Индикатор подключения нагрузки 12 вольт. Индикатор нагрузки - Конструкции простой сложности - Схемы для начинающих

Приблизительно год назад загорелся идеей собрать преобразователь напряжения 12-220 вольт. Для реализации понадобился трансформатор. Поиски привели в гараж, где был найден усилитель Солнцева, собранный мною лет 20 назад. Просто извлечь трансформатор и таким образом уничтожить усилитель не поднялась рука. Родилась идея его реанимировать. В процессе оживления усилителя многое подверглось изменениям. В том числе индикатор выходной мощности. Схема прежнего индикатора была громоздкой, собрана на К155ЛА3 и т.д. Найти ее не помог даже интернет. Зато была найдена другая очень простая, но от того не менее эффективная схема индикатора выходной мощности.

Схема LED индикатора

Данная схема достаточно хорошо описана на просторах интернета. Здесь лишь вкратце расскажу (перескажу) о ее работе. Индикатор выходной мощности собран на микросхеме LM3915. Десять светодиодов подключены к мощным выходам компараторов микросхемы. Выходной ток компараторов стабилизирован, поэтому отпадает необходимость в гасящих резисторах. Напряжение питания микросхемы может находиться в пределах 6...20 В. Индикатор реагирует на мгновенные значения звукового напряжения. У микросхемы делитель рассчитан так, что включение каждого последующего светодиода происходит при увеличении напряжения входного сигнала в v2 раз (на 3 дБ), что удобно для контроля мощности УМЗЧ.

Сигнал снимается непосредственно с нагрузки - акустической системы УМЗЧ - через делитель R*/10k. Указанный на схеме ряд 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 Rн=2 Ом, R*= 10 кОм для Rн=4 Ом, R*= 18 кОм для Rн=8 Ом и R*=30 кОм для Rн=16 Ом. LM3915 дает возможность легко менять режимы индикации. Достаточно лишь подать на вывод 9 ИМС LM3915 напряжение, и она перейдет с одного режима индикации в другой. Для этого служат контакты 1 и 2. Если их соединить, то ИМС перейдет в режим индикации "Светящийся столбик", если оставить свободными - "Бегущая точка". Если индикатор будет эксплуатироваться с УМЗЧ с иной максимальной выходной мощностью, то нужно подобрать лишь сопротивление резистора R*, чтобы светодиод, подключенный к выводу 10 ИМС, светился при максимальной мощности УМЗЧ.

Как видите, схема проста и не требует сложной настройки. Благодаря широкому диапазону питающих напряжений для ее работы использовал одно плечо импульсного двухполярного блок питания УМЗЧ +15 вольт. На входе сигнала вместо подбора отдельных резисторов R* установил переменное сопротивление номиналом 20 кОм, что сделало индикатор универсальным для акустики разного сопротивления.

Для смены режимов индикации предусмотрел установку перемычки или кнопки с фиксацией. В финале замкнул перемычкой.

Индикаторы на неоновых лампах

В сетевых промышленных и самодельных электрорадиоустройствах нередко используют световой сигнализатор, состоящий из неоновой лампы и ограничительного резистора. Такой сигнализатор обычно включают на входе устройства либо после выключателя. Однако его возможности ограничены: в первом случае лампа индицирует наличие сетевого напряжения независимо от положения выключателя, во втором – при замыкании.

Рис.1

Более «информативен» сигнализатор с двумя грациями яркости свечения лампы (причем меньшей яркости соответствует разомкнутое положение выключателя, большей - замкнутое), позволяющий не только безошибочно определять рабочую позицию выключателя, но и находить в темноте включенный в сеть прибор.

Одна из таких схем приведена на рис.1 (Схема1). Здесь узел индикации составлен из резисторов R 1, R 2, диодов VD 1, VD 2 и неоновой лампы HL 1. При разомкнутом выключателе питания Q 1 (режим I ) сетевое напряжение поступает на лампу HL 1 через резистор R 1, диод VD 1 и нагрузку R н, в качестве которой может быть нагревательный прибор, электродвигатель, блок питания или обычная лампа накаливания. Поскольку диоды включены встречно – последовательно, цепь VD 2 R 2 практически не шунтирует неоновую лампу. При замкнутом Q 1 (режим II ) лампа питается через элементы VD 2, R 2 а цепь R 1 VD 1, подсоединенная в этом случае параллельно «неонке», не оказывает на нее влияние.

Удобней и наглядней сигнализатор с двумя индикаторными лампами. Такое устройство (схема которого – на рис.1 (Схема 2)) предназначено для однополюсного выключателя. В исходном режиме I светит «неонка» HL 1, питаясь через цепь R 1 R н (цепь HL 2 R 2 второй лампы зашунтирована нагрузкой R н). При замыкании Q 1 (режим II ) HL 1 гаснет, и сетевое напряжение окажется приложенным к цепи HL 2 R 2 – загорается HL 2.

Диоды могут быть использованы любые кремниевые, рассчитанные на обратное напряжение не ниже 300 В (Д226Б, КД102Б, любые из серии КД105 и др.).

Савицкий Е.

г. Коростень,

Житомирской обл.

Сигнализатор подключения потребителя к сети 220В

Для контроля подключений потребителя энергии к сети 220В удобно использовать звуковой сигнализатор (рис.2).

Рис.2

Сигнализатор издает кратковременный, длительностью 1…2 с, звуковой сигнал при подключении к сети 220В потребителей, мощность которых превышает 20Вт. Любой потребитель энергии (нагрузка) в момент подключения к сети 220В из-за дребезга контактов штепсельного разъема или включателя аппарата дает незначительные помехи в электрической сети. Чем больше мощность потребителя, тем сильнее помехи. Если подключить к фазовому проводу сети 220В осциллограф, то через соответствующий делитель напряжения можно будет наблюдать незначительно измененную форму синусоиды.

Потребители энергии и прибор должны находится на одном электрическом контуре – до счетчика установленного в доме. Прибор будет полезен для контроля несанкционированного включения кем-либо потребителя или автоматическим включением/выключением электрических приборов. В последнем случае нужно ориентироваться по звуку, издаваемому устройством.

Устройство может находиться в подключенном состоянии в режиме 24 ч неограниченное время. Ток потребления устройством находится в пределах 15 мА. Конденсаторы С1 и С2 работают в режиме гасящих напряжение резисторов, оказывая небольшое сопротивление переменному току и не излучая тепло. Если в качестве В1 применять капсюль типа ДЭМШ или низкоомный телефон типа ТК-67, ТОН-1 с сопротивлением более 50 Ом, то звуковой сигнал будет излучатся постоянно, пока на схему подано напряжение. При применении низкоомной динамической головки сопротивлением 8 Ом генератор не работает и находится в ждущем режиме.

При включении в сети бытового потребителя, устройство издаст сигнал только в момент дребезга контактов включателя новой нагрузки в сети 220В, когда источник питания пропустит помеху к транзисторному генератору и небольшой всплеск напряжения окажется достаточным для запуска генератора на 1…2 с.

Собранное из исправных элементов устройство начинает работать сразу.

Индикация работающего электроприбора

Светодиоды обычно применяются для индикации в низковольтных сетях. Если же нужно индицировать включение электроприбора, работающего от сети 220 В и не имеющего вторичных низковольтных цепей питания, в качестве индикатора используют неоновые лампочки. Но светодиод тоже может работать в сети переменного тока, для этого его включить согласно схеме на рисунке 3.

Рис.3

Если гаснет свет

Причин для отлючения электричества много. Это и ремонтные работы, и аварии на линиях, и перегрузки.

Определить, отключили сеть или перегрели пробки, вечером можно, посмотрев на соседние дома. А как быть днем?

Несложное электронное устройство – индикатор перегорания пробок – запищит, если пробки перегорели у вас. Но если света нет и молчит сигнал, значит, электричество отсутствует не только в вашем доме.

Схема индикатора показана на рис.4.

Рис.4

Конструкция содержит всего несколько деталей.

Действует устройство так. Когда пробка исправна, на индикаторе напряжение отсутствует. При ее перегорании происходит обрыв цепи и на устройство поступит напряжение сети. Начинает работать генератор на микросхеме КР1436АП1, и пьезоизлучатель BF издает звук.

Напряжение сети ограничивается резистором R 1 и выпрямленное диодом VD 1 поступает на стабилитрон VD 2, который ограничивает его величину.

В индикаторе применены резисторы типа С2-33, ОМЛТ или КМ.

Резистор R 1 можно заменить на два по 100 кОм 0,25 Вт.

Евдокимов И.

(«Левша»)

Индикатор включения электроприбора

Схема, показанная на рис.5, индицирует включенное состояние прибора, питающегося от электросети.

Рис.5

Вернее, она показывает есть ток в цепи от сети к прибору, или нет. То есть, в отличие от схемы, когда индикаторный светодиод или неоновая лампа включается параллельно прибору, эта схема позволяет определить не только поступает ли напряжение на прибор, но и потребляет ли прибор мощность. Так как могут быть варианты когда прибор не работает, например, из-за поломки или внутреннего отключения. Так вот этот индикатор показывает, работает прибор фактически или нет.

Схема содержит датчик тока на диодах VD 1- VD 6. Он практически берет небольшой кусочек одной полуволны, равный сумме прямых напряжений падения диодов VD 1- VD 5. Схема двунаправленная, то есть нагрузка или сеть может быть или на конце К1 или на конце К2. Когда цепь разомкнута (нагрузка выключена или неисправна, не работает), ток не протекает и на диодах VD 1- VD 5 ничего не падает.

Если же нагрузка включена и потребляет мощность, то через диоды VD 1- VD 5 протекает ток и на них выделяется некоторое пульсирующее напряжение. Которое своими пульсациями через диод VD 7 заряжает емкость конденсатора С1. На этом конденсаторе появляется некоторое напряжение, достаточное для свечения светодиода HL 1.

Важная особенность схемы в том, что индикатор работает в очень широком диапазоне потребляемой мощности. Это получается потому что диодам свойственно стабилизировать прямое напряжение падения и на линейном участке ВАХ диода оно уже почти не меняется в широком диапазоне тока.

Диоды VD 1- VD 6 должны быть такими, чтобы выдерживали максимальный ток нагрузки. Светодиод HL 1 – может быть обычным индикаторным, но будет нагляднее, если поставить мигающий двуцветный светодиод.

Кузянский Л .

Литература :

1.Piet Germing.Automatic Lighting Switch.

Elektor , №7-8 , 2008

А.МУСИЕНКО,

Как известно, очень много пожаров происходит из-за оставленных без присмотра включенными различных электроприборов. Это и обогреватели, и телевизоры, и прочее. Для индикации наличия включенных электроприборов и служит устройство "Уходя, гасите свет" - УГС-1. Оно включается последовательно в цепь энергопотребителей (рис.1).

Схема УГС-1 показана на рис.2.

При включенном электроприборе горит неоновая лампочка HL1. Если все потребители выключены, неонка гореть не будет. Устанавливать УГС-1 желательно возле выходной двери.

Само УГС-1 ток практически не потребляет, а суммарный ток включенных через него потребителей может достигать 6 А.

Радиолюбитель 8/97

Розетка с индикатором включенной нагрузки.

А. ОЗНОБИХИН, г. Иркутск

Оборудовав обычную розетку предлагаемым светодиодным индикатором, можно повысить удобство пользования этим самым распространенным электроприбором. Индикатор не только покажет, что сеть исправна и поможет найти розетку в темноте, но и изменит цвет свечения, если к розетке подключена нагрузка. А о срабатывании в результате перегрузки встроенного в розетку предохранителя сигнализирует мигающий красный светодиод.

Таким индикатором желательно оснастить те розетки, к которым подключают питаемые от сети приборы, не имеющие собственных индикаторов включения и предохранителей. Устройство, собранное по схеме, изображенной на рис. 1, следует разместить внутри корпуса розетки XS1, а при недостатке в нем места - рядом с розеткой в отдельном корпусе.

В случае перегорания плавкой вставки FU1 сетевое напряжение будет приложено через резистор R2 и нагрузку (если она подключена) к ранее зашунтированным вставкой элементам VD1, R1, С1, VD5 и HL1. Диод VD1 пропускает только прямые для него полуволны сетевого напряжения, которые через токоограничительный резистор R1 заряжают конденсатор С1 до напряжения стабилизации стабилитрона VD5. Этого напряжения достаточно для работы мигающего светодиода HL1, подающего сигнал о неисправности.

Пока к розетке XS1 не подключена нагрузка, сколько-нибудь заметный ток через диоды VD2-VD4 не протекает, падение напряжения на них близко к нулю. Поэтому конденсатор С2 разряжен и полевой транзистор VT1 закрыт. Находящийся в цепи его стока светодиод HL2 не светится. Зато напряжение на резисторе R6 достаточно для открывания транзистора VT2. В цепи его стока течет ток. Светится, указывая на наличие напряжения в сети и помогая найти розетку в темноте, светодиод HL3.

Если нагрузка подключена к розетке XS1 и потребляет ток, его отрицательные полуволны протекают через диод VD3, а положительные - через соединенные последовательно диоды VD2 и VD4, падения напряжения на которых достаточно, чтобы через резистор R3 и диод VD6 зарядить конденсатор С2 до напряжения, при котором транзистор VT1 будет открыт. Включится светодиод HL2, сигнализирующий о наличии нагрузки, так как напряжение между стоком и истоком транзистора VT1 уменьшится при этом практически до нуля. Нулевым станет и напряжение между затвором и истоком транзистора VT2. Этот транзистор закроется, выключая светодиод HL3.

Следует заметить, что срабатывание индикатора от нагрузки мощностью всего 1 Вт достигнуто благодаря низкому (всего 0,6 В) пороговому напряжению полевого транзистора КП504А (VT1). Заменять этот транзистор другим не следует. А вот однотипный транзистор в позиции VT2 можно заменить на КП501 А.

Максимальная мощность нагрузки, подключаемой к розетке XS1, зависит от допустимого прямого тока диодов VD2- VD4. Для диодов указанного на схеме типа ток не должен превышать 1,7 А, а мощность нагрузки - 500...700 Вт.

Диоды КД102Б можно заменить на КД105Б или другие выпрямительные с допустимым обратным напряжением не менее 300 В, а диод Д9Б - другим германиевым той же серии или, например, серии Д2. Вместо стабилитрона КС156А подойдет любой маломощный с напряжением стабилизации 3,9...5,6 В.

Светодиоды типов, указанных на схеме, можно заменять другими с аналогичными характеристиками, выбирая цвет их свечения по собственному вкусу. Необходимо лишь помнить, что у того, кто будет пользоваться розеткой, должны сложиться устойчивые ассоциации между цветом свечения индикатора и ситуацией.

Мигающий светодиод (HL1) можно заменить обычным немигающим. Конденсатор С1 при этом из устройства можно исключить, а стабилитрон VD5 заменить обычным диодом, включив его в том же направлении. Светодиоды HL2 и HL3 можно заменить одним двуцветным трехвыводным или даже использовать два кристалла разного цвета свечения в многоцветном светодиоде. Заменить все три светодиода (HL1 - HL3) одним полноцветным без заметного усложнения и переделки схемы не представляется возможным, так как пары светодиодов имеют общие катоды. Желаемой яркости свечения светодиодов HL2 и HL3 можно добиться подборкой резистора R7, однако устанавливать его менее 22 кОм нежелательно из-за слишком большого тепловыделения.

Вариант печатной платы сигнализатора, предназначенной для установки в корпус сетевого удлинителя с несколькими розетками, показан на рис. 2. Конденсатор С1 - К50-35, С2 - любой керамический или пленочный.

Если немного уменьшить размеры платы, ее можно встроить и в настенную розетку для открытой проводки.

При недостатке места внутри розетки, утапливаемой в стену, сигнализатор можно выполнить в виде вставляемого в такую розетку переходника.

Устройство предназначено для дискретной индикации тока, потребляемого нагрузками, работающими в сети переменного тока 220 В. Индикация осуществляется с помощью трёх светодиодов, сигнализирующих о том, что потребляемый нагрузками ток превысил заданные для них значения включения. Благодаря компактным размерам, малому потреблению электроэнергии, малым потерям мощности в цепи 220В, может быть легко встроено в сетевую электророзетку, удлинитель-разветвитель, автоматический термо/электромагнитный выключатель. Индикация потребляемого тока от сети 220 В позволяет отследить не только наличие большого тока в цепи питания сетевых устройств, что может быть опасным для электропроводки, электророзеток, но и быстро зафиксировать случившийся пробой обмоток электродвигателей или повышенную механическую нагрузку на используемый электроинструмент.

Датчик потребляемого тока выполнен на самодельных герконовых реле К1 - КЗ, обмотки которых содержат разное количество витков, следовательно, контакты герконов будут замыкаться при разных значениях тока, протекающего через обмотки. В этой конструкции обмотка реле К1 имеет большее количество витков, следовательно, контакты геркона К1.1 будут замыкаться раньше контактов других герконов. При потребляемом нагрузками токе более 2 А, но меньше 4 А будет светиться только светодиод HL1. При замкнутых контактах К1.1, но разомкнутых контактов остальных герконов, ток питания светодиода HL1 будет протекать по диодным цепочкам VD9 - VD12 и VD13 - VD16. При увеличении потребляемого тока более 4 А начнут замыкаться контакты геркона К2.1, совместно со светодиодом HL1 будет светить светодиод HL2. При разомкнутых контактах геркона КЗ ток питания светодиодов HL1, HL2 будет протекать через диодную цепочку VD13 - VD16. Обмотка реле КЗ содержит наименьшее количество витков, число которых подобраны так, чтобы контакты геркона К3.1 замыкались при токе нагрузки более 8 А, что соответствует потребляемой нагрузкой от сети мощности около 1760Вт. Диодная цепочка VD5 - VD8 предотвращает неконтролируемый рост напряжения на обкладках конденсатора С2 при разомкнутых контактах герконов, для этой же цели служат и последовательно включенные диоды VD9 - VD16. Поскольку светодиоды в этой конструкции включены последовательно, то это дало возможность установить конденсатор С1 небольшой ёмкости, это делает конструкцию более экономичной, что актуально, поскольку весьма вероятна возможность её круглосуточной эксплуатации. Благодаря тому, что обмотки самодельных герконовых реле содержат малое количество витков, нагрев обмоток практически отсутствует при токе нагрузки до 12... 16 А, на нагрузку поступает полное напряжение питания. Узел светодиодного индикатора тока получает питание от бестрансформаторного источника напряжения постоянного тока, выполненного на балансном конденсаторе С1, токоограничительных резисторах R1, R2, мостовом диодном выпрямителе VD1 -VD4. Конденсатор С2 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения.

Все детали устройства кроме светодиодов могут быть смонтированы на печатной плате размерами 55x55 мм, рис.2. Светодиоды подсоединяют с помощью гибких многожильных проводов необходимой длины в ПВХ или фторопластовой изоляции. Все печатные дорожки, по которым протекает ток подключенной нагрузки, усилены медным одножильным проводом диаметром 1,2 мм, припаянным к дорожкам большим количеством припоя. Контакты герконов К1.1, К2.1 припаяны к печатным дорожкам тонкими гибкими проводами в ПВХ изоляции. В индикаторе тока использованы герконы типа КЭМ-2 со свободно разомкнутой группой контактов. Длина такого геркона около 21 мм, диаметр около 3,2 мм. Катушки герконов намотаны обмоточным проводом диаметром 0,82 мм в один ряд. Чтобы не раздавить стеклянный корпус геркона, витки обмоток удобнее формировать на гладкой части стального сверла диаметром 3,2...3,3 мм. Расстояние между витками провода около 0,5 мм. Катушка реле К1 содержит 11 витков, катушка реле К2 - 6 витков, катушка реле КЗ - 4 витка. Ток срабатывания контактов реле зависит не только от количества витков катушки, но и от конкретного экземпляра геркона и места расположения катушки на баллоне геркона, когда катушка расположена посередине корпуса геркона, чувствительность максимальная. Резисторы можно применять любого типа общего применения, например, МЛТ, РПМ, С1-4, С2-22, С2-23. Конденсатор С1 плёночный на рабочее напряжение постоянного тока 630 В, например, типа К73-17, К73-24, К73-29 или импортный на рабочее напряжение 275 В переменного тока. Вместо одного конденсатора на 630 В 0,047 мкФ при его отсутствии можно установить два аналогичных на напряжение 250 В ёмкостью 0,1 мкФ, включенных последовательно. Конденсатор С2 типа К50-35, К50-68, К53-19 или импортный аналог. Диоды 1N4148 можно заменить любыми из 1 N914, 1SS176, 1SS244, КД510, КД521, КД522. Вместо трёх цепочек последовательно включенных диодов VD5 - VD8, VD9 - VD12, VD13 - VD16 можно установить по одному маломощному стабилитрону, например, BZV55C-2V7, TZMC-2V7, при этом, выводы катодов стабилитронов должны быть подключены к выводам анодов соответствующих светодиодов. Светодиоды АЛ307КМ красного цвета свечения можно заменить любыми аналогичными с прямым рабочим напряжением не более 2,0 В при токе 20 мА, например, АЛ307 Л-М, КИПД66Т-К, КИПД66Е2-К, КИПД24Н-К, L-63SRC, DB5-436DR, RL50-UR543. Все эти светодиоды красного цвета свечения. При применении аналогичных светодиодов жёлтого или зелёного цвета свечения из упомянутых серий может потребоваться вместо 4 последовательно включенных диодов в соответствующих цепочках устанавливать по 5 диодов. Предпочтительнее устанавливать светодиоды с повышенной светоотдачей.

Изменяя число витков катушек самодельных герконовых реле, можно подобрать другие пороговые значения индикации предельного тока подключенных нагрузок, при которых будут зажигаться светодиоды. Для небольшой коррекции тока срабатывания можно изменять положение катушки на корпусе соответствующего геркона. После настройки катушки герконовых реле фиксируются каплями любого полимерного клея, например, «Момент».

Для настройки светодиодного индикатора применяют амперметр переменного тока, например, мультиметр М890С+, способный измерять переменный ток до 20 А. В качестве имитации нагрузки применяются лампы накаливания и электронагревательные приборы. Настроенный таким образом индикатор будет достаточно точно показывать ток, потребляемый электронагревательными проборами, лампами накаливания, асинхронными, синхронными и коллекторными электродвигателями переменного тока. Но при подключении к нему в качестве нагрузки устройств, в которых на входе в цепи питания 220 В переменного тока установлен мостовой диодный выпрямитель с конденсатором фильтра выпрямленного напряжения, например, компьютер, современный телевизор, светодиоды будут зажигаться при меньшем среднем токе нагрузки, потребляемом в течение одного полупериода сетевого напряжения переменного тока. При настройке и эксплуатации устройства следует учитывать, что все его элементы находятся под опасным напряжением сети 220 В. При установке этой конструкции в корпус металлического стакана для электророзетки, вмонтированной в стену, для монтажной платы применяют изоляторы из асбестовой бумаги или стеклоткани. Не применяйте для изоляции горючие материалы. Во время работы этого устройства, при достаточно большом токе нагрузки герконы издают слабое гудение, поэтому не рекомендуется его устанавливать в электророзетки, расположенные в жилых комнатах. Эта особенность не актуальна, если устройство будет работать на кухне, в прихожей, в подсобных помещениях, в гараже, в редко используемом удлинителе сети 220 В.