Използвайте светодиода като индикатор за мрежово напрежение. Двуцветен индикатор за мрежово напрежение


Този индикатор стоеше на рафта ми много дълго време. Не исках да го разпоявам, защото се надявах да направя нещо оригинално от него, а не просто да получа трицифрен индикатор и две дузини ненужни джъмпери ...

И наскоро, когато правех разклонител с индикатор за напрежение на син светодиод, този индикатор ми хвана окото. Синият светодиод беше премахнат без съжаление и в удължителния кабел беше поставен индикатор, върху който свети зеленото число 230, което показва номиналното напрежение в мрежата. Захраних индикатора от просто захранване с охлаждащ кондензатор съгласно схемата, показана на фиг. 1.

Ориз. 1. Индикаторна захранваща верига

Забележка. За да избегнете случайно докосване на частите на таблото на индикатора, които са под мрежово напрежение, пролуките между отвора в корпуса на удължителния кабел и индикатора трябва да бъдат покрити с капак от изолационен материал. За ограничаване на пусковия ток при включване трябва да се монтира последователно на предпазителя резистор със съпротивление 20...30 ома и мощност 0,25...0,5 W.

Но първо, индикаторът трябваше да бъде свързан към източник на напрежение 5 V DC, като предварително инсталирате джъмперите, така че числото 230 да светне, и да измерите консумацията на ток с мултицет. Трябва да го знаете, за да изберете правилно капацитета на охлаждащия кондензатор C1. Формули за неговото изчисляване могат да бъдат намерени например в статията на С. Бирюков „Изчисляване на мрежово захранване с охлаждащ кондензатор“ (Радио, 1997, № 5, стр. 48-50). С достатъчна точност можем да приемем, че ако капацитетът на този кондензатор е 1 μF, а токоизправителят е пълновълнов (както в разглеждания случай), тогава този ток ще бъде около 60 mA. От тях 50 mA ще преминат през индикатора HG1, а балансът ще се поеме от ценеров диод VD2. Ако индикаторът е случайно изключен, ценеровият диод ще предпази изглаждащия кондензатор C2 от повреда, напрежението върху което няма да надвишава 6 V. Ако използвате индикатор с различен ток, тогава капацитетът на кондензатора C1 трябва да се промени пропорционално към течението.

Предпазител FU1 е необходим в случай на повреда на кондензатор C1. След като изгори, той ще предотврати повреда на захранващите проводници и елементи на защитеното устройство, което може да доведе до големи проблеми. Беше решено да се тестват стопяеми вложки от 0,16 A и 0,25 A. За да се определи точно дали вложката от 0,16 A няма да изгори от скока на зарядния ток на кондензатора C1 при първоначално включване, около дузина бавни включвания щепселът е направен в контакта и неговото изключване. Много от тях бяха придружени с искри. Но вложката 0,16 A премина този тест. Ясно е, че вложка 0,25 А ще го издържи още повече.

Резистор R1 е предназначен за бързо разреждане на кондензатор C1 след изключване на устройството от мрежата. В противен случай можете да получите токов удар, ако случайно докоснете контактите на щепсел, който е бил изключен от контакта.

Тъй като индикаторът трябва да работи денонощно, за да осигури необходимата надеждност, като C1 трябва да се използва внесен аналог на филмовия кондензатор K73-17 с допустимо директно напрежение най-малко 630 V (или променливо напрежение от поне ~ 275 V). . За съжаление, местната индустрия не произвежда 630 V кондензатори K73-17 с капацитет над 0,47 μF, така че ако няма подходящ внесен кондензатор, ще трябва да свържете два такива кондензатора паралелно.

Можете да отидете по друг начин - да използвате мрежово зарядно устройство за мобилния си телефон. Основното е, че платката му пасва в корпуса на удължителния кабел. Това значително ще увеличи безопасността при работа с удължителния кабел. Но трябва да се уверите, че изходното напрежение на зарядното устройство е 5 V (всички съвременни зарядни устройства с микро USB конектор отговарят на това изискване).

Ако зарядното устройство е предназначено за стар модел телефон и изходното му напрежение е повече от 5 V, трябва да свържете ограничителен резистор последователно с индикатора, като го изберете така, че токът на индикатора да не надвишава предварително измерената стойност.

