Светодиодная шкала-тахометр на микросхемах LM3914

Аналогичные схемы с применением LM3914 уже публиковались ранее в различных источниках и данная схема (рис.1) не содержит принципиальных отличий от схем в предыдущих публикациях за исключением наличия пары входов для использования с различными типами датчиков вращения. Один из входов предназначен для работы с датчиком Холла, другой — для работы с индуктивным датчиком.

Принципиальная схема светодиодной шкалы-тахометра на микросхемах LM3914
Рис.1 Принципиальная схема светодиодной шкалы-тахометра на микросхемах LM3914

Каскад согласования с индуктивным датчиком выполнен на транзисторе Q1, задачей которого является преобразование некоторого уровня положительной синусоиды на выходе индуктивного датчика в импульс отрицательной полярности, необходимый для четкой работы одновибратора на таймере NE555 (U1). В согласовании с выходом датчика Холла необходимости нет, т.к. импульсы на его выходе уже имеют необходимый формат, сопоставимый с уровнями TTL, что вполне приемлемо для реакции одновибратора. Вход, предназначенный для сигналов датчика Холла можно использовать и для работы с механическим контактом стандартного прерывателя.

Одновибратор на микросхеме U1 формирует импульсы определенной длительности (около 3мс), обеспечивая четкую работу шкалы в широком диапазоне частот (оборотов). Интегрирующая цепь (R10, PR2, C6) является простейшей реализацией преобразования частоты в напряжение, уровень которого измеряется микросхемами U2, U3, включенными параллельно по входу, но отслеживающими разные диапазоны входного напряжения за счет различных схем включения. Диапазон свечения «нижней» половины шкалы (U2, HL3-HL7, HL13-HL17) устанавливается с помощью подстроечного резистора PR3; для регулировки диапазона «верхней» половины шкалы (U4, HL8-HL12,HL18-HL22) используется подстроечный резистор PR4. Потенциометр PR2 так же может быть использован для грубой настройки диапазона шкалы. При настройке шкалы может быть использован генератор прямоугольных импульсов TTL-, KMOP-формата с диапазоном частот 10-300Гц, соответствующий диапазону вращения 300-9000об/м вала 4-цилиндрового 4-тактного ДВС. По нижнему значению частоты генератора следует добиваться начала свечения светодиода HL14 с помощью потенциометра PR3 (PR2 — при необходимости. Выбрав частоту генератора, определяющую максимальное значение рабочего диапазона шкалы, с помощью PR4 следует добиться полного свечения шкалы. Для более радикального смещения диапазона следует подобрать емкость конденсатора С6 и сопротивление резистора R14. Генератор при настройке следует подключать к входу DH. Работу входа IND можно проверить с помощью обычного понижающего трансформатора с выходным напряжением 10-60В, подключенного к осветительной сети (~220В).

Схема была собрана и опробована в работе на макетной плате в связке с цифровыми тахометрами, схемы которых были собраны так же — в макете (рис.2).

Шкала-тахометр в макете
Рис.2 Шкала-тахометр в макете

Для светодиодной шкалы-тахометра была разработана печатная плата (рис.3) размером 66Х53мм. Предусмотрена установка на плату микросхемы таймера, как в DIP, так и SO-корпусе.

Печатная плата шкалы-тахометра
Рис.3 Печатная плата шкалы-тахометра

Для равномерного свечения светодиодов следует использовать параллельное светодиодам включение резисторов.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
R1 Резистор 47 кОм 1
R2, R3, R11, R12, R13, R15 Резистор 2.2 кОм 6
R4, R10 Резистор 1 кОм 2
R5 Резистор 62 кОм 1
R6 Резистор 0 1
R7, R8 Резистор 51 кОм 2
R9 Резистор 6.8 кОм 1
R14 Резистор 470 кОм 1
R16 Резистор 4.7 1
PR1 Подстроечный резистор 100k 1
PR2 Подстроечный резистор 200k 1
PR3, PR4 Подстроечный резистор 10k 2
C1 Конденсатор 4.7 нФ 1
C2 Конденсатор 2.2 нФ 1
C3 Конденсатор 100 нФ 1
C4 Конденсатор 470 нФ 1
C5 Конденсатор 220 нФ 1
C6 Конденсатор 680 нФ 1
C7, C8 Конденсатор 1 мкФ 2
C9 Электролитический конденсатор 47uF 1
C10, C11 Электролитический конденсатор 220uF 2
Q1 Биполярный транзистор 2N5551 1
VT1 Биполярный транзистор 2SC5707 1
U1 Микросхема NE555 1
U2, U3 LED драйвер LM3914 2
VZ1 Стабилитрон 1N4938 1
VD1…VD3 Выпрямительный диод 1N4148 3