Светодиодный индикатор бортового напряжения автомобиля. Индикатор напряжения бортовой сети автомобиля на светодиодах. Схема и описание. Индикатор напряжения на К1003ПП1
Многофункциональный и очень простой автомобильный индикатор напряжения для проверки автомобильного электрооборудования. Удобнее дорогих приборов при поиске неисправностей. Поможет автомобилистам в дороге и в мастерской устранить неисправности электрооборудования автомобиля. Схема индикатора проста и доступна для самостоятельного изготовления.
Песня В.С. Высоцкого - Случай в дорге 4,2 Мб
(Для поиска неисправностей в электропроводке автомобиля)
При поиске неисправностей в автомобилях при помощи авометра приходится сталкиваться с определёнными трудностями. Не редкость когда лампа или реле не работают из-за увеличившегося переходного сопротивления контактов, а вольтметр с большим внутренним сопротивлением показывает нормальное напряжение. Иногда в таких случаях для определения неисправностей применяется контрольная лампа, но диапазон сопротивлений и напряжений которые можно определять лампой, довольно ограничен. И в том и другом случае при измерении напряжения на проверяемом проводе не всегда понятно приходит напряжение напрямую от аккумуляторной батареи, через лампочку, реле или плохой контакт. Если проверять электрическую цепь омметром, то надо затратить время, чтобы найти второй конец проверяемой цепи. В случае если электродвигатель или лампа включаются через реле, то нужно принять меры, чтобы случайно не повредить омметр напряжением аккумуляторной батареи.
Из большого числа описанных в литературе индикаторов большинство представляют собой плохие аналоги вольтметра или омметра и поэтому не пользуются популярностью у автомобилистов.
Предлагаю вниманию читателей сайта сайт автомобильный индикатор напряжения, предназначенный для поиска неисправностей в электрооборудовании автомобиля, который по принципу действия представляет собой улучшенный вариант контрольной лампы и во многих случаях лишен упомянутых недостатков. Индикатор имеет широкий диапазон определяемых им напряжений и сопротивлений для определения места неисправности, а также приемлемую точность для определения напряжения аккумуляторной батареи. При помощи этого индикатора от одного прикосновения щупа к проверяемому контакту можно не только обнаружить присутствие напряжения, но и примерно определить сопротивление проверяемой электрической цепи одновременно в двух диапазонах без переключений. Это позволяет быстрее и легче находить неисправности.
Схема индикатора напряжения
Предлагаемый автомобильный индикатор имеет простую схему, не содержит дефицитных деталей и имеется возможность настраивать индикатор в широких пределах по потребностям каждого конкретного пользователя. Один контакт выполнен в виде щупа, а второй имеет удлинённый провод со штекером и съёмным зажимом «крокодил». На корпусе имеются отверстия для лампы NLO, двухцветного светодиода NL1, NL2 и переключателя SA1. Установка переключателя не обязательна. При сборке индикатора надо обращать внимание на полярность подключения полупроводниковых приборов.
Работает и настраивается индикатор напряжения следующим образом: при подаче от регулируемого источника (+) напряжения больше 10 В со стороны контакта 2 стабилитрон VD2 открывается. Ток начинает проходить через лампу NLO, стабилитрон VD2 и открытый диод VD1. Когда падение напряжения на лампе NLO превысит прямое падение напряжения на диоде Шотки VD3, часть тока пойдёт через резистор R4, поэтому ток через индикатор увеличится, а значит, увеличится определяемое индикатором падение напряжения в проверяемой цепи. Если дальше увеличивать напряжение, то при 11,5 В у лампы NLO индикатора появится заметное свечение, а при напряжении 14,5 В лампа HLO будет светить уже полным накалом.
Минимально допустимым для автомобильной аккумуляторной батареи считается напряжение 11,5 В, а напряжение выше 14,5 В у автомобиля с неработающим двигателем практически не бывает. При напряжении больше, чем 15В лампа будет светить с перекалом, что может сократить срок её службы. Небольшое изменение напряжения приводит к заметному изменению свечения лампы индикатора, что позволяет с достаточной точностью определять напряжение аккумуляторной батареи.
Если свечение лампы HLO появляется раньше или позже достижения напряжения 11,5 В, то необходима настройка индикатора. Желательно подобрать стабилитрон VD2 на нужное напряжение или заменить диод VD1 на другой с большим или меньшим прямым падением напряжения. Можно вместо одного поставить последовательно два диода. Для расширения диапазона определяемого напряжения можно заменить лампу HLO на другую, с большим номинальным напряжением, например, на 3,5 В. Чаще всего напряжение аккумуляторной батареи автомобиля не отличается от напряжения 13 В больше, чем на 0,5 В в одну или другую сторону. Поэтому нужно также протестировать индикатор при напряжении 13 В на то, как лампа HLO реагирует на изменение величины сопротивления в проверяемой цепи, и результаты записать. При увеличении сопротивления всего на 2–3 Ом лампа индикатора будет светить заметно слабее и при сопротивлении 10 Ом лампа должна погаснуть. Настраивать чувствительность индикатора к изменению сопротивления можно изменением номинала резистора R4 с учётом того, чтобы не превышать предельный ток стабилитрона 0,8 А при максимальном токе на лампе. В этом режиме индикатор работает как нагрузочная вилка. Таким способом можно найти даже незначительное увеличение переходного сопротивления в электрооборудовании автомобиля ещё до того, как произойдёт сбой в работе или определить, например, наличие в электрической цепи лампы, обмотки электродвигателя или другой низкоомной нагрузки.
Иногда требуется определить наличие в цепи сопротивления в сотни Ом и до нескольких кОм. На такие сопротивления в электрической цепи контрольная лампа не реагирует, а вольтметр просто не замечает небольшое по сравнению с внутренним сопротивлением прибора увеличение сопротивления. Для определения небольшой проводимости предназначен красный светодиод пары HL2. Он начинает светить при напряжении на индикаторе 2 В, постепенно увеличивая яркость по мере увеличения напряжения. Без резистора R3 при напряжении 13 В многие экземпляры светодиодов будут светить при увеличении сопротивления в проверяемой цепи больше, чем 100 кОм. В этом случае свечение светодиода NL2 может появиться при проверке напряжения на обесточенном проводе при отсыревшей проводке, при загрязнённой изоляции или других, незначительных, не влияющих на работу электрооборудования утечках (например, небольшой обратный ток диодов в монтажном блоке). Я рекомендую ограничить чувствительность светодиода при помощи резистора R3 до 20 кОм. Таких параметров индикатора хватает для определения большей части неисправностей.
Иногда напряжение на аккумуляторной батарее снижается меньше допустимого для батареи 11,5 В или необходимо проверить работоспособность регулятора напряжения при больших оборотах генератора, когда напряжение может быть больше безопасного для лампы индикатора 14,5 В. Для таких случаев предусмотрен другой более безопасный режим работы индикатора. Его также можно использовать для уточнения некоторых параметров проверяемой цепи. Для этого меняем полярность приложенного к индикатору напряжения переключателем SA1 или можно поменять местами 1-й и 2-й выводы индикатора. Диод VD3 заперт, и ток не проходит через резистор R4, а проходит через лампу HLO и открытый в прямом направлении стабилитрон VD2. Диод VD1 будет заперт, и основной ток пойдёт через добавочные резисторы R1 и R2. Если постепенно увеличивать приложенное к индикатору напряжение, то лампа HLO будет светить при напряжении от 8 В до 18 В. Этот диапазон можно смещать в одну или другую сторону, изменяя величину суммарного сопротивления R1 и R2. Если при напряжении 13 В постепенно увеличивать сопротивление в цепи, то лампа HLO будет постепенно гаснуть и перестанет светить при сопротивлении 70 Ом. Сопротивление, при котором будет продолжать светить лампа HLO, можно увеличить, заменив лампу другой с меньшим номинальным током, например типа МН 2,5- 0,068. В этом случае желательно уменьшить номинал резистора R4, чтобы сохранить способность индикатора определять и малые сопротивления. Потребуется также примерно вдвое увеличить номиналы резисторов R1 и R2.
Об изменении полярности напряжения и работе индикатора в безопасном режиме будет сигнализировать зелёный светодиод NL1. Его свечение будет видно при увеличении напряжения от 4 В и больше. При напряжении 13 В он погаснет при увеличении сопротивления в цепи до 300 Ом. Настройка свечения зелёного светодиода также может изменяться и зависит от соотношения сопротивлений R1 и R2. Гасящие резисторы R5 и R6 для светодиодов HL1 и NL2 выбираются так, чтобы ток через светодиод не превышал 70-80 % от максимально допустимого для светодиода при максимально допустимом токе на лампе HLO.
