Schakeling is geplaatst op 31 augustus 2014

Automatische "spanningsloep" (buiten het bereik-metingen).

Er kunnen zich situaties voordoen waarbij u een spanning wenst te meten, welke buiten het bereik (volle schaaluitslag) van uw meetinstrument valt. U kunt dan het volgende doen; u kunt te meten spanning met behulp van een spanningsdeler (opgebouwd uit weerstanden) in vaste waarden verdelen. U verkleind als het ware het spanningsgebied welke u gaat meten. U kunt echter ook deze schakeling inzetten, waarbij u uit het te meten gebied een kleiner gedeelte kiest om deze door uw meetinstrument te laten bestrijken. Wellicht denkt u nu, dit is hetzelfde als de eerdere aangegeven spanningsdeler. Dat is echter niet zo, omdat de schakeling bij een 0(nul) aanwijzing NIET de absolute NUL-waarde aangeeft, maar de ONDERGRENS van het gekozen spanningsdeel. Ditzelfde is van toepassing op de maximale schaal-uitslag, dit is namelijk de BOVENGRENS van het gekozen spanningsdeel. Stel u wenst een spanning van 26 Volt te meten op een meetinstrument welke een bereik van 10 Volt heeft, hiervoor moet u dan het spanningsgebied met een ondergrens van 20 Volt en een bovengrens van 30 Volt toepassen. De meteruitslag zal op 6 Volt uitkomen, welke opgeteld bij de ondergrens de spanning van 26 Volt aangeeft. Deze manier van meten, noemt men ook wel meten via het SPANNINGSLOEP-principe. Wanneer we deze spanningsloep automatiseren, zal uit zichzelf het spanningsgebied worden gekozen. Het voorgaande is precies wat deze schakeling doet, waarbij deze is opgezet voor een totaal spanningsbereik van 0...30 Volt en de weergave via een 10 Volt meetinstrument plaats zal vinden. Deze meter kan dus de gebieden 0..10 Volt, 10..20 Volt of 20..30 Volt bestrijken. De Integrated Circuits(IC2 en IC5) zijn als comparator geschakeld, om de ingangsspanning (welke via de aansluitpunten 0(NUL) en + binnenkomt en tussen 0...30 Volt mag zijn te vergelijken met de twee referentie-spanningen van respectievelijk 10 en 30 Volt. Afhankelijk van welke comparator-uitgangen hoog zijn komen er via de als buffer ingezette Integrated Circuits(IC3 en IC6) weer andere refenrentiespanningen op de dioden(D1 en D2) terecht. Het resultaat daarvan is dat op de niet inverterende ingang van Integrated Circuit(IC4) een spanning staat welke gelijk is aan de hoogste van de op de dioden(D1 en D2) terecht komende spanningen verminderd met de diode-doorlaat-spanning van (ongeveer 0,6 Volt), omdat één van de twee dioden(D1 of D2) immers gesperd zal zijn. Dezelfde spanning staat ook op de uitgang van (IC4), zodat het meetinstrument(METER) het verschil tussen de oorspronkelijke ingangsspanning en de offsetspanning ondergrens van het bekende gebied 0, 10 of 20 Volt zal aanwijzen. De LED's (LED1 en LED2) geven aan om welke offsetspanning het gaat. LED1 geeft 20 Volt aan. LED2 geeft 10 Volt aan en GEEN oplichtende LED geeft 0 Volt aan. Voor het meetinstrument(METER) kunt u bijvoorbeeld een draaispoelmeter nemen, voorzien van een (al dan niet ingebouwde) serieweerstand. Bedenk hierbij dat er stroom door de (METER) gaat lopen, welke een belasting voor de schakeling gaat vormen. Hoe hoogohmiger de meter, des te beter. De weerstanden(R3 en R10) zijn voorzien van een * , omdat u door het aanpassen van de waarden de helderheid van de LED's (LED1 en/of LED2) kunt aanpassen. Met de gegeven waarden, ontstaat een normale helderheid. Potentiometer(P5) is geplaatst, om de restspanning bij volledig negatief uitgestuurde Integrated Circuits(IC2,IC3, IC4, IC5 en IC6) te compenseren. Dit compenseren, kunt u het beste doen door bij een kortgesloten ingang ( 0(NUL) en (+) ) de (METER) op exact 0(NUL) af re regelen. Om de overige instelppots(P1 t/m P4) in te kunnen stellen, heeft u een instelbare en bekende spanningsbron (regelbare netvoeding of iets dergelijks) nodig. Plaats als eerste een spanning van exact 10 Volt op de ingang, stel nu instelpot(P1) zo in dat (LED2) precies op de grens van wel of niet oplichten zit. Instelpot(P4) moet nu worden ingesteld dat bij een oplichtende(LED2) de meter op NUL(0) staat. Plaats nu een spanning van exact 20 Volt op de ingang, stel nu instelpot(P2) zo in dat (LED1) precies op de grens van wel of niet oplichten zit. Instelpot(P3) moet nu worden ingesteld dat bij een oplichtende(LED1) de meter op NUL(0) staat. De schakeling wordt gevoedt met een spanning van 40 Volt waarbij een stroom van ongeveer 50 milliAmpére voldoende is. De reden dat voor de spanningsregelaar(IC1) een 7815 uitvoering en niet de 78L15 is toegepast, schuilt in het feit de de 78L15 een maximale ingangsspanning van 35 Volt aankan. De 7815 kan 40 Volt goed aan. De relatief hoge voedingsspanning is nodig om nadelige effecten op het meetproces te vermijden.

0237.png
Klik op afbeelding om gehele schakeling te zien.

Klik op de COMPONENT-LIJST knop, voor een componenten overzicht
De component informatie, is voornamelijk afkomstig uit het leveringsprogramma van Farnell (www.farnell.com) tenzij anders aangegeven.

layout.png
De afbeelding geeft de printplaat weer, gezien bovenop de componenten. De rode lijnen zijn de printbanen welke zich aan de onderkant(soldeerzijde) bij een standaard print bevinden.

Ook staan er één of meerdere BLAUWE printbanen, welke op elk uiteind een lichtgroen vierkant vlak heeft waarna de banen als rode printbanen verdergaan. Dit zijn doorverbindingen welke handmatig op de componentenkant van de printplaat aangebracht moeten worden.

Terug naar index

Terug naar de homepage

Email versturen aan Finimuis.nl