Подсветка стрелочного индикатора своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 18.09.2024

Многие звуковоспроизводящие устройства, будь то магнитофоны или усилители конца прошлого века были оснащены стрелочным индикатором на лицевой панели. Его стрелка двигалась в такт музыке, и хоть это не имело никакого практического значения, выглядело очень красиво. Современная аппаратура, в которой на первом месте стоит компактность и высокая функциональность уже не располагает такой роскошью, как стрелочный индикатор звука. Однако стрелочную головку найти сейчас вполне реально, а значит, такой индикатор можно легко собрать своими руками.

Схема

Её основой является советская микросхема К157ДА1, двухканальный двухполупериодный выпрямитель среднего значения сигналов. Напряжение питания схемы лежит в широком диапазоне напряжений, от 12 до 16 вольт, т.к. схема содержит стабилизатор на 9 вольт (VR1 на схеме). Если использовать стабилизатор в металлическом корпусе ТО-220, то напряжение можно подавать вплоть до 30 вольт. Подстроечные резисторы R1 и R2 регулируют уровень сигнала на входе микросхемы. Схема не критична к номиналам используемых компонентов. Можно экспериментировать с ёмкостями конденсаторов С9, С10, которые влияют на плавность хода стрелки, а также с резисторами R7 и R8, которые задают время обратного хода стрелки. In L и In R на схеме подключаются к источнику звука, в качестве которого может выступать любое устройство с линейным выходом – будь то компьютер, плеер или телефон.

Сборка схемы

Плата индикатора изготавливается методом ЛУТ на кусочке текстолита размерами 30 х 50 мм. Микросхему на всякий случай стоит установить в панельку, тогда её можно будет в любой момент заменить. Плату после травления обязательно нужно залудить, тогда она будет красиво выглядеть со стороны дорожек, а сама медь не будет окисляться. В первую очередь запаиваются мелкие детали – резисторы, керамические конденсаторы, а уже затем электролитические конденсаторы, подстроечные резисторы, микросхема. В последнюю очередь припаиваются все соединительные провода. Плата содержит в себе сразу два канала и предполагает использование двух стрелочных головок – на правый и левый канал, однако можно использовать и одну стрелочную головку, тогда контакты входа и выхода для другого канала на плате можно просто оставить пустыми, как я и сделал. После установки на плату всех деталей обязательно нужно смыть весь оставшийся флюс, проверить соседние дорожки на замыкание. Для подключения платы к источнику сигнала удобнее всего использовать штекер jack 3,5. При этом, если длина проводов от платы будет большой (больше 15 см), следует использовать экранированный провод.

Стрелочная головка

Найти в продаже советские стрелочные головки сейчас не трудно, их существует множество видов, разных форм и размеров. Я использовал небольшую стрелочную головку М42008, она не занимает много места и красиво выглядит. Для этой схемы подойдёт любая головка с током полного отклонения 10-100 микроампер. Для полноты картины можно также заменить родную шкалу, проградуированную в микроамперах, на специальную звуковую, отградуированную в децибелах. Однако подключать стрелочную головку к схеме нужно не напрямую, а через подстроечный резистор номиналом 1-2 мегаома. Средний его контакт подключается к любому из крайних и подключается к плате, а оставшийся контакт подключается непосредственно к головке, как видно на фото ниже.

Настройка индикатора

Когда плата собрана, стрелочная головка подключена, можно приступать к испытаниям. В первую очередь следует, подав питание на плату, проверить напряжение на 11 выводе микросхемы, там должно быть 9 вольт. Если напряжение питания в норме, можно подавать на вход платы сигнал с источника звука. Затем, используя резисторы R1 и R2 на плате и подстроечный резистор у стрелочной головке добиться нужной чувствительности, чтобы стрелка на зашкаливала, а находилась примерно в середине шкалы. На этом основная настройка завершена, стрелка будет плавно двигаться в такт музыке. Если хочется добиться более резкого поведения стрелки, можно установить резисторы сопротивлением 330-500 Ом параллельно стрелочным головкам. Такой индикатор будет отлично смотреться в корпусе самодельного усилителя, либо же как самостоятельное устройство, особенно если подсветить индикатор парой светодиодов. Удачной сборки!