Величина предельного напряжения на индикаторе во всех случаях ограничивается максимально допустимым током через лампу HLO. Лампа с номинальным напряжением 2,5 В обычно длительно и надёжно работают и при напряжении 3 В. Поэтому чтобы определить предельно допустимое напряжение на индикаторе нужно при тестировании индикатора определить при каком напряжении на индикаторе напряжение, измеренное на лампе NLO достигнет 3 В. При необходимости можно сдвинуть диапазон определяемого напряжения. Другие детали индикатора работают в более лёгком режиме, чем обеспечивается высокая надёжность индикатора. Даже если и удастся вывести из строя лампу HLO, то красный светодиод HL2 будет продолжать работать и показывать наличие напряжения. Замена лампы не намного дороже и сложнее замены предохранителя.
Теперь немного о некоторых способах использования индикатора. Если не работает реле, электродвигатель, лампа или другое устройство, то чаще всего это или обрыв в цепи питания этого устройства, или значительное падение напряжения на нём из-за увеличившегося переходного сопротивления. Поэтому не стоит слишком напрягать зрение, чтобы замечать несущественные для работы десятые доли вольта. Для определения этой неисправности вполне достаточно, и даже с запасом хватает и того, что мы замечаем разницу в 1 В проверяя падение напряжения непосредственно на устройстве. Уточнить место падения напряжения можно при помощи красного светодиода пары HL2, который будет светить при напряжении больше 2 В. При работающем стартере проверяем индикатором наличие напряжения между минусовым выводом аккумуляторной батареи и корпусом автомобиля. Появление свечения красного светодиода NL2 означает плохой контакт у минусового провода батареи. Таким способом при достаточно мощной нагрузке можно определять переходные сопротивления контактов до сотых долей Ом.
Иногда бывает обрыв в самом проверяемом устройстве, что тоже легко определяется индикатором. Для этого индикатор подключаем последовательно в проверяемую цепь и щупом индикатора проверяем наличие напряжения до и после проверяемого устройства.
Чтобы проверить сопротивление изоляции на корпус, подсоединяем один вывод индикатора на плюс аккумуляторной батареи, а другой к проверяемому проводу или к выводу обмотки электродвигателя.
Можно также убедиться в исправности конденсатора у распределителя зажигания. Для этого к не подсоединённому к корпусу выводу конденсатора присоединяем зажим индикатора. Контакт прерывателя должен быть разомкнут. Касаемся щупом индикатора плюсового вывода аккумуляторной батареи. Короткая вспышка красного светодиода HL2 означает, что конденсатор исправен. Отсутствие вспышки будет означать обрыв, а постоянное свечение пробой конденсатора. Состояние контактов прерывателя проверяется аналогично по одновременному появлению и исчезновению свечения лампы индикатора HLO и красного светодиода HL2 при медленном проворачивании вала распределителя зажигания.
Хорошее состояние контактов обычного реле или выключателя определяется по отсутствию свечения светодиода индикатора при проверке напряжения на замкнутых контактах. Можно без разборки генератора проверить его диоды на короткое замыкание.
При необходимости при помощи автомобильного индикатора можно определять и наличие переменного напряжения по одновременному свечению двух светодиодов и конечно полярность постоянного напряжения.
Индикатор имеет небольшой объём и может иметь корпус произвольной формы. Если индикатор кроме заменяемой лампы залить наполнителем, то тогда его практически невозможно вывести из строя при падении.
Дополнение:
Для обеспечения точной регулировки и плавной настройки вместо стабилитрона можно применить регулируемый транзисторный аналог стабилитрона. Схема индикатора была опубликована в журнале "Радиолюбитель" 1996 №8 стр.20 и некоторых других изданиях. Параллельно аналогу нужно подключить диод в прямом направлении.
В любой технике в качестве отображения режимов работы используют светодиоды. Причины очевидны – низкая стоимость, сверхмалое энергопотребление, высокая надёжность. Поскольку схемы индикаторов очень просты, нет необходимости в покупке фабричных изделий.
Из обилия схем, для изготовления указателя напряжения на светодиодах своими руками, можно подобрать наиболее оптимальный вариант. Индикатор можно собрать за пару минут из самых распространённых радиоэлементов.
Все подобные схемы по назначению делят на индикаторы напряжения и индикаторы тока.
Работа с сетью 220В
Рассмотрим простейший вариант – проверка фазы.
Эта схема представляет собой световой индикатор тока, которым оснащают некоторые отвёртки. Такое устройство даже не требует внешнего питания, поскольку разность потенциала между фазовым проводом и воздухом или рукой достаточна для свечения диода.
Для отображения сетевого напряжения, например, проверки наличия тока в разъёме розетки, схема ещё проще.
Простейший индикатор тока на светодиодах 220В собирается на ёмкостном сопротивлении для ограничения тока светодиода и диода для защиты от обратной полуволны.
Проверка постоянного напряжения
Нередко возникает необходимость прозвонить низковольтную цепь бытовых приборов, либо проверить целостность соединения, например, провод от наушников.
В качестве ограничителя тока можно использовать маломощную лампу накаливания либо резистор на 50-100 Ом. В зависимости от полярности подключения загорается соответствующий диод. Этот вариант подходит для цепей до 12В. Для более высокого напряжения потребуется увеличить сопротивления ограничивающего резистора.
Индикатор для микросхем (логический пробник)
Если возникает необходимость проверить работоспособность микросхемы, поможет в этом простейший пробник с тремя устойчивыми состояниями. При отсутствии сигнала (обрыв цепи) диоды не горят. При наличии логического ноля на контакте возникает напряжение около 0,5 В, которое открывает транзистор Т1, при логической единице (около 2,4В) открывается транзистор Т2.
Такая селективность достигается, благодаря различным параметрам используемых транзисторов. У КТ315Б напряжение открытия 0,4-0,5В, у КТ203Б – 1В. При необходимости можно заменить транзисторы другими с аналогичными параметрами.
Далеко не во всех автомобилях установлен контроль за напряжением бортовой сети. Раньше в отечественных автомобилях стояла обычная лампочка в щитке, которая сигнализировала о зарядке АКБ. Это, конечно мало информации. Было бы не лишним установить дополнительный цифровой вольтметр или хотя бы индикатор из нескольких разноцветных светодиодов, показывающий основные пороги допустимых напряжений. Ниже приведены три простые схемы светодиодных индикаторов напряжения авто.
Индикатор напряжения на LM393
Рабочим напряжением бортовой сети автомобиля с 12 вольтовым аккумулятором считают диапазон значений от 11,7В до 14В.
При выходе за пределы этого диапазона могут быть нехорошие последствия, так как при падении напряжения ниже 11,7 В произойдет резкий разряд аккумулятора, а при превышении свыше 14 В начнется его перезаряд.
Для контроля бортовой сети автомобиля предлагаю собрать простой индикатор состоящий из двух компараторов выполненных на одной микросхеме LM393 и трех светодиодов.
Текущее напряжение, снимается с делителя напряжения, построенного на сопротивлениях R2, R3, R4 и сравнивается с опорным, на стабилитроне VD1). Нормальное напряжение — горит зеленый светодиод, больше 14В — красный и желтый светодиод загорается если напряжение опустится ниже 11,7В
Индикатор напряжения на К1003ПП1
Устройство позволяет контролировать напряжение бортовой сети в четырех интервалах.
- При напряжении батареи ниже 11 вольт светится красный светодиод- VD1,
- при нормально заряженном аккумуляторе от 11,1 до 13,2 вольт светится зеленый светодиод VD2,
- в интервале от 13,4 до 14,4 вольт светится желтый светодиод — VD3,
- при перенапряжении более 14,6 вольта загорится красный светодиод VD4.
Регулировка схемы состоит в подстройке переменным резистором 10К диапазона нормально заряженного аккумулятора (12-13,8 В). Фототранзистор управляет яркость свечения светодиодов в зависимости от уровня внешнего освещения. Можно его и совсем исключить, тогда яркость будет максимальна.
Многоуровневый индикатор напряжения на К1401УД2А
Это схема также используется для контроля за состоянием бортовой сети и позволяет продлить срок эксплуатации аккумулятора, не допуская ее разряд более чем на половину. Данный индикатор с очень высокой точностью контролирует уровень напряжения батареи и информирует водителя о ее состоянии.
Схема устройства выполнена всего на одной отечественной микросборке К1401УД2А и состоит из четырех компараторов на операционных усилителях, которые при помощи светодиодов HL1…HL4 сообщают водителю о текущем уровне напряжения в одном из интервалов. По одномоментному горению сразу двух индикаторов (или их «перемаргиванию») можно точно вычислить момент нахождения напряжения аккумуляторной батареи на границе между интервалами.
Если ни один из светодиодов не горит, то это говорит только о том, что напряжение аккумулятора ниже 11,7В. Свечение HL1 подсказывает водителю о проблемах в работе регулятор напряжения — генератор - так при работающем двигателе генератор должен постоянно заряжать аккумулятор, но напряжение со стабилизатора не должно быть выше 14,8 В. Если же горит светодиод HL4, это говорит о том, что батарея разряжена более чем на 50% и ее нужно подзарядить.
В конструкции используются емкости С1 типа К10-17, С2, С3 типа К73-9 на 250 В, подстроечное малогабаритное сопротивление R5 типа СП3-19а, остальные сопротивления С2-23 (или аналогичные малогабаритные).
Дроссель Т1 построен на кольцевом сердечнике типоразмером К 10 х 6 х 3 из феррита марки 2000 НМ 1. Обмотки имеют по 30 витков провода типа ПЭЛШО-0,12. Дроссель при правильном включении фаз обмоток защищает устройство от пульсации и помех в бортовой сети автомобиля при включенном двигателе.
При установке предлагаемых индикаторов в автомобиле необходимо обратить внимание на то, чтобы его соответствующие элементы были тщательно изолированы от кузова автомобиля. Минусовая клемма должна быть изолирована от кузова, а плюсовая - от замка зажигания. В этом случае указатель напряжения будет регистрировать напряжение аккумулятора только во время движения автомобиля.
Держите напряжение бортовой сети своего автомобиля всегда под контролем!
П О П У Л Я Р Н О Е:
В проводных микрофонах рано или поздно в местах изгиба у микрофона или разъёма провод переламывается, по всей длине перекручивается и мешает. Начинаются хрипы, искажения, гул и пропадание звука. В радиомикрофоне этот недостаток отсутствует.
Радиомикрофон можно купить, но он стоит в несколько раз дороже обычного.
Простой радиомикрофон, предложенный в статье ниже можно сделать своими руками из доступных элементов. Принимать сигнал с микрофона можно на обычный FM приёмник.
Point-to-point для начинающих. Роспись тарелок.
Точечная роспись (Point-to-point ) - это вид декоративно-прикладного искусства, давно известный в племенах индийских и австралийских аборигенов. Сегодня точечная роспись пользуется всё большей популярностью. В этой технике получается создать очень красивые работы, можно даже не владеть навыками рисования.
Фактически на всех прежних отечественных автомобилях имеется стрелочные индикаторы напряж. на аккумуляторе. Индикаторы простые, функционируя в ограниченном диапазоне напряжений, помогают автовладельцу своевременно обнаружить перегрузку генератора, исчезновение контакта или неполадки в работе реле-регулятора.
В нынешних отечественных автомобилях и фактически во всех современных «иномарках» вольтметра нет. Есть лишь индикаторная лампа, которая обязана светиться при значительном уменьшении напряжения на аккумуляторе.
Но, во-первых, для аккумулятора страшно не только значительное снижение напряжения, но так, же и перезаряд.
Во-вторых, как показывает практика, штатный индикатор фактически не откликается на выключение аккумулятора на работающем двигателе. То есть, если, например, отсоединилась клемма, вы это обнаружите, лишь тогда, когда попытаетесь запустить двигатель.
Описание работы вольтметр-индикатора бортовой сети автомобиля
На рисунке 1 изображена электрическая схема автомобильного вольтметра, функционирующего на аналговом принципе, однако выдающий информацию на двухразрядный цифровой индикатор.
Интервал замера составляет от 10 до 17 вольт. Электрическая схема содержит измеритель на компараторной микросхеме LM3914 и электрическую схему индикации на диодном десятично-двоичном преобразователе, двоично-семисегментный дешифратор и два семисегментных индикатора.
