Индикатор предназначен для контроля за напряжением автомобильной аккумуляторной батареи или напряжением в бортовой сети. Он построен по цифровой схеме непосредственного измерения входного напряжения. Питается прибор от источника измеряемого напряжения и потребляет ток около 0,15 А. Прибор представляет собой цифровой вольтметр с одноразрядным цифровым индикатором в сочетании с системой сдвига измеряемого напряжения на 10 V.


Напряжение от контролируемого источника поступает через предохранительный диод VD2 на интегральный стабилизатор на микросхеме D4. Выходное напряжение 5V этой микросхемы используется для питания микросхем и индикаторов вольтметра. На вход самого вольтметра напряжение поступает до стабилизатора через стабилитрон VD1 Д814А, который открывается при напряжении измеряемого источника более 8V. Это напряжение через делитель на R2 поступает на вход вольтметра.

Измерение напряжение производится в компараторе D5, который сравнивает входное напряжение, поступающее на его инверсный вход с ступенчато-нарастающим напряжением, поступающим на его прямой вход от резистивной матрицы R3-R6.

Формирует ступенчатое напряжение счетчик D1, на вход которого поступают импульсы от мультивибратора на элементах D2.3 и D2.4. К выходам этого счетчика подключены резисторы R3-R6, сопротивления которых подобраны таким образом, что за полный цикл работы счетчика (от нуля до девяти) напряжение в точке соединения этих резисторов ступенчато изменяется от уровня логического нуля ТТЛ до уровня, немного ниже логической единицы ТТЛ.

Затем, с переходом счетчика в нулевое положение напряжение снова падает до логического нуля и начинает нарастать заново. Нарастание напряжения производится скачками — десятью равными ступенями. Как только напряжение, поступающее от R3-R6 на прямой вход компаратора D5 станет равным напряжению, поступающему на инверсный вход (измеряемое напряжение) на выходе компаратора установится единица.

Цепь С2 R7 сформирует положительный импульс, который на некоторое время включит индикацию подав единичный уровень на вывод 4 дешифратора D3, и на такое же время остановит подачу импульсов от мультивибратора на D2.3 и D2.4 на вход счетчика D1, заблокировав вход D2.2. После того как конденсатор С2 зарядится напряжение на R7 упадет до логического нуля и погаснет индикатор Н1 (на вывод 4 дешифратора D3 поступит нуль) и откроется элемент D2.2, который станет пропускать импульсы на вход счетчика D1.

Таким образом, в течении работы индикатора ступенчатое напряжение в точке соединения R3-R6 все время периодически нарастает. И в тот момент, когда это напряжение становится равным поступающему на инверсный вход компаратора D5, счетчик на короткое время останавливается и зажигается индикатор, показывающий измеренную величину.

В результате смещения измеряемого напряжения на 10 V при помощи VD1 и R2, на вход вольтметра поступает разность 11изм — 10V. Таким образом, при входном напряжении 10V вольтметр показывает "0", при напряжении 12V — "2" и так далее. Чтобы привести индикацию к действительному значению введен индикатор старшего разряда Н2, который постоянно, показывает цифру "1".

Таким образом, данный прибор измеряет напряжения в диапазоне 10-19 V.

Сборка индикатора

Все детали прибора монтируются на отрезке размерами 20x60мм, вырезанном из некондиционной печатной платы военного назначения. Выбран участок платы, где есть два монтажных места под микросхемы К133 с 14-ю выводами, одно место под микросхему с 16-ю выводами, и одно место под операционный усилитель (для компаратора).

Индикаторы приклеены торцами к плате, по её ширине 20мм. Большая часть дорожек отрезка платы перерезана или удалена. Оставлены только монтажные площадки. Монтаж ведется распайкой выводов навесных элементов к этим площадкам и к площадкам, к которым припаяны выводы микросхем. Остальные соединения выполнены тонким монтажным проводом МГТФ 0,12.

Конечно, можно сделать печатную плату специально для этого устройства, но развести дорожки под микросхемы типа К133 в пленарных корпусах в любительских условиях очень сложно. Если микросхемы заменить на более крупногабаритные серии К155 и КР514, проблем при изготовлении печатной платы не возникнет, но конструкция получится больше.

Индикаторы АЛС333Б можно заменить на АЛС324Б, АЛС335Б или использовать сдвоенный индикатор КИПЦ09И. Микросхемы К133 можно заменить на К533.

Настройка

Настройка заключается в подстройке R2 таким образом, чтобы показания в диапазоне 10...19V соответствовали действительности.

Прибор помещается в малогабаритный корпус размерами 25x65x25 мм., склеенный из тонкой пластмассы или оргстекла. Готовый прибор без труда можно разместить вместо одной из заглушек на приборной панели автомобиля.