Ориз. 2. Схема за свързване на индикатор с общи аноди

Ориз. 3. Схема за свързване на индикатор с общи катоди

Вместо платка с индикатор на тактовата честота от стар компютър, ако не можете да го намерите, можете да използвате всеки светодиоден трицифрен индикатор със седем елемента, чиито цифри имат отделни щифтове на елементите (общият брой щифтове от такива показатели е 28). Индикатор с общи разрядни аноди се включва по схемата, показана на фиг. 2, а с общи катоди - на фиг. 3. Разбира се, можете да използвате три едноцифрени индикатора или четирицифрен, без да използвате една цифра в него. Чрез избор на резистори R2-R4 се задава желаната яркост на числата.

Благодарение на такива свойства като: ниска консумация на енергия, малки размери и простота на спомагателните вериги, необходими за работа, светодиодите (което означава светодиоди във видимия диапазон на дължината на вълната) са широко разпространени в електронното оборудване за голямо разнообразие от цели. Те се използват предимно като универсални устройства за индикация на работния режим или устройства за аварийна индикация. По-рядко срещани (обикновено само в радиолюбителската практика) са LED машини за светлинни ефекти и LED информационни панели (табла).

За нормалното функциониране на всеки светодиод е достатъчно да се гарантира, че токът, протичащ през него в посока напред, не надвишава максимално допустимия за използваното устройство. Ако този ток не е твърде нисък, светодиодът ще свети. За да се контролира състоянието на светодиода, е необходимо да се осигури регулиране (превключване) в веригата на текущия поток. Това може да стане с помощта на стандартни последователни или паралелни превключващи вериги (транзистори, диоди и др.). Примери за такива схеми са показани на фиг. 3.7-1, 3.7-2.

Ориз. 3.7-1. Начини за управление на състоянието на светодиод с помощта на транзисторни ключове

Ориз. 3.7-2. Методи за контрол на състоянието на светодиод от TTL цифрови чипове

Пример за използване на светодиоди в сигнални вериги са следните две прости схеми на индикатори за мрежово напрежение (фиг. 3.7-3, 3.7-4).

Схема на фиг. 3.7-3 има за цел да покаже наличието на променливо напрежение в домакинската мрежа. Преди това такива устройства обикновено използваха неонови крушки с малък размер. Но светодиодите в това отношение са много по-практични и технологично напреднали. В тази схема токът преминава през светодиода само по време на една полувълна на входното AC напрежение (по време на втората полувълна светодиодът се шунтира от ценеров диод, работещ в посока напред). Това се оказва достатъчно, за да може човешкото око нормално да възприема светлината от светодиода като непрекъснато излъчване. Стабилизиращото напрежение на ценеровия диод е избрано да бъде малко по-голямо от падането на напрежението в посока напред върху използвания светодиод. Капацитетът на кондензатора \(C1\) зависи от необходимия прав ток през светодиода.

Ориз. 3.7-3. Индикатор за мрежово напрежение

Три светодиода съдържат устройство, което информира за отклонения на мрежовото напрежение от номиналната стойност (фиг. 3.7-4). И тук светодиодите светят само през един полупериод на входното напрежение. Превключването на светодиодите се извършва чрез динистори, свързани последователно с тях. Светодиодът \(HL1\) винаги свети при наличие на мрежово напрежение, две прагови устройства на динистори и делители на напрежение на резистори гарантират, че другите два светодиода се включват само когато входното напрежение достигне зададения работен праг. Ако са настроени така, че при нормално напрежение в мрежата да светят светодиодите \(HL1\), \(HL2\), то при повишено напрежение ще свети и светодиода \(HL3\), а когато напрежението в мрежа намалява светодиода \( HL2\). Ограничителят на входното напрежение при \(VD1\), \(VD2\) предотвратява повреда на устройството, когато нормалното напрежение в мрежата е значително превишено.

Ориз. 3.7-4. Индикатор за нивото на мрежовото напрежение

Схема на фиг. 3.7-5 е предназначен да сигнализира за изгорял предпазител. Ако предпазителят \(FU1\) е непокътнат, спадът на напрежението върху него е много малък и светодиодът не свети. Когато предпазителят изгори, захранващото напрежение се прилага чрез малко товарно съпротивление към индикаторната верига и светодиодът светва. Резистор \(R1\) се избира от условието, че необходимият ток ще тече през светодиода. Не всички видове товари може да са подходящи за тази схема.

Ориз. 3.7-5. LED индикатор за предпазител

Устройството за индикация на претоварване на стабилизатора на напрежението е показано на фиг. 3.7-6. В нормален режим на работа на стабилизатора напрежението в основата на транзистора \(VT1\) се стабилизира от ценеровия диод \(VD1\) и е приблизително с 1 V повече, отколкото на емитера, така че транзисторът е затворен и сигналният светодиод \(HL1\) свети. Когато стабилизаторът е претоварен, изходното напрежение намалява, ценеровият диод излиза от режим на стабилизиране и напрежението в основата \(VT1\) намалява. Следователно транзисторът се отваря. Тъй като предното напрежение на включения светодиод \(HL1\) е по-голямо от това на \(HL2\) и транзистора, в момента, в който транзисторът се отвори, светодиодът \(HL1\) изгасва и \(HL2\ ) включва се. Предаващото напрежение на зеления светодиод \(HL1\) е приблизително 0,5 V по-голямо от това на червения светодиод \(HL2\), така че максималното напрежение на насищане колектор-емитер на транзистора \(VT1\) трябва да бъде по-малко от 0,5 V , Резисторът R1 ограничава тока през светодиодите, а резисторът \(R2\) определя тока през ценеровия диод \(VD1\).

Ориз. 3.7-6. Индикатор за състоянието на стабилизатора

Показана е схемата на проста сонда, която ви позволява да определите природата (DC или AC) и полярността на напрежението в диапазона от 3...30 V за DC и 2.1...21 V за ефективната стойност на AC напрежението на фиг. 3.7-7. Сондата се основава на стабилизатор на ток, базиран на два полеви транзистора, заредени върху последователно разположени светодиоди. Ако положителен потенциал е приложен към клема \(XS1\), а отрицателен потенциал е приложен към клема \(XS2\), тогава светодиодът HL2 светва, ако е обратното, светодиодът \(HL1\) светва. Когато входното напрежение е AC, и двата светодиода светят. Ако нито един от светодиодите не свети, това означава, че входното напрежение е по-малко от 2 V. Токът, консумиран от устройството, не надвишава 6 mA.

Ориз. 3.7-7. Проста сонда-индикатор за естеството и полярността на напрежението

На фиг. 3.7-8 показва диаграма на друга проста сонда с LED индикация. Използва се за проверка на логическото ниво в цифрови схеми, изградени върху TTL чипове. В първоначалното състояние, когато нищо не е свързано към терминала \(XS1\), светодиодът \(HL1\) свети слабо. Режимът му се настройва чрез задаване на подходящото преднапрежение в основата на транзистора \(VT1\). Ако към входа се приложи напрежение с ниско ниво, транзисторът ще се затвори и светодиодът ще изгасне. Ако има високо ниво на напрежение на входа, транзисторът се отваря, яркостта на светодиода става максимална (токът е ограничен от резистора \(R3\)). При проверка на импулсни сигнали, яркостта на HL1 се увеличава, ако в последователността на сигнала преобладава високо напрежение, и намалява, ако преобладава ниско напрежение. Сондата може да се захранва или от захранването на тестваното устройство, или от отделен източник на захранване.

Ориз. 3.7-8. TTL логическа индикаторна сонда за ниво

По-усъвършенствана сонда (фиг. 3.7-9) съдържа два светодиода и ви позволява не само да оценявате логическите нива, но и да проверявате наличието на импулси, да оценявате техния работен цикъл и да определяте междинното състояние между нивата на високо и ниско напрежение. Сондата се състои от усилвател на транзистор \(VT1\), който увеличава входното му съпротивление, и два ключа на транзистори \(VT2\), \(VT3\). Първият клавиш управлява светодиода \(HL1\), който свети в зелено, вторият - светодиода \(HL2\), който свети в червено. При входно напрежение от 0,4...2,4 V (междинно състояние) транзисторът \(VT2\) е отворен, светодиодът \(HL1\) е изключен. В същото време транзисторът \(VT3\) също е затворен, тъй като спадът на напрежението върху резистора \(R3\) не е достатъчен, за да отвори напълно диода \(VD1\) и да създаде необходимото отклонение в основата на транзистора. Следователно \(HL2\) също не свети. Когато входното напрежение стане по-малко от 0,4 V, транзисторът (VT2) се затваря, светодиодът (HL1) светва, което показва наличието на логическа нула. Когато входното напрежение е повече от 2,4 V, транзисторът \(VT3\) се отваря, светодиодът \(HL2\) се включва, което показва наличието на логическа единица. Ако към входа на сондата се приложи импулсно напрежение, работният цикъл на импулсите може да бъде оценен чрез яркостта на конкретен светодиод.

Ориз. 3.7-9. Подобрена версия на сондата на TTL индикатора за логическо ниво

Друг вариант на сондата е показан на фиг. 3.7-10. Ако терминал \(XS1\) не е свързан никъде, всички транзистори са затворени, светодиодите \(HL1\) и \(HL2\) не работят. Емитерът на транзистора \(VT2\) от делителя \(R2-R4\) получава напрежение от около 1,8 V, базата \(VT1\) - около 1,2 V. Ако напрежение над 2,5 V се приложи към вход на сондата, напрежението на отклонение база-емитер на транзистора \(VT2\) надвишава 0,7 V, то ще отвори и отвори транзистора \(VT3\) с неговия колекторен ток. Светодиодът \(HL1\) ще светне, показвайки състоянието на логическа единица. Колекторният ток \(VT2\), приблизително равен на неговия емитерен ток, е ограничен от резистори \(R3\) и \(R4\). Когато входното напрежение надвиши 4,6 V (което е възможно при проверка на изходите на вериги с отворен колектор), транзисторът \(VT2\) влиза в режим на насищане и ако базовият ток \(VT2\) не е ограничен от резистора \ (R1\), транзисторът \(VT3\) ще се затвори и светодиодът \(HL1\) ще се изключи. Когато входното напрежение намалее под 0,5 V, транзисторът \(VT1\) се отваря, неговият колекторен ток отваря транзистора \(VT4\), включва \(HL2\), показвайки състоянието на логическа нула. С помощта на резистор \(R6\) се регулира яркостта на светодиодите. Като изберете резистори \(R2\) и \(R4\), можете да зададете необходимите прагове за включване на светодиодите.

Ориз. 3.7-10. Сонда за индикатор на логическо ниво, използваща четири транзистора

За индикация на фина настройка радиоприемниците често използват прости устройства, съдържащи един, а понякога и няколко светодиода с различни цветове.

Диаграма на икономичен светодиоден индикатор за настройка за приемник, захранван с батерии, е показана на фиг. 3.7-11. Консумацията на ток на устройството не надвишава 0,6 mA при липса на сигнал, а при фина настройка е 1 mA. Висока ефективност се постига чрез захранване на светодиода с импулсно напрежение (т.е. светодиодът не свети непрекъснато, а мига често, но поради инерцията на зрението такова трептене не се забелязва за окото). Генераторът на импулси е направен на еднопреходен транзистор \(VT3\). Генераторът произвежда импулси с продължителност около 20 ms, последвани от честота 15 Hz. Тези импулси управляват работата на превключвателя на транзистора \(DA1.2\) (един от транзисторите на микровъзела \(DA1\)). Въпреки това, при липса на сигнал, светодиодът не се включва, тъй като в този случай съпротивлението на секцията емитер-колектор на транзистора (VT2) е високо. При фина настройка транзисторът \(VT1\), а зад него \(DA1.1\) и \(VT2\), ще се отворят толкова много, че в моментите, когато транзисторът \(DA1.2\) е отворен, светодиодът ще светне \( HL1\). За да се намали консумацията на ток, емитерната верига на транзистора \(DA1.1\) е свързана към колектора на транзистора \(DA1.2\), поради което последните два етапа (\(DA1.2\), \(VT2\)) също работят в ключов режим. Ако е необходимо, чрез избор на резистор \(R4\) можете да постигнете слаб начален блясък на светодиода \(HL1\). В този случай той служи и като индикатор за включване на приемника.

