РадиоКот :: Индикатор выходной мощности усилителя

• Цена: $1.20

Второй год реанимирую усилитель Солнцева, собранный 20 лет назад. Одним из узлов усилителя является индикатор выходной мощности. В момент создания в состав усилителя входил индикатор, собранный на К155ЛА3 – 8 корпусов + обвес. Работал хорошо, но сейчас не современно. Реинкарнация на современной базе под катом. В процессе реанимации решил соорудить новый индикатор, на современной элементной базе. Популярной в данный момент является схема индикаторов на LM3915. К сожалению сразу в наших краях не нашел в продаже линейки светодиодных индикаторов в одном корпусе и собрал на отдельных светодиодах.

В целом, получилось неплохо, но размытость (даже мутность) световых пятен не совсем устраивала. В поисках светодиодной ленты набрел на линейки светодиодных индикаторов в одном корпусе на 12 сегментов, 8 из которых зеленого цвета и 4 красного. В моей конструкции 10 светодиодов используются для индикации выходной мощности усилителя, а два светодиода для индикации появления отрицательного или положительного напряжения на выходе усилителя. Ожидание посылки, символическая плата за доставку и переделка индикатора не удержали от покупки. Выводы каждого индикатора были заботливо защищены продавцом и упакованы в конверт с пупыркой. Лицевая сторона каждой панели закрыта защитной наклейкой. С внутренней стороны индикаторы залиты прозрачным компаундом В целом даже был очень приятно удивлен качеством исполнения индикаторов – не безликое изделие. Размеры, заявленные продавцом, в точности совпадают с реальностью. На длине выводов производитель не экономил. Поскольку продавец не указал ни ток потребления светодиодов, ни рабочее напряжение, то счел эти данные общепринятыми, ориентировочно 2 – 3 Вольта, при токе 20-30 мА. Однако, предварительно произвел проверку светодиодов индикатора тестером Т4. Uf, v – напряжение, при котором светодиод начинает светиться в вольтах, C, pf – емкость перехода в пикофарадах В таблице светодиоды с 1 по 8 – зеленые, 9-12 – красные. Некоторый разброс параметров присутствует, но на работе ни как не сказывается. До того момента как индикаторы приехали, думал не заниматься травлением новой платы, а воспользоваться макеткой, но оказалось, что шаг между выводами не 2,54 мм, а ровно 2. Это собственно видно из чертежей на странице продавца, но на такие мелочи при покупке внимания не обратил. Установив метрическую сетку в Sprint-Layout, развел плату. В процессе столкнулся еще с одной если не трудностью, то не стандартностью панели – выводы светодиодов расположены не в центре корпуса, а сдвинуты к одному краю – находятся на расстоянии 1,6 мм от центра. Это создало небольшое неудобство – мне нужно было расположить два индикатора рядом, без зазора между корпусами. Пришлось шаг сетки уменьшить до 0,25 мм и несколько раз печатать плату на бумаге, примеряя индикаторы. В результате, получилась такая плата Сравнение результатов: Монтаж в схему и испытания Фотоаппарат немного мылит свечение сегментов, но вживую все выглядит очень прилично. Каждый светодиод создает свое четко очерченное свечение, не создавая ватного пятна. Возможно это субъективное ощущение, но индикатор ожил, скорость индикации увеличилась и стала более адекватной по сравнению с первоначальным вариантом – исчезла некая заторможенность. Покупкой, полученным результатом, не смотря на нестандартный шаг выводов и их смещение относительно центра корпуса, крайне доволен и могу рекомендовать данный товар. Кроме того, у продавца различные индикаторы в широком ассортименте и для разных целей. Плата в спринте:yadi.sk/d/om_6R3kj3ExiCC В первой вкладке — плата с микросхемами + плата индикатора на отдельных светодиодах. Во второй вкладке — плата для обозреваемых индикаторов.

