4 простых схемы для изготовления индикатора фазы на светодиодах своими руками

29 марта 2018 (3336)

Отображение символов на табло, электронные часы и многое другое. Светодиодный индикатор – это простая конструкция, отображающая буквенные или символьные знаки. Конструктивно, представляет собой сборку светодиодов, где каждый элемент подсвечивает знакосегментный индикатор.

Особенности конструкции и типы

Светодиодные индикаторы состоят из интегральных микросхем, отображающие различную информацию. Рабочее напряжение составляет от 2В до 8В. Они могут быть:

Шифрование данных и интегральные микросхемы

Первый вариант менее успешен из-за необходимости подключения множества выводов. К тому же, ток потребления может быть выше, чем это возможно у микроконтроллеров. Большие семисегментные индикаторы зависят от микросхемы MBI5026.

Особенности сегментных индикаторов

В электронике они используются для визуального контроля. Конструкция состоит из таких элементов:

Все электронные приспособления выполняют основные задачи:

Сегментные модификации отличаются от матричных тем, что каждый элемент уникален. Форма знаков разрабатывается специально для отображения определенных цифр или символов. Последние основаны не на семи, а на девяти, четырнадцати или шестнадцати сегментах. Когда количество превышает 7, то вполне рационально использовать динамическую индикацию переключения. Отображение светодиода, индикация возможна и в двухцветной форме. Используются лампочки различного цвета и подключаются к общей схеме. Объединив выводы, получается совмещенный оттенок.

Заключение

Похожие материалы

Светодиодным индикатором называется электронное устройство, в конструкции которого содержится несколько светодиодов. Каждый светодиод индикатора является частью целого с тем, чтобы несколько светодиодов индикатора, будучи включены в определенной комбинации, могли бы сформировать определенный символ или сложное изображение.

Светодиоды индикатора могут быть как одноцветными, так и многоцветными. Как правило, одноцветные индикаторы содержат в себе красные, желтые, зеленые или синие светодиоды, а многоцветные — RGB светодиоды.

Составляющие индикатор светодиоды могут быть различной формы: круглые, квадратные, прямоугольные, SMD светодиоды и т. д. Многоцветные светодиоды способны изменять цвет свечения при помощи соответствующего управления схемой питания индикатора.

Одноцветные сегментные светодиодные индикаторы позволяют изображать цифры. Пример простейшего индикатора данного типа — bs-c506rd или bs-a506rd — семисегментный индикатор красного цвета, образующий цифру с точкой. Внутри корпуса этого индикатора установлено 8 светодиодов, катоды (bs-C506rd) или аноды (bs-A506rd) которых объединены на одном общем выводе.

Схема управления светодиодным индикатором

Схема включения индикатора содержит индивидуальные цепи для питания каждого светодиода в составе индикатора. Способ построения этих цепей зависит от назначения выводов на корпусе индикатора, которое легко можно узнать заглянув в даташит.

Питание светодиодов индикатора зачастую осуществляется прямо от выводов специализированных цифровых микросхем ТТЛ, собственное номинальное напряжение питания которых, как правило составляет 5 вольт, а разработчику остается лишь подобрать номинал токоограничительных резисторов.

Обычное для светодиодов падение напряжения не превышает 3 вольта, а рабочий ток (в пределах нескольких мА) значительно меньше того, что в состоянии потянуть практически любая современная микросхема.

Однако, прежде чем питать индикатор прямо от микросхемы, ее параметры всегда необходимо точно согласовать с будущей нагрузкой (с параметрами выбранного индикатора). Если же напряжение питания микросхемы меньше требуемого, то придется воспользоваться выводами с открытым коллектором, к которым подать необходимое светодиодам индикатора напряжение (выше чем у микросхемы). В крайнем случае придется добавить внешние транзисторы.

Принцип динамической индикации

Если устройство отображения содержит в своей конструкции большое количество однотипных светодиодных индикаторов, то не всегда удобно подводить слишком много проводов от слишком большого количества микросхем. Для предотвращения нагромождения микросхемами и проводами, можно воспользоваться инерционностью восприятия человеческого глаза.

Пусть каждый из индикаторов включается и выключается один за другим с такой частотой, что человеческий глаз не заметит этого мерцания. При частоте 50 Гц человеку будет казаться, что все индикаторы постоянно включены и ни на мгновение не гаснут.

Схема окажется значительно проще: плата формирующая символы потребуется всего одна, к ней параллельно могут быть подключены все индикаторы, будто это всего один индикатор; тогда как питание необходимо будет подавать на индикаторы последовательно и циклично. Когда формируется первый символ — питание подается на первый индикатор, когда формируется второй символ — включен второй индикатор и т.д.

Во многие электронно-технические устройства монтируются светодиоды. Они надежные, компактные и экономичные, поэтому являются основными элементами в индикаторах напряжения на светодиодах. Конструкция простейших приборов не сложная, их можно сделать самостоятельно. Собрать небольшое количество деталей может даже начинающий радиолюбитель.

Общее устройство и принцип работы

Световыми индикаторами называют указатели, работающие на основе источника света. Светодиодные приборы работают за счет светового излучения из p-n-перехода при прохождении через него тока.

В быту используются переносные приборы для индикации, в том числе мультиметры. Основное предназначение – определение наличия/отсутствия тока и разности значений напряжения. Вольтаж зависит от типа прибора, по конструкции индикаторы бывают одно- и двухполюсные. При первом варианте токоведущая часть одна, при втором – две.

В магазинах продаются простые тестеры в виде авторучек и отверток. Конструкция размещается в корпусе из диэлектрика со смотровым окошком. Основные элементы: светодиод и резистор. Снизу располагается щуп, сверху металлический контакт для касания рукой.

Эти приборы позволяют:

• определить ноль и фазу;
• вольтаж на предохранительном оборудовании.

Справка! Двухполюсные индикаторы позволяют работать с постоянным и переменным током, их функционал выше.

Однополюсные тестеры-отвертки делятся на:

• пассивные;
• с дополнительными функциями;
• с расширенным функционалом.

Пассивный тестер используется для определения наличия напряжения в электрооборудовании и проводке. Для контакта используется плоская отвертка, сопротивление создает схема в ручке. Светодиод загорается при прикосновении к детали, по которой течет ток.

Преимущества пассивной отвертки:

• простая конструкция;
• не требуется источник питания;
• не требуются специальные знания.

Недостатка два: тусклое свечение светодиода и необходимость во время тестирования снять перчатки.

Прибор с дополнительным функционалом можно использовать в двух режимах: бесконтактном и контактном. Определяется наличие напряжения, можно проверить провода, кабели, предохранители. Запитывается такой тестер от батареек. Ноль и фаза определяется так же, как с пассивной отверткой. При тестировании бесконтактным методом прибор держится, не касаясь нижней части. К проводнику подносится верхняя часть.

Важно! Прикасаться к проводнику не нужно. Если светодиод загорелся, проводка (предохранитель) цела.

Индикаторы с расширенным функционалом цифровые. Сделать что-то подобное самостоятельно невозможно.

Большинство двухконтактных индикаторов профессиональные. По функционалу они почти не отличаются от одноконтактных. Эти приборы оснащены двумя щупами, на концах которых острые штыри. В процессе тестирования можно узнать значение напряжения (параметр отображается на экране).

Читайте также  Все о монтаже светодиодных панелей в потолок

Схемы индикатора напряжения своими руками

Основная функция индикатора напряжения в быту – определить целостность электросети. Для радиолюбителя важна возможность определить параметры и прозвонить даже неработающие электроприборы. Своими руками можно сделать только первый тип индикаторов. Опытный радиолюбитель может сделать индикатор, позволяющий прозванивать провода.

В быту часто используются самодельные пробники (контрольки), реже – мультиметры. Контролька – это лампочка накаливания в патроне, провода выполняют роль щупов. Она позволяет не только определить наличие/отсутствие тока, но и вольтаж по яркости свечения. Сделать что-то подобное со светодиодной лампой не получится.

Мультиметр позволяет определить все параметры сразу, так как выполняет функции вольтметра, амперметра и омметра. Им можно определить емкость конденсаторов, проверять транзисторы и диоды. Такой прибор сделать нельзя, его нужно купить.

Работа с сетью 220 В

Самый простой указатель напряжения электросети без источника питания делается из резистора, ограничителя тока (транзистора), выпрямителя (диода) и любого светодиода. Сопротивление резистора 100 – 150 кОм.