Ориз. 3.7-11. Икономичен LED индикатор за настройка

Икономически ефективни LED индикатори може да са необходими не само в радиостанции, захранвани с батерии, но и в различни други устройства за носене. На фиг. 3.7-12, 3.7-13, 3.7-14 показват няколко диаграми на такива индикатори. Всички те работят на вече описания импулсен принцип и по същество са икономични импулсни генератори, заредени на светодиод. Честотата на генериране в такива схеми е избрана доста ниска, всъщност на границата на визуалното възприятие, когато мигането на светодиода започва ясно да се възприема от човешкото око.

Ориз. 3.7-12. Икономичен LED индикатор на базата на еднопреходен транзистор

Ориз. 3.7-13. Икономичен LED индикатор на базата на еднопреходни и биполярни транзистори

Ориз. 3.7-14. Икономичен LED индикатор на базата на два биполярни транзистора

В VHF FM приемниците могат да се използват три светодиода за индикация на настройка. За управление на такъв индикатор се използва сигнал от изхода на FM детектора, в който постоянната съставка е положителна за леко отклонение в едната посока от честотата на станцията и отрицателна за леко отклонение в другата посока. На фиг. Фигура 3.7-15 показва диаграма на прост индикатор за настройка, който работи съгласно описания принцип. Ако напрежението на входа на индикатора е близо до нула, тогава всички транзистори са затворени и светодиодите \(HL1\) и \(HL2\) не излъчват, а през \(HL3\) протича ток, определен от захранването напрежението и съпротивлението на резисторите \(R4 \) и \(R5\). При стойностите, посочени в диаграмата, той е приблизително равен на 20 mA. Веднага щом на входа на индикатора се появи напрежение над 0,5 V, транзисторът \(VT1\) се отваря и светодиодът \(HL1\) се включва. В същото време транзисторът \(VT3\\) се отваря, заобикаля светодиода \(HL3\) и изгасва. Ако входното напрежение е отрицателно, но абсолютната стойност е по-голяма от 0,5 V, тогава светодиодът \(HL2\) се включва и \(HL3\) се изключва.

Ориз. 3.7-15. Индикатор за настройка на VHF-FM приемник на три светодиода

Диаграма на друга версия на прост индикатор за фина настройка за VHF FM приемник е показана на фиг. 3.7-16.

Ориз. 3.7-16. Индикатор за настройка на VHF FM приемник (опция 2)

В магнетофони, нискочестотни усилватели, еквалайзери и др. Използват се LED индикатори за нивото на сигнала. Броят на нивата, посочени от такива индикатори, може да варира от едно или две (т.е. контрол на типа „наличен сигнал - няма сигнал“) до няколко десетки.

Диаграмата на двустепенен двуканален индикатор за нивото на сигнала е показана на фиг. 3.7-17. Всяка от клетките \(A1\), \(A2\) е направена на два транзистора с различна структура. Ако на входа няма сигнал, и двата транзистора на клетките са затворени, така че светодиодите \(HL1\), \(HL2\) не светят. Устройството остава в това състояние, докато амплитудата на положителната полувълна на управлявания сигнал превиши с приблизително 0,6 V постоянното напрежение на емитера на транзистора \(VT1\) в клетката \(A1\), определено от разделител \(R2\), \ (R3\). Веднага щом това се случи, транзисторът \(VT1\) ще започне да се отваря, в колекторната верига ще се появи ток и тъй като в същото време е токът на емитерния преход на транзистора \(VT2\), транзисторът \(VT2\) също ще започне да се отваря. Увеличаващият се спад на напрежението на резистора \(R6\) и светодиода \(HL1\) ще доведе до увеличаване на базовия ток на транзистора \(VT1\) и той ще се отвори още повече. В резултат много скоро и двата транзистора ще бъдат напълно отворени и светодиодът \(HL1\) ще светне. При по-нататъшно увеличаване на амплитудата на входния сигнал подобен процес протича в клетка \(A2\), след което светодиодът \(HL2\) светва. Когато нивото на сигнала спадне под зададените прагове за отговор, клетките се връщат в първоначалното си състояние, светодиодите изгасват (първо \(HL2\), след това \(HL1\)). Хистерезисът не надвишава 0,1 V. При стойностите на съпротивлението, посочени във веригата, клетка \(A1\) се задейства при амплитуда на входния сигнал от приблизително 1,4 V, клетка \(A2\) - 2 V.

Ориз. 3.7-17. Двуканален индикатор за нивото на сигнала

Многоканален индикатор за ниво на логически елементи е показан на фиг. 3.7-18. Такъв индикатор може да се използва например в нискочестотен усилвател (чрез организиране на светлинна скала от няколко индикаторни светодиода). Диапазонът на входното напрежение на това устройство може да варира от 0,3 до 20 V. За управление на всеки светодиод се използва \(RS\)-тригер, монтиран на 2I-NOT елементи. Праговете на отговор на тези тригери се задават от резистори \(R2\), \(R4-R16\). Периодично към линията за нулиране трябва да се подава импулс за гасене на светодиод (разумно е такъв импулс да се подава с честота 0,2...0,5 s).

Ориз. 3.7-18. Многоканален нискочестотен индикатор за нивото на сигнала на \(RS\)-тригери

Горните схеми на индикатори за ниво осигуряват рязка реакция на всеки канал за индикация (т.е. светодиодът в тях или свети с определен режим на яркост, или е изключен). В мащабните индикатори (линия от последователно задействани светодиоди) този режим на работа изобщо не е необходим. Следователно за тези устройства могат да се използват по-прости схеми, в които светодиодите се управляват не отделно за всеки канал, а съвместно. Последователното включване на няколко светодиода с увеличаване на нивото на входния сигнал се постига чрез последователно включване на делители на напрежение (на резистори или други елементи). В такива схеми яркостта на светодиодите постепенно се увеличава с увеличаване на нивото на входния сигнал. В този случай за всеки светодиод е зададен собствен режим на ток, така че светенето на посочения светодиод да се наблюдава визуално само когато входният сигнал достигне подходящото ниво (при по-нататъшно увеличаване на нивото на входния сигнал светодиодът светва все по-ярко, но до определена граница). Най-простият вариант на индикатор, работещ по описания принцип, е показан на фиг. 3.7-19.

Ориз. 3.7-19. Прост индикатор за нивото на LF сигнала

Ако е необходимо да се увеличи броят на нивата на индикация и да се увеличи линейността на индикатора, веригата за превключване на светодиода трябва да бъде леко променена. Например индикатор съгласно диаграмата на фиг. 3.7-20. Той, наред с други неща, има доста чувствителен входен усилвател, който осигурява работа както от източник на постоянно напрежение, така и от звуков честотен сигнал (в този случай индикаторът се контролира само от положителните полувълни на входното променливо напрежение).

При избора на светлинен индикатор за мрежово напрежение дизайнерът на електронно оборудване може да използва една от трите основни опции, т.е. може да използва неонова лампа, лампа с нажежаема жичка или LED. Предимствата на неонова лампа са възможността за директно свързване към променливотоково захранване и ниска консумация на енергия. За да инсталирате лампа с нажежаема жичка, е необходим понижаващ трансформатор, т.е. осигурена е само косвена индикация за наличие на мрежово напрежение и, като правило, мощността на разсейване е по-голяма от тази на неонова лампа.

Използването на светодиод е идеална алтернатива и на двата горни подхода, тъй като има значително по-дълъг живот от неонова лампа или лампа с нажежаема жичка. Мощността на разсейване на светодиода е не повече от 20...30 mW.

Тъй като светодиодът е елемент с ниска мощност, той трябва да бъде защитен от високи токове. Една от възможностите за защита е да се използва сериен резистор при мрежово напрежение, например 240V, като неговата мощност на разсейване ще бъде около 3,5W. Друг вариант е показан на фигурата. Токът през светодиода е ограничен не от съпротивлението на охлаждащия резистор, а от реактивното съпротивление на кондензатора. Предимството на този метод е, че в кондензатора не се разсейва мощност, тъй като токът, преминаващ през него, е извън фазата на 90° спрямо приложеното към него напрежение.

Формула за изчисляване на разсейването на мощността за AC напрежение:

Pc=i*Uc*Cosф

Фазовото изместване от 90°, което се получава в кондензатора, води до нулево разсейване на мощността
(тъй като cos90° = 0) Pc = 0.

Капацитетът на кондензатор C може да се изчисли за всяко дадено напрежение, честота и ток, като се използва следното уравнение:

C = i/(6,28*U*f),

където C е капацитетът във фаради, U е средноквадратичната стойност на напрежението, f е мрежовата честота в Hz, i е токът през светодиода в ампери.

При мрежово напрежение от 240V и честота от 50Hz за ток от 20mA, най-близката подходяща стойност на кондензатора е 330nF. Работното напрежение на кондензатора трябва да бъде поне два пъти по-голямо от мрежовото напрежение.

При избора на светлинен индикатор за мрежово напрежение дизайнерът на електронно оборудване може да използва една от трите основни опции, т.е. може да използва неонова лампа, лампа с нажежаема жичка или LED. Предимствата на неонова лампа са възможността за директно свързване към променливотоково захранване и ниска консумация на енергия. За да инсталирате лампа с нажежаема жичка, е необходим понижаващ трансформатор, т.е. осигурена е само косвена индикация за наличие на мрежово напрежение и, като правило, мощността на разсейване е по-голяма от тази на неонова лампа.

Използването на светодиод е идеална алтернатива и на двата горни подхода, тъй като има значително по-дълъг живот от неонова лампа или лампа с нажежаема жичка. Мощността на разсейване на светодиода е не повече от 20...30 mW.

Тъй като светодиодът е елемент с ниска мощност, той трябва да бъде защитен от високи токове. Една от възможностите за защита е да се използва сериен резистор при мрежово напрежение, например 240V, като неговата мощност на разсейване ще бъде около 3,5W. Друг вариант е показан на фигурата. Токът през светодиода е ограничен не от съпротивлението на охлаждащия резистор, а от реактивното съпротивление на кондензатора. Предимството на този метод е, че в кондензатора не се разсейва мощност, тъй като токът, преминаващ през него, е извън фазата на 90° спрямо приложеното към него напрежение.

Формула за изчисляване на разсейването на мощността за AC напрежение:

Pc=i*Uc*Cosф

Фазовото изместване от 90°, което се получава в кондензатора, води до нулево разсейване на мощността
(тъй като cos90° = 0) Pc = 0.

Капацитетът на кондензатор C може да се изчисли за всяко дадено напрежение, честота и ток, като се използва следното уравнение:

C = i/(6,28*U*f),

където C е капацитетът във фаради, U е средноквадратичната стойност на напрежението, f е мрежовата честота в Hz, i е токът през светодиода в ампери.

При мрежово напрежение от 240V и честота от 50Hz за ток от 20mA, най-близката подходяща стойност на кондензатора е 330nF. Работното напрежение на кондензатора трябва да бъде поне два пъти по-голямо от мрежовото напрежение.

Индикаторът за мрежово напрежение за лична употреба е просто необходим у дома, за да се осигури надеждна и безпроблемна работа на битовото радиоелектронно оборудване, особено на места с постоянни колебания в мрежовото напрежение.

Индикатор за мрежово напрежение

По-долу е дадена версия на индикатор за мрежово напрежение с показана стойност на напрежението 200-400 волта на 16 светодиода от налични радио елементи.

LED индикатор за мрежово напрежение

С цялото удобство на използването на светодиод е необходимо да се вземе предвид, че той ще трябва да работи не с постоянно, а с променливо напрежение с висока амплитуда, за което не е проектиран. Тоест, когато се използва в такива схеми, е необходимо да се осигури защита на светодиода от тези неблагоприятни фактори.

проба

Тази сонда ви позволява бързо да проверите наличието на директно или променливо напрежение от 5 до 300 волта; в диапазона от 5 до 60 волта ви позволява приблизително да измерите напрежението и да определите точно естеството на контролираното напрежение.

LED индикатор на сондата

Най-простата индикаторна сонда от 5 светодиода ви позволява да идентифицирате естеството и наличието на напрежение и приблизителното съпротивление.