Цветная подсветка шкалы измерительного прибора

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 подсветки.

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

1. Подсветка должна быть двух цветов, красного 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.

Принципиальная схема :

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.

{ads1}

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:

{ads1}

Двигатель работает, напряжение в  норме, включены габаритные огни:

Процесс изготовления:

Печатка рисовалась в Sprint layout 5й версии:

Вложения:

Файл	Описание	Размер файла:
vp-a0.rar	Печатная плата	8 Кб