Характеристики диода:

• ток 10-100 мА;
• напряжение 1-1,1 В;
• обратное напряжение 30-75 В.

Важно! Для изготовления такого индикатора плата не обязательна.

При 220 В частоте 3 Гц светодиод загорается. Корректировать частоту и повысить яркость можно изменением емкости конденсатора. Такой индикатор срабатывает при минимальном напряжении 4,5 В. Кроме тока сети он может определить исправность, включенное и выключенное состояние электроприбора.

Проверка постоянного напряжения

Для проверки сети на 12 вольт и целостности соединений можно сделать другой светодиодный индикатор (нужны 2 разноцветных светодиодных элемента). Для ограничения тока можно использовать резистор с сопротивлением 50-100 Ом или лампочку накаливания с небольшой мощностью. Один из светодиодов загорается при подключении напряжения соответствующей полярности.

Такой прибор подходит для работы с переменной и постоянной сетью с напряжением 5-600 В.

Читайте также  Светодиодная лампа своими руками, преимущества и недостатки, схема, инструкция

Индикатор для микросхем – логический пробник

Приборы для индикации микросхем называются логическими пробниками. Такой индикатор трехуровневый (в схему включаются 3 светодиода).

Логический пробник дает возможность:

• определить фазу, короткое замыкание, сопротивление электросети;
• установить наличие напряжения 12 – 400 В;
• определить полюса при постоянном токе;
• проверить состояние диодов, транзисторов и других деталей;
• определить целостность электросети прозвоном;
• диагностировать обрывы реле и катушек;
• прозвонить дроссели и моторы;
• определить выводы трансформаторов.

Важно! Такой прибор не способен функционировать при напряжении до 4 В.

Источник питания батарейка на 9 В. При замкнутых щипах потребляется ток 110 мА. После размыкания ток не потребляется, устанавливать выключатель и переключатель режимов не нужно.

При проверке сети с сопротивлением 0 – 150 Ом горят 2 светодиода, при повышении показателя один. При 220-380 вольтах загорается третий, остальные мерцают. Если цепь порвана, светодиоды не загораются. При нуле на контакте 0,5 В, открывается один транзистор (КТ315Б), при 2,4 В – второй (КТ203Б).

Допускается замена транзисторов на другие, имеющие аналогичные параметры.

Индикатор напряжения на двухцветном светодиоде

Еще одна простая микросхема индикатора – с двухцветным светодиодом. Некоторые домашние мастера используют ее для определения режима работы лампы. Например, выключатель осветительного прибора в подвале, оснащенный индикатором, установлен на лестнице. Если она горит, свечение красное, после выключения – зеленое.

Важно! Если лампа перегорела, после нажатия на выключатель красный светодиод не горит. Перед походом в подвал необходимо найти замену.

Вариант для автомобиля

Схема для индикации заряда аккумулятора и напряжения сети автомобиля состоит из:

• RGB-светодиода;
• 3-х стабилитронов;
• 3-х биполярных транзисторов (BC847C);
• 9-и резисторов;

Уровень определяется по цвету. Зеленое свечение при 12-14 В, синее – при 11,5 В, красное – при 14,4 В).

Если при сборке схемы не допущены ошибки, один из резисторов (на 2,2 кОм) и транзистор (на 8,2 В) определяют минимальный предел вольтажа. При снижении показателя транзистор, соответствующий синему свечению, подключает кристалл.

Если вольтаж не снижается и не повышается, ток проходит через 2 резистора, стабилитрон на 5,6 В и светодиод, появляется свечение зеленого цвета (транзисторы, соответствующие красному и синему цвету, закрываются). При повышении напряжения до 14,4 В загорается красный свет.

Основные выводы

Самостоятельно делают индикаторы по простым схемам. Никакие другие дорогостоящий детали не требуются. Для изготовления пробника можно использовать корпус высохшего маркера или неисправного мобильного телефона. На лицевую часть можно вывести щуп в виде штыря, на торец – кабель, оснащенный зажимом-«крокодильчиком» или щупом.

Используемые источники:

• https://ledflux.ru/blog/svetodiodnye-indikatory/
• http://electricalschool.info/electronica/2150-svetodiodnye-indikatory-vidy-i-primenenie.html
• https://svetilnik.info/svetodiody/indikator-napryazheniya-na-svetodiodah.html