Амперметр на світлодіодах

Цифровий амперметр на світлодіодах - зручний спосіб відображення інформації, при якому має значення не тільки модуль вимірюваної величини (що, до речі, значно зручніше визначати не по відхиленню стрілочного індикатора, а по величині стовпчастий діаграми, або за допомогою міні-дисплея), а й частоту зміни цього параметра.

опис схеми

Світлодіоди не відрізняються великою потужністю, але використовувати їх в слабкострумових електричних ланцюгах допустимо і доцільно. Як приклад можна розглянути схему отримання цифрового амперметра для визначення сили струму в акумуляторної батареї автомобіля, при номінальному діапазоні значень в 40 ... 60 мА.

Варіант зовнішнього вигляду амперметра на світлодіодах в стовпчик

Кількість використаних світлодіодів визначить порогове значення струму, при якому в роботу буде включатися один з світлодіодів. В якості операційного підсилювача можна використовувати LM3915, або відповідний по параметрам мікроконтролер. На вхід буде подаватися напруга через будь-який низькоомний резистор.

Зручно відображати результати вимірювання у вигляді стовпчастий діаграми, де весь, практично використовуваний діапазон струму буде поділятися на кілька сегментів по 5 ... 10 мА. Плюсом LED є те, що в схемі можна використовувати елементи різного кольору - червоного, зеленого, синього і т.д.

Для роботи цифрового амперметра будуть потрібні наступні компоненти:

Електрична схема амперметра на LED джерелах

Послідовність розміщення і монтажу амперметра

Вхідний сигнал по струму (не більше 1 А) подається від стабілізованого блоку живлення через шунтирующий резистор, допустима напруга на якому не повинно бути більше 40 ... 50 В. Далі, проходячи через операційний підсилювач, сигнал надходить на світлодіоди. Оскільки значення струму під час проходження сигналу змінюється, то відповідно буде змінюватися і висота стовпчика. Керуючи струмом навантаження, можна регулювати висоту діаграми, отримуючи результат з різним ступенем точності.

Монтаж плати з SMD-компонентами, за бажанням користувача, можна розміщувати або горизонтально, або вертикально. Оглядове віконце перед початком тарировки необхідно перекривати темним склом (підійде фільтр з кратністю 6 ... 10 х від звичайної зварювальної маски).

Таріровка цифрового амперметра полягає в підборі мінімального значення навантаження по струму, при якій світлодіод буде світитися. Варіювання настройки проводиться експериментально, для чого в схемі передбачається резистор з невеликим (до 100 мОм) опором. Похибка показань такого амперметра зазвичай не перевищує кількох відсотків.

Як налаштовувати регулювальний резистор

Для цього послідовно встановлюють силу струму, яка проходить через певний світлодіод. В якості контрольного приладу можна використовувати звичайний тестер. Вольтметр включається в схему перед мікро контролером, а амперметр - після нього. Для виключення впливу випадкових пульсацій підключається також згладжує конденсатор.

Практичним плюсом виготовлення приладу своїми руками (світлодіодів не повинно бути менше чотирьох) є стійкість схеми при значних змінах спочатку заданого діапазону сили струму. На відміну від звичайних діодів, які при короткому замиканні вийдуть з ладу, світлодіоди просто не загоряються.

Св-діоди як вимірювачі струму в акумуляторної батареї автомобіля, не тільки економлять заряд і зберігають акумулятори, але і дозволяють більш зручним способом прочитувати свідчення.

Аналогічним чином можна побудувати і цифровий вольтметр. Як джерела світла для такого варіанту застосування підійдуть елементи на 12 В, а наявність додаткового шунта в схемі вольтметра дозволить більш раціонально використовувати всю висоту стовпчастий діаграми.