РазноеИндикатор уровня звукового сигнала на микроконтроллере: Индикатор уровня звукового на МК — Устройства на микроконтроллерах — Схемы устройств на микроконтроллерах

Индикатор уровня звукового сигнала на микроконтроллере: Индикатор уровня звукового на МК — Устройства на микроконтроллерах — Схемы устройств на микроконтроллерах

Содержание

RGB индикатор уровня на микроконтроллере.

РадиоКот >Схемы >Аудио >Разное >

RGB индикатор уровня на микроконтроллере.

       Индикатор выходной мощности — вещь красивая (особенно если разноцветный) и полезная одновременно. Многие встраивают индикаторы уровня в передние панели звуковоспроизводящей аппаратуры, например усилителей или в корпуса АС. Также индикаторы используются и в других устройствах-источниках питания, контрольно-измерительной, автомобильной электроники, и др.

       Раньше, в далекие-далекие времена, индикаторы уровня изготавливались на специальных микросхемах(LM3914/15, К1003ПП1, LM324). Такое решение оправдывает себя по простоте и стоимости, для простых в плане функциональности индикаторов. Попытки увеличить/изменить режимы индикации, например добавить пиковый режим, приводили к значительному увеличению схемотехники. Также такие схемы потребляли значительную мощность, вплоть до перегрева и выхода из строя микросхем.

      Вашему вниманию предлагается многофункциональный индикатор уровня.

Индикатор может работать в режиме с индикацией пиков и без индикации пиков, также в режиме бегающей точки.

Характеристика шкалы индикатора может быть линейная или логарифмическая.

Благодаря логарифмической характеристике детектора обеспечивается наглядное отображение сигналов как низкого, так и высокого уровней.

Режимы работы выбираются замыканием перемычек S1-S3.

ПеремычкаРежим  S3 разомкнут S3 замкнут
S1,S2 разомкнуты Обычный

Линейная

зависимость

Логарифмическая

зависимость

S1 замкнут
С пиковой точкой
S2 замкнут Точечный режим

 

       Основным преимуществом данного устройства является применение RGB полноцветных светодиодов и несколько цветовых режимов работы. Цветовой режим выбирается кнопкой и сохраняется в ЕЕPROM микроконтроллера. При последующем включении питания индикатор будет работать в последнем сохраненном цветовом режиме. Количество цветовых режимов на момент написания статьи 11, и может быть дополнено новыми конфигурациями.   

 

Цветовая конфигурация

 1

 

Зеленый

 2

 

Голубой

 3

 

Синий

 4

 

Красный

 5

 

 6

 

Плавное изменение цвета

 7

 

 8

 

 9

 

 

 10

 

Изменение цвета в зависимости от уровня

До 6 (220мВ в линейном режиме) -зеленый

 

от 7 до 12 -желтый

 

Больше 12 — красный

 11

 Плавное изменение цвета по таймеру.

 

 Принципиальная схема RGB индикатора уровня:

 

      В схеме предусмотрена защита от переполюсовки по питанию (2 диода шоттки), защита АЦП микроконтроллера от статики. Аноды RGB светодиодной матрицы 4*4 подключены к микроконтроллеру через сопротивления. Катоды — через полевые транзисторы. Красный цвет оптически менее яркий, хотя потребляет больший ток. Добавочный резистор на красном меньше в 20 Ом, вместо 100.

     P1-выбор режима работы, P2-разъем для программирования микроконтроллера. Светодиоды применены PLCC -6 5050(SMD) и BL-L515RGBW(5мм).

     Мультиплексирование и ШИМ выполняются программно.

     Микроконтроллер имеет тактирование от внутреннего RC генератора(8МГц), поэтому при программировании необходимо выставить следующие биты конфигурации(FuseBits): CKSEL=0100.

Технические характеристики:

Напряжение питания: 3…5 В.

Потребляемы ток— (зависит от режимов и цветовой конфигурации)- до 30мА при питании 3В

и до 60мА при 5В.

Диапазон входных напряжений: 0-0,5 В.

количество цветовых конфигураций-11

Режимы работы -обычный, пиковый, точечный, логарифмический, логарифмический пиковый и точечный.

Печатные платы разработаны для планарных SMD и для 5мм светодиодов. 

 

 

 

В архиве имеются схема, проект печатной платы, прошивки для микроконтроллера(для SMD и 5мм светодиодов).

 

Файлы:
фото1
фото2
Проект

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Светодиодный индикатор уровня звука.

Идея –> реализация –> новая идея.
Здравствуйте. Закончились праздники и можно снова приступить к работе. Наверное, многие уже видели наши фотографии светодиодного индикатора уровня — столбики на умных светодиодах WS2812B. Решил в более полном объёме поведать о столбиках. Тем более, что коллеги смотрят на меня непонимающим взглядом: прикольная штуковина, а мало кто о ней знает. Надо исправлять.

Думал с чего начать и решил, что всё-таки с самого начала. Индикатор уровня, или как его ещё называют VU-метр, на светодиодах мы хотим заполучить давненько. Его успешно можно использовать в качестве декора, например, встраивать в усилители, ставить рядом с аудиотехникой или монитором компьютера. Готовых решений, которые бы нам понравились, не нашли, поэтому надо было сделать свой VU-метр. 

Первая разработка выглядела так:
Одноцветный светодиодный индикатор уровня звука (2 канала по 16 светодиодов)
Этот индикатор уровня был изготовлен моим коллегой Константином М.  и отдан мне на оживление. Два канала, по 16 одноцветных светодиодов каждый, управлялись с помощью микроконтроллера ATmega8 через два 8-битных сдвиговых регистра. Для экономии и удобства использовалась динамическая индикация: одновременно могли светиться только 16 светодиодов одного столбика. Платку я запустил, всё на ней работало, но мне почему-то так и не удалось сделать изменение уровня столбиков красивым. Вскоре после этого, появилась разработка индикатора уровня интереснее предыдущей:
RGB-индикатор уровня звука (1 канал — 32 светодиода)

Константин сделал её, прежде всего, для себя. Запустил в какие-то праздники, но разобрал, так и не показав результат. Конечно же, я потом взял платы, чтобы опробовать самому. В качестве прототипа был изготовлен только один канал индикатора уровня. Сам столбик состоит из 32-х RGB светодиодов в виде модуля. Он подключается к ещё одному модулю с 4-я сдвиговыми регистрами, через который осуществляется управление. Мда… За счёт динамической индикации управление очень своеобразное. Четыре 8-битных регистра управляют выбором светодиодов, которые должны светиться в данный момент времени, а с помощью трёх выводов задаётся цвет (R, G или B). Остаётся только добавить плату с микроконтроллером и вперёд. Здесь удалось зайти дальше, чем в предыдущей версии столбиков. Сначала попробовал сделать всё с помощью Arduino Due:
Arduino Due

Микроконтроллер, работающий на частоте 84 MHz с Arm архитектурой внутри, был как нельзя кстати, думал я. Сам столбик поддерживал 8 градаций яркости для каждого цвета светодиода (R, G и B). В один момент времени можно было зажечь только один цвет, поэтому приходилось раз в 1 мс передавать одну из 24-х комбинаций значений на светодиоды. Помимо этого, необходимо было работать с АЦП, производить расчёты десятичного логарифма и прочие вычисления. Кроме как в среде Arduino с этим микроконтроллером не доводилось работать, поэтому получился неоптимизированный Arduino-код. Но даже несмотря на это, Arduino Due справлялась хорошо.

А почему мы пишем программу под какой-то малоизвестный Arm контроллер? Подумали и взяли отладочную плату на микроконтроллере STM8S105C6T6:
Отладочная плата STM8S105C6T6
Всё запустилось без проблем. На этот раз код был прозрачен, поэтому оптимизирован. Было несколько режимов работы столбика, но алгоритмы отработаны не до конца, и, тем не менее, индикатор уровня нам уже нравился. Вот только что делать с этой охапкой проводов, кому она нужна, и кто её захочет подключать? Надо что-то придумать… Решение у нас было, но в этот раз до его реализации мы не добрались. Потому что однажды – это был обычный четверг – случилось следующее: ещё один мой, не менее ценный, коллега Денис В. произнёс свою коронную фразу: «Смотрите, какую я прикольную штуку нашёл»! Это была лента на умных светодиодах WS2812B:

Светодиод WS2812B

Ей для подключения необходимо всего 3 провода (сигнал, питание 5 В и общий провод). Круто, прощай охапка лишних проводов – подумали мы и заказали ленту на пробу:

Лента на умных светодиодах WS2812B


Про эту ленту на светодиодах WS2812B много рассказано на просторах интернета — всегда можно найти что-нибудь интересное и подходящее. В основном люди делают из неё различные «светилки». Получается красиво – ещё бы, потребление «раскалённого добела» светодиода составляет 40 мА. Если лента длинная, к порту USB компьютера её не подключишь. Требуется достаточно мощный источник питания — задача, которую предстояло решить. Несмотря на эту сложность, прельщало удобство управления столбиками по одному проводу. Почему бы не сделать из этой ленты конструктор индикатора уровня, чтобы была возможность менять цветовые схемы, переключать режимы… А поможет в этом плата Arduino Pro Mini на микроконтроллере ATmega328. Её легко программировать с помощью переходника UART–USB. Была ещё одна трудность: очень короткие тайминги между загрузкой данных. «Светилки», конечно, у людей получались… Но нам хотелось во время отправки данных ещё успевать брать значения с АЦП, читать из памяти, сохранять, производить вычисления… Поэтому, пока лента была в пути, обдумывали, возможность использования аппаратного SPI, а точнее сигнала MOSI для организации передачи с прерываниями. Будет ли контроллер всё успевать? Или придётся оптимизировать код, как-то исхитряться, лезть в ассемблер — это предстояло выяснить. Но мы уже знали точно и с прошлой реализации столбика утвердили: количество светодиодов на канал будет 32 штуки. Итого, нужно было обрабатывать 64 умных светлячка на два столбика. Забегая вперёд, хочу сказать, что WS2812B были освоены. Я ещё помучаюсь с программной частью, расскажу про аппаратную — будет продолжение.

P.S. Появилось и ещё одно развитие столбиков. То самое решение, которое на время отложилось из-за находки WS2812B, но, благодаря ей, модернизировалось и упростилось. Оно позволит использовать любые обычные светодиоды (одноцветные и RGB) и более мощное освещение: даже прожекторы. Более того, столбики — это малая часть того, что может появиться из нашей идеи. Об этом как-нибудь в другой раз.

P.P.S. В следующей записи будет показана схема подключения линии аудиосигнала к индикатору уровня. А те, кому интересно и уже не терпится увидеть, какие у нас получились столбики, могут посмотреть этот видеоролик:


С уважением, Никита О.

краткое описание, принцип работы и фото

Индикаторы уровня сигнала используются для визуальной оценки изменяющегося параметра в промежуточных точках схемы устройства. По их показаниям можно судить о работе отдельных функциональных модулей. Применение индикаторов в усилителях звукового сигнала позволяет установить уровень, достаточный для комфортного прослушивания музыкальных композиций, предотвращая при этом режим работы усилителя за пределами допустимых для него значений.

Основные виды индикаторов

Индикаторы являются составной частью устройств усиления звука. Они позволяют получить визуальную оценку композиции в диапазоне звуковых частот. Для наблюдения уровня сигнала используются как стрелочные приборы, так и устройства, выполненные в виде светодиодных столбцов, изменяющих свои геометрические размеры по мере нарастания или спада звукового сигнала в выбранном частотном диапазоне. Можно выделить основные типы индикаторов:

  1. Шкальные, представляющие собой устройства различной степени сложности, в которых для оценки силы звукового сигнала используются стрелочные микроамперметры.
  2. Пиковые (светодиодные) индикаторы уровня сигнала, которые могут использовать в своем составе как одиночные элементы, так и светодиодные ленты.
  3. Пиковые люминесцентные.

Современные комплексы воспроизведения звуковой информации используют электронные устройства, отражающие целый ряд необходимых параметров. В их схемах применяются те или иные основные типы индикаторов, перечисленных выше.

Простейшие шкальные

Индикаторы этого типа содержат в своем составе электромеханический микроамперметр с током полного отклонения стрелки до 500 мкА. Прибор работает при протекании по обмотке его катушки постоянного тока. Поэтому изменяющийся во времени выходной звуковой сигнал требуется предварительно преобразовать при помощи диодной схемы.

Изменяя величину сопротивления резистора, ограничивающего ток, протекающий через микроамперметр, можно добиться полного отклонения стрелки для максимального уровня звукового сигнала. Шкала градуируется в процентах максимального уровня или в децибелах (дБ) его ослабления.

Шкальные на биполярных транзисторах

Микроамперметры в схемах этих устройств включаются в коллекторную цепь выходных каскадов транзисторных усилителей тока, выполненных по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Количество каскадов усиления определяется минимальным уровнем, на который должна реагировать шкала стрелочного индикатора уровня звукового сигнала. Величина тока полного отклонения стрелки может быть установлена элементами делителя переменного напряжения, поступающего на вход схемы стрелочного индикатора для последующего усиления.

В своем составе схемы содержат выпрямители постоянно изменяющегося сигнала звукового усилителя в постоянный ток для создания более комфортного визуального контроля громкости прослушиваемой композиции. Шкала выполняется с оцифровкой процентного соотношения действующего уровня сигнала по отношению к его максимальному значению. За величину максимального значения выбирается уровень громкости, коэффициент нелинейных искажений которого не превышает допустимой величины и определяется международными стандартами качества.

Шкальные на операционных усилителях

Операционные усилители (ОУ), обладающие высоким входным сопротивлением, вносят в схему измерения минимальные искажения. Стрелочные индикаторы уровня сигнала для усилителя позволяют визуально контролировать минимальные уровни, недоступные простейшим измерителям и схемам с ОЭ.

ОУ используются в качестве преобразователей напряжение/ток или эмиттерные повторители. Электромеханическая головка микроамперметра имеет шкалу, отражающую (как и в предыдущих случаях) ослабление в децибелах уровня измеряемого сигнала относительно его максимального значения.

Индикаторы пиковых значений

Светодиодные индикаторы этого вида выполняются на основе компараторов напряжения уровня входного сигнала. Напряжение на их выходах появляется в момент превышения входным сигналом определенного, заранее установленного элементами схемы значения величины входного сигнала. При этом уровня напряжения, возникающего на выходе компаратора, достаточно для загорания светодиода линейки индикаторов.

Чем большее количество пороговых устройств содержит схема индикатора уровня сигнала, тем меньше будет заметно скачкообразное движение светодиодного столбика по шкале, тем естественнее будет наблюдаемая картинка.

Индикаторы с использованием логических элементов

Эти устройства находят применение в схемах, в которых в качестве элемента, сигнализирующего о достижении входным сигналом уровня, достаточного для срабатывания логического компонента, используется светодиод или LED-сигнализатор. Он будет светиться в течение времени, пока уровень напряжения на входе схемы будет достаточен для открытого состояния логической схемы и, соответственно, протеканию тока через светодиод и для его свечения.

В этих схемах светодиодных индикаторов уровня сигнала используется свойство триггера Шмидта (Шмитта) — сохранять свои устойчивые состояния. В первом из них на выходе силового элемента присутствует положительное напряжение источника питания. Другая ситуация соответствует случаю его закрытого состояния и при отсутствии положительного напряжения на выходе. Таким образом, триггер может служить индикатором уровня сигнала, присутствующего на входе схемы.

Нагрузкой логической схемы выступает биполярный транзистор n-p-n проводимости, включенный по схеме усилителя с общим эмиттером (ОЭ). В его коллекторную цепь включен светодиод, который сигнализирует о превышении уровня входного сигнала , установленного элементами схемы.

Количество используемых триггеров определяет число контролируемых уровней звукового сигнала. 2 или 3 микросхемы, имеющих в одном корпусе по 4 логических элемента, позволяют создать индикатор своими руками, в котором практически не наблюдается ступенчатая зависимость изменения показаний.

Индикаторы уровня на специализированных микросхемах

Интегральная микросхема LM 3915 производится компанией Texas Instruments. Она получила широкое распространение при создании индикаторов уровня сигнала для усилителя. Она контролирует 10 уровней изменяющегося звукового сигнала на основе встроенных компараторов. При этом она провоцирует загорание LED выходных элементов по логарифмическому закону. Это позволяет корректировать восприятие уровня выходного сигнала усилителя в соответствии со свойством органа человеческого слуха.

Низкие уровни часто на слух не воспринимаются. Логарифмический закон позволяет добиться линейного восприятия громкости прослушиваемой музыкальной композиции при изменении ее интенсивности в широком диапазоне. В случае использования двух микросхем появляется возможность создавать LM3915 индикаторы уровня сигнала для стереофонических звуковых систем.

Люминесцентные

Такими индикаторами оснащаются устройства высококачественного воспроизведения звука. Они выполнены в виде готовых панелей, включающих в себя набор специализированных схем, управляемых микроконтроллерами. Их шкалы отображают изменение многих параметров. Часто они являются индикаторами полосовых эквалайзеров, позволяющих корректировать амплитудно-частотную характеристику усилителей звука в широких пределах.

При достаточном уровне опыта изготовления радиолюбительских конструкций такие индикаторы уровня сигнала своими руками могут быть созданы самостоятельно. Надо учесть, что схемы с использованием стильных люминесцентных индикаторов часто требуют применения нескольких источников питания.

Заключение

Материал, изложенный в статье, поможет читателю узнать устройство и назначение разных типов индикаторов уровня. Следует учитывать, что многие из них могут быть изготовлены своими силами из доступных наборов-конструкторов. Устройства стрелочного типа и сегодня повсеместно используются в аппаратах высококачественного воспроизведения звука.

Индикатор уровня звукового сигнала на светодиодах. Схема

Индикатор уровня звукового сигнала на светодиодах. Этот схема является простым индикатором уровня, которая построена на основе микросхемы LM3916. устройство является незаменимым оборудованием для микшера, усилителя или другого звукового оборудования. Устройство позволяет контролировать текущий уровень обработанного сигнала, благодаря чему мы можем избежать перегрузок и связанных с ними искажений.

На входе схемы работает линейный выпрямитель, построенный на основе операционного усилителя TL081. Это позволяет поддерживать высокую точность даже при входных сигналах порядка нескольких десятков мВ. Конструкция печатной платы позволяет разрезать ее на две части и спаять под углом 90 градусов. Это позволит легко изготовить индикатор уровня стерео сигнала из двух подобных схем.

Принципиальная схема индикатора показана ниже:

Резистор R4 (2,2к) ограничивает ток светодиода, а R5 (4,7к) выполняет функцию «искусственной массы» для операционного усилителя U2 (TL081). Входное сопротивление системы определяется номиналом R1 (470к). Элементы R1 (470к), R2 (470к), R3 (10к) и C4, D11 (1N4007) и D12 (1N4007) совместно с усилителем U2 (TL081) образуют выпрямитель. Устройство необходимо питать напряжением 9…25В. Ток потребления составляет 10 … 12мА.

Плата печатная сделана по технологии лут. Монтаж следует начинать с установки единственной перемычки. Далее следует установить элементы R2 и R3 , расположенные под микросхемой U1 и R1 , расположенный под микросхемой U2. очередность монтажа остальных элементов является произвольным, хотя желательно припаять панельки под микросхемы и индикаторы из-за очень большой плотности элементов. Далее необходимо припаять конденсатор C4 так, чтобы он находился над резистором R4

Если мы хотим сделать стерео индикатор мы можем резать плату в месте между микросхемой U1 и индикатором, и обе части припаять под прямым углом. Это позволит разместить два блока индикатора уровня близко друг к другу.

Рисунок печатной платы индикатора уровня звукового сигнала (32,5 KiB, скачано: 425)

Паяльный фен YIHUA 8858

Обновленная версия, мощность: 600 Вт, расход воздуха: 240 л/час. ..

источник

Пиковый индикатор уровня. Индикатор пиков и впадин или как из глупостей получить выгоду

Этот двухканальный индикатор сигнала звука на светодиодном столбике выполнен на специализированных микросхемах LM3914. Собрал данный индикатор по 60 светодиодов на каждый канал, все диоды красного свечения (больше нравятся по яркости свечения), хотя конструкция индикатора такова, что легко можно заменить планку на свечение диодов другого цвета. Конструктивно девайс имеет 3 платы:

1. Плата индикаторов (сменная).

2. Плата левого канала.

3. Плата правого канала.

Уровни индикации:

— Первый сегмент 20 mv
— 10 сегмент 150 mv
— 20 сегмент 300 mv
-………
-………
-………
— 60 сегмент 900 mv

Калибровка производилась при помощи милливольтметра раздельно по каналам и затем уже как сравнение двух вместе. Конструктивно микросхемы стоят в панелях, для удобства замены, к примеру для логарифмического индикатора на LM3915.

Ее основу составляют 10 компараторов, на инверсные входы которых через буферный ОУ подается входной сигнал, а прямые входы подключены к отводам резистивного делителя напряжения. Выходы компараторов являются генераторами втекающего тока, что позволяет подключать светодиоды без ограничительных резисторов. Индикация может производиться или одним светодиодом (режим «точка”), или линейкой из светящихся светодиодов, высота которой пропорциональна уровню входного сигнала (режим «столбик”). Входной сигнал Uвх подают на вывод 5, а напряжения, определяющие диапазон индицируемых уровней, — на выводы 4 (нижний уровень Uн) и 6 (верхний уровень Uв).

Таблица рабочих параметров микросхемы LM3914

Ток потребления при всех горящих LED сегментах обоих каналов порядка 1,3А при питании 5В. На платах не применен входной усилитель сигнала, но чувствительность его такова, что нижний предел (первый сегмент) можно зажечь меньше чем 20 mv переменного сигнала.


Уровня сдвоенная на 2 канала имеет размер 157х32 мм. Каждая плата канала раздельная (левый и правый) имеет размер 157х24 мм. В собраном виде конструктив имеет размеры: 157х32х45 мм.


В качестве настройки правильной линейности шкалы необходимо выбрать пределы нижних и верхних уровней для каждой микросхемы. Принципиально есть возможность при желании растянуть шкалу каждого канала в несколько раз при данном схемном решении.

Рисунок 1.

Вашему вниманию предлагается двухканальный (стереофонический) индикатор уровня с детектором пиков от Ondrej Slovak. Этот индикатор разработан на микроконтроллере PIC16F88, его так же можно собрать и на микроконтроллере PIC16F1827 и на микроконтроллере PIC16F819. Прошивки индикатора пиков для всех этих типов микроконтроллеров находятся в прикреплении (в архиве). Схемы аналогичны, различаются только прошивки. Мы будем рассматривать схему с микроконтроллером PIC16F88.
Отображение уровней и пиков в индикаторе, происходит на двух светодиодных шкалах (линейках) по 16 светодиодов в каждой, 2 х16.
Режимы, в которых может работать индикатор, изображены ниже в таблице, они такие-же, как и в предыдущей схеме (индикаторе). Их можно комбинировать и объединять установкой или снятием перемычек (джамперов). Резистором R1 изменяется чувствительность индикатора, меняется напряжение на выводе 2 микроконтроллера, причём чем меньше напряжение на выводе 2, тем выше чувствительность индикатора. Оптимальное напряжение на выводе в пределах 200-250 мВ.

Таблица 1. Выбор режимов индикации.

Шкала индикатора работает в двух режимах отображения, это в линейной и логарифмической (ниже на рисунке). Линейная шкала зашита программно в коде программы, а вот значения логарифмической шкалы можно поменять по своему усмотрению, или даже сделать обратно-логарифмической. Эти данные «зашиты» в EEPROM и их можно менять.


Рисунок 2.

Как менять самому значения данных EEPROM, рассмотрим ниже.
На рисунке №3 приведён «снимок» кодов EEPROM программы ISPROG.


Рисунок 3.

В верхней части таблицы, строчки обведённые красным цветом — это значения (логарифмические) «зажигания» каждого светодиода (16 значений), которые соответствуют значению логарифмической шкалы, на рисунке №2. Это шестнадцатеричные значения вертикальной шкалы (от 2-х до 248). Можете построить свою шкалу, например обратно-логарифмическую, и внести свои значения в эти ячейки.
Далее ниже разберём по частям;
03 — Первое значение — это время свечения светодиодов, по умолчанию установлено 12 мс (1 = 4,096 мс, то есть 03 = (4,096*3)= 12,228 мс)
08 — Это время свечения последнего светодиода, по умолчанию 33 мс.
08 — Это темп спадания пиков, по умолчанию установлено 33 мс.
7А — Это время послесвечения пиков, по умолчанию установлено 500 мс.(7А = 122* 4,096)
64 — Это коррекция яркости свечения светодиодов. Для светодиодов с током свечения 2 ма — значение 64, для светодиодов с током свечения 20 ма — устанавливается 08.

Посмотрите демонстрационное видео, работы индикатора пиков. Здесь он работает в режиме индикации с пиками в падающем режиме, шкала логарифмическая (джамперы сняты).

Схема индикатора изображена ниже на рисунке №4. Светодиоды применены на ток 3 мА, если ставить светодиоды мощнее, на ток 20 мА, то резисторы R1-R8 необходимо заменить на резисторы по 22-33 Ом, можно ставить на плату резисторы smd. Для оперативного переключения режимов работы индикатора, на плате установлены коммутированные перемычки («джамперы»).

Конфигурация процессора PIC16F88 (установка предохранителей, «фузов»).
CP:OFF, CCPMux:RB0, Debugger:OFF, WRT:Writable, CPD:OFF, LVP:OFF, BOREN:ON, MCLRE:I/O, PWRTE:Disabled, WDTE:ON, OSC:INTRC-I/O, IESO:OFF, FCMEN:OFF

Конфигурация процессора PIC16F1827 (установка предохранителей, «фузов»).
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

В прикреплении в архиве, так же находятся и начальные части кодов asm для этих процессоров, в которых указаны конфигурации процессоров.

*При конструировании и налаживании своих разработок на микроконтроллерах, автор использует USB-программатор PRESTO и соответственно, прилагающее к нему программное обеспечение компании ASIX — программу ASIX UP. Конфигурации процессоров указаны для этой программы.
Я повторял эту конструкцию, использовав программатор ExtraPic и программу icprog. Конфигурации процессора не устанавливал и не контролировал. Сразу после прошивки схемы заработали (имеется в виду ещё и первая схема для 40 светодиодов), повторял несколько раз — всё начинало работать сразу после прошивки.


Рисунок 4.

Индикатор собран на печатной плате, размером 84 х 27 мм. Фото печатной платы ниже на рисунке №5. На плате резисторы R1-R8 smd.


Рисунок 5.

Ниже на рисунке №6 показаны перемычки, распаянные на плате между линейками светодиодов.


Рисунок 6.

Внешний вид собранного индикатора. На плате установлены плоские светодиоды, резисторы R1 — R8 типа smd, распаяны с обратной стороны платы, со стороны дорожек.


Рисунок 7.

Печатная плата индикатора (в формате Sprint-Layout имеется в архиве) с расположением элементов изображена на рисунке №8. На плате не указаны перемычки между линейками светодиодов, так как они расположены одна над другой. Перемычки распаиваются на места, обозначенные цифрами 1 — 7, причём сначала устанавливается перемычка №1 на место 1-1, затем — 2 на место 2-2, и т.д.

Рисунок 8.

Ниже в архиве имеются схема, рисунки печатной платы в формате Sprint-Layout, прошивки для микроконтроллеров PIC16F88, PIC16F1827, так же в архив добавлена печатная плата в формате Sprint-Layout с увеличенным расстоянием между рядами светодиодов и рассчитанная под установку круглых светодиодов, так же прошивка для микроконтроллера PIC16F819.

Если у кого-то возникнут какие либо вопросы по конструкции индикатора, задавайте их .

В этой статье мы будем знакомиться с Fibo Channel. Это индикатор пиков и впадин без перерисовки, который вы можете с пользой применить в своей торговой стратегии.

В принципе по названию уже можно догадаться, что этот помощник в автоматическом режиме строит канал, основываясь на числа Фибоначчи.

Сейчас вы как раз можете видеть установленный Fibo на график валютной пары Фунт – Доллар. Тут заметно, что по ходу движению цены, инструмент выстраивает свой канал. К стенкам самого канала, привязаны такие числа Фибонначи: 23.6, 38.2, 50, 61.8.

Если вы захотите скачать Фибо, просто перейдите по ссылке ниже.

Как использовать?

Вы, конечно можете применить его по своему усмотрению, вам виднее. Но для тех, кто не в курсе, можем подсказать саму концепцию.

Нужно открывать позиции, когда кривая цены касается одного из уровней. В частности хотим отметить, что на линии 23.6 можно особо не обращать внимание. От них, конечно, происходят откаты, но не так часто как хотелось бы.

Давайте перейдем на временной интервал D1 и посмотрим, какие кривые будут давать откат цены. На скриншоте выше, можно как раз наблюдать график с дневным таймфреймом.

Мы заметили, что наиболее часто на пиках и впадинах цена меняет свое направление при касании с уровнями 38.2 и 61.8. Можете поверить нам, а можете и сами проверить. В принципе, вам никто не мешает установить индюк на свой терминал и понаблюдать за ним некоторое время.

Что касается настроек

В окошке изменения параметров можно задать период скользящей средней, от которой будет идти расчет, и изменить сам метод расчета.

То есть в данном случае, по умолчанию отрисовка канала Фибоначчи идет в зависимости от скользящей средней с периодом 100. Вы же вправе этот параметр изменить.

Мы не можем посоветовать, какую цифру лучше поставить. Тут уже все будет зависеть конкретно от вас, дорогие друзья. Все-таки стиль торговли у каждого трейдера индивидуальный. Так что пошаманте немного с настройками, возможно, вы найдете что-то оптимальное.

Перерисовки нет?

На сегодняшний день, рунет просто забит шлаковыми инструментами. Они на истории показывают одни результаты, а на практике мы видим полную ахинею. Сегодняшний инструмент может вас порадовать отсутствием перерисовки.

Он будет плавно подстраиваться под меняющиеся условия рынка. Это не будет вас обескураживать, а наоборот, помогать более точно анализировать различные ситуации и извлекать прибыль.

Не стоит применять Чанел Фибо в самостоятельном виде. Используйте дополнительно какой-то инструмент для подстраховки. Все-таки тут нужно фильтровать касания к границе коридора. Мы же заранее не можем знать, отскочит ли цена от стенки, или будет пробитие.

Многие хорошо помнят, как на заре 80-х, в магнитофонных деках (японских) были индикаторы уровня записи с отображением пиков. Иметь такой индикатор в своём распоряжении — было мечтой многих радиолюбителей и меломанов, а собрать его самому в то время было просто не реально.
С появлением микроконтроллеров, схемотехника резко изменилась, и сейчас схема пикового индикатора выглядит не сложнее схемы простого транзисторного приёмника 80-х.
Вашему вниманию предлагается пиковый индикатор уровня сигнала на микроконтроллере PIC16F88, моно, в качестве индикаторов используются светодиоды или светодиодные матрицы. Входы левого и правого канала в нём объединены. Или для второго канала необходимо изготовить ещё один подобный индикатор. Количество светодиодов в индикаторе (матрице) — 40 шт. Хорошо будет смотреться индикатор, например на таких матрицах (по 10 светодиодов).

Подобных матриц на канал необходимо 4 шт. Цвет свечения выбирайте на свой вкус. Можно применить одноцветные, а можно последнюю поставить например желтого или красного цвета)если первые зелёные).
Или например есть ещё такие матрицы по 20 светодиодов. Их на канал нужно 2 шт.


Посмотрите демонстрационное видео, работы индикатора пиков. Здесь он работает в режиме индикации с пиками в падающем режиме, шкала логарифмическая (резисторы R11-R14 отсутствуют, или джамперы сняты).

Индикатор может работать и в линейном режиме, с индикацией пиков и без индикации пиков, так-же в режиме бегающей точки с индикацией пиков и без индикации пиков. Сама пик индикация работает в двух режимах — обычном и падающем. Обычный — это пики горят в течении 0,5 секунд и гаснут, падающий — это пики горят 0,5 секунд и падают вниз (если уровень сигнала в данный момент стал ниже уровня, который был 0,5 сек. назад).
Схема индикатора изображена ниже. Светодиоды применены на ток 3 мА, если ставить светодиоды мощнее, на ток 20 мА, то резисторы R1-R8 необходимо заменить на резисторы по 22-33 Ом. R11-R14 устанавливаются в зависимости от необходимого режима работы индикатора. Для оперативного переключения режимов, можно в точках их соединения с общим проводом установить коммутированные перемычки («джамперы»).

Конфигурация процессора (установка предохранителей, «фузов»)

CP:OFF, CCP1:RB0, DEBUG:OFF, WRT_PROTECT:OFF, CPD:OFF, LVP:OFF, BODEN:ON, MCLR:OFF, PWRTE:OFF, WDT:ON, OSC:INTRC_IO, IESO:OFF, FCMEN:OFF.



Режимы, в которых может работать индикатор, изображены ниже в таблице. Их можно комбинировать установкой или снятием перемычек (резисторов). Резистором R1 изменяется чувствительность индикатора, меняется напряжение на выводе 2 микроконтроллера, причём чем меньше напряжение на выводе, тем выше чувствительность. Оптимальное напряжение на выводе 200-250 мВ.

Таблица 1. Выбор режимов индикации.

Резистор
джампер

Отсутствует

Присутствует

Бег линия

Бегающая точка

Логарифмическая шкала

Линейная шкала

С индикацией пиков

Без индикации пиков

Пики падающие

Пики простые


Ниже в архиве имеются схема, рисунки печатной платы, прошивка микроконтроллера.

Здравствуйте, дорогие читатели и посетители нашего сайта, в данном обзоре мы с вами рассмотрим индикатор пиков и впадин под названием Holy Signal. В целом, данный индикатор известен достаточно давно, и, сразу хочу отметить очень важный нюанс.

Дело в том, что данный индикатор жутко перерисовывает свои значения. Тем не менее, этот индикатор пиков и впадин не должен использоваться в качестве сигнального, потому как толку будет мало. На мой субъективный взгляд, этот инструмент может помочь строить уровни поддержки и сопротивления.

В рамках этой статьи мы рассмотрим с вами данный индикатор, чтобы четко понимать, как его использовать на практике , и на что стоит обратить свое внимание. Впервые индикатор Holy signal стал известен после появления стратегии для бинарных опционов Drake delay stochastic.

Индикатор рисует на любых интервалах и парах

Честно скажу, что данный индикатор используется на практике трейдерами не часто, а если и используется, то только в качестве дополнительного инструмента. Как правило, любой индикатор пиков и впадин перерисовывает свои значения . Давайте судить логически, если бы подобного рода индикатор четко указывал бы на развороты, то он стал бы настоящим граалем, а, как известно, грааля на рынке не существует, и это стоит понимать. А возможно станут для вас сигнальным инструментом.

Посмотрите на рисунок выше, это и есть наш индикатор. На первый взгляд, это настоящий грааль, ибо где появляется точка индикатора, оттуда пункт в пункт и начинался разворот текущей тенденции.

Начинающий трейдер может подумать, что вот он – это грааль, но на самом деле, все совершенно не так. Индикатор перерисовывает свои значения, в данном случае, может появиться точка, которая сигнализирует о том, что формируется разворот, но цена может как ни в чем не бывало двигать дальше, а точка, которая появилась, сразу пропадет. Читайте страницу , возможно по завершении чтения обеих страниц вы захотите что-то совместить.

И вот в таком духе индикатор может рисовать бесконечно . Потому, торговать после появления точки индикатора – это бессмысленно, потому как это принесет исключительно сильные убытки. Потому, если вы решили использовать данный индикатор и видите, что появилась его точка, то не нужно сразу же открывать позицию.

Использовать данный индикатор можно на любых интервалах и на любых валютных парах , тут никаких ограничений нет.

О глупостях в связи с этим инструментом и в связи с разными гуру трейдинга

Знаете, я иногда в некоторых источниках встречал, что авторы советуют использовать этот индикатор следующим образом: появилась точка – мы открываем сделку. Повторяю, ни в коем случае этого делать нельзя. Кроме того, я иногда видел как особо хитрые продавцы продают этот индикатор, просто меняя название . И вы знаете, наверняка есть начинающие трейдеры, которые на это ведутся. Да, возможно человек потратит не много денег на покупку этого говна, но насколько будет досадно от того факта, что его просто наглым образом обманули.

Сейчас я немного отойду от темы, но я должен вам об этом рассказать. Если вы являетесь начинающим трейдером, то вы должны держать ухо востро , потому как сейчас есть огромное количество жуликов, которые втюхают вам откровенно говеный материал, который не будет полезен, и даже наоборот. Конечно, вы, возможно, потеряете на этом немного денег, но не хочется быть обманутым.

Скачать

Прежде чем потратить деньги на тот или иной материал, вы должны удостовериться во всем. Вы платите свои деньги, и вы имеете право требовать подтверждения того, что материал , который вам предоставляется, является действительно полезным .

Множество гуру трейдинга постоянно будут появляться. Проблема в том, что реальные звезды этого рынка появляются очень редко.

Хочу привести вам абсолютно реальный пример непосредственно из своей практики. Как-то листал я страницы в ВК и увидел, что один человек предлагал всем желающим пройти обучение по торговле, где он выступал непосредственным преподавателем. Он обещал, что после 1-2 месяцев обучения у него, вы навсегда забудете о том, что такое убытки. Он вам научит чувствовать рынок и всегда оставаться в плюсе. Естественно, звучит это очень смешно, но я ради интереса решил узнать у него, что к чему.

Само по себе обучение стоило не особо так дорого, что-то около 250 долларов. Я сказал , мол, окей, круто, но предоставь мне результаты своей торговли, я же должен видеть, что меня обучает компетентный человек.

Смотреть обзорное видео индикатора

Он мне поскидывал кучу скринов, где были прямо таки идеальные сделки. То есть, чел прям улавливал развороты рынка пункт в пункт, и обещал, что научит этому. Да, на скринах все выглядело красиво, но я ему сказал, что скрины это не интересно. Поймите, нарисовать можно что угодно. Потому, я у него попросил предоставить мне инвест-пароль от счета или хотя бы мониторинг своей торговли с MyFXBook. В ответ на это, данный персонаж меня просто заблокировал.

Какой вывод можно сделать? В данном случае, человек ни копейки не зарабатывает на рынке, а его задача втюхать откровенно говеный материал, чтобы нажиться на доверчивых новичках. Помните, всегда проверяйте, что за потраченные вами деньги, вы получите действительно качественный материал.

Используем, только как вспомогательный инструмент

Теперь давайте поговорим о том, как правильно можно использовать данный индикатор пиков и впадин. С его помощью можно обозначать для себя зоны поддержки и сопротивления. Посмотрите на пример ниже!

Мы видим, что у нас было приблизительно на одном уровне скопление точек индикатора Holy Signal и через них мы с вами проведем некую зону сопротивления и будем ждать, отработает ли она. Когда цена снова подобралась к данной зоне, то она была пробита, но мы видим, что через некоторое время эта зона отработала уже в качестве поддержки. — это дополнительная возможность войти.

Стоит обращать на этот индикатор внимание уже постфактум, когда произошел разворот и был сформирован пик или впадина рынка. От этой точки индикатора мы можем провести уровень и ждать реакции цены при подходе к этому уровню снова. На появление точки мы не реагируем, потому как она может появиться, сигнализируя нам о формировании пика или впадины, а цена и дальше продолжит движение в первичную сторону. Данный индикатор пиков и впадин является исключительно вспомогательным инструментом !

Светодиодный уровень сигнала своими руками. Светодиодный индикатор уровня сигнала на LM3915. Технические характеристики газоразрядных индикаторов

Здравствуйте. Закончились праздники и можно снова приступить к работе. Наверное, многие уже видели наши фотографии светодиодного индикатора уровня — столбики на умных светодиодах WS2812B . Решил в более полном объёме поведать о столбиках. Тем более, что коллеги смотрят на меня непонимающим взглядом: прикольная штуковина, а мало кто о ней знает. Надо исправлять.

Думал с чего начать и решил, что всё-таки с самого начала. Индикатор уровня, или как его ещё называют VU -метр, на светодиодах мы хотим заполучить давненько. Его успешно можно использовать в качестве декора, например, встраивать в усилители, ставить рядом с аудиотехникой или монитором компьютера. Готовых решений, которые бы нам понравились, не нашли, поэтому надо было сделать свой VU -метр.

Первая разработка выглядела так:

Этот индикатор уровня был изготовлен моим коллегой Константином М. и отдан мне на оживление. Два канала, по 16 одноцветных светодиодов каждый, управлялись с помощью микроконтроллера ATmega8 через два 8-битных сдвиговых регистра. Для экономии и удобства использовалась динамическая индикация: одновременно могли светиться только 16 светодиодов одного столбика. Платку я запустил, всё на ней работало, но мне почему-то так и не удалось сделать изменение уровня столбиков красивым.