Пиковый индикатор выходной мощности

Пиковый индикатор выходной мощности можно конечно использовать в качестве основного компонента и микросхему вместо транзисторов, но на мой взгляд устройство выполненное на чипе имеет меньший диапазон творческой мысли, то есть не сделаешь таких тонких настроек, которые можно установить в транзисторном варианте. Транзисторная топология дает возможность гибко настраивать различные параметры с необходимым диапазоном индикации, мягкое реагирование сигнала на светодиоды и такое же плавное затухание. Индикаторную цепочку можно собрать практически с любым количеством светодиодов, лишь бы было желание и необходимость в этом.

Хотя справедливости ради нужно отметить, что транзисторные схемы с большим количеством установленных светодиодов, требуют много времени на их отладку и регулировку. Но зато с такой конструкцией приятно работать в последствии, ее очень трудно вывести из строя. Но даже в случае нештатной ситуации с какой либо из ячеек, можно все без проблем починить. Клиповый индикатор выходной мощности не требует больших финансовых затрат на его изготовление, используются самые ходовые кремневые транзисторы типа КТ315. Любой радиолюбитель хорошо знаком с такими полупроводниками, многие начинали свой путь в электронике именно с использования таких транзисторов.

Представленная здесь схема индикатора выходной мощности усилителя имеет логарифмическую шкалу, учитывая то, что мощность на выходе будет составлять более 110 Вт. Если бы для упрощения сделать шкалу линейного типа, то тогда например при 4-6 Вт светодиоды не в состоянии были бы открыться, либо пришлось бы делать линейку порядка 120 ячеек. Поэтому устройство индикации предназначенное для мощных усилителей нужно собирать с таким условием, чтобы существовала логарифмическая зависимость относительно выходной мощности усилителя и количеством установленных светодиодов.

Принципиальная схема пикового индикатора

Пиковый индикатор выходной мощности и его представленная схема абсолютно простая, и изготовлена с идентичными ячейками отображающие визуальную индикацию, каждая из которых показывает свой уровень выходного напряжения усилителя. Здесь схема на 5 точек индикации:

Читайте также:  Ремонт планшета Huawei: замена гнезда зарядки

Схема пикового индикатора выходной мощности усилителя на транзисторах КТ315

По принципу показанной выше схеме можно легко изготовить индикацию и на десять точек.

Схема пикового индикатора выходной мощности усилителя для 10 ячеек

Номинальные значения элементов в этой схеме предназначены под питающее напряжение 12 v, не учитывая постоянных резисторов Rx — их необходимо подбирать.

Немного поясню принцип работы схемы: сигнал с выходного тракта усилителя подается на резистор Rвх, затем диод D6 убирает полу-волну, а далее постоянное напряжение поступает на каждый узел ключа. Управляющий узел индикации состоит из делителя напряжения, образованного двумя резисторами, транзистора и гасящего резистора. При достижении определенного уровня сигнала на выходе ключ открывается и светодиод начинает свечение.

Конденсатор С1 обеспечивает плавное включение транзисторных ключей в случае большого размаха амплитуды, а емкость С2 создает кратковременную задержку открытия последнего в схеме светодиода, тем самым сообщается о достижении максимального значения выходного сигнала, то есть — пикового. Светодиод установленный вначале шкалы, выполняет функцию постоянного свечения.

Набор электронных компонентов пикового индикатора

Необходимые радиодетали: емкости С1 и С2 можно подбирать на свое усмотрение, в этой схеме были использованы конденсаторы номиналом 22μF каждый и напряжением 63v, устанавливать электролиты с меньшим номинальным напряжением не желательно, все таки выходная мощность усилителя более 100Вт. Постоянные резисторы все пленочные МЛТ-0.25, можно взять и меньшей мощности — 0.125 Вт. Биполярные транзисторы — КТ315, желательно с буквенным индексом «Б», а еще лучше «Г». Светодиоды подойдут практически любые, которые вам обойдутся недорого.

Настройка пикового индикатора

Первым делом нужно заняться настройкой яркости свечения светодиодов. Вычисляем сопротивление постоянных резисторов, необходимое для нормального свечения светодиодов. Затем в цепь светодиода последовательно подключить подстроечный резистор с номиналом от 1 до 6 кОм. Далее подключаем к этой цепи постоянное напряжение 12v, этим напряжением запитана вся схема. Подключаем последовательно к светодиоду переменный резистор на 1-6кОм и подаем на эту цепочку питания с таким напряжением, от которого будет питаться вся схема, у меня — 12В.

Читайте также:  Установка камеры заднего вида на автомобиль

Теперь нужно вращением подстроечника установить постоянное и нормальное свечение, которое визуально удовлетворяло бы вас. Затем все следует отключить и мультиметром измерить сопротивление образовавшееся на подстроечном резисторе, полученные данные и будут означать номинал для постоянных резисторов, которые должны быть установлены в цепи коллектора транзистора КТ315 — R19, R2, R4, R6, R8… Данный метод приведен в качестве эксперимента, можно по справочнику узнать максимально потребляемый ток светодиода и рассчитать номинальное рабочее сопротивление.

Теперь приступаем к настройке порогов срабатывания индикации относительно каждого ключа. Настройка заключается в подборе сопротивления Rx индивидуально для каждой ячейки ключа. Устанавливаем вместо Rx в первой ключе подстроеный резистор с номинальным значением 68кОм — 33кОм и подключаем схему к усилителю мощности, желательно не самопальному, промышленного изготовления, где имеется свой блок индикации. После этого нужно подключить питающее напряжение на схему, а затем включить какую либо музыкальную композицию на маленькой громкости.

Подстроечным резистором устанавливаем красивое мигание светодиода, затем нужно будет отключить напряжение питание схемы и замерить образовавшееся на подстроечнике сопротивление. После этого убираем подстроеный резистор и на его место устанавливаем в первую ячейку постоянный Rx, того номинала который определили на подстроеном. Теперь проделываем тоже самое с последней ячейкой предварительно нагрузив усилитель на полную мощность. На последней ячейки тоже самое, нужно добиться подстроечным резистором стабильного, красивого свечения светодиода.

Вот здесь есть печатная плата в формате SprintLayout: СкачатьПиковый индикатор выходной мощности

Зачастую, уходя из дома, приходится вспоминать, а затем и проверять, не оставлены ли какие-либо электроприборы включенными. А ведь некоторые из них могут не только В«накрутитьВ» счетчик, но и стать причиной пожара. Исключить подобное помогут индикаторы потребляемой мощности, описанные-ниже.

Что такое трансформатор тока

Основой этих индикаторов является трансформатор тока. На один из сетевых проводов, входящих в квартиру, надевают кольцевой магнитопровод с обмоткой, образующие трансформатор тока. В нем сетевой провод работает как первичная обмотка трансформатора, а обмотка на магнитопроводе — вторичная. Когда включена какая-либо нагрузка, по сетевому проводу протекает ток и на вторичной обмотке появляется переменное напряжение, по значению которого можно судить о включенных в данный момент электроприборах. Чем больше это напряжение, тем больше потребляемая мощность.

Индикатор нагрузки со световой сигнализацией

На рис. 1 показана схема варианта сигнализатора потребляемой мощности со световой сигнализацией включенной нагрузки. Переменное напряжение с вторичной обмотки поступает на усилитель, собранный на элементе DD1.1, а с его выхода через конденсатор С2 — выпрямитель на диодах VD1, VD2. Выпрямленное напряжение поступает на компараторы на элементах DD1.2—DD1.4 на выходах включены светодиоды HL1—HL3, сигнализирующие о включенных электроприборах.

Если суммарная мощность потребления не превышает 100 Вт, то напряжение на входах компараторов соответствует низкому уровню, поэтому ни один из светодиодов гореть не будет. Когда потребляемая мощность превысит 100 Вт (но не более 300 Вт), на выходе выпрямителя напряжение окажется достаточным для срабатывания только первого компаратора на элементе DD1.2 — загорится светодиод HL1.

Если потребляемая мощность находится в пределах 300… 1000 Вт, то срабатывает компаратор на элементе DD1.3 и загорается светодиод HL2, а светодиод HL1 гаснет, так как в этом случае на вход элемента через диод VD4 поступает напряжение низкого уровня.

Когда же потребляемая мощность превышает 1000 Вт, то срабатывает компаратор на элементе DD1.4, загорается светодиод HL3, а светодиод HL2 гаснет, так как на вход элемента DD1.3 поступает напряжение низкого уровня. Конечно, градации индицируемой мощности можно выбрать и другие.

Конструкция трансформатора тока и его вольт-амперная характеристика показаны на рис. 2. Его магнитопровод — ферритовое кольцо 2000 НМ типоразмера К20Х10Х5, которое аккуратно разламывают на две части и на одну из них наматывают 1500 витков провода ПЭВ-2 0,08 — это вторичная обмотка 3. Затем, надев вторую часть кольца 2 ,на сетевой провод 1, обе половины оклеивают клеем БФ-2 или эпоксидным клеем.

Рис. 1. Схема индикатора потребляемой мощности со световой сигнализацией трех уровней нагрузки.

В 

Рис. 2. Конструкция (а) и вольт-амперная характеристика (б) трансформатора тока.

В 

Рис. 3. Печатная плата и схема размещения элементов индикатора потребляемой мощности со световой сигнализацией.

При этом магнитные свойства кольца, склеенного без зазора, ухудшаются незначительно. Выводы обмотки трансформатора соединяют изолированными проводами с монтажной платой устройства (рис. 3), размещенной в корпусе подходящего размера. Выключатель питания SA1 — может находиться на корпусе индикатора и включаться вручную или устанавливаться на косяке двери таким образом, чтобы питающее напряжение поступало на индикатор при ее открывании.

Налаживают индикатор в следующей последовательности. К электросети подключают нагрузку мощностью около 300 Вт и подбором резистора R1 добиваются свечения светодиода HL2. Затем подключают нагрузку мощностью 100 Вт и подбором резистора R7 добиваются свечения светодиода HL1, а при уменьшении нагрузки на 20…30 Вт этот светодиод должен погаснуть. После этого в сеть включают нагрузку мощностью 1000 Вт и подстроечным резистором R5 добиваются свечения светодиода HL3.

Трансформатор тока лучше всего разместить в распределительной коробке, находящейся обычно в прихожей квартиры.

Индикатор нагрузки со звуковой сигнализацией

Схема и монтажная плата еще одного варианта индикатора потребляемой мощности показаны на рис. 4, а, б. Этот индикатор имеет звуковую сигнализацию и, кроме того, обладает В«памятьюВ».

Как и в предыдущей конструкции, переменное напряжение трансформатора тока выпрямляется диодами VD1, VD2, но в отличие от предыдущего варианта, в этом установлен конденсатор С2 значительно большей емкости, кроме того, увеличено входное сопротивление компаратора и генератора на элементах DD1.1. DD1.2, что и используется для сохранения информации о значении потребляемой мощности в течение нескольких минут.

Это необходимо в тех случаях, когда нагрузка подключена к сети не постоянно (например, утюг с терморегулятором). Если мощность превышает заранее установленный порог, то начинает работать генератор на элементах DD1.1 и DD1.2 и в телефоне раздается звуковой сигнал с частотой около 1 кГц. Этот прибор, чувствительность которого сравнительно невелика, следует использовать для индикации мощности потребляемой электроэнергии 1000 Вт и более.

Рис. 4. Схема (а) и монтажная плата (б) индикатора потребляемой мощности со звуковой сигнализацией.

Трансформатор тока — аналогичной конструкции, его описание смотри в первом варианте. Налаживание сводится к подбору резистора R1 и для индикации включения нагрузки определенной мощности. Телефон BF1 должен быть обязательно высокоомным.

Литература: И. А. Нечаев, Массовая Радио Библиотека (МРБ), Выпуск 1172, 1992 год.

Используемые источники:

• https://mysku.ru/blog/aliexpress/50009.html
• https://usilitelstabo.ru/pikovyiy-indikator-vyihodnoy-moshhnosti.html
• http://radiostorage.net/1283-skhemy-prostyh-indikatorov-potreblyaemoj-moshchnosti-k176la7.html