Для данной схемы нам понадобятся: одна микросхема LM339, один стабилитрон с номинальным напряжением стабилизации 4,7 V, пять резисторов 1 кОм, один резистор 15 кОм, один резистор 5,1 кОм, четыре светодиода (красный, оранжевый, желтый, зеленый), четыре переменных резистора 10 кОм и источник питания на 13 V
На «Рисунке 1» слева можно увидеть изображения требуемых компонентов, а так же их схематическое отображение на принципиальной схеме
Собирать схему будем на макетной плате имеющую 840 контактов (Рисунок 2)
В данной схеме два новых компонента - это стабилитрон и микросхема LM339 (Ссылка на Datasheet микросхемы с официального сайта компании производителя: (https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm339.pdf?ts=1590343615418 )
Стабилитрон, или как его еще называют диод Зенера, представляет собой диод особого типа. При прямом включении обычный диод и стабилитрон ведут себя одинаково. Разница проявляется только при обратном включении. Обычный диод при обратном подключении запирает ток, а стабилитрон при достижении обратным напряжением величины, которая называется напряжением стабилизации, начинает пропускать ток в обратном направлении. Стабилитрон работает только в цепях постоянного тока. И напряжение на него подают в обратной полярности, то есть на анод стабилитрона будет подан минус "-".
Главным назначением стабилитрона является стабилизация напряжения, то есть обеспечение постоянного выходного напряжения. Выпускаются стабилитроны с напряжениями стабилизации от 1,8 V до 400 V. В нашей схеме, как писалось уже выше, используется стабилитрон с номинальным напряжением стабилизации 4,7 V
Теперь о микросхеме LM339.
Данная микросхема - это 4-канальный компаратор. Потому он и имеет такое странное на первый взгляд отображение на принципиальной схеме (Четыре не объединенные между собой треугольника с выводами Input и Output и зависшие в воздухе выводы питания)
Что же такое в таком случае компаратор?
Компаратор от английского слова compare – сравнить, то есть это устройство (Рисунок 3), которое сравнивает два напряжения и в зависимости от того на каком из входов оно выше, устанавливает на выходе плюс или минус напряжения питания (зависит от схемы компаратора... в схеме которую вам предстоит собрать выход компаратора напряжения представляет собой выход с открытым коллектором, это означает, что на этом выходе не бывает положительного сигнала)
Ниже представлена логика работы компаратора имеющий выход с открытым коллектором
Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе (+) будет ниже, чем напряжение на входе (-) (Рисунок 4). И соответственно ток не будет протекать через открытый коллектор, когда напряжение на входе (+) будет выше, чем напряжение на входе (-) (Рисунок 5).
«Схема 1» - это принципиальная схема, которую вам нужно собрать на этот раз в симуляторе Circuits
Это схема индикатора напряжения автомобильного аккумулятора, но ее можно использовать и с другими аккумуляторами ( нужно лишь настроить пороговые значения). Схема состоит из четырех компараторов микросхемы LM339. Что позволяет создать четырехпороговое устройство индикации.
Порог напряжения для каждого светодиода можно установить с помощью подстроечных резисторов так, чтобы при определенном напряжение загорался соответствующий светодиод. Можно задать практически любые пороги для всех четырех светодиодных индикаторов. Нижний предел ограничивается напряжением 6V. Это напряжение, при котором еще стабильно работает LM339), а верхний зависит от подбора сопротивления R2, но напряжение должно быть более 30 V (это максимальное напряжения питания для LM339).
Схема питается от измеряемого напряжения. Чтобы опорное напряжение не менялось при изменении напряжения питания, оно стабилизировано стабилитроном D1. Измеряемое напряжение поступает на соединенные вместе инверсные входы компараторов через делитель на резисторах R2 и R3.
Попробуйте собрать эту схему самостоятельно и настроить пороговые значения 13 V, 12 V, 11V, 10V.
Не забудьте! Если хотите увеличить измеряемое напряжение более чем 20 V, то нужно и увеличить сопротивления резисторов R4-R7 (резисторов ограничивающих ток через светодиоды)