Смотрите видео работы индикатора

По приведённой в статье схеме вы можете сделать подобный индикатор с широкими возможностями, для применения его в самой различной аппаратуре.

За основу данной схемы был взят вариант светодиодного индикатора уровня мощности усилителя звуковой частоты (УМЗЧ), опубликованный несколько лет назад на одном из сайтов (уже не помню каком), но под авторством А.И.Шихатова. Схемы, подобные этой, можно отыскать и в других источниках.

Шкала индикатора отображает уровни сигнала от нулевой до максимальной мощности и имеет логарифмическую зависимость характеристики.

Количество диодов между ячейками может быть различным. Например - один (VD7) или два диода (VD1, VD2). Диодов можно включить и больше, добиваясь нужного вам интервала зажигания между соседними светодиодами, но делать это нужно в разумных пределах.

Если между всеми ячейками в этой схеме включить по одному диоду, то максимальное значение индикатора будет соответствовать мощности около 20W (при нагрузке сопротивлением 4 Ома). А при двух диодах, включенных последовательно, это значение составит порядка 30W. Таким образом, варьируя количество диодов между ячейками, или же количество самих ячеек, можно построить индикатор на любой нужный вам диапазон. В качестве этих диодов подойдут кремниевые малой мощности, типа Д220, Д223, КД503 или аналогичные импортные.

Управление светодиодами происходит при помощи транзисторных ключей . Транзисторы (одинаковые, поэтому все обозначены как VT1) можно применить любые маломощные, n-p-n структуры. Мощность их зависит от типа управляемых ими светодиодов и, в зависимости от этого, должна быть порядка 150 мВт или больше.

Для получения более чёткого порога зажигания лучше подобрать транзисторы с коэффициентом усиления по току не менее 100.

Светодиоды могут быть любыми. От величины рабочих токов светодиодов зависят номиналы сопротивлений резисторов R1. R6. Например, при токе светодиода HL1 10 мА, сопротивление резистора R1 должно составлять около 1 кОм. При токе 20 мА - 560 Ом, при токе 30 мА — 360 Ом.

На этот раз поделюсь своим вариантом подсветки шкалы прибора, данный принцип может быть применём в любом стрелочном приборе, где для контроля измеряемого параметра требуется смена цвета под све тки.

Мои требования к приборчику измеряющему напряжения на борту автобуса я сформулировал так:

1. Подсветка должна быть двух цветов, красног о когда напряжение на борту автомобиля находятся ниже допустимого порога и зеленого когда напряжение на борту выше минимально допустимого порога. На границе порогов допустима желтая подсветка путем свечения светодиодов обоих цветов.

2. Схема должна быть оптимальной по соотношению сложность / надежность.
После двухдневного поиска в интернете готовой схемы ничего подходящего я не нашел и решил сделать собственную схему. За основу взял регулируемый стабилитрон ТL431 который идеально подошел по всем параметрам.

Как видите схема элементарна по своей простоте.

Стабилитрон U2 осуществляет включение светодиодов D2, D4 зеленого свечения при необходимом уровне питающего напряжения. Управляется стабилитрон напряжением которое ему предоставляет делитель напряжения R1, RV1, R2 имеющий переменный резистор RV1 для точной подстройки нужной величины напряжения включения стабилитрона. Резисторы делителя подобраны так что бы в крайних положениях переменного резистора напряжения были примерно 2 (нижний по схеме вывод RV1) и 3 вольта (верхний по схеме вывод RV1) соответственно, так как опорное напряжение стабилитрона составляет 2.5в

Для того чтобы включать красные светодиоды при низком напряжении питания я применил крохотный полевой транзистор как видно из схемы при открывании стабилитрона напряжение на затворе транзистора падает и он закрываясь гасит красные светодиоды. Стабилитрон D5 в затворе стоит на всякий случай для ограничения напряжения, я взял какой был под рукой на напряжение 4,7в (такой попался) а вообще по даташиту 2N7002 допускает +\- 20в Vgs, D5 можно не ставить. Резисторы R3, R4, R7 ограничивают ток через светодиоды и это наименее эффективные детали всей схемы так как именно на них падает львиная доля бесполезно рассеиваемой мощности, поэтому лучше поставить помощнее например 0,5 Вт.

