Внимание! Эта статья является предварительной и неотформатированной. Приношу извинения за неудобство. Недостаток будет устранён в ближайшее время.

  Линейный индикатор  NP5214F0
  Схема.
  Конструкция.
  Описание работы.
  ВольтАмперные характеристики.

Общие характеристики:

Количество ступеней индикации---------------------5
Начало свечения красного светодиода --------- 1,5В
Начало свечения аварийных красных ----------- 3,0В

 Схема индикатора построена на параллельных независимых цепочках  индикации с различными напряжениями зажигания. Правее схемы приведены данные по величине напряжения зажигания светодиодов разного цвета (RR – два красных).
Завышенные значения токоограничительных резисторов позволяют не опасаться выхода из строя индикатора при значительном превышении входного напряжения сверх номинала и понизить нагрузку на измеряемую цепь. При этом несколько понижается яркость индикатора при  номинальном напряжении, что не ухудшает информативность.

РИС.1.  информационная карточка (90х130)
1,6V 5V
РИС.2. Начало зажигания и полное горение индикатора.


РИС.3.   Печатную плату можно укорачивать и укорачивать. Формат 306 (0,3"Х0,6") имеет длину индикатора всего 15мм. На таких маленьких платах резонно применить резистивные сборки или SMD резисторы. На больших форматах возможно применение и обычных и SMD резисторов.

печатная плата индикатора

РИС.4.   Печатная плата индикатора (РИС.5.) Все фото сделаны на фоне клеток 5мм.

РИС.5.   Печатная плата со второй (плюсовой) стороны и комплект светодиодов.

РИС.6.   Печатная плата с припаянными со второй стороны светодиодами. Положительный вывод крайнего справа светодиода загнут и припаян с нижней стороны платы на общий провод (минус).

РИС.7.  Перед пропайкой второй стороны платы необходимо выровнять светодиоды. После пропайки это сделать не удастся.

РИС.8.  Навесные резисторы устанавливаются на нижней (общая шина) стороне, а элементы для поверхностного монтажа монтируются на верхней стороне.

РИС.9.  Выводы навесных резисторов проходят через край платы. Их необходимо обрезать и припаять.

РИС.10.  Окончательный вид платы индикации.
 

РИС.11.  Печатные площадки на хвосте перемкнуты поскольку индикатор предназначен для индикации от 1,5 до 3В.       Все фото сделаны на фоне клеток 5мм.

РИС.12. ВольтАмперная характеристика (ВАХ) красного светодиода. Именно красного. Синими линиями изображены ВАХ простых резисторов. Вспомним, что 100 это 10 Ом, 201 это 200 Ом, а 102 это 1КОм (Золотой КилоОм).
Например: напряжение 1В резистор 50 Ом (500) ток 0,02А (20мА). Горизонталь 20мА выделена красным. Превышение этой линии смертельно опасно для маломощного светодиода.
Если есть непонятные буквы и цифры в этом сообщении, придётся обратиться сюда.
Красная линия это наш светодиод. До полутора вольт тока нет, света нет и всё темно и грустно. Реально ни тока ни света. Нисколько.
Выше полутора вольт светодиод начинает слегка светиться. 1.7В – ток уже 1миллиАмпер. Это мало, но диод уже заметно светит (это сверхъяркий светодиод). При двух вольтах ток равен 15мА. Это уже очень ярко. 2.1 Вольта - смертельное напряжение. при токе больше 30мА срок жизни светодиода – несколько минут. Если учесть, что критическое напряжение светодиода (при котором ток равен разрешённые 20мА)  нестабильно и зависит от температуры, свойств экземпляра диода и других факторов можно понять, что светодиод надо кормить током и никак не получается кормить его напряжением.

РИС.13. Ситуация усложняется, когда мы узнаём, что светодиоды разного цвета имеют разный порог зажигания. Если просто подключить светодиоды разного цвета к источнику напряжения. Красный и Жёлтый светодиоды перегорят при напряжении 2,5В, а синий начинает выгорать только при 3,5В, когда красный и жёлтый уже давно сгорели. Вторая красная линия (RR) появилась, когда мы включили два красных светодиода последовательно и их напряжения зажигания (и перегорания) сложились. Такую же операцию можно провести с другими светодиодами. Белый светодиод имеет свойства синего, поскольку это и есть синий светодиод с жёлтым люминофором. Смешение жёлтого и синего даёт белый цвет.

РИС.3. Обыкновенный выпрямительный диод (VD) имеет абсолютно те же пороговые свойства, что и светодиод. (Серая линия с жуткой надписью «ДИОД КРЕМНИЕВЫЙ»). Обычный диод не имеет способностей к свечению, но если напряжение на нём ниже порогового, то тока нет. Если последовательно со светодиодом включить обычный диод, то зажигаться светодиод с таким довеском будет при большем напряжении. А если добавить два, или три диода? Оранжевые линии показывают, как будет работать такая цепочка. Заметим, что главная проблема светодиода осталась: малейшее превышение напряжения выше критического приводит к резкому росту тока и перегоранию несчастного светодиода (выпрямительный диод сгорает за компанию). Манипулируя количеством дополнительных диодов можно сформировать линейный индикатор с желаемыми напряжениями зажигания ступеней.

РИС.4. Простейшее решение проблемы питания светодиода напряжением. Это характеристики светодиода с резистором. Чем больше по номиналу резистор подключен к светодиоду, тем медленнее нарастает ток. ВАХ цепочек из резистора и светодиода изображены оранжевыми линиями. Синие цифры это номинал подключенных резисторов. Если резистор 50 Ом (500) укротит ток до 20мА при 3В, то резистор 1кОм (Золотой) позволит подключить в качестве питания источник напряжения 20В без вредных последствий для светодиода. К сожалению, при этом, большая часть энергии будет теряться на резисторе, но нас интересует не КПД, а красота картины. А она имеет место быть.
Что касается яркости свечения, то линейный индикатор это не фонарь и от него не требуется очень уж больших яркостей.

ГЛАВНАЯ