Xác định điện áp không xác định là điều chúng ta thường gặp khi làm việc với các mạch điện. Tất nhiên Đồng hồ vạn năng là công cụ hoàn hảo cho ứng dụng này. Nhưng gần đây tôi đã gặp một tình huống mà Đồng hồ vạn năng của tôi bị lỗi và tôi không còn gì để đo điện áp từ một mạch điện. Do bị khóa do COVID-19, tôi không còn lựa chọn nào khác ngoài việc tạo ra một mạch phát hiện phạm vi mà tại đó điện áp đầu vào đứng. Mạch này là một thay thế tốt để xác định bốn điện áp khác nhau trong phạm vi lên đến 12 v. Những dải điện áp được chỉ định bởi đèn LED có màu khác nhau.
- 0 – 3.3v : White LED
- 3.3v – 5v : Blue LED
- 5v – 9v : Green LED
- 9v – 12v : Red LED
Nguyên lý làm việc của mạch phát hiện dải điện áp:
Mạch này hoạt động dựa trên đặc tính so sánh của việc so sánh hai điện áp đầu vào tại cực ngược và không đảo của nó. Nếu điện áp để đảo ngược đầu vào vượt quá đầu ra đầu vào không đảo ngược sẽ thấp và ngược lại. Mạch này sử dụng chip LM339 là chip so sánh quad hoàn toàn phù hợp với mục đích của chúng tôi. Nguồn cung cấp điện ngoài 12 v cho mạch này. Ngoài ra, ngoài việc cấp nguồn cho mạch này, nó còn cung cấp điện áp tham chiếu đến cực không đảo của các chip so sánh để so sánh. Thiết bị đầu cuối đầu vào được sử dụng để cung cấp điện áp cần được thăm dò hoặc xác định. Điện áp đầu vào này đi đến đầu cuối đảo ngược của bộ so sánh.
Tham chiếu điện áp:
Ý tưởng ở đây là thiết lập điện áp tham chiếu khác nhau để cung cấp cho mỗi bộ so sánh và so sánh chúng với điện áp đầu vào. Mạch này có thể phát hiện lên đến 12 v. Nếu bạn nhìn vào thiết lập bộ chia điện áp được xây dựng bằng cách sử dụng R1, R2, R3, R4, R5, bạn có thể quan sát mỗi bộ so sánh được cung cấp với điện áp tham chiếu khác nhau. Xem xét U1: D từ trên như một ví dụ ở đây để tính toán đầu ra điện áp từ bộ chia điện áp R1, R3, R4, R5 nên được coi là loạt và nên được thêm vào với nhau. Vì vậy, bộ chia điện áp có hình thức
Vo = Vin x R2 / ( R2 + (R1 + R3 + R4 + R5 )
= 12v x 3.3k / ( 3.3k + ( 1.8k + 3.9k + 3k + 100 )
12v x 3.3k / ( 12.1 )
= 3.2v
3.2v này đi đến thiết bị đầu cuối không đảo của chip U1: D. Khi điện áp đầu vào được cấp cho thiết bị đầu cuối đảo ngược vượt quá điện áp 3.2v này, đầu ra của bộ so sánh sẽ ở mức thấp và đèn LED trắng được kết nối trong đầu ra sáng lên. Điều này cho thấy điện áp đầu vào là 3,3v trở lên. Tương tự như vậy đối với điện áp tham chiếu chip U1: C R3, R4 và R5 nối tiếp và R1 & R2 cũng vậy. Vì vậy, để xác định tham chiếu điện áp cho chip U1: C, phương trình chia điện áp có dạng
Vo = Vin x ( R2 + R1 ) / (( R1 + R2 )+ ( R3 + R4 + R5 ))
12v x ( 3.3k + 1.8k ) / ((3.3k + 1.8k ) + ( 3k + 3.9k + 100 ) )
= 5.05v
Vì vậy, khi điện áp đầu vào vượt quá hoặc bằng với đèn LED xanh 5v sẽ sáng lên. Điều này cho biết điện áp đầu vào bằng 5v hoặc lớn hơn 5v. Trong đèn LED trắng tức thời này (chỉ báo cho 3.3v) cũng sẽ BẬT. Tương tự, điện áp tham chiếu cho U1: B và U1: A là 8,9v và 11,9v .. Vì vậy, khi điện áp đầu vào đạt 9v Đèn LED xanh lục sáng lên cho biết phạm vi điện áp đầu vào là 9v trở lên. Tương tự như vậy khi điện áp đầu vào đạt 12 v Đèn LED đỏ sáng lên cho biết phạm vi điện áp đầu vào là 12 v trở lên. Đây là phạm vi điện áp tối đa mà mạch này có thể phát hiện. Đối với điện áp đầu vào 12 v, tất cả các đèn LED sẽ sáng cùng với Màu đỏ cho biết tất cả các phạm vi đầu vào đã bị vượt quá. Điện trở R6, R7, R8 và R9 đóng vai trò là điện trở giới hạn dòng điện cho đèn LED.
Nhận xét