Так как к вольтметру подводился еще и провод для подсветки шкалы при включении габаритных огней я решил использовать его для индикации что габаритные огни включены с этой целью на шкале изобразил символ лампочки подсвечиваемый светодиодом желтого свечения D6 на который для локализации светового потока одел термоусадку черного цвета.

Схема собрана на одностороннем стеклотекстолите имеющем сложную форму для адаптации внутрь прибора. Верхняя часть платы повторяет окружность верхней части шкалы а нижняя часть платы доходит до максимально доступного ей размера упираясь в стальной корпус отклоняющей стрелку системы.

Переменный резистор применен малогабаритный много оборотный что обеспечило высокую точность и удобство настройки. Управляемый стабилитрон в корпусе TO92 потому что именно такой был в наличии. Полевой транзистор 2N7002 в мелком SOT-23 корпусе (в ТО92 он называется 2N7000, имейте это в виду если хотите купить именно такой, а будет в наличии 2N7000) идеально вписался в конструкцию. Плата расположена сразу за шкалой на расстоянии диаметра светодиодов печатной стороной в сторону шкалы так как с другой стороны выступают крупные элементы ( переменный резистор, TL431, резисторы по 0.5 вт ). Сверху печатного монтажа наклеена белая бумага для лучшего освещения шкалы, обе стороны этой бумаги покрыты скотчем для уменьшения загрязнения. Плата закреплена несколькими мазками эпоксидного клея, я использовал прозрачный поксипол.

Предварительно для удобства закрепив плату несколькими каплями термоклея. Резистор R7и желтый светодиод D6 расположены вне платы. Светодиоды D1, D2, D3, D4 распаяны на стороне печатного монтажа.

Контроль превышения напряжения выше нормы я не делал но он элементарно добавляется стабилитроном включенным параллельно транзистору на схеме обозначен как D7

Все, теперь уровень напряжения всегда бросается в глаза и вы не упустите момент когда напряжение упало до критического значения.

Работа на примере ЭИ8006-1:

Двигатель работает, напряжение в норме, включены габаритные огни:

Печатка рисовалась в Sprint layout 5й версии:

Для изготовления индикатора я решил использовать старый, добрый стрелочный прибор который в прекрасные времена СССР использовался в магнитофонах для индикации записи и выходной мощности.

Квадратная форма корпуса меня не устраивала, поэтому, я быстро избавился от него, оставив лишь стрелочный механизм. По строению моего компьютерного мода, мне был нужен круглый корпус. Покопавшись в своих закромах, я добыл какой-то прибор с автомобиля. Форма его, меня полностью устраивала, а когда я прикинул его к месту, где он должен будет стоять, все сомнения сразу отпали, он как там и был. Немного повозившись, я разобрал его и полностью удалил все внутренности. Для лучшего светоотражения корпус внутри обклеил фольгой. Изначально предполагая, что индикатор должен светиться, шкалу изготовил из оргстекла. К сожалению матового стекла, не оказалось, и я использовал старый дедовский способ, почистил стекло мелкой наждачной бумагой. Надписи нанёс просто, маркером.

Пришло время заняться держателями светодиодов. Идея пришла быстро, так как на столе остались лежать куски подкассетника, из которого я вырезал шкалу. Проблема была решена.

Ну, вот в общем и всё. Как всё было собрано понятно из фотографий. Резисторы стоят для ограничения движения стрелки, и для уменьшения тока светодиодов. Извините, что нет фотографий всей проведённой работы, прибор был сделан давно и все фото исчезли в связи с поломкой винчестера, на котором они были записаны.

Читайте также: