Verwenden des logarithmischen Dot/Bar-Display-Treiber-ICs LM3915 - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Der LM3915 bietet eine einfache Möglichkeit, einen logarithmischen Spannungspegel mit einer oder mehreren Gruppen von zehn LEDs mit minimalem Aufwand anzuzeigen. Wenn Sie ein VU-Meter herstellen möchten, sollten Sie das LM3916 verwenden, das wir im letzten Teil dieser Trilogie behandeln werden.

Anstatt dass jede LED wie beim LM3914 einen Spannungspegel darstellt, repräsentiert jede an den LM3915 angeschlossene LED eine Änderung des Leistungspegels des Signals um 3 dB (Dezibel). Weitere Informationen zu Dezibel finden Sie bei Wikipedia. Um diese Leistungsstufenänderungen darzustellen, werden wir einige Beispiele durchgehen, die Sie in Ihren eigenen Projekten verwenden können und Ihnen hoffentlich einige Ideen für die Zukunft geben. Ursprünglich von National Semiconductor, wird die LM391X-Serie jetzt von Texas Instruments gehandhabt.

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Schritt 1: Erste Schritte

Sie benötigen das LM3915-Datenblatt, laden Sie es bitte herunter und bewahren Sie es als Referenz auf. Zuerst – zurück zu den Grundlagen. Der LM3915 steuert zehn LEDs. Es steuert den Strom durch die LEDs mit nur einem Widerstand, und die LEDs können bei Verwendung in einem Balkendiagramm oder einem einzelnen „Punkt“erscheinen. Der LM3915 enthält einen zehnstufigen Spannungsteiler, wobei jede Stufe, wenn sie erreicht ist, die entsprechende LED (und die darunter im Levelmeter-Modus) aufleuchten lässt.

Betrachten wir das einfachste Beispiel (ab Seite zwei des Datenblatts) – eine einfache logarithmische Anzeige der Spannung zwischen 0 und 10 V.

Schritt 2:

Nach dem Aufbau der Schaltung können Sie ein zu messendes Signal über Pin 5 und den GND an Pin 2 anschließen. Wir haben die Schaltung zu Demonstrationszwecken genau wie oben auf einem Stripboard aufgebaut, mit dem einzigen Unterschied, dass ein 8,2 kΩ Widerstand verwendet wird für R2.

Schritt 3:

Um dies in Aktion zu zeigen, verwenden wir ein Signal mit unterschiedlicher Wechselspannung – eine Sinuswelle bei etwa 2 kHz. Im folgenden Video sehen Sie den Vergleich der Signalspannung mit den leuchtenden LEDs und den logarithmischen Spannungsanstieg, der durch die LEDs dargestellt wird.

Das hat viel Spaß gemacht und gibt Ihnen eine Vorstellung davon, was mit dem LM3915 möglich ist.

Schritt 4: Anzeige schwächerer Signale

In nicht-theoretischen Situationen liegt Ihr Eingangssignal praktischerweise nicht zwischen 0 und 10 V. Zum Beispiel kann der Line-Pegel von Audiogeräten zwischen 1 und 3 V Spitze-zu-Spitze schwanken. Hier ist zum Beispiel ein zufälliges DSO-Bild von der Messung des Kopfhörerausgangs auf meinem Computer, während ich typische Musik abspiele.

Schritt 5:

Obwohl es sich um ein Wechselstromsignal handelt, behandeln wir es der Einfachheit halber als Gleichstrom. Um dieses zufällige niedrige DC-Spannungssignal anzuzeigen, reduzieren wir den Bereich der Anzeige auf 0 ~ 3 V DC. Dies geschieht mit der gleichen Methode wie beim LM3914 – mit Mathematik und anderen Widerständen.

Betrachten Sie die Formeln. Wie Sie sehen, ist der LED-Strom (Iled) einfach, wir müssen jedoch mit der ersten Formel nach R1 und R2 auflösen, um unsere erforderliche Vref von 3 V zu erhalten. Für unsere Beispielschaltung verwende ich 2,2 kΩ für R2, was einen Wert von 1,8 kΩ für R1 ergibt. Das Einsetzen dieser Werte in die ILED-Formel ergibt jedoch einen ziemlich niedrigen Strom für die LEDs, etwa 8,3 mA.

Lebe und lerne – verbringen Sie also Zeit damit, mit Werten zu experimentieren, damit Sie die erforderliche Vref und ILED abgleichen können.

Schritt 6:

Trotzdem haben wir in diesem Video die Vref von 3V und etwas Musik vom Computer als Beispiel für eine Niederspannungs-Gleichstromquelle. Dies ist kein VU-Meter!

Auch hier liegt aufgrund der schnellen Änderungsgeschwindigkeit der Spannung das Blau zwischen dem maximalen Pegel zu diesem Zeitpunkt und 0V.

Schritt 7: Verketten mehrerer LM3915s

Dies ist im Datenblatt gut beschrieben, also lesen Sie es für mehr über die Verwendung von zwei LM3915s. Außerdem enthält das Datenblatt einige tolle Beispielschaltungen, zum Beispiel den 100-W-Audioleistungsmesser auf Seite 26 und den Vibrationsmesser (mit einem Piezo) auf Seite 18.

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