Вскоре после этого, появилась разработка индикатора уровня интереснее предыдущей:

Константин сделал её, прежде всего, для себя. Запустил в какие-то праздники, но разобрал, так и не показав результат. Конечно же, я потом взял платы, чтобы опробовать самому. В качестве прототипа был изготовлен только один канал индикатора уровня. Сам столбик состоит из 32-х RGB светодиодов в виде модуля. Он подключается к ещё одному модулю с 4-я сдвиговыми регистрами, через который осуществляется управление. Мда… За счёт динамической индикации управление очень своеобразное. Четыре 8-битных регистра управляют выбором светодиодов, которые должны светиться в данный момент времени, а с помощью трёх выводов задаётся цвет (R, G или B). Остаётся только добавить плату с микроконтроллером и вперёд. Здесь удалось зайти дальше, чем в предыдущей версии столбиков. Сначала попробовал сделать всё с помощью Arduino Due:

Микроконтроллер, работающий на частоте 84 MHz с Arm архитектурой внутри, был как нельзя кстати, думал я. Сам столбик поддерживал 8 градаций яркости для каждого цвета светодиода (R, G и B). В один момент времени можно было зажечь только один цвет , поэтому приходилось раз в 1 мс передавать одну из 24-х комбинаций значений на светодиоды. Помимо этого, необходимо было работать с АЦП, производить расчёты десятичного логарифма и прочие вычисления. Кроме как в среде Arduino с этим микроконтроллером не доводилось работать, поэтому получился неоптимизированный Arduino -код. Но даже несмотря на это, справлялась хорошо.

А почему мы пишем программу под какой-то малоизвестный Arm контроллер? Подумали и взяли отладочную плату на микроконтроллере STM8S105C6T6:

Всё запустилось без проблем. На этот раз код был прозрачен, поэтому оптимизирован. Было несколько режимов работы столбика, но алгоритмы отработаны не до конца, и, тем не менее, индикатор уровня нам уже нравился. Вот только что делать с этой охапкой проводов, кому она нужна, и кто её захочет подключать? Надо что-то придумать…

Решение у нас было, но в этот раз до его реализации мы не добрались. Потому что однажды – это был обычный четверг – случилось следующее: ещё один мой, не менее ценный, коллега Денис В. произнёс свою коронную фразу: «Смотрите, какую я прикольную штуку нашёл «! Это была лента на умных светодиодах WS2812B:


Ей для подключения необходимо всего 3 провода (сигнал, питание 5 В и общий провод). Круто, прощай охапка лишних проводов – подумали мы и заказали ленту на пробу:



Про эту ленту на светодиодах WS2812B много рассказано на просторах интернета — всегда можно найти что-нибудь интересное и подходящее. В основном люди делают из неё различные «светилки». Получается красиво – ещё бы, потребление «раскалённого добела «светодиода составляет 40 мА. Если лента длинная, к порту USB компьютера её не подключишь. Требуется достаточно мощный источник питания — задача, которую предстояло решить. Несмотря на эту сложность, прельщало удобство управления столбиками по одному проводу. Почему бы не сделать из этой ленты конструктор индикатора уровня, чтобы была возможность менять цветовые схемы, переключать режимы… А поможет в этом плата Arduino Pro Mini на микроконтроллере ATmega328. Её легко программировать с помощью переходника UART–USB. Была ещё одна трудность: очень короткие тайминги между загрузкой данных. «Светилки «, конечно, у людей получались… Но нам хотелось во время отправки данных ещё успевать брать значения с АЦП, читать из памяти, сохранять, производить вычисления… Поэтому, пока лента была в пути, обдумывали, возможность использования аппаратного SPI, а точнее сигнала MOSI для организации передачи с прерываниями. Будет ли контроллер всё успевать? Или придётся оптимизировать код, как-то исхитряться, лезть в ассемблер — это предстояло выяснить. Но мы уже знали точно и с прошлой реализации столбика утвердили: количество светодиодов на канал будет 32 штуки. Итого, нужно было обрабатывать 64 умных светлячка на два столбика. Забегая вперёд, хочу сказать, что WS2812B были освоены. Я ещё помучаюсь с программной частью, расскажу про аппаратную — будет продолжение.

P.S. Появилось и ещё одно развитие столбиков. То самое решение, которое на время отложилось из-за находки WS2812B, но, благодаря ей, модернизировалось и упростилось. Оно позволит использовать любые обычные светодиоды (одноцветные и RGB) и более мощное освещение: даже прожекторы. Более того, столбики — это малая часть того, что может появиться из нашей идеи. Об этом как-нибудь в другой раз.

P.P.S. В следующей записи будет показана схема подключения линии аудиосигнала к индикатору уровня . А те, кому интересно и уже не терпится увидеть, какие у нас получились столбики, могут посмотреть этот видеоролик:

С уважением, Никита О.

Определить уровень сигнала на индикаторных светодиодах необходимо для решения нескольких задач (показатели тока и напряжения, смены фазы), но наиболее часто такая схема применяется именно для отображения уровня звука.

В современной электронике индикаторные светодиоды отчасти уступили место устройствам на ЖКИ и светодиодных матрицах. Но схема такого типа не только наглядно показывает уровень сигнала, она также проста в реализации и довольно наглядна.

Из чего собрать светодиодный индикатор уровня?

За основу могут быть взяты аналого-цифровые преобразователи (АЦП) LM3914-16. Эти микросхемы способны управлять как минимум 10 диодами, а при добавлении новых чипов количество лампочек может увеличиваться практически до бесконечности. Индикатор может иметь любой цвет, а над исполнением корпуса лучше подумать заблаговременно, чтобы потом это не стало неожиданностью.

LM3914 имеет линейную шкалу, которая может также использоваться для измерения напряжения, а 15 и 16 – логарифмическую, но при этом цоколевка у микросхем ничем не отличается.

Светодиоды при этом могут быть любыми, импортными или отечественными, главное, чтобы они подходили для выполнения поставленной задаче. Например, можно использовать простейшие диоды АЛ307, но можно и более сложные.

Расчет схемы индикатора

Составление данного устройства не требует никаких специальных навыков. Расчет показателей тока и напряжения можно произвести в любой программе, как и чертеж.

Одна из «ножек» (9) микросхемы подключается к положительному входу подачи напряжения. Таким образом светодиоды будут управляться как единый столбец. Для того чтобы иметь возможность самостоятельно регулировать режимы при смене фазы, схема должна включать в себя переключатель, но может спокойно обойтись и без него, если эта опция не нужна.
Ток, проходящий через светодиоды для заданного напряжения и фазы можно рассчитать так:

R – сопротивление на 7 и 8 «ножках»

Для тока в 1 мА R=12,5 / 0,001 А = 12,5 кОм.

А для тока в 20мА R=625 Ом.

Внедрение подстроечного резистора даст возможность регулировать яркость свечения, при отсутствии такой необходимости можно поставить обычный. Номиналы для них будут 10 кОм и 1 кОм соответственно.

Конечная схема светодиодного индикатора уровня получится приблизительно такой.

Она идеально подходит для моно-сигнала, но для стерео- придется составить ещё одну на второй канал. Они могут объединяться через обычный сетевой кабель с учетом фазы. Отменный вариант – сделать две одинаковые схемы, выполненные в разных цветах для демонстрации уровня каждого из каналов. Устройства также могут менять свой цветовой диапазон, но такая реализация будет несколько сложнее.

Величина C3 может быть равной 1 мкф при условии, что R4=100 кОм. Номинал R2 можно подбирать из диапазона 47-100 кОм.

В данной схеме используется транзистор КТ 315, но его можно заменить любым другим с подходящими параметрами (фазы сигнала, тока, вел-на напряжения, p-n переход).

Совет: Все необходимые элементы можно приобрести на радиорынке или в магазине, стоит учесть, что чипы LM3915-16 несколько дороже, чем LM3914. Менее затратный вариант – выпаять комплектующие с уже существующих плат.

В итоге получится приблизительно такое устройство:

Собрать индикатор уровня сигнала своими силами – вполне решаемая задача. Главное – найти из чего будет составляться схема, а после – уделить немного времени проверке и отладке устройства.

Однажды у друга в машине увидел светодиоды, мигающие в такт музыке. Загорелся желанием сделать подобное и себе. Для начала, украшу колонки в компьюте, а затем спаяю и машину. Друг не знал, как и что там стоит и мигает. Пришлось самому чего-то искать в интернете. Один человек очень помог в поисках и создании простой электросхемы. В схеме всего 3 детальки, которые можно приобрести почти везде: светодиод, подстроенный резистор, диод. Сама принципиальная электрическая схема выглядит следующим образом:

Идикатор уровня получается в сборке очень лёгкий. Его сможет собрать даже человек с дрожащими и неопытными руками:) Резистор ставьте примерно от 1 до 22 килоом — этого будет достаточно. Диод ставил КД226. Данный выпрямительный диод любой, способный выдержать всю нагрузку, разумеется с некоторым запасом. Диоды VD3-VD6 кремниевые, с прямым падением напряжения 0,7…1 В и допустимым током не менее 300 мА.


Немного усложнённая схема способна показать пять различных уровней сигнала, но их можно уменьшить, например до двух, или увеличить.

Однако при увеличении, следует помнить, что увеличивая их количество, увеличивается и потребляемая мощность всем индикатором, а чем больше уйдет на индикацию, тем меньше дойдет до колонки, следовательно, если переборщить с количеством уровней, могут появится провалы в звуке.


В общем получилась очень простая и интересная конструкция LED индикатора звука. Вместо тусклой темноты в комнате появились световые эффекты.


Пока что приклеил к корпусу сабвуфера, буду далее думать, куда прикрепить. Видео работы:

Количество светодиодов ленте влияет на яркость, поэтому если у вас достаточно мощный УМЗЧ — можно подключить длинную разноцветную LED ленту. Автор статьи: Максим Шайков

Обсудить статью ПРОСТЕЙШИЙ СВЕТОДИОДНЫЙ ИНДИКАТОР ЗВУКА


Индикатор звука на AN6884

Основа конструкции две микросборки типа AN6884 (KA2284) это уже готовый светодиодный индикатор уровня сигнала используемый для индикации различных значений переменного сигнала, к которым остается подключить немного компонентов обвязки и сами светодиоды. Схема такого устройства, как раз, и показана на рисунке ниже.

Фотографи собранной и распаенной печатной платы вы можете посмотреть на рисунке ниже, а ее чертеж выполненный в программе Sprint Layout можете взять по зеленной ссылке выше.

Основа конструкции операционные усилители — LM324. Эта схема использует два квадрафонических операционных усилителя, для формирования восьми ведомых аудио частотных каналов.


Еще один интересный вариант схемы из 10 микросхем LM324 и 40 светодиодов. Если собрать две идентичные конструкции, можно использовать в режиме стерео. Напряжение питания 12 В, ток потребления 2.5А

Диапазон индикатора уровня звука (мощности УНЧ) должен лежать в диапазоне от 0,5 до 50 Вт. Особенностью устройства является то, что ему не требуется внешний блок питания, он получает своим вольты от поступающего аудиосигнала.

Основа схемы микросхема LM339 который представляет собой счетверенный компаратор. Напряжение идущее на вход индикатораудваивается при помощи диодов VD1 и VD2 и емкостей С1 и С2, далее оно следует на стабилизатор 78L05 применяемый для питания ОУ LM339 и на инверсные входы компараторов через делитель напряжения на резисторах R6 и R7. При помощи подстроечных сопротивлений R2-R5 каждый компаратор регулируется на срабатывание при любой требуемом уровне. При срабатывании компаратора светится соответствующий светодиод.


Светодиодный индикатор звука на микросхеме A227D (К1003ПП1)

Основые параметры устройства

Напряжение питания схемы: 10-18 В
Входное напряжение на выводах 3,16,17, max 6,2 В
U входное 50-500 мВ

Сопротивлением R6 регулируем яркость свечения светодиодов. Резистором R8 настраиваем уровень загорания первого светодиода. R10 — тоже, только для последнего светодиода. Интегрирующая цепочка R4,C3 задает время задержки выключения светодиодов.

Основой простой конструкции является микросхема AN6884 -представляющая из себя почти готовый индикатор уровня сигнала. Можно использовать и транзисторный вариант устройства, но понадобится много транзисторов и эффект будет на порядок хуже, а чувствительность в целом ниже.


Радиоконструктор пришел в пакетике:

Детали:


Плата односторонняя, без металлизации, сделано качественно, паять легко, обозначения деталей и номиналы обозначены:


По фото видно, что плата отличается от платы, отображенной на лоте продавца — есть разъем J3

Инструкция и схема:

Схема в большом разрешении



Спаял. Вот что получилось:


За пайку не ругайте — 27 лет ничего на печатках не паял. Первый опыт.
Лишних деталей в комплекте нет.

Когда паял выяснились три непонятки.
1. Не понятно, зачем тут разъем-перемычка J3? В комплекте конструктора нет ни разъема, ни перемычки. При включении как-то непонятно работают только половина светодиодов (красные и ниже). Запаял (закоротил) контакты J3
2. Резистор R9. На распечатке указан 560 Ом. В наборе — 2.2 кОм. Я из старых запасов поставил резистор МЛТ, как указанно в схеме — 560 Ом. Подумал, что китайцы перепутали что-то. При включении постоянно горели два нижних желтых светодиода — D1,D2. Перепаял резистор — взял из набора резистор в 2.2 кОм — стало работать как нужно.

Изменение в схеме — правильный резистор


3. Если загорается крайний красный светодиод и горит постоянно — то градусов до 60 начинает греться резистор R5. Странно.

Питание схемы — 9-12 Вольт. Подал 12 В на питание. Все работает нормально. Подстроечным резистором можно выставить максимально отображаемый уровень сигнала. Минимальный уровень, если подавать на устройство сигнал напряжением 1.9 Вольт:


Отсюда вывод -при штатном напряжении питания 9-12 Вольт индикатор лучше подключать к выходам УНЧ, а не после предварительного усилителя или на вход УНЧ после регулятора громкости.

Шкала свечения светодиодов — логарифмическая. Как индикатор разряда аккумулятора использовать не получится. Если подключить выход с наушников сотового телефона на максимальной громкости на вход, то горят максимум 6 желтых светодиодов.

Дальше решил поэкспериментировать с уменьшением напряжения питания. Вывод — чем меньше напряжение питания — тем чувствительнее устройство. Работало нормально от 5 в — красные светодиоды в этом случае горели и от сотового телефона. Если уменьшить напряжение до 3 вольт, светодиоды тускло горят, но не мигают. Видимо это предел. Так что я бы не запитывал от напряжения, меньше 5 вольт.

Вывод: простой, интересный радиоконструктор. Можно оборудовать им какой-нибудь самодельный УНЧ. Минусы — неудобное крепление платы — только одно крепежное отверстие. Плата (из-за панельки и микросхемы) получается достаточно высокая. Если поставить параллельно две платы, то расстояние между светодиодами обоих каналов будет достаточно большое.

Планирую купить +25 Добавить в избранное Обзор понравился +37 +62

Archive — RECEIVER.BY

a quick search in the archives of amateur publications


Recent searches

Двухполярный источник питания [2], Океан РП-222 (полупроводн.) — 148Кб [1], Усилитель звуковой частоты на микросхеме TDA2005 [1], NOKIA 6364 [1], IC-718 инструкция по эксплуатации [1], loewe a [3], ДОРАБОТКИ ТРАНСИВЕРА RA3AO [2], ft-5100 technical supplement [1], усилитель мощности  [359], Формирователь двуполярного напряжения [1], А-8 [5], LG CF-21E60 [2], Урал авто-2 [1], микро [713], FT-707 Service Manual [1], Прибор комбинированный Ц4341 [2], inverted [3], Астра [38], Приципиальная схема селектора каналов СКМ-30-1 [1], SAMSUNG MAX-S720 схема [1], УКВ радиоприемник (TDA 7000 ,TDA2002) [1], funai tv-1400a mk7 service manual [1], GRUNDIG ST 170 [1], BELINEA 101830 [1], ТА-68М [2], комета [24], 344 [5], THOMSON 29DC410S схема [1], Генератор видеосигнала на микроконтроллере PIC16F84 [1], WALTHAM TS3350 [1], panasonic tc-21g10 [1], Гиала 410 (транзисторный) — 24Кб [1], мк-1-1 [2], Меридиан 210 (транзисторный) — 84Кб [1], Магнитофоны [1], Как [150], Инструкция [184], 101 [132], магнитофон [255], MOTOROLA StarTac (Service Manual, Level-3,-4), RAR [1], PANASONIC KX-F130 [1], Ц20-05 [1], Зарядное устройство на MAX 713 ( 4 варианта ) [1], Ц4323 (авометр) — 24Кб [1], alligator lx-550 [3], антенна [257], гпд  [9], Оризон 51ТЦ -507/508 [1], Слуховой аппарат [3], Alan CT-145 [2], FUNAI 2000MK8 Блок питания [1], Вега 101 [3], П-321 [1], Velleman Personal Scope HPS5 [2], alinco dj [53], Pioneer DEH-P3500MP [1], PHILIPS GR2.1 [1], Доработка схемы радиостанции PILOT [1], Ламповые усилители [2], 806 [10], Схема для защиты программ от копирования. Собрана на AT90S1200, подключается к LPT (включая питание) [2], Black Bug Super (Описание- автосигнализация) [1], Yaesu FT-8500 [1], ORION T2190 [1], стерео приемник [3], Схема подключения [127], SKYNET [4], Alinco DJ-X10. Программатор [1], sony kp-41s5 [1], shivaki [1], elenberg l29 [1], ЖУЧОК [40], panasonic rx-dt600 [1], Простой CAT/DATA-интерфейс для трансиверов Yaesu FT-857, FT-897 [1], радиотехника м-201 [6], mfj-259b manual [1], Vertex VX-10 [1], Вега 402 — Радиоприемник (СССР) транзисторный 26Kb [2], Усилитель мощности УМ-3 [1], GRUNDIG ST 70-550 [1], NOKIA 1610 (NHE-5* Service Manual), ZIP [1], Цифровой измеритель частоты приема [1], Albrecht [29], Океан 204 (205) [4], Озонатор Устройство для озонирования воды и заживления наружных воспалительных процессов [3], sanyo ja 6100 [1], KGE3000T инструкция [1], Яуза-220 стерео — Магнитофон (СССР) приставка (дека) 105Kb [1], FUNAI 2000MK8  [1], 356 [4], стабилизатор тока [2], jvc KS-FX640 [1], syncmaster 450 [1], Океан РП-222 [1], Электроника ВМ — 18 [1], Радиопередатчик с высокой стабильностью частоты задающего генератора (22 [1], Диапазон частот 27 МГц [1], Приципиальная схема модуля питания МП-44-3 [2], Вега 109 стерео ЭПУ G602 [2], блок индикации [4]

Светодиодный индикатор уровня аудиосигнала на LM3915 своими руками. Индикаторы уровня

Двухканальный светодиодный линейный индикатор звукового сигнала построен на специализированных микросхемах LM3914. Я собрал этот индикатор с 60 светодиодами на каждый канал, все диоды красные (мне больше нравятся за яркость свечения), хотя конструкция индикатора такова, что вы легко можете заменить полоску свечением диодов другой цвет. Конструктивно устройство имеет 3 платы:

1.Табло индикатора (сменное).

2. Плата левого канала.

3. Плата правого канала.

Уровни отображения:

— Первый сегмент 20 мВ
— 10 сегментов 150 мВ
— 20 сегментов 300 мВ
-…
-………
— ………
— 60 сегментов 900 мВ

Калибровка проводилась с использованием милливольтметра отдельно для каждого канала, а затем как сравнение этих двух каналов.Конструктивно микросхемы — панельные, для удобства замены, например, логарифмического индикатора на LM3915.

Он основан на 10 компараторах, на инверсные входы которых подается входной сигнал через буферный операционный усилитель, а прямые входы подключены к отводам резистивного делителя напряжения. Выходы компаратора представляют собой втекающие генераторы тока, что позволяет подключать светодиоды без ограничивающих резисторов. Индикация может осуществляться как одним светодиодом (режим «точка»), так и линией светящихся светодиодов, высота которых пропорциональна уровню входного сигнала (режим «полоса»).Входной сигнал Uin подается на вывод 5, а напряжения, определяющие диапазон указанных уровней, поступают на выводы 4 (нижний уровень Un) и 6 (верхний уровень Uv).

Таблица рабочих параметров микросхемы LM3914

Ток потребления для всех светодиодных сегментов обоих каналов составляет около 1,3А при питании от 5В. Платы не используют усилитель входного сигнала, но его чувствительность такова, что нижний предел (первый сегмент) может срабатывать при напряжении менее 20 мВ переменного тока.


Двойной уровень на 2 канала имеет размер 157×32 мм. Каждая отдельная канальная плата (левая и правая) имеет размер 157×24 мм. Размеры собранной конструкции: 157x32x45 мм.


В качестве настройки правильной линейности шкалы необходимо выбрать пределы нижнего и верхнего уровней для каждой микросхемы. В принципе, можно при желании растянуть шкалу каждого канала в несколько раз с заданным схемным решением.

Сделав свой усилитель, я твердо решил сделать светодиодный индикатор выходной мощности на 8-10 ячеек для каждого канала (4 канала). Схем таких индикаторов очень много, нужно лишь выбрать по своим параметрам. На данный момент выбор микросхем, на которых можно собрать индикатор выходной мощности УНЧ, очень велик, ну например: KA2283, LB1412, LM3915 и т.д. Что может быть проще, чем купить такую ​​микросхему и собрать схему индикатора) Одно время я ходил немного иначе…

Предисловие

Для изготовления индикаторов выходной мощности своего УНЧ выбрал транзисторную схему. Вы спросите: а почему не на микросхемах? — Постараюсь объяснить плюсы и минусы.

Из плюсов можно отметить, что при сборе на транзисторах можно гибко отладить схему индикатора по нужным вам параметрам, выставить нужный диапазон отображения и плавность реакции как угодно, количество ячеек дисплея — да при хоть сотня, лишь бы терпения их отрегулировать.

Также можно использовать любое напряжение питания (в разумных пределах), спалить такую ​​схему очень сложно, в случае неисправности одной ячейки можно быстро все исправить. Из минусов хочу отметить, что на корректировку данной схемы под свои вкусы уйдет много времени. Делать на микросхеме или транзисторах решать вам, исходя из ваших возможностей и потребностей.

Собираем показатели выходной мощности на самых распространенных и дешевых транзисторах КТ315. Я думаю, что каждый радиолюбитель хоть раз в жизни встречал эти миниатюрные цветные радиодетали, у многих они валяются пачками по несколько сотен и простаивают.

Рис. 1. Транзисторы КТ315, КТ361

.

Масштаб моего УНЧ будет логарифмическим, исходя из того, что максимальная выходная мощность будет около 100 Вт. Если сделать линейным, то при 5 Вт даже светиться ничего не будет, либо придется делать шкалу в 100 ячеек. Для мощных УНЧ необходимо наличие логарифмической зависимости между мощностью на выходе усилителя и количеством светящихся ячеек.

Принципиальная схема

Схема невероятно проста и состоит из идентичных ячеек, каждая из которых настроена для индикации желаемого уровня напряжения на выходе УНЧ.Вот 5-ячеечная диаграмма:

Рис. 2. Схема индикатора выходной мощности УНЧ на транзисторах КТ315 и светодиодах

Выше схема для 5 ячеек индикации, клонированием ячеек можно получить схему на 10 ячеек, именно это я собрал для своего УНЧ:

Рис. 3. Схема индикатора выходной мощности УНЧ на 10 ячеек (нажмите для увеличения)

Номиналы частей в этой схеме рассчитаны на напряжение питания около 12 В, не считая резисторов Rx, которые необходимо выбрать.

Расскажу как устроена схема, все очень просто: сигнал с выхода усилителя НЧ идет на резистор Rin, затем диодом D6 отсекаем полуволны и затем прикладываем постоянную напряжение на входе каждой ячейки. Ячейка индикации представляет собой пороговое ключевое устройство, которое включает светодиод при достижении определенного уровня на входе.

Конденсатор C1 нужен для того, чтобы элементы плавно отключались при очень большой амплитуде сигнала, а конденсатор C2 реализует задержку свечения последнего светодиода на доли секунды, чтобы показать, что достигнут максимальный уровень сигнала — вершина горы.Первый светодиод отмечает начало шкалы и поэтому горит постоянно.

Детали и установка

Теперь по поводу радиодеталей: конденсаторы С1 и С2 подобрать себе по душе, я брал каждый по 22МкФ на 63В (не советую брать на УНЧ с выходом 100Вт за меньшее напряжение), все резисторы МЛТ-0,25 или 0,125 . Все транзисторы — КТ315, желательно с литерой Б. Светодиоды — любые какие только можно достать.

Рис. 4. Плата индикатора выходной мощности УНЧ на 10 ячеек (нажмите для увеличения)

Рис.5. Расположение компонентов на печатной плате индикатора выходной мощности УНЧ

.

Все компоненты на печатной плате обозначать не стал, так как ячейки идентичны и можно без особых усилий разобраться, что и куда припаять.

В результате работы у меня получилось четыре миниатюрных шарфа:

Рис. 6. Готовые 4 канала индикации для УНЧ мощностью 100 Вт на канал.

Настройка

Сначала отрегулируем яркость светодиодов.Определяем какое нам нужно сопротивление резисторов для достижения желаемой яркости светодиодов. Подключаем последовательно к светодиоду переменный резистор 1-6 кОм и питаем эту цепь питания напряжением, от которого будет запитана вся схема, у меня 12В.

Крутим чейнджер и добиваемся уверенного и красивого свечения. Выключаем все и измеряем сопротивление переменной тестером, вот номиналы для R19, R2, R4, R6, R8 … Метод экспериментальный, также можно посмотреть в мануале максимальный постоянный ток светодиода и рассчитайте сопротивление по закону Ома.

Самый долгий и ответственный этап настройки — установка порогов индикации для каждой ячейки! Мы настроим каждую ячейку, выбрав для нее сопротивление Rx. Так как у меня будет 4 таких схемы по 10 ячеек в каждой, мы сначала отладим эту схему для одного канала, и на ее основе будет очень просто настроить другие, используя последнюю в качестве справочника.

Ставим в первую ячейку переменный резистор 68-33к вместо Rx и подключаем конструкцию к усилителю (желательно к какому-нибудь стационарному, заводскому, где есть своя шкала), на схему подаем напряжение и включаем музыку чтобы было слышно, но на малой громкости.Красивого подмигивания светодиода добиваемся переменным резистором, после этого отключаем питание схемы и замеряем сопротивление переменного, впаиваем вместо него постоянный резистор Rx в первую ячейку.

Теперь переходим к последней ячейке и делаем то же самое, только раскачивая усилитель до максимального предела.

Внимание !!! Если у вас очень «дружелюбные» соседи, то можно не использовать акустические системы, а обойтись подключенным резистором 4-8 Ом вместо акустической системы, хотя удовольствие от настройки будет не таким))

Добиваемся переменным резистором уверенного свечения светодиода в последней ячейке.Все остальные ячейки, кроме первой и последней (мы их уже настроили), настраиваем как угодно, на глаз, отмечая при этом значение мощности для каждой ячейки на индикаторе усилителя. Регулировка и градуировка шкалы ваша)

Отладив схему для одного канала (10 ячеек) и припаяв второй, также придется подбирать резисторы, так как каждый транзистор имеет свое усиление. Только то, что усилитель больше не нужен и соседи получат небольшой таймаут — мы просто припаиваем входы двух цепей и подаем туда напряжение, например от блока питания, подбираем сопротивления Rx, добиваясь симметрии свечения индикаторные ячейки.

Заключение

Вот и все, что я хотел рассказать об изготовлении индикаторов выходной мощности УНЧ на светодиодах и дешевых транзисторах КТ315. Свое мнение и комментарии пишите в комментариях …

UPD: Юрий Глушнев прислал свою печатную плату в формате SprintLayout — Скачать.

Около года назад мне пришла в голову идея собрать преобразователь напряжения на 12-220 вольт. Для реализации понадобился трансформатор. Обыск привел к гаражу, где был обнаружен усилитель Солнцева, собранный мной 20 лет назад.Просто сняв трансформатор и тем самым разрушив усилитель, не подняло руки. Родилась идея его оживить. В процессе реанимации усилителя многое претерпело изменения. Включая индикатор выходной мощности. Схема предыдущего индикатора была громоздкой, собрана на К155ЛА3 и т. Д. Даже интернет не помог ее найти. Но была найдена еще одна очень простая, но не менее эффективная схема индикатора выходной мощности.

Схема светодиодного индикатора

Эта схема хорошо описана в Интернете.Здесь я просто вкратце расскажу (перескажу) о ее творчестве. Индикатор выходной мощности собран на микросхеме LM3915. К мощным выходам компараторов микросхем подключены десять светодиодов. Выходной ток компараторов стабилизирован, поэтому демпфирующие резисторы не нужны. Напряжение питания микросхемы может находиться в диапазоне 6 … 20 В. Индикатор реагирует на мгновенные значения звукового напряжения. В микросхеме делитель устроен так, что каждый последующий светодиод загорается при увеличении напряжения входного сигнала в v2 раза (на 3 дБ), что удобно для управления мощностью УМЗЧ.

Сигнал снимается напрямую с нагрузки — акустики УМЗЧ — через делитель R * / 10k. Указанный на схеме диапазон мощностей 0,2-0,4-0,8-1,6-3-6-12-25-50-100 Вт соответствует действительности, если сопротивление резистора R * = 5,6 кОм для Rn = 2 Ом, R * = 10 кОм для Rn = 4 Ом, R * = 18 кОм для Rn = 8 Ом и R * = 30 кОм для Rn = 16 Ом. LM3915 позволяет легко изменять режимы отображения. Достаточно просто подать напряжение на вывод 9 микросхемы LM3915, и она переключится из одного режима индикации в другой.Для этого используются контакты 1 и 2. При их подключении ИС перейдет в режим индикации «Световой столбик», если оставить свободным — «Рабочая точка». Если индикатор будет работать с УМЗЧ с другой максимальной выходной мощностью, то нужно всего лишь подобрать сопротивление резистора R *, чтобы светодиод, подключенный к выводу 10 ИМС, светился на максимальной мощности УМЗЧ.

Как видите, схема простая и не требует сложной настройки. В связи с широким диапазоном питающих напряжений для его работы я применил одно плечо импульсного двухполюсного блока питания УМЗЧ +15 вольт.На входе сигнала вместо выбора отдельных резисторов R * выставил переменное сопротивление 20 кОм, что сделало индикатор универсальным для акустики разного сопротивления.

Для смены режимов отображения я предусмотрел установку перемычки или кнопки с защелкой. В финале он закрылся прыгуном.

Многие хорошо помнят, как на заре 80-х магнитофоны (японские) имели записывающие измерители уровня с отображением пиков. Иметь такой индикатор в своем распоряжении было мечтой многих радиолюбителей и меломанов, а собрать его самому в то время было просто нереально.
С появлением микроконтроллеров схемотехника кардинально изменилась, и теперь схема индикатора пиков выглядит не сложнее простой схемы транзисторного приемника 80-х годов.
Предлагаем вашему вниманию индикатор пикового уровня сигнала на микроконтроллере PIC16F88, в качестве индикаторов используются моно, светодиоды или светодиодные матрицы. В нем совмещены входы левого и правого каналов. Или для второго канала необходимо сделать другой аналогичный индикатор. Количество светодиодов в индикаторе (матрице) — 40 шт.Индикатор хорошо будет смотреться, например, на таких матрицах (по 10 светодиодов).

Таких матриц 4 на канал. Цвет свечения выбирайте на свой вкус. Можно использовать одноцветный, а можно поставить последний, например желтый или красный) если первые зеленые).
Или, например, есть еще такие матрицы из 20 светодиодов. Вам нужно 2 штуки на канал.


Посмотрите демонстрационное видео о том, как работает индикатор пиков. Здесь он работает в режиме отображения с пиками в падающем режиме, шкала логарифмическая (резисторы R11-R14 отсутствуют или перемычки отключены).

Индикатор может работать в линейном режиме с индикацией пиков и без них, а также в режиме бегущей точки с индикацией пиков и без. Сама пиковая индикация работает в двух режимах — нормальном и падающем. Нормальный — это пики, которые появляются на 0,5 секунды и гаснут, падают — это максимумы, продолжающиеся 0,5 секунды и падающие (если уровень сигнала в настоящее время ниже уровня, который был 0,5 секунды назад).
Схема индикатора показана ниже. Светодиоды используются на ток 3 мА, если ставить более мощные светодиоды, на ток 20 мА то резисторы R1-R8 необходимо заменить на резисторы 22-33 Ом.R11-R14 устанавливаются в зависимости от необходимого режима работы индикатора. Для быстрого переключения режимов возможна установка коммутируемых перемычек («перемычек») в местах их соединения с общим проводом.

Конфигурация процессора (установка предохранителей, предохранителей)

CP: OFF, CCP1: RB0, DEBUG: OFF, WRT_PROTECT: OFF, CPD: OFF, LVP: OFF, BODEN: ON, MCLR: OFF, PWRTE: OFF, WDT : ON, OSC: INTRC_IO, IESO: OFF, FCMEN: OFF.



Режимы работы индикатора показаны в таблице ниже.Их можно объединить, установив или сняв перемычки (резисторы). Резистор R1 изменяет чувствительность индикатора, изменяет напряжение на выводе 2 микроконтроллера, причем чем ниже напряжение на выводе, тем выше чувствительность. Оптимальное напряжение на выводе 200-250 мВ.

Таблица 1. Выбор режимов отображения.

Резистор
перемычка

Отсутствует

Настоящее время

Бегущая строка

Рабочая точка

Логарифмическая шкала

Линейная шкала

С индикацией пика

Нет индикации пиков

Падающие вершины

Пики простые


Ниже в архиве схема, чертежи печатной платы, прошивка микроконтроллера.

Компания: Датагор Электроникс
Вес лота: 50 гр.

id: 1564
есть: 0

770,84 руб.

+1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8 +9 +10 +20 +30 +50 +100

Уважаемый покупатель!
Выпускаем товар со склада, инвентаризация ведется в режиме реального времени.
Поэтому для автоматической обработки заказа мы просим вас войти в систему с вашим именем пользователя и паролем или зарегистрироваться.

Спасибо за сотрудничество.

В корзину!

Помните дорогие Hi-Fi аппараты времен их расцвета? Вы видели пиковые показатели на профессиональном оборудовании? Такой показатель врезался в мою память еще со школьных лет.
Разрешите представить Проект-002. Индикатор уровня сигнала с пиковым детектором!


Итак, 12 светодиодов, 5 из них отображают пики перегрузки с задержкой гашения.
Все настроено. И время послесвечения пиков и плавность переключения всех светодиодов и точность шкалы и яркости светодиодов и т.д.
Переключаются два режима работы индикатора: обычный столбец и режим с задержанными пиками, для ради чего все было запущено.

В комплекте:

▼ ⚖️ 41.57 Кб ⇣ 1510 Нужен файл?
Зарегистрируйтесь и войдите под своим именем пользователя и паролем.

— высококачественный заводской ПП — размер 82мм х 28мм. 2 стороны, металлизация, маска, подписи. Красота! Приятно забрать.
— полный набор радиодеталей, не считая светодиодов — вкусы и желания у всех разные
— схема
— описание сборки и настройки
— описание точной калибровки индикатора от Игоря (Audiokiller)
Цена за 1- комплект каналов.Можно каскадировать любое количество каналов: 1 канал, 2 канала, 5.1-канальный кинотеатр или анализатор спектра.

Сборка конструктора. Устанавливается подстроечный резистор, затем (соблюдая полярность) конденсаторы, потом (проверено тестером) полосатые резисторы.
Устанавливаю все пассивные элементы и немного разгибаю ножки элементов на обратной стороне печатной платы, чтобы они не выпадали. Потом припаиваю сразу все ножки. Пользуюсь недорогой паяльной станцией начального уровня ЛУКЕЙ-702. Доработан паяльник, установлено отдельно купленное фирменное жало — паять одно удовольствие.
Потом все лишнее удаляю плоскогубцами. Следите за тем, чтобы кусочки металла из-под кусачков не летели в глаза или на пол. Подрезать тонкую ногу — отличный заноз. Будьте осторожны, друзья!
И последнее, но не менее важное: я припаял микросхему в корпусе DIP22. Блок Р-2 готов.

Здесь я хочу показать альтернативный способ установки светодиодов на обратной стороне платы. В этом случае самыми высокими элементами на плоскости являются сами светодиоды: очень удобно регулировать расстояние от платы до панели вашего устройства.Я специально не отрезал «лишние» длинные ножки, чтобы светодиоды можно было без потерь убрать после окончания съемок роликов.
Еще один удобный вариант — установка светодиода под углом 90 ° (ножки должны быть предварительно отформованы). В общем, вариантов оформления исполнительной «светящейся» части очень много — все на ваш вкус, предпочтения и возможности.

Распаиваем провода и каскадируем два блока. Шлейфом пользоваться очень удобно. Каскадом достигается синхронная работа систем задержки отображения пиков для всех объединенных блоков.Иначе из-за несовершенства элементов цепей ГРМ мы бы наблюдали путаницу и колебания в этом вопросе.

Фото вариантов сборки

Прислал Влад (pmp140). Платы собраны в стопку на шестигранных стойках, светодиодные сборки соединены петлей.


Мы задаем вопросы, делимся опытом на форуме:
Форум технической поддержки для всех проектов Datagore

Связанные товары:

Печатная плата усилителя Проект-008 «ГеАмп1970» (1 шт., 1 канал)…

Полный комплект возьмите здесь: Проект-008 «GeAmp1970». Усилитель стерео (2 канала) на …

Проект-016 «Стрелка». Комбинированный (стрелка + светодиод) индикатор уровня сигнала. Монтажный комплект …

Фото прототипа Товар в обработке! Проект-016 «Стрела». Комбинированный …

Проект-008 «ГеАмп1970». Стерео (2-х канальный) усилитель на германиевых транзисторах. Монтажный комплект …

Данный проект позволит вам собрать усилитель полностью на германиевых активных элементах и…

Проект-011 «ЭЗ-Амп». Миниатюрный усилитель 2х1 Вт на TDA2822M с низковольтным питанием, включая USB. Монтажный комплект …

Миниатюрный (два канала на одной плате 60х35 мм) и простой в сборке стереоусилитель с …

Проект-010 «Контроллер резервуара для воды». Контроллер системы водоснабжения «бак-помпа» с ультразвуковым датчиком уровня. Монтажный комплект …

«Готовьте сани летом, а телегу зимой!» Народная мудрость Устройство есть устройство…

Услуга: МК прошивки для Project-007 (пайка МК и внутрисхемная прошивка) …

Вы заказываете услугу по прошивке внутрисхемной МК. Микроконтроллер в SMD корпусе …

Project-007 «Radiance Beta»: светодиодный индикатор уровня 2×16 с режимами peakhold + waterfall. Монтажный комплект …

Объяснение аналоговых светодиодных индикаторов уровня звука

Как разработать светодиодные индикаторы уровня звука? Есть два основных метода: цифровой и аналоговый. Цифровой метод основан на микроконтроллерах, а в аналоговом методе индикаторы уровня звука основаны на операционных усилителях.В этой статье мы разберем аналоговый метод изготовления светодиодного индикатора уровня звука (более известного как светодиодный VU-метр).

Светодиодный индикатор уровня звука (LED VU-meter)


Аналоговые светодиодные индикаторы уровня звука, разработанные Джорджем Адамидисом, находятся под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported License.

Основные характеристики аналогового светодиодного индикатора уровня звука
  1. Каждый аналоговый светодиодный индикатор уровня звука на самом деле является вольтметром, отображающим амплитуду напряжения.Это потому, что звук на самом деле является электрическим сигналом, и его уровень зависит от амплитуды его напряжения.
  2. Уровень звука обычно отображается на гистограмме, состоящей из светодиодов, расположенных рядом друг с другом, образуя полосу.
  3. Каждый светодиод загорается, когда уровень звука достигает определенного порога, и остается включенным, пока амплитуда сигнала остается выше этого определенного порога.
  4. В направлении возрастания, пороговый уровень каждого светодиода выше, чем предыдущий.
  5. Гистограмма образована светодиодами, длина которой пропорциональна уровню звука (амплитуде сигнала).
Минимальный уровень, разрешение и динамический диапазон

Поскольку гистограмма образована M светодиодами, уровень звука отображается на M последовательных уровнях. Каждый светодиод соответствует одному из M последовательных уровней. Уровни M могут быть линейно распределены по динамическому диапазону индикатора уровня звука или могут быть распределены логарифмически.

Первый случай приводит к линейному представлению уровня звука, тогда как во втором случае мы имеем логарифмическое представление. Наиболее распространенное представление уровня звука — логарифмическое. Это связано с психоакустическими причинами, с большим динамическим диапазоном, а также с лучшим разрешением при низких уровнях сигнала.

Минимальный уровень звука, который может отображаться на гистограмме светодиодного VU — метра, определяется пороговым уровнем светодиода, который загорается на самой низкой громкости.Разрешение графика определяется разностью двух последовательных пороговых уровней двух последовательных светодиодов. Разрешение может быть выражено в вольтах в случае метода линейного отображения или в дБ в случае метода логарифмического отображения.

10 LED Stereo — VU meter

Весь динамический диапазон светодиодного VU-метра в вольтах равен разнице между максимумом за вычетом минимального порогового уровня на гистограмме. То есть разница уровня сигнала, необходимого для включения всех светодиодов, за вычетом уровня сигнала, необходимого для включения только одного светодиода в полосе.Однако динамический диапазон обычно выражается не в вольтах, а скорее в виде отношения. Обычно он выражается как отношение максимального порогового уровня к минимальному, а также может быть выражен в дБ.

Компаратор как основной дисплей

В аналоговых светодиодных индикаторах уровня звука каждый светодиод управляется компаратором напряжения. В электронике компаратор напряжения — это устройство, которое сравнивает два напряжения и выводит цифровой сигнал, указывающий, какое из них больше. Компаратор обычно изготавливается из операционного усилителя, как на Рисунке 1:

. Рисунок 1. Компаратор операционного усилителя

Компаратор сравнивает два аналоговых напряжения, V + и V . V + и V применяются к неинвертированному входу (клемма +) и инвертирующему входу (клемма -) операционного усилителя соответственно. Выходом компаратора является двоичный сигнал V out . В идеале V из принимает два значения в зависимости от результата сравнения напряжения V + и V :

.
  1. Когда напряжение V + больше, чем V , V out принимает максимальное значение (логическая 1 — высокое состояние).
  2. Когда V больше, чем V + , V out принимает минимальное значение (логический 0 — низкое состояние).

Точное значение V out в вольтах в высоком или низком состоянии зависит от напряжения питания и от типа операционного усилителя. Обычно V на выходе в высоком состоянии примерно равно положительному напряжению питания операционного усилителя (максимальное напряжение питания), а на низком уровне примерно равно отрицательному напряжению питания операционного усилителя (минимальное напряжение питания).Стоит отметить, что все напряжения измеряются относительно земли (общая точка, которая считается равной 0 вольт).

Фактически, любой из двух уровней напряжения V out (но обычно высокий уровень) может использоваться для управления светодиодом и его включения.

Для изучения схемы компаратора вы можете обратиться к множеству онлайн-ресурсов. Однако основная концепция работы компаратора такова:

Операционный усилитель на самом деле представляет собой дифференциальный усилитель с высоким коэффициентом усиления.В большинстве схем используются операционные усилители с отрицательной обратной связью, чтобы ограничить их большое усиление. Но в схеме компаратора нет отрицательной обратной связи, и на практике высокий коэффициент усиления является параметром, который превращает дифференциальный усилитель в компаратор. Пусть G будет коэффициентом усиления разомкнутого контура (без обратной связи) операционного усилителя. Тогда работу компаратора можно описать уравнением 1:

В из = G · (V + — V )

(1)

Уравнение 1 утверждает, что операционный усилитель усиливает разницу двух входных напряжений (В + минус В ) в G раз.Из-за того, что коэффициент усиления G разомкнутого контура очень велик (теоретически бесконечен и на практике составляет от 10000 до 1000000 и зависит от типа операционного усилителя) даже при незначительном дифференциальном напряжении, большое значение напряжения получается для V из . Теоретически предполагается, что G бесконечно, и напряжение V из будет иметь крайние значения + ∞ и -∞. На практике усиление G очень велико, но не бесконечно, и V из имеет очень высокое положительное значение, когда V + больше, чем V (знак дифференциального входного напряжения положительный) и очень большое отрицательное значение, если V + меньше V (знак дифференциального входного напряжения отрицательный).

В практической схеме максимальное напряжение V out ограничено положительным напряжением питания операционного усилителя, в то время как минимальное напряжение V out ограничено отрицательной шиной напряжения питания. Если операционный усилитель питается только от положительного напряжения, V на выходе в его низком состоянии будет очень близко к 0 В.

Использование компараторов для индикации уровня постоянного напряжения

Каждый аналоговый светодиодный индикатор уровня звука представляет собой вольтметр, отображающий амплитуду напряжения, как мы упоминали в первом разделе нашей статьи.Следовательно, светодиодный индикатор уровня звука на самом деле является вольтметром переменного тока. Вместо того, чтобы делать светодиодный вольтметр переменного тока, мы начнем с создания более простой схемы, работающей только на постоянном токе. Далее мы внесем необходимые изменения, чтобы преобразовать его в вольтметр переменного тока. Итак, начнем с изготовления светодиодного индикатора уровня постоянного напряжения:

Для изготовления светодиодного вольтметра постоянного тока нам понадобится много идентичных схем компаратора. Для общего количества M-светодиодов нам потребуется M = N + 1 компараторов, как на рисунке 2 (компараторы пронумерованы от 0 до N).

Рисунок 2. Светодиодный индикатор уровня постоянного тока

Обратите внимание, что входной сигнал, V в (сигнал постоянного тока), применяется ко всем неинвертирующим входам (+) всех операционных усилителей. И наоборот, на каждый инвертирующий вход каждого операционного усилителя подается разное напряжение, возникающее в результате шкалы последовательных резисторов (от R до до R N ).

Напряжение V i подается на инвертирующий вход каждого операционного усилителя. Индекс «i» принимает значения от 0 до N, где N = M-1.Напряжение V 0 подается на инвертирующий вход первого операционного усилителя, V 1 подается на второй операционный усилитель, V 2 — на третий и так далее. Обратите внимание, что каждое напряжение V i выше, чем его предшественник (V i-1 ).

В, и , фактически является пороговым напряжением для i-го светодиода. Таким образом, светодиод 0 включается, когда входное напряжение постоянного тока превышает V 0 , светодиод 1 включается, когда входное напряжение постоянного тока превышает V 1 , светодиод 2 включается, когда входное напряжение постоянного тока превышает V 2 и т. на.Например, когда входное напряжение больше V 3 и меньше V 4 , будут гореть первые 4 светодиода от D 0 до D 3 . Когда все светодиоды расположены рядом, образуется световая полоса, длина которой будет отражать входное напряжение постоянного тока. По сути, мы сделали вольтметр постоянного тока со светодиодами. Давайте теперь рассмотрим, как рассчитать номиналы резисторов R o до R N для разработки вольтметра с линейной шкалой или для разработки логарифмического вольтметра:

Давайте сначала посмотрим, какой ток проходит через резисторы R o до R N .Предполагая, что входное сопротивление каждого операционного усилителя имеет бесконечное значение, все эти резисторы включены последовательно, поэтому через них проходит один и тот же ток I:

Ι = V R / R т

(2)

Rt — полное сопротивление последовательного соединения R o до R N . То есть:

R t = R 0 + R 1 + … .. + R N

(3)

Допустимо предположить, что резисторы R 0 — R N включены последовательно, поскольку входное сопротивление всех операционных усилителей бесконечно.В противном случае у нас были бы утечки тока на операционные усилители, и мы не могли бы считать, что у нас есть серия резисторов. На практике операторы не имеют бесконечного входного сопротивления, но демонстрируют чрезвычайно высокое входное сопротивление (порядка нескольких сотен кОм или десятков МОм), поэтому наш подход точен, пока токи утечки намного меньше, чем I или общая сумма R t , резисторов R o — R N , намного ниже, чем входное сопротивление каждого операционного усилителя.

Пороговое напряжение первого светодиода (В 0 ) должно быть равно:

V 0 = I · R 0 или V 0 = V R · R 0 / R t

(4)

Пороговое напряжение второго светодиода ( В 1 ) будет:

V 1 = I · (R 0 + R 1 ) или V 1 = V R · (R 0 + R 1 ) / R t

(5)

Таким же образом любое пороговое напряжение V i будет:

V i = (V R / R t ) · ∑ n (от 1 до N) R n

(6)

Индекс i принимает значения от 0 до N (N = Μ-1, а Μ — общее количество светодиодов).Символ ∑ i обозначает суммирование членов, индексированных i.

Естественно, для последнего светодиода (с индексом N) это

V N = V R

(7)

Напряжение V R на самом деле является внешним опорным напряжением постоянного тока, которое определяет все пороговые напряжения на шкале (см. Уравнение 6). Поэтому, когда мы ссылаемся на V R , мы будем называть его просто «опорным напряжением».

Индикация линейной шкалы

В случае светодиодного индикатора напряжения с линейной шкалой, все резисторы R o — R N должны иметь одинаковое значение.То есть R o = R 1 = R 2 = …… = R N . Допустимо любое значение, поскольку мы предположили, что каждый операционный усилитель имеет бесконечное входное сопротивление. Единственное, что имеет значение, так это то, что все эти резисторы должны быть одинаковыми.

Лучше выбрать относительно высокое значение, чтобы минимизировать ток в последовательно соединенных резисторах (следовательно, для экономии энергии), но не слишком высокое, чтобы избежать теплового шума. Фактическое входное сопротивление операционных усилителей очень велико, но не бесконечно.Это еще один параметр, который мешает нам использовать очень высокие резисторы.

Из уравнения (6) и учитывая, что все резисторы R 0 — R N имеют одинаковое значение, следует, что:

Минимальный пороговый уровень равен V 0 = V R · R 0 / Rt, а шаг разрешения равен V i — V i — 1 , что также равно V o . То есть V i — V i-1 = V 0 .Верно также, что V 0 = V R / M, где M — общее количество светодиодов. То есть минимальный пороговый уровень и шаг разрешения равны отношению опорного напряжения к общему количеству шагов. Как следствие, динамический диапазон системы в вольтах будет равен V R -V R / M, то есть равен (M-1) · V R / M. V R на самом деле является верхним пределом динамического диапазона, и это означает, что для входных напряжений постоянного тока, превышающих V R , система будет насыщена, то есть все светодиоды будут гореть.

Обычно динамический диапазон выражается не в вольтах, а как отношение максимального порогового уровня к минимальному. Таким образом, динамический диапазон линейного индикатора уровня напряжения будет равен V R / (V R / M), то есть равен M или равен 20log (M) в дБ. Следовательно, в случае линейной шкалы динамический диапазон светодиодного индикатора зависит только от общего количества светодиодов.

Логарифмическая шкала

В случае логарифмической шкалы резисторы R o — R N не идентичны, и их значения зависят от шага разрешения.Чтобы вычислить правильные значения для логарифмической шкалы, мы должны решить схему, как показано ниже:

Предположим, что шаг разрешения будет равен S дБ (например, 1,5, 2 или 3 дБ и т. Д.). Это означает, что каждое напряжение V i должно быть на S db выше, чем предыдущее, V i-1 . Учитывая определение db, должно быть верно, что:

20 log (V i / V i -1 ) = S⇒ V i / V i -1 = 10 S / 20

(7)

Подставляя напряжения V i / V i -1 , из уравнения (6) находим, что:

R i = Σ n (n = от 0 до i-1) R n (10 S / 20 -1), для i от 1 до Ν

(8)

Итак, мы получаем рекурсивную формулу (8), по которой мы можем вычислить значение каждого резистора Ri, если нам известен шаг разрешения S в дБ и значения всех предыдущих членов.То есть, чтобы рассчитать R 1 , нам нужно знать значение Ro. Затем мы можем рассчитать 2 рандов из 1 рандов и 0 рандов, 3 рандов из 2 рандов, 1 рандов, 2 рандов и т. Д. Установив

10 S / 20 =

Α

(9)

мы можем получить из уравнения (8), что:

R 1 = R 0 · (A -1)

R 2 = R 0 · (A -1) + R 0 · (A -1) 2

R 3 = R 0 · (A -1) + 2R 0 · (A -1) 2 + R 0 · (A -1) 3

R 4 = R 0 · (A -1) + 3R 0 · (A -1) 2 + 3R 0 · (A -1) 3 + R 0 · (А -1) 4

R 5 =….и так далее.

Вышеуказанное эквивалентно:

R 1 = R 0 · (A -1) · 1

R 2 = R 0 · (A -1) · [1+ (Α-1)]

R 3 = R 0 · (A -1) · [1 + 2 (Α-1) + (Α-1) 2 ]

R 3 = R 0 · (A -1) · [1 + 3 (Α-1) +3 (Α-1) 2 + (Α-1) 3 ]

R 5 =…. и так далее

Мы можем заметить, что в скобках есть многочлены.Эти полиномы имеют биномиальные коэффициенты. Учитывая биномиальную теорему, мы можем заметить, что все эти многочлены имеют вид (x + 1) N , где x = A-1. Таким образом, мы можем написать:

R 1 = R 0 · (A -1) · Α 0

R 2 = R 0 · (A -1) · Α 1

R 3 = R 0 · (A -1) · Α 2

R 4 = R 0 · (A -1) · Α 3

R 5 =….и так далее

Все вышеперечисленные уравнения могут быть сведены в одно уравнение:

R i = R 0 · (A -1) · Α i-1 , i — индекс от 1 до

(10)

Уравнение (10) — это еще одно выражение для вычисления значений от R 0 до R N . Уравнение (10), конечно, эквивалентно уравнению (8), но есть также существенная разница: в то время как уравнение (8) является рекурсивной формулой, уравнение (10) является аналитическим выражением.Это означает, что мы можем напрямую найти значение любого сопротивления в сети R 0-N без необходимости знать какое-либо другое значение, кроме R 0 .

R 0 можно выбрать двумя способами:

  1. Мы можем выбрать произвольное значение для R 0 .
  2. Сначала мы можем принять решение о значении общего сопротивления R t , а затем вычислить R 0 из R t на основе уравнения:

R t = R o + Σ n (от 1 до N) R n

(11)

Подставляя значения R i из уравнения (10), находим:

R o = R t / (1+ (A -1) · Σ i (от 1 до N) Α i-1 )

(12)

Поскольку M — общее количество светодиодов, имеется N = M-1 шагов, и это означает, что минимальный порог будет на N · S дБ ниже максимального порогового напряжения (опорное напряжение V R ).Это означает, что динамический диапазон логарифмического индикатора равен N · S дБ, и, учитывая определение дБ, мы можем обнаружить, что минимальное напряжение изображения в вольтах будет равно V R · 10 -N · S / 20 .

От постоянного тока до ΑC

До сих пор мы разобрали, как сделать светодиодный вольтметр постоянного тока, линейный или логарифмический. Но нашей первоначальной целью было создать вольтметр переменного тока, потому что мы хотели сделать индикатор уровня звука.

Чтобы преобразовать вольтметр постоянного тока в вольтметр переменного тока, мы должны добавить выпрямитель.Выпрямитель может быть полуволнового или двухполупериодного типа (т. Е. Простой диод или выпрямительный мост). Это также может быть простой выпрямитель на кремниевых диодах или любой прецизионный выпрямитель на базе операционных усилителей или любого другого типа. Входной сигнал должен подаваться на вход выпрямителя, а выход выпрямителя должен быть подключен к вольтметру постоянного тока.

Из общей теории выпрямления мы знаем, что выпрямитель производит на выходе компонент постоянного тока, который пропорционален амплитуде входного сигнала переменного тока и нескольким гармоникам более высокого порядка.Компонент постоянного тока содержит всю полезную информацию об уровне входного сигнала переменного тока. Следовательно, если мы хотим, чтобы наш вольтметр точно отображал амплитуду сигнала переменного тока, мы также должны добавить фильтр нижних частот, чтобы отклонять гармоники высшего порядка, создаваемые выпрямителем.

Все необходимые дополнения, чтобы преобразовать базовый светодиодный вольтметр постоянного тока в вольтметр переменного тока, показаны на рисунке 3:

Рис. 3. Светодиодный вольтметр переменного тока (на основе светодиодного вольтметра постоянного тока с добавлением выпрямителя и фильтра нижних частот)

Роль потенциометра R P будет обсуждаться в следующем разделе.

Не имеет значения, изготовлен ли выпрямитель на кремниевых диодах или с операционными усилителями, или имеет ли фильтр активную или пассивную топологию. В общем, для построения светодиодного индикатора уровня звука приемлемы все типы выпрямителей, а также все типы фильтров нижних частот (активные или пассивные). Прецизионный выпрямитель на базе операционных усилителей, естественно, будет иметь большую чувствительность, чем простой диодный выпрямитель. Второй не сможет реагировать на слабые сигналы ниже порогового напряжения диода (около 0.6В). Для аудиоприложений рекомендуется, чтобы частота среза (-3 дБ) фильтра нижних частот составляла от 2 до 10 Гц (т. Е. Постоянная времени от 500 до 100 мс), чтобы индикатор уровня звука реагировал относительно медленно. и обеспечивает максимальное удержание. В противном случае светодиодный индикатор будет мигать слишком быстро, и визуализировать уровень сигнала будет практически невозможно.

Регулировка чувствительности

Из уравнения (6) мы обнаружили, что V R определяет верхний предел динамического диапазона и все пороговые напряжения (от V o до V N ).При наличии громкого сигнала с амплитудой, равной или превышающей опорное напряжение V R (что является фактическим пороговым уровнем наиболее значимого светодиода), система насыщается. Во время насыщения все светодиоды остаются включенными. Это означает, что шумомер может постоянно находиться в режиме насыщения (все светодиоды загорятся), если входной сигнал постоянно превышает опорное напряжение. Это произойдет, если опорное напряжение установлено слишком низким. С другой стороны, если опорное напряжение установлено слишком высоким, на измерителе может быть несколько функциональных светодиодов, а некоторые из них могут быть постоянно выключены.

Этих проблем можно избежать с помощью регулируемого опорного напряжения. Тогда V R может быть настроен на правильный уровень в соответствии с силой входного сигнала.

Потенциометр R p в схеме на рис. 3 вставлен именно по этой причине; это позволяет регулировать опорное напряжение V R .

Примеры оформления:

Пример линейного индикатора уровня звука

Предположим, мы хотим разработать линейный измеритель уровня звука с 10 светодиодами.Имеется напряжение питания +12 В и приходится использовать операционные усилители с известными характеристиками. Входное сопротивление операционных усилителей составляет около 1 МОм, а максимальное выходное напряжение на выходе любого операционного усилителя (положительная шина) примерно на 2 В ниже положительного напряжения питания. Из рабочих характеристик светодиода также известно, что любой из доступных светодиодов, который приводится в действие током 20 мА, имеет на своих выводах напряжение около 2 В.

Обращаясь к схеме на Рисунке 1, поскольку у нас есть 10 светодиодов, нам понадобится 10 резисторов для сети, генерирующей пороговое напряжение, от R 0 до R 9 .Поскольку нам нужна линейная шкала, все резисторы должны быть одинаковыми. Мы выберем достаточно высокое сопротивление резистора, чтобы минимизировать энергопотребление, но в то же время общее сопротивление R t должно быть намного ниже, чем входное сопротивление каждого операционного усилителя.

Так как у нас 10 одинаковых резисторов, общее сопротивление R t будет равно 10 R 0 .

Давайте выберем R t так, чтобы оно было в 20 раз меньше входного сопротивления 1 МОм.При таком выборе R t должно быть равно примерно (1/20) МОм, то есть 10R 0 = 50 кОм, то есть R 0 = 5 кОм. Наиболее близким к значению 5 кОм для резисторов серии E24 является значение 4,7 кОм, поэтому значение 4,7 кОм будет разумным выбором.

Теперь пора рассчитать резисторы R L0 — R L9, , которые должны быть подключены последовательно со светодиодами. Напряжение питания составляет 12 В, и предполагается, что уровень логической 1 в каждом компараторе соответствует напряжению, которое на 2 В ниже напряжения питания.Это означает, что уровень логической единицы на выходе любого компаратора составляет около 10 В. Отсюда и поскольку напряжение на концах каждого светодиода составляет 2 В, при токе 20 мА, мы заключаем, что напряжение на концах каждого резистора R L составляет 8 В. Затем, используя закон Ома (R = V / I) и задав V = 8 В и I = 20 мА, мы обнаруживаем, что каждый резистор R L должен быть равен 8 / 0,02 = 400 Ом. Ближайшее значение при 400 Ом для резисторов серии E24 составляет 390 Ом. Таким образом, значение 390 Ом является разумным выбором для всех резисторов R L .

Пример конструкции логарифмического индикатора уровня звука

Предположим, мы хотим разработать логарифмический индикатор уровня звука с 10 светодиодами и шагом разрешения 3 дБ. Имеется напряжение питания +12 В и приходится использовать операционные усилители с известными характеристиками. Входное сопротивление операционных усилителей составляет около 1 МОм, а максимальное выходное напряжение на выходе любого операционного усилителя (положительная шина) примерно на 2 В ниже положительного напряжения питания.Из рабочих характеристик светодиода также известно, что любой из доступных светодиодов, который приводится в действие током 20 мА, имеет на своих выводах напряжение около 2 В.

Обращаясь к схеме на Рисунке 1, поскольку у нас есть 10 светодиодов, нам понадобится 10 резисторов для сети, генерирующей пороговое напряжение, от R 0 до R 9 . Давайте выберем R t так, чтобы оно было в 20 раз меньше входного сопротивления 1 МОм. Таким образом, R t должно быть примерно (1/20) МОм = 50 кОм.

Установив S = 3 дБ в уравнении (9), мы вычислим, что Α = √2 -1.

Установив Α = √2 -1 в уравнении (12) и для Ν = 9, мы находим, что R 0 = 2233 Ом.

После расчета значения R 0 , мы можем рассчитать все остальные значения для остальных резисторов вне шкалы (от R 1 до R 9 ). Используя уравнение (10) для N = 9 и задав R 0 = 2233 Ом, мы можем найти, что:

R 1 = 921,2 Ом, R 2 = 1300 Ом, R 3 = 1820 Ом, R 4 = 2610 Ом, R 5 = 3667 Ом, R 6 = 5180 Ом, R 7 = 7317 Ом , R 8 = 10340 Ом, R 9 = 14600 Ом

Наиболее близкими к вышеуказанным значениям для резисторов серии E96 (1%) являются:

R 1 = 931 Ом, R 2 = 1301 Ом, R 3 = 1838 Ом, R 4 = 2596 Ом, R 5 = 3650 Ом, R 6 = 5230 Ом, R 7 = 7320 Ом, R 8 = 10200 Ом, R 9 = 14700 Ом

Рисунок 4. R i номиналы резисторов в Ом, для Ν = 9 и R t = 50K

Теперь пора рассчитать резисторы от R L0 до R L9 , которые должны быть подключены последовательно со светодиодами. Напряжение питания составляет 12 В, и предполагается, что уровень логической 1 в каждом компараторе соответствует напряжению, которое на 2 В ниже напряжения питания. Это означает, что уровень логической единицы на выходе любого компаратора составляет около 10 В. Отсюда и поскольку напряжение на концах каждого светодиода составляет 2 В, при токе 20 мА, мы заключаем, что напряжение на концах каждого резистора R L составляет 8 В.Затем, используя закон Ома (R = V / I) и задав V = 8 В и I = 20 мА, мы обнаруживаем, что каждый резистор R L должен быть равен 8 / 0,02 = 400 Ом. Ближайшее к 400 Ом значение для резисторов серии E24 составляет 390 Ом. Таким образом, значение 390 Ом является разумным выбором для всех резисторов R L .

Подробнее об этой статье

Вышеупомянутая статья «Объяснение аналоговых светодиодных индикаторов уровня звука» является частью некоторых заметок из лекций по электронике, прочитанных Г. Адамидисом (физик — магистр электронной физики) в греческом профессионально-техническом институте высшего образования.Предоставленный тест является переводом оригинального греческого текста.

Целью статьи является анализ основной концепции аналоговых светодиодных индикаторов уровня звука. В контексте этого анализа мы предлагаем несколько топологий схем на основе компараторов операционных усилителей. Конечно, компараторы могут быть построены с элементами, отличными от операционных усилителей, такими как биполярные транзисторы или полевые транзисторы.

В статье представлена ​​идея и понятная методика, и ее можно использовать как конструкцию или учебное пособие.

Всегда есть место для улучшений. Если вы считаете, что что-то не так или что-то нужно улучшить, не стесняйтесь оставлять свои комментарии или отзывы. В CircuitLib мы очень ценим любой вклад от кого-либо.

логических уровней — learn.sparkfun.com

Введение

Мы живем в мире аналоговых сигналов. Однако в цифровой электронике есть только два состояния — ВКЛ или ВЫКЛ. Используя эти два состояния, устройства могут кодировать, транспортировать и контролировать большой объем данных.Логические уровни в самом широком смысле описывают любое конкретное дискретное состояние, которое может иметь сигнал. В цифровой электронике мы обычно ограничиваем наше исследование двумя логическими состояниями — двоичным 1 и двоичным 0.

рассматривается в этом учебном пособии

  • Что такое логический уровень?
  • Назовите общие стандарты логических уровней в цифровой электронике.
  • Как взаимодействовать между различными технологиями.
  • Переключение уровня
  • Пониженно-повышающие регуляторы напряжения

Рекомендуемая литература

Это руководство основано на базовых знаниях в области электроники.Если вы еще этого не сделали, подумайте о прочтении этих руководств:

Что такое цепь?

Каждый электрический проект начинается со схемы. Не знаю, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.

двоичный

Двоичная система — это система счисления в электронике и программировании … поэтому важно научиться этому. Но что такое двоичный? Как это переводится в другие системы счисления, такие как десятичные?

Что такое логический уровень?

Проще говоря, логический уровень — это определенное напряжение или состояние, в котором может существовать сигнал.Мы часто называем два состояния в цифровой схеме ВКЛ или ВЫКЛ. Представленное в двоичном формате, ON преобразуется в двоичную 1, а OFF переводится в двоичный 0. В Arduino мы называем эти сигналы HIGH или LOW соответственно. За последние 30 лет в электронике появилось несколько различных технологий для определения различных уровней напряжения.

Логический 0 или Логический 1

Цифровая электроника использует двоичную логику для хранения, обработки и передачи данных или информации.Двоичная логика относится к одному из двух состояний — ВКЛ или ВЫКЛ. Обычно это переводится как двоичная 1 или двоичный 0. Двоичная 1 также называется сигналом HIGH, а двоичный 0 называется сигналом LOW.

Сила сигнала обычно описывается его уровнем напряжения. Как определяется логический 0 (LOW) или логическая 1 (HIGH)? Производители микросхем обычно определяют их в своих спецификациях. Наиболее распространенным стандартом является ТТЛ или транзисторно-транзисторная логика.

Активный-низкий и активный-высокий

При работе с микросхемами и микроконтроллерами вы, вероятно, столкнетесь с выводами, которые имеют активный низкий уровень и контакты, которые являются активными высокими.Проще говоря, это просто описывает, как активируется пин. Если это вывод с активным низким уровнем, вы должны «потянуть» этот вывод до НИЗКОГО уровня, подключив его к земле. Для активного высокого контакта вы подключаете его к ВЫСОКОМУ напряжению (обычно 3,3 В / 5 В).

Например, предположим, что у вас есть регистр сдвига с выводом включения микросхемы CE. Если вы видите вывод CE в любом месте таблицы с линией, подобной этой, CE, то этот вывод активен на низком уровне. Для включения микросхемы контакт CE необходимо подтянуть к GND.Если, однако, на выводе CE нет линии, значит, он активен на высоком уровне, и его необходимо подтянуть до ВЫСОКОГО уровня, чтобы активировать вывод.

Многие ИС будут иметь контакты как с активным низким, так и с активным высоким уровнем. Только не забудьте дважды проверить имена контактов, над которыми есть линия. Линия используется для обозначения НЕ (также известного как полоса). Когда что-то ЗАМЕТАНО, оно переходит в противоположное состояние. Таким образом, если вход с активным высоким уровнем отмечен NOTTED, то теперь он активен с низким уровнем. Просто как тот!

Уровни логики TTL

Большинство используемых нами систем полагаются на либо 3.Уровни TTL 3 В или 5 В. TTL — это аббревиатура от Transistor-Transistor Logic. Он основан на схемах, построенных на биполярных транзисторах, для переключения и поддержания логических состояний. Транзисторы в основном представляют собой переключатели с электрическим управлением. Для любого логического семейства необходимо знать несколько уровней порогового напряжения. Ниже приведен пример стандартных уровней TTL 5 В:

В OH — Минимальный уровень ВЫХОДНОГО напряжения, который устройство TTL обеспечивает для ВЫСОКОГО сигнала.

В IH — Минимальный уровень ВХОДНОГО напряжения следует считать ВЫСОКИМ.

В OL — Максимальный уровень выходного напряжения, который устройство обеспечивает для сигнала НИЗКОГО.

В IL — Максимальный уровень входного напряжения все еще считается НИЗКИМ.

Вы заметите, что минимальное выходное ВЫСОКОЕ напряжение (В OH ) составляет 2,7 В. В основном это означает, что выходное напряжение устройства, управляющего ВЫСОКИМ, всегда будет не менее 2,7 В. Минимальное входное ВЫСОКОЕ напряжение (В IH ) ) равно 2 В, или в основном любое напряжение, которое составляет не менее 2 В, будет считываться как логическая 1 (ВЫСОКАЯ) для устройства TTL.

Вы также заметите, что существует подушка 0,7 В между выходом одного устройства и входом другого. Иногда это называют запасом шума.

Аналогично, максимальное выходное НИЗКОЕ напряжение (В OL ) составляет 0,4 В. Это означает, что устройство, пытающееся отправить логический 0, всегда будет ниже 0,4 В. Максимальное входное НИЗКОЕ напряжение (В IL ) составляет 0,8. V. Таким образом, любой входной сигнал ниже 0,8 В по-прежнему будет считаться логическим 0 (НИЗКИЙ) при считывании в устройство.

Что произойдет, если у вас напряжение между 0,8 В и 2 В? Что ж, ваше предположение не хуже моего. Честно говоря, этот диапазон напряжений не определен и приводит к недопустимому состоянию, часто называемому плавающим. Если выходной вывод на вашем устройстве «плавает» в этом диапазоне, нет уверенности в том, к чему приведет сигнал. Он может произвольно колебаться между HIGH и LOW.

Вот еще один способ взглянуть на допуски ввода / вывода для обычного устройства TTL.

3,3 В CMOS логические уровни

По мере развития технологий мы создали устройства, которые требуют более низкого энергопотребления и работают с более низким базовым напряжением ( В = 3,3 В вместо 5 В). Для устройств на 3,3 В технология изготовления также немного отличается, что позволяет уменьшить занимаемую площадь и снизить общие затраты на систему.

Для обеспечения общей совместимости вы заметите, что большинство уровней напряжения почти такие же, как у устройств с напряжением 5 В.Устройство 3,3 В может взаимодействовать с устройством 5 В без каких-либо дополнительных компонентов. Например, логическая 1 (ВЫСОКИЙ) от устройства 3,3 В будет составлять не менее 2,4 В. Это по-прежнему будет интерпретироваться как логическая 1 (ВЫСОКИЙ) для системы 5 В, потому что оно выше V IH , равного 2 В.

Однако следует предостеречь, когда идете в другом направлении и подключаете устройство с напряжением 5 В к устройству 3,3 В, чтобы устройство с напряжением 3,3 В было толерантным к 5 В. Спецификация, которая вас интересует, — это максимальное входное напряжение .На некоторых устройствах с напряжением 3,3 В любое напряжение выше 3,6 В приведет к необратимому повреждению микросхемы. Вы можете использовать простой делитель напряжения (например, 1 кОм и 2 кОм), чтобы снизить сигналы 5 В до уровня 3,3 В или использовать один из наших логических переключателей уровня.

Уровни логики Arduino

Глядя на таблицу ATMega328 (основной микроконтроллер, стоящий за Arduino Uno и Sparkfun RedBoard), вы можете заметить, что уровни напряжения немного отличаются.

Arduino построен на немного более прочной платформе. Наиболее заметное различие заключается в том, что недопустимая область напряжений составляет только от 1,5 В до 3,0 В. Запас по шуму больше на Arduino, и он имеет более высокий порог для НИЗКОГО сигнала. Это значительно упрощает создание интерфейсов и работу с другим оборудованием.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Теперь, когда вы поняли суть одной из самых распространенных концепций в электронике, есть целый мир новых вещей, которые нужно изучить!

Хотите узнать, как микроконтроллер, например Arduino, может считывать аналоговое напряжение, создаваемое делителем напряжения? Вы можете сделать это с помощью нашего руководства по аналого-цифровым преобразователям.

Узнайте, как использовать различные уровни напряжения для управления другими устройствами, из нашего учебного пособия по широтно-импульсной модуляции.

Вам также может быть интересно использовать схемы делителей напряжения и преобразователи логических уровней для переключения с одного логического уровня на другой.

Последовательная связь

Концепции асинхронной последовательной связи: пакеты, уровни сигналов, скорости передачи, UART и многое другое!

Делители напряжения

Превратите большое напряжение в меньшее с помощью делителей напряжения.В этом руководстве рассказывается: как выглядит схема делителя напряжения и как она используется в реальном мире.

Руководство по подключению логического преобразователя уровня с однополярным питанием

Логический преобразователь с однополярным питанием позволяет вам двунаправленно транслировать сигналы от микроконтроллера 5 В или 3,3 В без необходимости во втором источнике питания! Плата обеспечивает выход как 5 В, так и 3,3 В для питания ваших датчиков. Он оснащен посадочным местом для резистора PTH для возможности регулировки регулятора напряжения на стороне низкого напряжения TXB0104 для 2.Устройства на 5 В или 1,8 В.

Или добавьте транзистор или реле для управления устройствами, работающими при более высоких напряжениях, как в руководствах, перечисленных ниже!

Подключение светодиодной панели

Краткий обзор светодиодных полосок SparkFun и несколько примеров, показывающих, как их подключить.

Транзисторы

Ускоренный курс по биполярным транзисторам.Узнайте, как работают транзисторы и в каких схемах мы их используем.

Руководство по эксперименту с Интернетом вещей

SparkFun ESP8266 Thing Dev Board — это мощная платформа для разработки, которая позволяет подключать ваши аппаратные проекты к Интернету. В этом руководстве мы покажем вам, как объединить некоторые простые компоненты для удаленной регистрации данных о температуре, отправки себе текстовых сообщений и управления освещением издалека.

Список литературы

Как работают электронные компоненты

Электронные гаджеты стали неотъемлемой частью нашей жизни.Они сделали нашу жизнь комфортнее и удобнее. От авиации до медицины и здравоохранения, электронные устройства находят широкое применение в современном мире. Фактически, революция в электронике и революция в компьютерах идут рука об руку.

Большинство гаджетов имеют крошечные электронные схемы, которые могут управлять машинами и обрабатывать информацию. Проще говоря, электронные схемы — это линия жизни различных электроприборов. В этом руководстве подробно рассказывается об общих электронных компонентах, используемых в электронных схемах, и о том, как они работают.

В этой статье я дам обзор электронных схем. Затем я предоставлю дополнительную информацию о 7 различных типах компонентов. Для каждого типа я буду обсуждать состав, принцип работы, а также функцию и значение компонента.

  1. Конденсатор
  2. Резистор
  3. Диод
  4. Транзистор
  5. Катушка индуктивности
  6. Реле
  7. Кристалл кварца


Обзор электронной схемы

Электронная схема — это структура, которая направляет и управляет электрическим током для выполнения различных функций, включая усиление сигнала, вычисление и передачу данных.Он состоит из нескольких различных компонентов, таких как резисторы, транзисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и диоды. Для соединения компонентов друг с другом используются токопроводящие провода или дорожки. Однако цепь считается завершенной, только если она начинается и заканчивается в одной и той же точке, образуя цикл.


Элементы электронной схемы

Сложность и количество компонентов в электронной схеме могут изменяться в зависимости от ее применения. Однако простейшая схема состоит из трех элементов, включая токопроводящую дорожку, источник напряжения и нагрузку.

Элемент 1: токопроводящий путь

Электрический ток течет по токопроводящей дорожке. Хотя медные провода используются в простых цепях, они быстро заменяются токопроводящими дорожками. Проводящие дорожки — это не что иное, как медные листы, наклеенные на непроводящую основу. Они часто используются в небольших и сложных схемах, таких как печатные платы (PCB).

Элемент 2: Источник напряжения

Основная функция цепи — обеспечить безопасное прохождение электрического тока через нее.Итак, первый ключевой элемент — это источник напряжения. Это двухконтактное устройство, такое как аккумулятор, генераторы или энергосистемы, которые обеспечивают разность потенциалов (напряжение) между двумя точками в цепи, так что ток может течь через них.

Элемент 3: Нагрузка

Нагрузка — это элемент в цепи, который потребляет мощность для выполнения определенной функции. Лампочка — простейшая нагрузка. Однако сложные схемы имеют разные нагрузки, такие как резисторы, конденсаторы, транзисторы и транзисторы.


Факты об электронных схемах

Факт 1: Обрыв цепи

Как упоминалось ранее, цепь всегда должна образовывать петлю, чтобы через нее протекал ток. Однако, когда дело доходит до разомкнутой цепи, ток не может протекать, поскольку один или несколько компонентов отключены намеренно (с помощью переключателя) или случайно (сломанные части). Другими словами, любая цепь, не образующая петли, является разомкнутой.

Факт 2: Замкнутый контур

Замкнутый контур — это контур, который образует контур без каких-либо прерываний.Таким образом, это полная противоположность разомкнутой цепи. Однако полная цепь, которая не выполняет никаких функций, остается замкнутой цепью. Например, цепь, подключенная к разряженной батарее, может не работать, но это все равно замкнутая цепь.

Факт 3: Короткое замыкание

В случае короткого замыкания между двумя точками электрической цепи образуется соединение с низким сопротивлением. В результате ток имеет тенденцию течь через это вновь образованное соединение, а не по намеченному пути.Например, если есть прямое соединение между отрицательной и положительной клеммами батареи, ток будет проходить через нее, а не через цепь.

Однако короткое замыкание обычно приводит к серьезным несчастным случаям, поскольку ток может протекать с опасно высоким уровнем. Следовательно, короткое замыкание может повредить электронное оборудование, вызвать взрыв батарей и даже вызвать пожар в коммерческих и жилых зданиях.

Факт 4: Печатные платы (PCB)

Для большинства электронных приборов требуются сложные электронные схемы.Вот почему разработчикам приходится размещать крошечные электронные компоненты на печатной плате. Он состоит из пластиковой платы с соединительными медными дорожками с одной стороны и множества отверстий для крепления компонентов. Когда макет печатной платы наносится химическим способом на пластиковую плату, это называется печатной платой или печатной платой.

Рисунок 1: Печатная плата . [Источник изображения]
Факт 5: Интегральные схемы (ИС)

Хотя печатные платы могут предложить множество преимуществ, для большинства современных приборов, таких как компьютеры и мобильные телефоны, требуются сложные схемы, состоящие из тысяч и даже миллионов компонентов.Вот тут-то и пригодятся интегральные схемы. Это крошечные электронные схемы, которые могут поместиться внутри небольшого кремниевого кристалла. Джек Килби изобрел первую интегральную схему в 1958 году в компании Texas Instruments. Единственная цель ИС — повысить эффективность электронных устройств при одновременном уменьшении их размера и стоимости производства. С годами интегральные схемы становились все более сложными по мере развития технологий. Вот почему персональные компьютеры, ноутбуки, мобильные телефоны и другая бытовая электроника с каждым днем ​​становятся все дешевле и лучше.

Рисунок 2: Интегральные схемы. [Источник изображения]

Электронные компоненты

Благодаря современным технологиям, процесс сборки электронных схем был полностью автоматизирован, особенно это касается изготовления микросхем и печатных плат. Количество и расположение компонентов в схеме может варьироваться в зависимости от ее сложности. Однако он построен с использованием небольшого количества стандартных компонентов.

Для создания электронных схем используются следующие компоненты.


Компонент 1: Конденсатор

Конденсаторы

широко используются для построения различных типов электронных схем.Конденсатор — это пассивный двухконтактный электрический компонент, который может электростатически накапливать энергию в электрическом поле. Проще говоря, он работает как небольшая аккумуляторная батарея, накапливающая электричество. Однако, в отличие от аккумулятора, он может заряжаться и разряжаться за доли секунды.

Рисунок 3: Конденсаторы [Источник изображения]
A. Состав Конденсаторы

бывают всех форм и размеров, но обычно они состоят из одинаковых основных компонентов. Между ними уложены два электрических проводника или пластины, разделенные диэлектриком или изолятором.Пластины состоят из проводящего материала, такого как тонкие пленки из металла или алюминиевой фольги. С другой стороны, диэлектрик — это непроводящий материал, такой как стекло, керамика, пластиковая пленка, воздух, бумага или слюда. Вы можете вставить два электрических соединения, выступающих из пластин, чтобы зафиксировать конденсатор в цепи.

B. Как это работает?

Когда вы прикладываете напряжение к двум пластинам или подключаете их к источнику, на изоляторе возникает электрическое поле, в результате чего на одной пластине накапливается положительный заряд, а на другой накапливается отрицательный заряд.Конденсатор продолжает сохранять заряд, даже если вы отключите его от источника. В тот момент, когда вы подключаете его к нагрузке, накопленная энергия перетекает от конденсатора к нагрузке.

Емкость — это количество энергии, хранящейся в конденсаторе. Чем выше емкость, тем больше энергии он может хранить. Увеличить емкость можно, сдвинув пластины ближе друг к другу или увеличив их размер. В качестве альтернативы вы также можете улучшить изоляционные качества, чтобы увеличить емкость.

C. Функция и значение

Хотя конденсаторы выглядят как батареи, они могут выполнять в цепи различные типы функций, например, блокировать постоянный ток, позволяя проходить переменному току, или сглаживать выходной сигнал от источника питания. Они также используются в системах передачи электроэнергии для стабилизации напряжения и потока мощности. Одной из наиболее важных функций конденсатора в системах переменного тока является коррекция коэффициента мощности, без которой вы не сможете обеспечить достаточный пусковой момент для однофазных двигателей.

Фильтры для конденсаторов

Если вы используете микроконтроллер в цепи для запуска определенной программы, вы не хотите, чтобы его напряжение упало, поскольку это приведет к сбросу контроллера. Вот почему дизайнеры используют конденсатор. Он может обеспечить микроконтроллер необходимой мощностью на долю секунды, чтобы избежать перезапуска. Другими словами, он отфильтровывает шумы в линии питания и стабилизирует источник питания.

Применения удерживающего конденсатора

В отличие от батареи, конденсатор быстро разряжается.Вот почему он используется для кратковременного питания цепи. Батареи вашей камеры заряжают конденсатор, прикрепленный к вспышке. Когда вы делаете снимок со вспышкой, конденсатор высвобождает свой заряд за доли секунды, генерируя вспышку света.

Применение конденсатора таймера

В резонансной или зависящей от времени схеме конденсаторы используются вместе с резистором или катушкой индуктивности в качестве элемента синхронизации. Время, необходимое для зарядки и разрядки конденсатора, определяет работу схемы.


Компонент 2: резистор

Резистор — это пассивное двухконтактное электрическое устройство, которое препятствует прохождению тока. Это, наверное, самый простой элемент в электронной схеме. Это также один из наиболее распространенных компонентов, поскольку сопротивление является неотъемлемым элементом почти всех электронных схем. Обычно они имеют цветовую маркировку.

Рисунок 4: Резисторы [Источник изображения]
A. Состав

Резистор — это совсем не модное устройство, потому что сопротивление — это естественное свойство, которым обладают почти все проводники.Итак, конденсатор состоит из медной проволоки, обернутой вокруг изоляционного материала, такого как керамический стержень. Количество витков и толщина медного провода прямо пропорциональны сопротивлению. Чем больше количество витков и чем тоньше провод, тем выше сопротивление.

Также можно встретить резисторы, изготовленные по спирали из углеродной пленки. Отсюда и название резисторы с углеродной пленкой. Они разработаны для схем с низким энергопотреблением, потому что резисторы с углеродной пленкой не так точны, как их аналоги с проволочной обмоткой.Однако они дешевле проводных резисторов. К обоим концам прикреплены клеммы проводов. Поскольку резисторы не учитывают полярность в цепи, ток может течь в любом направлении. Таким образом, не нужно беспокоиться о том, чтобы прикрепить их вперед или назад.

B. Как это работает?

Резистор может показаться не очень большим. Можно подумать, что он ничего не делает, кроме потребления энергии. Однако он выполняет жизненно важную функцию: контролирует напряжение и ток в вашей цепи.Другими словами, резисторы позволяют вам контролировать конструкцию вашей схемы.

Когда электрический ток начинает течь по проводу, все электроны начинают двигаться в одном направлении. Это похоже на воду, текущую по трубе. По тонкой трубе будет течь меньше воды, потому что у нее меньше места для ее движения.

Точно так же, когда ток проходит через тонкий провод в резисторе, электронам становится все труднее двигаться через него. Короче говоря, количество электронов, проходящих через резистор, уменьшается с увеличением длины и толщины провода.

C. Функция и значение У резисторов

есть множество применений, но три наиболее распространенных — это управление током, разделение напряжения и цепи резистор-конденсатор.

Ограничение тока

Если не добавить резисторы в цепь, ток будет опасно высоким. Это может привести к перегреву других компонентов и их повреждению. Например, если вы подключите светодиод напрямую к батарее, он все равно будет работать.Однако через некоторое время светодиод нагреется, как огненный шар. В конечном итоге он сгорит, поскольку светодиоды менее устойчивы к нагреванию.

Но, если ввести в схему резистор, он снизит протекание тока до оптимального уровня. Таким образом, вы можете дольше держать светодиод включенным, не перегревая его.

Делительное напряжение Также используются резисторы

для понижения напряжения до нужного уровня. Иногда для определенной части схемы, такой как микроконтроллер, может потребоваться более низкое напряжение, чем для самой схемы.Здесь на помощь приходит резистор.

Допустим, ваша схема работает от аккумулятора 12 В. Однако для микроконтроллера требуется только питание 6 В. Итак, чтобы разделить напряжение пополам, все, что вам нужно сделать, это подключить последовательно два резистора с равным сопротивлением. Проволока между двумя резисторами снизит наполовину напряжение вашей цепи, к которой может быть подключен микроконтроллер. Используя соответствующие резисторы, вы можете снизить напряжение в цепи до любого уровня.

Резисторно-конденсаторные сети Резисторы

также используются в сочетании с конденсаторами для создания интегральных схем, содержащих массивы резистор-конденсатор в одной микросхеме.Их также называют RC-фильтрами или RC-сетями. Они часто используются для подавления электромагнитных помех (EMI) или радиочастотных помех (RFI) в различных инструментах, включая порты ввода / вывода компьютеров и ноутбуков, локальные сети (LAN) и глобальные сети (WAN), среди прочего. Они также используются в станках, распределительных устройствах, контроллерах двигателей, автоматизированном оборудовании, промышленных приборах, лифтах и ​​эскалаторах.


Компонент 3: Диод

Диод — это устройство с двумя выводами, которое позволяет электрическому току течь только в одном направлении.Таким образом, это электронный эквивалент обратного клапана или улицы с односторонним движением. Он обычно используется для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC). Он изготовлен либо из полупроводникового материала (полупроводниковый диод), либо из вакуумной трубки (вакуумный ламповый диод). Однако сегодня большинство диодов изготовлено из полупроводникового материала, особенно из кремния.

Рисунок 5: Диод [Источник изображения]
A. Состав

Как упоминалось ранее, существует два типа диодов: вакуумные диоды и полупроводниковые диоды.Вакуумный диод состоит из двух электродов (катода и анода), помещенных внутри герметичной вакуумной стеклянной трубки. Полупроводниковый диод состоит из полупроводников p-типа и n-типа. Поэтому он известен как диод с p-n переходом. Обычно он изготавливается из кремния, но также можно использовать германий или селен.

B. Как это работает?
Вакуумный диод

Когда катод нагревается нитью накала, в вакууме образуется невидимое облако электронов, называемое пространственным зарядом.Хотя электроны испускаются катодом, отрицательный объемный заряд отталкивает их. Поскольку электроны не могут достичь анода, в цепи не течет ток. Однако, когда анод становится положительным, объемный заряд исчезает. В результате ток начинает течь от катода к аноду. Таким образом, электрический ток внутри диода течет только от катода к аноду и никогда от анода к катоду.

P-N переходной диод

Диод с p-n переходом состоит из кремниевых полупроводников p-типа и n-типа.Полупроводник p-типа обычно легируется бором, оставляя в нем дырки (положительный заряд). С другой стороны, полупроводник n-типа легирован сурьмой, добавляя в него несколько дополнительных электронов (отрицательный заряд). Таким образом, электрический ток может протекать через оба полупроводника.

Когда вы соединяете блоки p-типа и n-типа, лишние электроны n-типа объединяются с дырками p-типа, создавая зону обеднения без каких-либо свободных электронов или дырок. Короче, ток через диод больше не может проходить.

Когда вы подключаете отрицательную клемму батареи к кремнию n-типа, а положительную клемму к p-типу (прямое смещение), ток начинает течь, поскольку электроны и дырки теперь могут перемещаться по переходу. Однако, если вы перевернете клеммы (обратное смещение), ток через диод не будет протекать, потому что дырки и электроны отталкиваются друг от друга, расширяя зону обеднения. Таким образом, как и вакуумный диод, переходной диод может пропускать ток только в одном направлении.

С.Функция и значение

Хотя диоды являются одними из простейших компонентов электронной схемы, они находят уникальное применение в различных отраслях промышленности.

Преобразование переменного тока в постоянный

Наиболее распространенное и важное применение диодов — преобразование переменного тока в постоянный. Обычно полуволновой (один диод) или двухполупериодный (четыре диода) выпрямитель используется для преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока, особенно в бытовых источниках питания. Когда вы пропускаете источник питания переменного тока через диод, через него проходит только половина формы волны переменного тока.Поскольку этот импульс напряжения используется для зарядки конденсатора, он создает устойчивые и непрерывные постоянные токи без каких-либо пульсаций. Различные комбинации диодов и конденсаторов также используются для создания различных типов умножителей напряжения для умножения небольшого переменного напряжения на высокие выходы постоянного тока.

Обходные диоды

Обходные диоды часто используются для защиты солнечных панелей. Когда ток от остальных элементов проходит через поврежденный или пыльный солнечный элемент, это вызывает перегрев.В результате общая выходная мощность снижается, создавая горячие точки. Диоды подключаются параллельно солнечным элементам, чтобы защитить их от перегрева. Эта простая конструкция ограничивает напряжение на неисправном солнечном элементе, позволяя току проходить через неповрежденные элементы во внешнюю цепь.

Защита от скачков напряжения

Когда источник питания внезапно прерывается, он создает высокое напряжение в большинстве индуктивных нагрузок.Этот неожиданный скачок напряжения может повредить нагрузку. Однако вы можете защитить дорогое оборудование, подключив диод к индуктивным нагрузкам. В зависимости от типа безопасности эти диоды известны под разными названиями, включая демпферный диод, обратный диод, подавляющий диод и диод свободного хода, среди других.

Демодуляция сигнала

Они также используются в процессе модуляции сигнала, поскольку диоды могут эффективно удалять отрицательный элемент сигнала переменного тока.Диод выпрямляет несущую волну, превращая ее в постоянный ток. Звуковой сигнал извлекается из несущей волны, этот процесс называется звуковой частотной модуляцией. Вы можете слышать звук после некоторой фильтрации и усиления. Следовательно, в радиоприемниках обычно используются диоды для извлечения сигнала из несущей волны.

Защита от обратного тока

Изменение полярности источника постоянного тока или неправильное подключение батареи может привести к протеканию значительного тока через цепь.Такое обратное подключение может повредить подключенную нагрузку. Вот почему защитный диод включен последовательно с плюсовой стороной клеммы аккумулятора. В случае правильной полярности диод становится смещенным в прямом направлении, и ток течет по цепи. Однако в случае неправильного подключения он становится смещенным в обратном направлении, блокируя ток. Таким образом, он может защитить ваше оборудование от возможных повреждений.


Компонент 4: Транзистор

Один из важнейших компонентов электронной схемы, транзисторы произвели революцию в области электроники.Эти крошечные полупроводниковые устройства с тремя выводами существуют уже более пяти десятилетий. Их часто используют как усилители и переключающие устройства. Вы можете думать о них как о реле без каких-либо движущихся частей, потому что они могут включать или выключать что-то без какого-либо движения.

Рисунок 6: Транзисторы [Источник изображения]
A. Состав

Вначале германий использовался для создания транзисторов, которые были чрезвычайно чувствительны к температуре. Однако сегодня они изготавливаются из кремния, полупроводникового материала, обнаруженного в песке, потому что кремниевые транзисторы гораздо более устойчивы к температуре и дешевле в производстве.Есть два разных типа биполярных переходных транзисторов (BJT), NPN и PNP. Каждый транзистор имеет три контакта, которые называются базой (b), коллектором (c) и эмиттером (e). NPN и PNP относятся к слоям полупроводникового материала, из которых изготовлен транзистор.

B. Как это работает?

Когда вы помещаете кремниевую пластину p-типа между двумя стержнями n-типа, вы получаете транзистор NPN. Эмиттер присоединен к одному n-типу, а коллектор — к другому.База прикреплена к р-образному типу. Избыточные дырки в кремнии p-типа действуют как барьеры, блокирующие прохождение тока. Однако, если вы приложите положительное напряжение к базе и коллектору и отрицательно зарядите эмиттер, электроны начнут течь от эмиттера к коллектору.

Расположение и количество блоков p-типа и n-типа остаются инвертированными в транзисторе PNP. В этом типе транзистора один n-тип находится между двумя блоками p-типа. Поскольку распределение напряжения отличается, транзистор PNP работает по-другому.Транзистор NPN требует положительного напряжения на базу, в то время как PNP требует отрицательного напряжения. Короче говоря, ток должен течь от базы, чтобы включить PNP-транзистор.

C. Функция и значение

Транзисторы функционируют как переключатели и усилители в большинстве электронных схем. Дизайнеры часто используют транзистор в качестве переключателя, потому что, в отличие от простого переключателя, он может превратить небольшой ток в гораздо больший. Хотя вы можете использовать простой переключатель в обычной цепи, для продвинутой схемы может потребоваться различное количество токов на разных этапах.

Транзисторы в слуховых аппаратах

Одно из самых известных применений транзисторов — слуховой аппарат. Обычно небольшой микрофон в слуховом аппарате улавливает звуковые волны, преобразовывая их в колеблющиеся электрические импульсы или токи. Когда эти токи проходят через транзистор, они усиливаются. Затем усиленные импульсы проходят через динамик, снова преобразуя их в звуковые волны. Таким образом, вы можете услышать значительно более громкую версию окружающего шума.

Транзисторы в компьютерах и калькуляторах

Все мы знаем, что компьютеры хранят и обрабатывают информацию, используя двоичный язык «ноль» и «единица». Однако большинство людей не знают, что транзисторы играют решающую роль в создании чего-то, что называется логическими вентилями, которые являются основой компьютерных программ. Транзисторы часто соединяются с логическими вентилями, чтобы создать уникальный элемент конструкции, называемый триггером. В этой системе транзистор остается включенным, даже если вы уберете ток базы.Теперь он переключается или выключается всякий раз, когда через него проходит новый ток. Таким образом, транзистор может хранить ноль, когда он выключен, или единицу, когда он включен, что является принципом работы компьютеров.

Транзисторы Дарлингтона

Транзистор Дарлингтона состоит из двух соединенных вместе транзисторов с полярным соединением PNP или NPN. Он назван в честь своего изобретателя Сидни Дарлингтона. Единственная цель транзистора Дарлингтона — обеспечить высокий коэффициент усиления по току при низком базовом токе.Вы можете найти эти транзисторы в приборах, которым требуется высокий коэффициент усиления по току на низкой частоте, таких как регуляторы мощности, драйверы дисплея, контроллеры двигателей, световые и сенсорные датчики, системы сигнализации и усилители звука.

IGBT и MOSFET транзисторы

Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) часто используются в качестве усилителей и переключателей в различных инструментах, включая электромобили, поезда, холодильники, кондиционеры и даже стереосистемы.С другой стороны, полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник (MOSFET) обычно используются в интегральных схемах для управления уровнями мощности устройства или для хранения данных.


Компонент 5: Индуктор

Катушка индуктивности, также известная как реактор, представляет собой пассивный компонент цепи, имеющей два вывода. Это устройство хранит энергию в своем магнитном поле, возвращая ее в цепь при необходимости. Было обнаружено, что когда две катушки индуктивности помещаются рядом, не касаясь друг друга, магнитное поле, создаваемое первой катушкой индуктивности, воздействует на вторую катушку индуктивности.Это был решающий прорыв, который привел к изобретению первых трансформаторов.

Рисунок 7: Катушки индуктивности [Источник изображения]
A. Состав

Это, вероятно, самый простой компонент, состоящий только из мотка медной проволоки. Индуктивность прямо пропорциональна количеству витков в катушке. Однако иногда катушка наматывается на ферромагнитный материал, такой как железо, слоистое железо и порошковое железо, для увеличения индуктивности. Форма этого сердечника также может увеличивать индуктивность.Тороидальные (в форме пончика) сердечники обеспечивают лучшую индуктивность по сравнению с соленоидными (стержневыми) сердечниками на такое же количество витков. К сожалению, индукторы в интегральной схеме сложно соединить, поэтому их обычно заменяют резисторами.

B. Как это работает?

Когда ток проходит по проводу, он создает магнитное поле. Однако уникальная форма индуктора приводит к созданию гораздо более сильного магнитного поля. Это мощное магнитное поле, в свою очередь, сопротивляется переменному току, но пропускает через него постоянный ток.Это магнитное поле также хранит энергию.

Возьмем простую схему, состоящую из батареи, переключателя и лампочки. Лампа загорится ярко, как только вы включите выключатель. Добавьте в эту цепь индуктивность. Как только вы включаете выключатель, лампочка переключается с яркой на тусклую. С другой стороны, когда переключатель выключен, он становится очень ярким, всего на долю секунды до полного выключения.

Когда вы включаете выключатель, индуктор начинает использовать электричество для создания магнитного поля, временно блокируя прохождение тока.Но только постоянный ток проходит через катушку индуктивности, как только создается магнитное поле. Вот почему лампочка переключается с яркой на тусклую. Все это время индуктор накапливает электрическую энергию в виде магнитного поля. Итак, когда вы выключаете выключатель, магнитное поле поддерживает постоянный ток в катушке. Таким образом, лампочка некоторое время горит ярко перед тем, как погаснуть.

C. Функция и значение

Хотя индукторы полезны, их трудно включить в электронные схемы из-за их размера.Поскольку они более громоздкие по сравнению с другими компонентами, они увеличивают вес и занимают много места. Следовательно, их обычно заменяют резисторами в интегральных схемах (ИС). Тем не менее, индукторы находят широкое применение в промышленности.

Фильтры в настроенных схемах

Одним из наиболее распространенных применений индукторов является выбор желаемой частоты в настроенных схемах. Они широко используются с конденсаторами и резисторами, подключенными параллельно или последовательно, для создания фильтров.Импеданс катушки индуктивности увеличивается с увеличением частоты сигнала. Таким образом, автономная катушка индуктивности может действовать только как фильтр нижних частот. Однако, когда вы объединяете его с конденсатором, вы можете создать режекторный фильтр, потому что сопротивление конденсатора уменьшается с увеличением частоты сигнала. Таким образом, вы можете использовать различные комбинации конденсаторов, катушек индуктивности и резисторов для создания различных типов фильтров. Они встречаются в большинстве электронных устройств, включая телевизоры, настольные компьютеры и радио.

Дроссели как дроссели

Если через дроссель протекает переменный ток, он создает противоположный ток. Таким образом, он может преобразовывать источник переменного тока в постоянный. Другими словами, он подавляет подачу переменного тока, но позволяет постоянному току проходить через него, отсюда и название «дроссель». Обычно они встречаются в цепях питания, которым необходимо преобразовать подачу переменного тока в подачу постоянного тока.

Ферритовые бусины

Ферритовый шарик или ферритовый дроссель используется для подавления высокочастотного шума в электронных схемах.Некоторые из распространенных применений ферритовых шариков включают компьютерные кабели, телевизионные кабели и кабели для зарядки мобильных устройств. Эти кабели иногда могут действовать как антенны, блокируя аудио- и видеовыход вашего телевизора и компьютера. Таким образом, индукторы используются в ферритовых шариках, чтобы уменьшить такие радиочастотные помехи.

Индукторы в датчиках приближения

Большинство датчиков приближения работают по принципу индуктивности. Индуктивный датчик приближения состоит из четырех частей, включая индуктор или катушку, генератор, схему обнаружения и выходную схему.Осциллятор генерирует флуктуирующее магнитное поле. Когда объект приближается к этому магнитному полю, начинают накапливаться вихревые токи, уменьшающие магнитное поле датчика.

Схема обнаружения определяет силу датчика, а выходная схема вызывает соответствующий ответ. Индуктивные датчики приближения, также называемые бесконтактными датчиками, ценятся за их надежность. Они используются на светофорах для определения плотности движения, а также в качестве датчиков парковки легковых и грузовых автомобилей.

Асинхронные двигатели

Асинхронный двигатель, вероятно, является наиболее распространенным примером применения индукторов. Обычно в асинхронном двигателе индукторы устанавливаются в фиксированном положении. Другими словами, им не разрешается выравниваться с близлежащим магнитным полем. Источник питания переменного тока используется для создания вращающегося магнитного поля, которое затем вращает вал. Потребляемая мощность регулирует скорость вращения. Следовательно, асинхронные двигатели часто используются в приложениях с фиксированной скоростью.Асинхронные двигатели очень надежны и прочны, поскольку между двигателем и ротором нет прямого контакта.

Трансформаторы

Как упоминалось ранее, открытие индукторов привело к изобретению трансформаторов, одного из основных компонентов систем передачи энергии. Вы можете создать трансформатор, объединив индукторы общего магнитного поля. Обычно они используются для повышения или понижения напряжения в линиях электропередач до желаемого уровня.

Накопитель энергии

Катушка индуктивности, как и конденсатор, также может накапливать энергию. Однако, в отличие от конденсатора, он может накапливать энергию в течение ограниченного времени. Поскольку энергия хранится в магнитном поле, она схлопывается, как только отключается источник питания. Тем не менее, индукторы функционируют как надежные накопители энергии в импульсных источниках питания, таких как настольные компьютеры.


Компонент 6: реле

Реле — это электромагнитный переключатель, который может размыкать и замыкать цепи электромеханическим или электронным способом.Для работы реле необходим относительно небольшой ток. Обычно они используются для регулирования малых токов в цепи управления. Однако вы также можете использовать реле для управления большими электрическими токами. Реле — это электрический эквивалент рычага. Вы можете включить его небольшим током, чтобы включить (или усилить) другую цепь, использующую большой ток. Реле могут быть либо электромеханическими, либо твердотельными.

Рисунок 8: Реле [Источник изображения]
A. Состав

Электромеханическое реле (ЭМИ) состоит из корпуса, катушки, якоря, пружины и контактов.Рама поддерживает различные части реле. Якорь — это подвижная часть релейного переключателя. Катушка (в основном из медной проволоки), намотанная на металлический стержень, создает магнитное поле, которое перемещает якорь. Контакты — это токопроводящие части, которые размыкают и замыкают цепь.

Твердотельное реле (SSR) состоит из входной цепи, цепи управления и выходной цепи. Входная цепь эквивалентна катушке электромеханического реле. Схема управления действует как соединительное устройство между входными и выходными цепями, а выходная цепь выполняет ту же функцию, что и контакты в ЭМИ.Твердотельные реле становятся все более популярными, поскольку они дешевле, быстрее и надежнее электромеханических реле.

B. Как это работает?

Используете ли вы электромеханическое реле или твердотельное реле, это нормально замкнутое (NC) или нормально разомкнутое (NO) реле. В случае реле NC контакты остаются замкнутыми при отсутствии питания. Однако в нормально разомкнутом реле контакты остаются разомкнутыми при отсутствии питания.Короче говоря, всякий раз, когда через реле протекает ток, контакты либо размыкаются, либо замыкаются.

В ЭМИ источник питания возбуждает катушку реле, создавая магнитное поле. Магнитная катушка притягивает металлическую пластину, установленную на якоре. Когда ток прекращается, якорь возвращается в исходное положение под действием пружины. EMR также может иметь один или несколько контактов в одном пакете. Если в цепи используется только один контакт, она называется цепью с одиночным разрывом (SB). С другой стороны, цепь двойного размыкания (DB) идет с буксировочными контактами.Обычно реле с одинарным размыканием используются для управления маломощными устройствами, такими как индикаторные лампы, в то время как контакты с двойным размыканием используются для управления мощными устройствами, такими как соленоиды.

Когда дело доходит до работы SSR, вам необходимо подать напряжение выше, чем указанное напряжение срабатывания реле, чтобы активировать входную цепь. Вы должны подать напряжение ниже установленного минимального напряжения падения реле, чтобы деактивировать входную цепь. Схема управления передает сигнал из входной цепи в выходную.Выходная цепь включает нагрузку или выполняет желаемое действие.

C. Функция и значение

Поскольку они могут управлять сильноточной цепью с помощью слаботочного сигнала, в большинстве процессов управления используются реле в качестве первичных устройств защиты и переключения. Они также могут обнаруживать неисправности и нарушения, возникающие в системах распределения электроэнергии. Типичные приложения включают телекоммуникации, автомобили, системы управления дорожным движением, бытовую технику и компьютеры, среди прочего.

Защитные реле

Защитные реле используются для отключения или отключения цепи при обнаружении каких-либо нарушений. Иногда они также могут подавать сигнал тревоги при обнаружении неисправности. Типы реле защиты зависят от их функции. Например, реле максимального тока предназначено для определения тока, превышающего заданное значение. При обнаружении такого тока реле срабатывает, отключая автоматический выключатель, чтобы защитить оборудование от возможного повреждения.

Дистанционное реле или реле импеданса, с другой стороны, может обнаруживать отклонения в соотношении тока и напряжения, а не контролировать их величину независимо. Он срабатывает, когда отношение V / I падает ниже заданного значения. Обычно защитные реле используются для защиты оборудования, такого как двигатели, генераторы, трансформаторы и т. Д.

Реле автоматического повторного включения

Реле автоматического повторного включения предназначено для многократного повторного включения автоматического выключателя, который уже отключен с помощью защитного реле.Например, при внезапном падении напряжения в электрической цепи вашего дома может наблюдаться несколько кратковременных перебоев в подаче электроэнергии. Эти сбои происходят из-за того, что реле повторного включения пытается автоматически включить защитное реле. В случае успеха питание будет восстановлено. В противном случае произойдет полное отключение электроэнергии.

Тепловые реле

Тепловое воздействие электрической энергии — принцип работы теплового реле. Короче говоря, он может обнаруживать повышение температуры окружающей среды и соответственно включать или выключать цепь.Он состоит из биметаллической полосы, которая нагревается при прохождении через нее сверхтока. Нагретая полоса изгибается и замыкает замыкающий контакт, отключая автоматический выключатель. Наиболее распространенное применение теплового реле — защита электродвигателя от перегрузки.


Компонент 7. Кристалл кварца

Кристаллы кварца находят несколько применений в электронной промышленности. Однако в основном они используются в качестве резонаторов в электронных схемах. Кварц — это встречающаяся в природе форма кремния.Однако теперь его производят синтетически, чтобы удовлетворить растущий спрос. Проявляет пьезоэлектрический эффект. Если вы приложите физическое давление к одной стороне, возникающие в результате вибрации создадут переменное напряжение на кристалле. Резонаторы на кристалле кварца доступны во многих размерах в зависимости от требуемых применений.

Рисунок 9: Кристалл кварца [Источник изображения]
A. Состав

Как упоминалось ранее, кристаллы кварца либо производятся синтетическим путем, либо встречаются в природе.Их часто используют для создания кварцевых генераторов для создания электрического сигнала с точной частотой. Обычно форма кристаллов кварца гексагональная с пирамидами на концах. Однако для практических целей их разрезают на плиты прямоугольной формы. К наиболее распространенным типам форматов резки относятся X-разрез, Y-разрез и AT-разрез. Эта плита помещается между двумя металлическими пластинами, называемыми удерживающими пластинами. Внешняя форма кварцевого кристалла или кварцевого генератора может быть цилиндрической, прямоугольной или квадратной.

Б.Как это работает?

Если подать на кристалл переменное напряжение, он вызовет механические колебания. Огранка и размер кристалла кварца определяют резонансную частоту этих колебаний или колебаний. Таким образом, он генерирует постоянный сигнал. Кварцевые генераторы дешевы и просты в изготовлении синтетическим способом. Они доступны в диапазоне от нескольких кГц до нескольких МГц. Поскольку кварцевые генераторы имеют более высокую добротность или добротность, они очень стабильны во времени и температуре.

C. Функция и значение

Исключительно высокая добротность позволяет использовать кристаллы кварца и резонансный элемент в генераторах, а также в фильтрах в электронных схемах. Вы можете найти этот высоконадежный компонент в радиочастотных приложениях, в качестве тактовых схем генератора в платах микропроцессоров, а также в качестве элемента синхронизации в цифровых часах.

Кварцевые часы

Проблема традиционных часов с винтовой пружиной заключается в том, что вам нужно периодически заводить катушку.С другой стороны, маятниковые часы зависят от силы тяжести. Таким образом, они по-разному показывают время на разных уровнях моря и высотах из-за изменений силы тяжести. Однако на характеристики кварцевых часов не влияет ни один из этих факторов. Кварцевые часы питаются от батареек. Обычно крохотный кристалл кварца регулирует шестеренки, управляющие секундной, минутной и часовой стрелками. Поскольку кварцевые часы потребляют очень мало энергии, батарея часто может работать дольше.

Фильтры

Вы также можете использовать кристаллы кварца в электронных схемах в качестве фильтров.Они часто используются для фильтрации нежелательных сигналов в радиоприемниках и микроконтроллерах. Большинство основных фильтров состоят из одного кристалла кварца. Однако усовершенствованные фильтры могут содержать более одного кристалла, чтобы соответствовать требованиям к рабочим характеристикам. Эти кварцевые фильтры намного превосходят фильтры, изготовленные с использованием ЖК-компонентов.


Заключение

От общения с близкими, живущими на разных континентах, до приготовления горячей чашки кофе — электронные гаджеты затрагивают практически все аспекты нашей жизни.Однако что заставляет эти электронные устройства выполнять, казалось бы, трудоемкие задачи всего за несколько минут? Крошечные электронные схемы — основа всего электронного оборудования. Чтение о различных компонентах электронной схемы поможет вам понять их функции и значение. Поделитесь своими предложениями и мнениями по этому поводу в разделе комментариев ниже.

// Эта статья изначально была опубликована на ICRFQ.

Аналого-цифровой преобразователь

— обзор

11.4.3 Аналого-цифровое преобразование

Аналого-цифровые (A / D) преобразователи используются для преобразования биологических сигналов из непрерывных аналоговых сигналов в цифровые последовательности. Аналого-цифровой преобразователь — это управляемый компьютером вольтметр, который измеряет входной аналоговый сигнал и выдает числовое представление сигнала на выходе. На рисунке 11.5a показан аналоговый сигнал, а на рисунке 11.5b показана цифровая версия того же сигнала. Аналоговый сигнал, первоначально обнаруженный датчиком, а затем усиленный и отфильтрованный, представляет собой непрерывный сигнал.Преобразователь A / D преобразует непрерывный аналоговый сигнал в дискретный цифровой сигнал. Дискретный сигнал состоит из последовательности чисел, которую можно легко сохранить и обработать на цифровом компьютере. Аналого-цифровое преобразование особенно важно, потому что хранение и анализ биосигналов все чаще основываются на компьютерах.

Рисунок 11.5. (а) Аналоговая версия периодического сигнала. (b) Цифровая версия аналогового сигнала.

Цифровое преобразование аналогового биологического сигнала не дает точной копии исходного сигнала.Дискретный цифровой сигнал представляет собой цифровую аппроксимацию исходного аналогового сигнала, который генерируется путем многократной дискретизации уровня амплитуды исходного сигнала через фиксированные интервалы времени. В результате исходный аналоговый сигнал представляется как последовательность чисел: цифровой сигнал.

Двумя основными процессами, участвующими в аналого-цифровом преобразовании, являются дискретизация и квантование . Выборка — это процесс, с помощью которого непрерывный сигнал сначала преобразуется в дискретную последовательность во времени.Если x ( t ) является аналоговым сигналом, выборка включает запись значения амплитуды x ( t ) каждые T секунд. Значение амплитуды обозначается как x ( kT ), где k = 0, 1, 2, 3,… — целое число, которое обозначает позицию или номер выборки из набора выборок или последовательности данных. T представляет интервал выборки или время между соседними выборками. В реальных приложениях при цифровой обработке сигналов обычно используются конечные последовательности данных.Следовательно, диапазон точек данных составляет k = 0, 1,… N -1, где N — общее количество дискретных выборок. Частота дискретизации, f s , или частота дискретизации, равна обратной величине периода дискретизации, 1/ T , и измеряется в герцах (s -1 ).

Следующие цифровые последовательности имеют особое значение:

Единичная выборка импульсной последовательности:

δ (k) = 1, если k = 0

0, если k ≠ 0

Последовательность единичных шагов:

u (k) = 1, если k> 0

0, если k <0

Экспоненциальная последовательность:

a k u (k) = a k , если k> 0

0, если k <0

Частота дискретизации, используемая для дискретизации непрерывного сигнала, имеет решающее значение для генерации точного цифрового приближения.Если частота дискретизации слишком низкая, в цифровом сигнале возникнут искажения. Теорема Найквиста утверждает, что минимальная используемая частота дискретизации, f s , должна быть как минимум в два раза больше максимальной частоты исходного сигнала, чтобы сохранить всю информацию аналогового сигнала. Частота Найквиста рассчитывается как

(11,2) fnyquist = 2⋅fmax

, где f max — это самая высокая частота, присутствующая в аналоговом сигнале. Следовательно, теорема Найквиста утверждает, что f s должно быть больше или равно 2 · f max , чтобы полностью представить аналоговый сигнал цифровой последовательностью.На практике выборка обычно выполняется с частотой, в пять-десять раз превышающей максимальную частоту f Max .

Второй этап процесса аналого-цифрового преобразования включает квантование сигнала. Квантование — это процесс, с помощью которого компьютер оцифровывает непрерывные амплитуды дискретного сигнала. Теоретически амплитуды непрерывного сигнала могут быть любыми из бесконечного числа возможных. Это делает невозможным сохранение всех значений из-за ограниченного объема памяти в компьютерных микросхемах. Квантование преодолевает это, уменьшая количество доступных амплитуд до конечного числа возможностей, с которыми может справиться компьютер.

Поскольку оцифрованные образцы обычно хранятся и анализируются как двоичные числа на компьютерах, каждый образец, сгенерированный в процессе отбора проб, должен быть квантован. Во время квантования серии отсчетов дискретизированной последовательности преобразуются в двоичные числа. Разрешение аналого-цифрового преобразователя определяет количество бит, доступных для хранения. Как правило, большинство аналого-цифровых преобразователей аппроксимируют дискретные отсчеты с помощью 8, 12 или 16 бит. Если количество битов недостаточно велико, в цифровом приближении могут возникнуть значительные ошибки.

Аналого-цифровые преобразователи характеризуются количеством битов, которые они используют для генерации чисел цифрового приближения. Квантователь с N битами способен представить всего 2 N возможных значений амплитуды. Следовательно, разрешение аналого-цифрового преобразователя увеличивается с увеличением числа битов. 16-битный аналого-цифровой преобразователь имеет лучшее разрешение, чем 8-битный аналого-цифровой преобразователь, поскольку он способен отображать в общей сложности 65 536 уровней амплитуды по сравнению с 256 для 8-битного преобразователя.Разрешающая способность аналого-цифрового преобразователя определяется диапазоном напряжений входного аналогового сигнала, деленным на числовой диапазон (возможное количество значений амплитуды) аналого-цифрового преобразователя.

Пример проблемы 11.3

Найдите разрешение 8-битного аналого-цифрового преобразователя при оцифровке входного сигнала с диапазоном 10 В.

Решение

Диапазон входного напряжения 2N = 10 В 256 = 0,0391 В / бит = 39,1 мВ / бит

Пример проблемы 11.4

Частотный состав аналогового сигнала ЭЭГ равен 0.5–100 Гц. Какова самая низкая частота дискретизации сигнала для получения точного цифрового сигнала?

Решение

Наивысшая частота аналогового сигнала = 100 Гц.

f nyquist = 2 · f max = 2 · 100 Гц = 200 выборок в секунду.

Другая часто встречающаяся проблема — это определение того, что произойдет, если сигнал не будет дискретизирован с частотой, достаточно высокой для получения точного представления сигнала.Непосредственным результатом теоремы выборки является то, что все частоты формы [f — kf s ], где −∞ ≤ k ≤ ∞ и f s = 1 / T, выглядят одинаково после выборки.

Пример проблемы 11.5

Сигнал с частотой 360 Гц дискретизируется со скоростью 200 выборок в секунду. Какую частоту будет содержать «наложенный» цифровой сигнал?

Решение

Согласно предыдущей формуле, f s = 200, и соответствующий набор частот, которые выглядят одинаково, имеет форму [360 — k 200] = [… 360 160 −40 −240….]. Единственный сигнал в этой группе, который будет точно дискретизирован, — это 40 Гц, так как частота дискретизации более чем вдвое превышает это значение. Обратите внимание, что для реальных сигналов –40 Гц и +40 Гц эквивалентны, то есть cos (−ωt) = cos (ωt) и sin (−ωt) = −sin (ωt). Таким образом, дискретизированный сигнал будет иметь период 40 Гц. Процесс показан на рисунке 11.6.

Рисунок 11.6. Синусоидальная волна 360 Гц дискретизируется каждые 5 мс, то есть со скоростью 200 отсчетов / с. Эта частота дискретизации будет адекватно дискретизировать синусоидальную волну 40 Гц, но не синусоидальную волну 360 Гц.

Индикатор уровня звука с 2x 20 светодиодами и индикатором пикового значения

Индикатор уровня звука с 2x 20 светодиодами и пиковым индикатором

Предлагаю вам еще один простой индикатор уровня стереозвука для усилителя или другого аудиооборудования. Он имеет 2 столбца по 20 светодиодов и индикацию пиков. Он управляется интегральной схемой IO1 — Atmel AVR ATmega8A или более ранними версиями ATmega8 или ATmega8L. Единственная интегральная схема обеспечивает индикацию обоих аудиоканалов.Индикатор имеет 20 светодиодных делений на каждый канал, 1 деление соответствует 2 дБ. Диапазон отображения от -34 до +4 дБ. При превышении уровня возбуждения 0 дБ (18 светодиод) происходит овердрайв. В качестве светодиодов индикации можно использовать монолитные колонки (гистограммы) или отдельные светодиоды. Светодиоды управляются мультиплексным способом в 10 шагов, по 4 светодиода на каждом шаге, частота мультиплексирования около 100 Гц. Резисторы R1 … R4 определяют ток и, следовательно, яркость светодиодов.Сигналы левого и правого каналов подаются на входы аналого-цифрового преобразователя ADC0 и ADC1. Время спада (постепенного исчезновения) шкалы составляет около 600 мс. Устройство также оснащено индикацией индикатора пикового уровня. который можно активировать с помощью перемычки на схеме, обозначенной IM (индикатор максимума). Индикатор уровня звука питается от источника питания 5 В и потребляет около 45 мА, когда горят все светодиоды. Конденсаторы C1 и C2 следует размещать как можно ближе к интегральной схеме IO1.
Программа AVR для загрузки:
Исходный код на ассемблере (ASM)
Скомпилированный файл HEX (556 байт)

Могу послать вам программный микроконтроллер. Для дополнительной информации щелкните здесь.

Схема индикатора уровня звука с 2х20 светодиодами и пиковой индикацией с AVR ATmega8A / ATmega8 / ATmega8L.


Настройка битов конфигурации в PonyProg.
(Шестнадцатеричные значения: Low Fuse: A4 , High Fuse: D9 .)


Индикатор уровня звука с 2х20 светодиодами и индикацией пикового уровня.


Работа индикатора уровня звука. На левом фото с выключенной индикацией пиков, на правом включенном пике.


Видео — проверка светодиодного индикатора уровня звука.

Добавлен: 19. 10. 2013
дом

A DAC Applications Tutorial (Precision Signal Path)

% PDF-1.4 % 1 0 obj> поток application / pdfBridging the Divide: Учебное пособие по приложениям DAC (Precision Signal Path)

  • Application Reports
  • Texas Instruments, Incorporated [SNAA129,0]
  • iText 2.1.7 by 1T3XTSNAA12-12-08T04: 40: 49.000Z2011-12-08T04: 40: 49.000Z конечный поток эндобдж 2 0 obj> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / Font >>> / MediaBox [0 0 540 720] / Contents [7 0 R 8 0 R 9 0 R 10 0 R] / Type / Страница / Родитель 11 0 R >> эндобдж 3 0 obj> поток

    .
    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *