*3) = 12,228 ms)
08 - Acesta este ultimul timp de lumină LED, implicit 33 ms.
08 - Aceasta este rata de decădere a vârfurilor, valoarea implicită este de 33 ms.
7A - Acesta este timpul de persistență maxim, implicit este de 500 ms. (7A = 122 * 4.096)
64 - Aceasta este o corecție pentru luminozitatea LED-urilor. Pentru LED-urile cu un curent de strălucire de 2 mA, valoarea este 64, pentru LED-urile cu un curent de strălucire de 20 mA, valoarea este setată la 08.

Diagrama indicatorului este prezentată mai jos în Figura 4. LED-urile sunt folosite pentru un curent de 3 mA, daca instalezi LED-uri mai puternice, pentru un curent de 20 mA, atunci rezistentele R1-R8 trebuie inlocuite cu rezistente de 22-33 Ohmi, poti instala rezistente SMD pe placa. Pentru a comuta rapid modurile de operare ale indicatorului, pe placă sunt instalate jumperi comutați („jumpers”).
Configurarea procesorului PIC16F88 (instalare siguranțe, siguranțe).
CP:OFF, CCPMux:RB0, Depanator:OFF, WRT:Writable, CPD:OFF, LVP:OFF, BOREN:ON, MCLRE:I/O, PWRTE:Disabled, WDTE:ON, OSC:INTRC-I/O, IESO: OFF, FCMEN: OFF
Configurarea procesorului PIC16F1827 (instalare siguranțe, siguranțe).
FOSC:INTOSC, WDTE:ON, PWRTE:OFF, MCLRE:OFF, CP:OFF, CPD:OFF, BOREN:ON, CLKOUTEN:OFF, IESO:OFF, FCMEN:OFF, WRT:OFF, PLLEN:OFF, STVREN: OFF, BORV:HI, LVP:ON
Atașate în arhivă sunt și părțile inițiale ale codurilor asm pentru aceste procesoare, care indică configurațiile procesorului.
*La proiectarea și configurarea dezvoltărilor sale pe microcontrolere, autorul folosește programatorul USB PRESTO și, în consecință, software-ul ASIX însoțitor - programul ASIX UP. Configurațiile procesorului sunt specificate pentru acest program.
Am repetat acest design folosind programatorul ExtraPic și programul icprog. Nu am instalat sau controlat configurațiile procesorului. Imediat după firmware, circuitele au început să funcționeze (mă refer și la primul circuit pentru 40 de LED-uri), l-am repetat de mai multe ori - totul a început să funcționeze imediat după firmware.

Figura 4.

Indicatorul este asamblat pe o placă de circuit imprimat de 84 x 27 mm. Fotografia de mai jos a plăcii de circuit imprimat din Figura nr. 5. Pe placa sunt rezistente R1-R8 smd.

Figura 5.