 Вольтметр предназначен для эксплуатации в автомобиле в качестве бортового прибора для тестирования и ремонта электрооборудования автомобиля. Вольтметр может быть выполнен в виде самостоятельного блока, питаемого от аккумуляторной батареи автомобиля и имеющего щупы для подключения к контролируемой цепи, в этом случае вольтметр полностью развязан по постоянному току относительно аккумулятора за счет использования импульсного блока питания с разделительным высокочастотным трансформатором.
Или второй вариант, при котором вольтметр располагается на приборной панели автомобиля и постоянно подключен к аккумуляторной батареи, от которой он питается и напряжение которой индицирует.
Вольтметр имеет 2,5-разряднуш шкалу и измеряет напряжения в первом случае от 0 до 15В (максимальное значение шкалы 19,9В нереализуемо из-за низкого напряжения питания АЦП, и не имеет смысла в случае контроля автомобильного электрооборудования). Во втором случае от 10-ти до 15-ти Вольт. Погрешность измерения не хуже 4%.
Вольтметр можно использовать и как самостоятельное устройство, с питанием от батарей, при этом нужно удалить старший разряд и дополнить схему входным делителем- Измерительный блок вольтметра может быть взят в качестве основы для построения цифрового мультиметра. При этом входное сопротивление при измерении до 9,9В составляет 500 кОм.
Принципиальная схема изображена на рисунке 1. Используется принцип непосредственного измерения напряжения без его преобразования в временный интервал или частоту.
Измеряемое напряжение поступает на вход компаратора, в качестве которого работает операционный усилитель А1. Где оно сравнивается с ступенчато-нарастающим напряжением, сформированным резистивной матрицей и счетчиками D1 и D2. В момент равенства этих напряжений на выходе А1 появляется импульс положительной полярности, который останавливает работу мультивибратора на D5.1 и D5-2 и включает индикацию в дешифраторах D3 и D4. На табло высвечивается значение напряжении.
В случае если измеряемое напряжение больше десяти вольт в работу вступает третий разряд, который выполнен на триггере D6. Он имеет дополнительный весовой резистор R5, входящий в резистивную матрицу. Для двух младших разрядов ступенчатое напряжение формируется резисторами R1-R4 и R6-R9.
В том случае, если измеряемое напряжение больше предела измерения, ступенчатое напряжение не достигает равенства с измеряемым и на выходе А1 не появляется импульс, соответственно индикаторы не включаются, зрительно это воспринимается как погасание индикаторов и сигнализирует о том, что прибор зашкаливает. Индикацией того что прибор включен служит свечение запятой после второго разряда (15,0).
 Элементы D5.3 и D5.4 служат для формирования импульса совпадения напряжений. Для питания прибора используется источник питания принципиальная схема которого изображена на рисунке 2.
Входное напряжение от аккумулятора 8-15В поступает на трансформаторный преобразователь на транзисторах VT1 и VT2 и импульсном трансформаторе Т1. Преобразователь выполнен по схеме с обратной связью по напряжению. R1 выполняет роль резистора, создающего напряжение смешения на базах транзисторов и одновременно ограничивает базовые токи транзисторов, исключая их выход из строя.
С повышающей третичной обмотки переменное напряжение поступает на мостовой выпрямитель на диодах VD1 - VD4 и с него на два стабилизатора напряжения, первый на транзисторе VT3, он стабилизирует положительное напряжение, которое используется для питания микросхем и индикаторов, его выходной ток 200 mA.
Напряжение - 5В формируется простым параметрическим стабилизатором на стабилитроне VD6 и резисторе R2. Стабилитрон подключен между выходами положительного и отрицательного напряжения и стабилизирует сумку на уровне 10В, из которой затем вычитается +5В и остаётся -5В для питания компаратора, ток - 20 mA.
В приборе использованы конденсаторы типа КМ, К10-7, К50-6, резисторы МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25. Резисторы матрицы изготовлены из резисторов МЛТ-0,25. Они берутся с заранее меньшим сопротивлением, чем указано на схеме и при помощи стачивания микронной шкуркой их графитового слоя, их сопротивление подгоняется под указанные на схеме величины. Затем резисторы покрывают эпоксидной смолой, исключая воздействие сырости.
Микросхемы К133 можно заменить на К155 или 555, но в этом случае увеличатся размеры печатной платы. Вместо индикаторов АЛ113Е можно использовать любые другие светодиодные индикаторы с общим анодом, например АЛС324 или АЛС333. Если использовать индикаторы с общин катодом их общие катоды нужно соединить с общим проводом питания, использовать дешифраторы К514ИД1.
Вместо дешифраторов К514ИД2, можно использовать КР514ИД2 при этом тоже придется изменить печатную плату. В качестве печатной платы использован кусок, размерами 50x70 мм, отрезанный от макетной платы с посадочными местами под планарные микросхемы. Такие платы используются в различных конструкторских бюро для макетирования цифровых устройств. Все соединения выполнены монтажным проводом.
Трансформатор питания Т1 намотан на ферритовом кольце К17х8,2х5 мм из феррита 2000НМ. Первичная обмотка 40 витков провода ПЭВ-0,41 с отводом от середины, вторичная 14 витков с отводом от середины провода ПЭВ-0,2, третичная - 60 витков ПЭВ-0,2.
В процессе настройки прибора подбором номинала R10 устанавливают соответствие между индицируемой величиной и реальным напряжением, поступившим на вход вольтметра.
В том случае, если прибор используется по второму варианту, то есть, он установлен на приборной панели автомобиля и постоянно индицирует состояние аккумуляторной батареи, его вход питания (8-15В источника рис.2) подключают к бортовой сети после замка зажигания, при включении зажигания включается вольтметр. Вход его в этом режиме постоянно подключен к аккумуляторной батареи (измерительный вход 0-15В) в соответствии с полярностью.
Можно использовать и отдельный выключатель питания, тогда вольтметр будет индицировать состояние аккумулятора как под нагрузкой, так и без неё. |
ГЛАВНАЯ 
Авто
ДРУГИЕ ПОХОЖИЕ СХЕМЫ НА САЙТЕ:
