Artellie.ru

Дизайн интерьеров
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема индикатора тока

Схема индикатора тока

В роли датчика тока в этом устройстве применены два соединенных в прямом направлении диода. Падения напряжения на них хватает для того, что бы засветился светодиод-индикатор. Последовательно с светодиодом включено сопротивление, номинал которого должен быть выбран таким, что бы при максимальных значениях тока нагрузки, ток через светодиод не превысил допустимый. Максимальный прямой ток диодов должен быть как минимум в два раза больше максимального тока нагрузки. Светодиод подойдет абсолютно любой.

Благодаря малым габоритам, низкому потреблению электричества и невысокой потери мощности в цепи переменного напряжения 220В, радиолюбительская конструкция может быть легко встроено в стандартную бытовую розетку, удлинител, автоматический выключатель. Индикация позволяет отследить не только наличие превышения тока но и быстро зафиксировать пробой обмоток электродвигателей или повышенную механическую нагрузку на электроинструмент.

Датчик тока построен на самодельных герконовых реле К1 — К3, обмотки которых имеют разное количество витков, поэтому, контакты герконов срабатывают при разных номиналах протекающего тока. В этой схеме обмотка первого реле имеет наибольшее количество витков, поэтому, контакты К1.1 замкнуться раньше других контактов. При потребляемой нагрузкой токе от 2 А до 4 А будет гореть только светодиод HL1. При замкнутых К1.1, но разомкнутых контактов остальных герконов, ток питания светодиода HL1 будет идти по диодным цепочкам VD9 — VD12 и VD13 — VD16. При увеличении контролируемого параметра более 4 А начнут срабатывать контакты геркона К2.1 и загориться еще HL2 Обмотка КЗ имеет минимальное количество витков, поэтому контакты К3.1 замыкаються при I в нагрузке более 8 А.

Так как, обмотки самодельных герконовых реле имеют малое количество витков, нагрев обмоток практически отсутствует. Узел светодиодного индикатора тока получает питание от бестрансформаторного блока питания, выполненного на конденсаторе С1, токоограничительных сопротивлениях R1, R2, мостовом выпрямителе VD1 -VD4. Емкость С2 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения.

Катушки герконов изготовлены из обмоточного провода диаметром 0,82 мм в один ряд. Чтобы не испортить стеклянный корпус геркона, витки обмоток лучше наматывать на гладкой части стального сверла диаметром 3,2 мм. Расстояние между витками 0,5 мм. Катушка реле К1 — 11 витков, К2 — 6 витков, К3 — всего 4 витка. Ток срабатывания контактов зависит не только от количества витков, но и от конкретного типа геркона и места расположения катушки на баллоне, когда катушка расположена по центру корпуса геркона, чувствительность наилучшая.

Изменяя число витков катушек можно подобрать другие значения индикации тока подключенных нагрузок, при которых будут светиться светодиоды. Для небольшой коррекции можно изменять положение катушки на корпусе геркона. После настройки катушки фиксируются каплями полимерного клея.

Предлагаемая радиолюбительская конструкция подойдет для световой индикации потребляемого тока (и мощности) нагрузкой, подсоединенной к переменной сети 220 В. Устройство включают в разрыв одного из сетевых проводов. Особенности конструкции — отсутствие источника питания и гальваническая развязка. Этого удалось достичь использованием ярких и токового трансформатора.

В состав схемы токового индикатора входят трансформатор Т1, два однополупериодных выпрямителя на VD1 и VD2 со сглаживающими емкостями С1 и С2. К первому выпрямителю подсоединены светодиоды HL1 и HL4, ко второму — HL2 и HL3. Параллельно HL2 — HL4 установлены подстроечные сопротивления R1 — R3. С помощью них можно регулировать выходной ток выпрямителя, при котором определенные светодиоды начинают гореть.

Когда ток нагрузки следует через первичную обмотку токового трансформатора Т1, во вторичной появляется переменное напряжение, которое выпрямляют выпрямители. Индикатор отрегулирован так, что при токе нагрузки ниже 0,5 А напряжения на выходах выпрямителей нехватает для свечения светодиодов. Если ток превысит этот уровень, начнётся слабое, но вполне заметное свечение светодиода HL1 (красного цвета). С ростом нагрузочного тока выходной ток выпрямителя также увеличивается. Если ток нагрузки достигнет уровня в 2 А, загорится светодиод HL2 (зелёного цвета), при токе выше 3-х А — HL3 (синего), а если ток будет более 4 А, начнёт гореть белый светодиод HL4. Домашние опыты показали, что устройство работоспособно до тока в нагрузке 12 А, для бытовых нужд этого вполне хватит, при этом ток протекающий через светодиоды не более 15-18 мА.

Читайте так же:
Свет питание постоянным током

Все радиокомпоненты, кроме токового трансформатора, смонтированы на печатной плате из стеклотекстолита, чертёж которой показан на рисунке выше. В схеме индикатора используются подстроечные сопротивления СПЗ-19, емкости — оксидные, диоды можно взять любые маломощные выпрямительные, светодиоды — только повышенной яркости.

Токовый трансформатор сделан своими руками из понижающего трансформатора малогабаритного источника питания (120/12 В, 200 мА). Активное сопротивление первичной обмотки состовляет 200 Ом. Обмотки трансформатора намотаны в разных секциях. Для указанных выше параметров схемы число витков первичной обмотки трансформатора — три, провод должен быть в хорошей изоляции и рассчитан на сетевое напряжение и ток, потребляемый нагрузкой. Для изготовления трансформатора можно взять любой маломощный серийный понижающий трансформатор, например, ТП-121,ТП-112.

Для градуировки шкалы можно использовать амперметр переменного тока и понижающий трансформатор с напряжением вторичной обмотки 5-6 В и током до пары ампер. Изменяя номинал нагрузочного сопротивления, задают требуемый ток и подстроечными сопротивлениями добиваются зажигания соответствующего светодиода.

Правильная работа автомобильного аккумулятора — залог длительного срока ее эксплуатации и безопасной работы. Контроль режима зарядки-разрядки АКБ дает возможность вовремя предпринять меры, а также следить за правильной работой генератора, стартера и электропроводки автомобиля.

Индикатор контролирует падение напряжения на проводнике, соединяющем минусовой вывод АКБ с «Массой» автомобиля. Этот проводник подсоединен в классический резистивный измерительный мост R1—R5, что даает возможность снимать с него разнополярные сигналы и усиливать их с помощью операционного усилителя с однополярным питанием. В цепь отрицательной ОС ОУ DA1 подключены диоды VD1—VD4, которые расширяют пределы измеряемого тока, позволяя измерять даже ток потребления стартером при пуске двигателя автомобиля.

Регистрирующим инструментом является любой магнитоэлектрический миллиамперметр с шкалой с нулем посредине,например М733 с током полного отклонения стрелки в 50мкА. На шкале удобнее всего равномерно расположить три метки справа и слева от нуля: 5 А, 50 А и 500 А. Питает индикатор параметрический стабилизатор напряжения 6,6 В. Правый вывод сопротивления R5 оставляют постоянно подсоединенным к минусовому выводу батареи.

Для градуировки шкалы сначала подают питание непосредственно от батареи аккумуляторов и подстроечным сопротивлением R4 устанавливают стрелку микроамперметра на нуль. Затем при выключенном ключе зажигания подключаем плюсовой вывод батареи через мощное (около 60 Вт) сопротивление номиналом 2,4 Ом соединенное с корпусом автомобиля и подстроечным сопротивлением R7 устанавливают стрелку амперметра на отметку 5 А. После градуировки плюсовой вывод питания индикатора подсоединяем к плюсовому выводу бортовой сети автомобиля.

Светодиодный индикатор включения с сетевым фильтром

Относительно недавнее появление в продаже недорогих светодиодов видимого спектра излучения с высоким КПД и большой яркостью свечения при номинальном токе через кристалл дает возможность создавать компактные и долговечные индикаторы напряжения переменного тока. Всего лишь пару лет назад вызывали удивление и восторг светодиоды с яркостью свечения свыше 4000 мкд. Сейчас же в каталогах фирм можно встретить светодиоды с яркостью свечения свыше 20000 мкд при токе 20 мА. Многие годы производители промышленной аппаратуры и радиолюбители строили узлы индикации наличия сетевого напряжения 127/220/380 В на миниатюрных лампах накаливания, подключенных к одной из вторичных обмоток силового понижающего трансформатора или на газоразрядных индикаторных лампах — «неонках», подключенных через высокоомный гасящий резистор к напряжению 60. 380 В постоянного или переменного тока. При крайней дешевизне и простоте схем на газоразрядных индикаторах у них есть и недостатки, такие как старение, нестабильность геометрии холодной плазмы (колыхание), чувствительность к внешним электромагнитным полям и то, что напряжение зажигания может быть значительно больше рабочего напряжения. Довольно давно радиолюбители создают сетевые индикаторы и на светодиодах. К сожалению, для достаточно яркого свечения большинства отечественных светодиодов требуется довольно большой рабочий ток, что для индикаторов наличия сетевого напряжения 220 В вынуждает применять или мощный двухваттный гасящий резистор, или высококачественный высоковольтный пленочный конденсатор с рабочим напряжением не ниже 400 В.

Читайте так же:
Примеры световых источников электрического тока

Ранее в литературе был описан индикатор на одной неоновой лампе, который отображал выключенное состояние электроприбора свечением меньшей яркости, а включенное — большей. О типичных недостатках старых «неонок» уже упоминалось, а наиболее слабое место того индикатора в том, что понятие «большеменьше» относительно и поэтому не всегда имеется возможность однозначно определить, во включенном или в выключенном состоянии находится электроустановка.

Светодиодный индикатор включения с сетевым фильтром

Используя современный трехвыводной двукристальный светодиод фирмы KINGBRIGHT с разным светом свечения кристаллов (красный кристалл — 600 мкд, сплав GaAIAs, зеленый кристалл -200 мкд, сплав GaP), можно построить простой, надежный, достаточно яркий и экономичный индикатор «вкл/выкп» для различной элекгро- и радиоаппаратуры. Принципиальная схема такого индикатора показана на рис. 2.13. Кроме индикации наличия сетевого напряжения и включенного состояния этот узел фильтрует импульсные помехи, воздействующие на подключенное устройство со стороны сети, а так же препятствует проникновению в сеть помех, создаваемых самой работающей электроустановкой, например, содержащей мощный коллекторный электродвигатель или сими-сторный регулятор мощности.

Светодиод светится красным цветом, когда нагрузка отключена, и желто-зеленым — когда питание на нагрузку подается. Такой режим работы более удобен, чем режим работы индикатора с большей и меньшей яркостью, и благодаря применению только одного светодиода позволяет обойтись меньшим количеством отверстий на лицевой панели прибора. Мощный варистор R1 ограничивает размах всплесков напряжения, а двухобмоточный дроссель L1, конденсаторы С1, С2 и дроссели L2, L3 фильтруют помехи. Предохранители FU1, FU2 перегорают при перегрузке или коротком замыкании в нагрузке.

В конструкции применен двукристальный светодиод с диаметром корпуса 5 мм. Вместо такого светодиода можно использовать другие 5-миллиметровые светодиоды — L59SURKSGC (1600/200 мкд), L59EGC (150/150 мкд), L59SURKMGKW (800/170 мкд), 8-миллимет-ровые — L799SURKMGKW (600/130 мкд), L799SRCGW/CC (200/50 мкд), 3-миллиметровый — L93WEGC. Перечисленные светодиоды все красного и зеленого цветов свечения кристаллов. Если вы предпочтете другую комбинацию цветов, то можно применить желто-зеленый L59GYC (150/60 мкд). Резисторы можно применить любого типа мощностью не менее указанной на схеме, например, С2-23, МЛТ. Варистор R1 — FNR-20K431, FNR-10K471, FNR-20K391 или другой аналогичный с напряжением открывания 390. 470 В. Выпрямительные диоды VD1, VD2 можно заменить на 1 N4004-1 N4007, КД243 (Г-Ж), КД247 (В-Д), КД102Б, КД105Б. Конденсаторы С1, С2 — высоковольтные керамические К15-5. Все дроссели намотаны обмоточным проводом диаметром 1,35 мм. Двухобмоточный дроссель L1 содержит по 30 витков провода, намотанных синфазно на двух сложенных вместе кольцах К38-32-7 из феррита М2000НМ-А. Дроссели L2, L3 содержат по 45 витков. Каждый из них намотан на одном кольце того же типа. В зависимости от ваших возможностей и конструктивных особенностей конструкции и/или электроустановок можно использовать и сердечники других типов, например, малогабаритные ферритовые сердечники от вышедших из строя трансформаторов ТДКС от переносных телевизоров. Выключатель питания SA1 — штатная кнопка включения аппарата с двумя группами контактов или дополнительно установленная.

Читайте так же:
Схема выключателя света с реостатом

Литература: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов — Радиолюбителям схемы, Москва 2008.

Как сделать индикатор напряжения на светодиодах для сети 220В

Светодиоды давно применяется в любой технике из-за своего малого потребления, компактности и высокой надежности в качестве визуального отображения работы системы. Индикатор напряжения на светодиодах это полезное устройство, необходимое любителям и профессионалам для работы с электричеством. Принцип используется в подсветках настенных выключателей и выключателей в сетевых фильтрах, указателях напряжения, тестерных отвертках. Подобное устройство можно сделать своими руками из-за его относительной примитивности.

Индикатор переменного напряжения 220 В

Рассмотрим первый, наиболее простой вариант индикатора сети на светодиоде. Его применяют в отвертках для нахождения фазы 220 В. Для реализации нам понадобится:

  • светодиод;
  • резистор;
  • диод.

Схема индикатора напряжения на светодиодах

Светодиод (HL) вы можете выбрать абсолютно любой. Характеристики диода (VD) должны быть ориентировочно такими: прямое напряжение, при прямом токе 10-100 мА – 1-1,1 В. Обратное напряжение 30-75 В. Резистор (R) должен иметь сопротивление не меньше 100 кОм, но и не больше 150 кОм, иначе просядет яркость свечения индикатора. Такое устройство можно самостоятельно выполнить в навесной форме, даже без использования печатной платы.

Схема примитивного индикатора тока будет выглядеть аналогичным образом, только необходимо использовать емкостное сопротивление.

Индикатор переменного и постоянного напряжения до 600 В

Следующий вариант представляет собой немного более сложную систему, из-за наличия в схеме кроме уже известных нам элементов, двух транзисторов и емкости. Но универсальность этого индикатора вас приятно удивит. Ему доступна безопасная проверка наличия напряжения от 5 до 600 В, как постоянного, так и переменного.

Схема индикатора напряжения на светодиодах от 5 до 600 Вольт

Основным элементом схемы индикатора напряжения выступает полевой транзистор (VT2). Пороговое значение напряжения, которое позволит сработать индикатору фиксируется разностью потенциалов затвор-исток, а максимально возможное напряжение определяет падение на сток-истоке. Он выполняет функции стабилизатора тока. Через биполярный транзистор (VT1) осуществляется обратная связь для поддержания заданного значения.

Принцип работы светодиодного индикатора заключается в следующем. При подаче на вход разности потенциалов, в контуре возникнет ток, значение которого определяется сопротивлением (R2) и напряжением перехода база-эмиттер биполярного транзистора (VT1). Для того чтобы слабенький светодиод загорелся, достаточно тока стабилизации 100 мкА. Для этого сопротивление (R2) должно быть 500-600 Ом, если напряжение база-эмиттер примерно 0,5 В. Конденсатор (С) необходим неполярный, емкостью 0,1 мкФ, служит он защитой светодиода от скачков тока. Резистор (R1) выбираем величиной 1 МОм, он исполняет роль нагрузки для биполярного транзистора (VT1). Функции диода (VD) в случае индикации постоянного напряжения – это проверка полюсов и защита. А для проверки переменного напряжения он играет роль выпрямителя, срезая отрицательную полуволну. Его обратное напряжение должно быть не меньше 600 В. Что касается светодиода (HL), то выбирайте сверхъяркий, для того, чтобы его свечение при минимальных токах было заметно.

Читайте так же:
Таблица сечений медных кабелей по току

Автомобильный индикатор напряжения

Среди областей, где применение индикатора напряжения на светодиодах имеет неоспоримую пользу, можно выделить эксплуатацию автомобильного аккумулятора. Для того чтобы аккумулятор служил долго, необходимо контролировать напряжение на его клеммах и поддерживать в заданных пределах.

Предлагаем вам обратить внимание на схему автомобильного индикатора напряжения на RGB-светодиоде, с помощью которой вы поймете, как изготовить устройство самостоятельно. RGB-светодиод отличается от обычного, наличием 3-х разноцветных кристаллов внутри своего корпуса. Данное свойство мы будем использовать для того, чтобы каждый цвет сигнализировал нам об уровне напряжения.

схема индикатора напряжения на RGB светодиоде

Схема состоит из девяти резисторов, трех стабилитронов, трех биполярных транзисторов и одного 3-цветного светодиода. Обратите внимание, какие элементы рекомендуется выбирать для реализации схемы.

  1. R1=1, R2=10, R3=10, R4=2.2, R5=10, R6=47, R7=2.2, R8=100, R9=100 (кОм).
  2. VD1=10, VD2=8.2, VD3=5.6 (В).
  3. VT – BC847C.
  4. HL – LED RGB.

Результат такой системы следующий. Светодиод загорается:

  • зеленым – напряжение 12-14 В;
  • синим – напряжение ниже 11,5 В;
  • красным – напряжение свыше 14,4 В.

Это происходит за счет правильно собранной схемы. С помощью потенциометра (R4) и стабилитрона (VD2) выставляется низший предел напряжения. Как только разность потенциалов между клеммами батареи становится меньше указанного значения – транзистор (VT2) закрывается, VT3 открывается, синий кристалл индуцирует. Если напряжение на клеммах находится в указанном диапазоне, то ток проходит через резисторы (R5,R9), стабилитрон (VD3), светодиод (HL), естественно, светит зеленым, транзистор (VT3) находится в закрытом состоянии, а второй (VT2) – в открытом. С помощью настройки переменного резистора (R2), превышение напряжения больше 14,4 В будет отображаться свечением светодиода красного цвета.

Индикатор напряжения на двухцветном светодиоде

Еще одна популярная схема индикации, это схема с использованием двухцветного светодиода для отображения степени заряда батареи или же сигнализации о включении или выключении лампы в другом помещении. Это может быть очень удобно, например, если выключатель света в подвале расположен до лестницы ведущей вниз (кстати, не забудьте прочитать интересную статью о том как сделать подсветку лестницы светодиодной лентой). До того как спуститься туда, вы зажигаете свет, и индикатор загорается красным, в выключенном состоянии вы видите зеленое свечение на клавише. В этом случае вам не придется заходить в темную комнату и уже там нащупывать выключатель. Когда вы покинули подвал, вы по цвету светодиода знаете, горит свет в подвале или нет. Одновременно с этим, вы контролируете исправность лампочки, потому что в случае ее перегорания, красным светодиод светиться не будет. Вот схема индикатора напряжения на двухцветном светодиоде.

схема индикатора напряжения на двухцветном светодиоде

В заключении можно сказать, что это лишь основные возможные схемы использования светодиодов для индикации напряжения. Все они несложные, и в своей реализации под силу даже дилетанту. В них не использовалось никаких дорогостоящих интегральных микросхем и тому подобное. Рекомендуем обзавестись таким устройством всем любителям и профессионалам электрикам, чтобы никогда не подвергать свое здоровье опасности, приступая к ремонтным работам, не проверив наличие напряжения.

Индикатор потребляемого тока или мощности

Предлагаемое устройство предназначено для световой индикации потребляемого тока (и соответственно мощности) нагрузкой, подключённой к осветительной сети 220 В. Его включают в разрыв одного из сетевых проводов. Особенности устройства — отсутствие какого-либо дополнительного источника питания и гальваническая развязка от сети. Этого удалось добиться применением светодиодов повышенной яркости свечения и трансформатора тока.

Читайте так же:
Устройство выключателя света одноклавишный

Схема индикатора приведена на рис. 1. В его состав входят трансформатор тока Т1, два однополупериодных выпрямителя на диодах VD1 и VD2 со сглаживающими конденсаторами С1 и С2. К первому выпрямителю подключены последовательно соединённые светодиоды HL1 и HL4, ко второму — HL2 и HL3. Параллельно светодиодам HL2- HL4 установлены подстроечные резисторы R1-R3. С помощью этих резисторов можно установить выходной ток выпрямителя, при котором соответствующие светодиоды начинают светить.

Когда ток нагрузки протекает через первичную обмотку трансформатора Т1,во вторичной возникает переменное напряжение, которое выпрямляют оба выпрямителя. Индикатор настроен так, что при токе нагрузки менее 0,5 А напряжения на выходах выпрямителей недостаточно для свечения светодиодов. Когда ток превысит это значение, начнётся слабое, но заметное свечение светодиода HL1 (красного цвета). По мере роста тока нагрузки выходной ток выпрямителя также возрастает. Если ток нагрузки достигнет 2 А, включится светодиод HL2 (зелёного цвета), при токе более 3 А светится HL3 (синего), а когда ток превысит 4 А, начнёт светить белый светодиод HL4. Эксперименты показали, что индикатор работоспособен до тока нагрузки 12 А, для бытовых условий этого вполне достаточно, при этом ток через светодиоды не превышает 15. 18 мА.

Все элементы индикатора, кроме трансформатора, установлены на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита, чертёж которой показан на рис. 2. В устройстве применены подстроечные резисторы СП3-19, конденсаторы — оксидные импортные, диоды можно использовать любые маломощные выпрямительные, светодиоды — обязательно повышенной яркости свечения.

Трансформатор тока изготовлен из понижающего трансформатора малогабаритного блока питания (120/12 В, 200 мА). Активное сопротивление первичной обмотки — 200 Ом. Обмотки этого трансформатора намотаны в отдельных секциях, что упрощает доработку. Его первичная обмотка станет вторичной обмоткой трансформатора тока Т1, а вторичную удаляют и взамен неё наматывают провод первичной обмотки. Для указанных выше параметров индикатора число витков первичной обмотки — три, провод должен быть в надёжной изоляции и рассчитан на сетевое напряжение и ток, потребляемый нагрузкой. Для изготовления трансформатора также подойдёт любой маломощный серийный понижающий трансформатор, например, из серий ТП-121, ТП-112.

Для градуировки шкалы индикатора можно применить амперметр переменного тока и понижающий трансформатор с напряжением вторичной обмотки 5.6 В и током до нескольких ампер. К этой обмотке последовательно подключают налаживаемое устройство, амперметр и нагрузку — переменный резистор сопротивлением 10.15 Ом и мощностью 25 Вт. Изменяя сопротивление нагрузочного резистора, устанавливают требуемый ток и подстроечными резисторами добиваются зажигания соответствующего этому току светодиода.

Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 3. Трансформатор и плату допустимо размещать на большом удалении друг от друга. Изменяя число витков первичной обмотки трансформатора тока, можно перестроить индикатор на другой интервал индикации тока. Это устройство позволяет также индицировать потребляемую нагрузкой мощность в интервале от 100 Вт до нескольких киловатт, для этого светодиодную шкалу следует проградуировать в единицах мощности.

Автор: И. Нечаев, г. Москва

Мнения читателей
  • Pavels / 07.07.2019 — 18:05

Классная штука! Можно использовать в "ЭлектроПечке" с простым тиристорным регулятором. Не нужно никаких цифровых "дел". Себестоимость = "три копейки"

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector