带一盏灯的自动指示灯。方案、说明

带一盏灯的自动指示器。无线电电子电气工程百科全书

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曾几何时，各种电压指示器设计在无线电爱好者中非常流行。这并不奇怪 - 凭借其相对简单和最低成本，您可以快速获得“可见”的结果。至于驾驶者，根据作者的观察，这样的设计并没有引起他们的兴趣。他们需要改变汽车的仪表板或在其上放置一个单独的单元，此外，它们会分散驾驶员的注意力。另一方面，驾驶者认为没有必要在这方面重做任何事情，因为他们完全依赖标准仪器：电流表、电压表和/或控制灯。同时，控制灯和电流表在大多数情况下只记录“电池（AB）-发电机”系统中的电流方向，无法判断其中的质变。

作者回顾了过去 20 年左右有关该主题的出版物，得出的结论是，最成功的设计仍然是 E. Klimchuk 的电压指示器 [1]。指定的指示灯与一个常规控制灯配合使用，该灯几乎适用于任何车辆，包括摩托车。同时，它允许高度准确地注册“AB 发电机”系统的四种主要操作模式。正如实践表明的那样，如此多的模式是最佳的。顺便说一句，驾驶员实际上不需要改变感知心理：在控制灯的通常操作模式中添加了两种更清晰可区分的发电机模式。

至于这个指标的用处，笔者遇到的案例很好奇。在一辆GAZ-2410汽车的路上，控制灯开始闪烁，此外，当汽车在坑洼处晃动时。检查交流发电机驱动皮带的张力没有给出任何结果。只有对维修区中的汽车进行检查才发现意外故障 - 下部发电机安装螺栓丢失。由于发电机底部靠在发动机上，皮带没有松动。但是，在崎岖不平的路面上，很明显，发电机支架的上横杆开始“打球”，皮带出现了短暂的打滑现象。这足以记录电压骤降。最让人好奇的是，在这款车型的发布很长一段时间里，它上面都安装了一个控制灯，只有在按下仪表灯测试按钮时才会亮起。工厂没有提供控制其运行的设备。在实践中，标尺长度约为 40 mm 和最大偏转电流为 ±50 A 的电流表的存在被证明是无用的。例如，在安装指示器之前，发现电压调节器的故障为时已晚，此时电池已经几乎完全放电。

到目前为止，指定的电压指示器在汽车上已经可靠地工作了。由于有关此主题的出版物继续出现在业余无线电文献中（例如，[2]），我想再次回到经过充分验证的设计。在新版本的指标中，数字部分已经完全改变。

与原型一样，所提出的指示电路（图 1）的基础是组装在 DA1 芯片上的双电压比较器。它的唯一区别是使用低（而不是高）电压电平来获得额外的逻辑组合，从而提高了生成电压阈值的稳定性。比较器同相输入端的电压由参数稳定器 VD1-R5 稳定。所应用的 DA1 芯片可在很宽的输入电压范围内工作（从 0 到 32 V），但是为了比较器的正确工作，每个运放的输入之一处的电压必须至少为 1,5 V 小于电源电压（不包括电阻器 R11 上的电压降），这是通过相应包含齐纳二极管 VD1 来确保的。

带一盏灯的自动指示灯。指标示意图
图。1。指标示意图

比较器反相输入端的电压在调谐期间由分压器 R1-R2 和 R3-R4 设置。对于 DA1.1 比较器，由于通过 VD1.2-R2 链与 DA9 输出连接，反相输入端的电压可以取两个值。因此，随着电源电压的增加，在比较器的输出端依次形成四种逻辑组合：00、10、01、11。根据这些组合，指示器的数字部分提供了控制灯的 4 种操作模式.

E. Klimchuk 提出的指标运算算法在实践中证明是非常成功的。指示灯的较高工作频率会立即发出车载网络中存在危险电压的信号，而较低频率则警告电池放电程度不可接受。

指示器的数字部分基于廉价的定时器 DD2 (MC14541B)，其引脚分配如表 1 所示。

表1
结论		Состояние
№	名称	“0”	“1”
5	自动重设	自动复位工作	禁用自动重置
6	主复位	定时器运行	启用重置
9	Q/Q 选择	复位后，输出日志。 0	复位后，输出日志。 1
10	MODE	单脉冲	重复冲动
注：结论 1,2,3、XNUMX、XNUMX 用于连接内部发生器的 RC 元件。结论 12、13 - 提供了除法因子的选择（表 2）。引脚 8 - 定时器输出。未使用引脚 4、11 (NC - NO CONNECTION)。

内置发生器和具有可变分频系数的计数器的存在允许您放弃两个低频发生器并使用具有更好TKE或更小尺寸的电容器C3作为频率设置元件。除法系数的选择取决于定时器地址输入A和B处的两位代码。从表2可以看出，要获得灯的两种视觉上可区分的发生器模式，分频因子256和1024是合适的，因为它们在定时器输出端的频率之间提供了 4 倍的差异。

表2
А	B	除法系数
1	0	2⁸ = 256
0	1	2¹⁰ = 1024
0	0	2¹³ = 8192
1	1	2¹⁶ = 65536

不幸的是，双比较器输出的逻辑电平不允许立即获得所需的定时器操作模式序列（表 3）。因此，在电路（芯片 DD1）中引入了异或元件。在比较器输出的不同逻辑电平下，DD1.2 元件产生一个高逻辑电平，它复位内部定时器计数器并停止发生器。在定时器的这种状态下，其输出电压与 SE 输入的逻辑电平相匹配。因此，灯要么开要么关。灯所需的开关顺序对应于比较器 DA1.1 输出的逻辑电平。在指标的极端模式下（在输入 MR -“0”），内部定时器发生器开始工作。定时器输出的生成频率取决于输入 A 和 B 的逻辑组合。由于在此模式下，比较器输出的逻辑电平相同，并且与定时器输入 A 的所需电平相匹配，然后对于输入 B，信号由元件 DD1.1 反相。
表3
输出 DA1 输入 DD2 输出 DD2（模式）
DA1.1 DA1.2 А B MR SE Q 灯状态
1 1 1 0 0 1* 冲动闪烁 (F=3Hz)
0 1 1* 0* 1 0 0 赎回
1 0 0* 1* 1 1 1 常亮
0 0 0 1 0 0* 冲动闪烁 (F=0,75Hz)
注意：“*” - 逻辑级别对于此模式无关紧要。

表 3 中标有星号的逻辑级别不是偶然选择的。虽然它们不影响整个指示器的操作，但最好在发生器开始工作之前已经设置输入 A 和 B 的电平，以避免计时器内部发生不必要的“反弹”。 SE 输入的表中指示的电平允许您通过灯的即时切换来启动发生器模式，而无需等待第一个脉冲出现。因此，如果灯在之前的状态下关闭，则发电机模式将从其点火开始，反之亦然。

声音发生器安装在元件 DD1.3 和 DD1.4 上。仅当输入 0 为“12”而输入 1 为“8”时，它才会出现在指标的发生器运行模式中。因此，极端模式可以通过耳朵来区分。

该电路适用于警告灯连接到电源“+”（通过点火开关触点）的汽车。同时，对于一些较旧的车型，例如VAZ-2101，必须将仪表板上的指示灯拆开，此时只需将晶体管VT1替换为KT973A即可，并将定时器的输出信号反相添加晶体管VT2（图2）。此时，晶体管VT1的发射极必须通过点火开关接至“+”电源，集电极接至车灯的自由输出端（上述型号的两根线均接入发动机舱）。当使用其他类型的晶体管作为VT17时，例如KT2、KT1，可能需要图814中虚线所示的电阻R816。复合晶体管KT973A已经有这样的电阻。

带一盏灯的自动指示灯

该设备的印刷电路板（图 3）由单面箔玻璃纤维制成，设计用于连接控制灯的两种选择。在第一个选项中，需要用跳线桥接图 3 中变黑的接触垫，在第二个选项中，必须安装额外的细节：晶体管 VT2、电阻器 R16 和，如果需要，R17，它直接焊接在晶体管 VT1 的端子或电路板上的印刷导体。在后一种情况下，使用这种方法很方便。在额定功率为 0,125 W 的电阻器上，咬掉引线并去除端杯上的保护漆。用细砂纸清洁杯子，例如，将电阻器固定在微钻夹头中。以这种方式制备的电阻器用杯子焊接到电路板的焊盘或晶体管的端子上。

带一盏灯的自动指示灯。设备电路板
图 3。设备电路板

稳压二极管 VD1 和电阻 R7 在安装 DA1 芯片之前安装在板上。电容器 C1 - K53-1A，其余 - 任何陶瓷。 DD4 芯片的空闲管脚 11 和 2 最好去掉。尽管它们只是案例的技术部分，但它们上存在任何信号都是不可取的。压电发射器HA1可以是另一种类型。

建议通过设置比较器阈值来开始设置指标，即电源电压 (AB) 在控制灯操作模式改变 U_{端口 1}...你_{端口 3}. 这需要具有 10 ... 15 V 连续可调输出电压的电源、数字万用表，最好是示波器。确定比较阈值的电阻器（R2、R4 和 R9）在选择时进行设置。首先，焊接一个调谐电阻（最好是多匝）而不是 R4，并通过设置电路“AB”端的电压等于 U_{端口 3}，通过旋转 R4 引擎，他们实现了 DA1.1 比较器的切换，使用示波器控制其输出端的电压。然后电压平滑变化，指定上下开关阈值 DA1，因为用于更精确开关的比较器由通过链 R6-R8 和 R7-R10 的正反馈覆盖。这个操作最好多做几次，换U_然后.

之后，焊接调谐电阻，测量其电阻并用相同值的常数替换。原则上，选定的电阻可以由两个组成。不建议使用修剪器。

然后在电源电压 U 下以相同的方式选择电阻器 R2_{端口 2}。寻求切换比较器DA1.2。最后，他们选择 R9，实现比较器 DA1.1 的切换，但已经处于电源电压 U_{端口 1}

发声器中的电阻 R15 可能与图中所示的不同，尤其是在使用不同类型的压电发射器时。根据压电发射器的最大体积来选择。

电压 U_{端口 2} 和你_{端口 3} 建议选择等于稳压器提供的范围的极值。该范围通常在汽车的操作手册或电压调节器的护照中注明。应该注意的是，在工业电压调节器中，规定的范围通常与生产过程中参数的技术分布相对应，而不是与温度对电压的实际变化相对应。当指示器与完全热补偿电压调节器一起工作时，用于比较的指示阈值的选择变得更加复杂。因此，我们可以简单地推荐无线电爱好者选择U_{端口 2} = 13,6 伏，U_{端口 3} \u14,6d XNUMX V。大多数工业稳压器都符合规定范围。

至于温度补偿电压调节器，该指示器与电压调节器 [3] 一起为我工作。在寒冷的天气（约-30°C），当发动机启动时，控制灯开始以增加的频率闪烁，发出高压信号（如您所知，在低温下，必须增加电池端子的电压） . 在加热发动机舱和电池后，灯熄灭。最初，灯的这种行为引起了警报，但很快这种模式变得更加方便 - 它表明了热补偿器的性能。在温和的天气中，该指示器正常工作。

选择U_{端口 1} 事情就更复杂了。乍一看可以安装U_{端口 1}，对应于电池放电程度的 50%（众所周知，电压与电解质的密度几乎呈线性关系）。但是这个电压很大程度上取决于电解液的温度。还有另一个重要因素。提醒一下，为了提高测量精度，仪表应该直接从AB端供电。点火开关打开时，控制灯亮起。同时，一个重要的负载也连接到电池——发电机的励磁绕组（不排除通过点火线圈初级绕组的电流）。当然，您可以使用单独的开关为灯供电，但这不是很方便。在电压调节器的设计中，最好在发动机启动后 [4] 或什至在发动机达到励磁发电机所需的最低速度后提供励磁绕组 [5]。

您也可以这样做：选择平均温度的一天，将 AB 负载插头放电到所需的水平并将其安装在汽车上。之后，转动点火钥匙（不启动发动机）并用数字电压表测量电池端子的电压。在接收到的值上调整 U_{端口 1}. 作为最后的手段，你可以推荐U_{端口 1} = 12,0...12,6 V。

在结构上，电压指示器的制造方法如 [6] 中所述。指示器外壳用作公共电线。最好将指示器安装在乘客舱内，避免靠近加热器。将指示器连接到 AB 的导体应该焊接到板上（不带连接器），在另一端，在 AB 端子下方焊接一个花瓣。为了方便从汽车上取下电池，可以将花瓣放在启动端子上，通过一根“强力”导线连接到电池的“+”端子。

建议的电路可在 3 至 18 V 的电源电压范围内工作。温度范围取决于 DA1 芯片的设计，范围为 0°С 至 +70°С (LM358) 和 -55°С 至 +125 °С (LM158)。

文学

Klimchuk E. 电压指示器。 - 电台，1993 年，N6，第 35 页。
伟大的 V. AB 电压指示器。 - Radiomir，2003，N3，S.20。
Biryukov S. 一个简单的热补偿电压调节器。 - 电台，1994 年，N1，第 34 页。
Khromov V. 带热补偿的稳压器。 - 广播，2003 年，N3，第 46 页。
Lomanovich V. 热补偿电压调节器。 - 广播，1985 年，N5，第 24 页。
Martemyanov A. 摩托车的电子控制单元。 - Radiomir，2003，N9，S.24，N10，S.24。

作者：A.Martemyanov，Seversk；出版：radioradar.net

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