Микросхема А2 с помощью подстроечных сопротивлений R4 и R5 выставлена на измерение входного напряжения, идущего на делитель R1-R3 в диапазоне от 10 до 17 В. При этом А2 индицирует фактически от 0 до 7, то есть, напряжение 10 В взято как нуль. Отображение на выходе А2 функционирует по типу движущейся точки.
То есть, в произвольной момент открыт лишь один из ее выходных ключей. Вместо индикаторных светодиодов к выходам А2 подсоединены подтянутые к единице входы дешифратора D1, однако сквозь электросхему на диодах VD2-VD12, являющийся, совместно с R7-R8, десятично-двоичным преобразователем, преобразующий десятичные числа от 0 до 7 в трехразрядный двоичный код. Данный код идет на выводы дешифратора D1, спроектированного для совместной работы с семисегментным светодиодным индикатором.
Емкость С3 необходима для того, чтобы замер напряжения совершался плавно, с небольшой задержкой. Это дозволяет предотвратить появления беспорядочных нечитаемых показаний из-за импульсных помех в бортовой цепи автомобиля и чрезмерно стремительного изменения напряжения.
Стабилизатор 7805 возможно поменять на КР142ЕН5А. Диод 1N4007 — произвольной выпрямительный диод малой или средней мощности, к примеру, КД105. Диоды 1N4148 возможно поменять на КД522, КД521. Емкость С1 должна быть на напряжение более 20 В.
Настраивать вольтметр проще от регулируемого лабораторного блока питания. Подайте напряжение 17 В и вращением потенциометра R4 получите показание «17». Далее, подайте 10 В и вращением потенциометра R5 получите показания «10». После проверьте соответствие индикации фактическому напряжению в пределах всего диапазона (10-17 В). Если необходимо регулировку при помощи R4 и R5 еще несколько раз.
Прибор подключается к бортовой сети автомобиля и предназначен для оперативного определения ее состояния по четырем светодиодам. Которые индицируют следующие напряжения:
Если перемигиваются два соседних светодиода, то напряжение находится на границах указанных интервалов. Взглянем на схему устройства, которое собрано всего на одной микросхеме:
Перед нами четыре операционных усилителя D1.1 – D1.4, включенных по схеме компараторов. Каждый из них с помощью резистивных делителей настроен на свой диапазон и управляет своим светодиодом. Контролируемое напряжение подается на инверсные входы усилителей, на прямых – образцовое напряжение, полученное с помощью простейшего стабилизатора (VD1, R7, С1) и резистивных делителей R1 – R6. Благодаря диодам VD2 — VD4 зажигание каждого следующего светодиода (снизу вверх) приводит к выключению предыдущего. Таким образом, в любой момент времени светится только один светодиод или не горит ни одного (напряжение ниже 11.7 В). Дроссель Т1 и конденсаторы С2, С3 образуют фильтр, устраняющий импульсную помеху по цепям питания устройства.
В устройстве можно использовать любые постоянные резисторы, которые желательно подобрать как можно точнее. Поскольку в стандартном ряду номинала 500 Ом нет, резистор R4 собран из двух резисторов по 1 кОм, включенных параллельно. Подстроечный резистор R5 – многооборотный, к примеру СП3-19а. Конденсаторы С2, С3 – К73-9 на рабочее напряжение 250 В, С1 – типа К10-17. На месте VD1 может работать любой стабилитрон типа Д818, но наиболее термостабильны с буквами Е, Д и Г. В качестве светодиодов можно использовать любые индикаторные с возможно меньшим током свечения (идеально — серия КИП). Диоды VD2 — VD4 – любые импульсные.
Дроссель выполнен на ферритовом кольце К10х6х3 из феррита 2000НМ1 и содержит две обмотки по 30 витков каждая, выполненные проводом ПЭЛШО-0.12. При включении дросселя очень важно включить обмотки согласованно (начало обмоток обозначено точками), иначе толку от него в качестве фильтра не будет. Налаживание прибора сводится к регулировке резистора R5, которым выставляют нижний порог индикации (ниже 11.7 В, HL4 только что погас) и, если это необходимо, подбору R1 по верхнему порогу (выше 14.8 В, HL1 только что загорелся). Все промежуточные диапазоны будут установлены автоматически. Ток потребления устройства должен оказаться в пределах 20 — 25 мА.
