Простое устройство для индикации направления тока, предназначенное, к примеру, для контроля течения тока в автомобилях, зарядных устройствах для аккумуляторов, источниках бесперебойного питания или дифференциальных устройствах, или как демонстрационное пособие для экспериментов по физике.
🟢🔴 Для индикации направления тока используется двухцветный светодиод. При протекании тока в одном направлении загорается зеленый светодиод, а в другом — красный. При отсутствии тока оба светодиода активны и светятся оранжевым. Это устройство может быть полезно для оценки баланса тока в авто, где отсутствие информации о заряде/разряде может привести к проблемам с запуском двигателя.
Данные проблемы могут быть вызваны проскальзывание приводного ремня генератора, износ батареи, повреждение диодов генератора и так далее. Индикатор также может использоваться для визуального контроля рабочего состояния зарядных устройств ИБП.
Как работает схема
Положительное напряжение питания подключено к точке J1, а земля — к J2. Диод D1 защищает от обратной полярности. Резисторы R1 и диод D3 ограничивают напряжение до +9 В. Для обеспечения работы операционного усилителя NE5532 при входных напряжениях ниже потенциала земли используется простой преобразователь отрицательного напряжения на основе NE555, работающий в режиме генератора с частотой 20 кГц и коэффициентом заполнения 50%. Элементы C7, C8, D8 и D7 образуют зарядный насос, а цепь R8 и D9 стабилизирует отрицательное напряжение на уровне -3,3 В.
Для измерения используется кабель заземления батареи, подключенный проводами к контактным площадкам J2 и J3 схемы, а затем к входам ОУ NE5532, работающих в качестве компараторов через разомкнутые контуры обратной связи через R2 и R4, то есть без гистерезиса.
Микросхема NE5532 имеет защитные диоды на входах, но схема также использует диоды D2, D4 и D6 для обеспечения дополнительной защиты от потенциальных скачков напряжения с амплитудой, превышающей напряжение питания. Если напряжение на неинвертирующем входе выше напряжения на инвертирующем, выходное напряжение будет близко к положительному выводу источника питания.
Напротив, выходное напряжение будет близко к отрицательному выводу источника питания. Измерительные входы J2 и J3 подключены к входам усилителя, образуя «дифференциальный компаратор». Когда напряжение на J2 выше напряжения на J3, загорится красный светодиод. Когда напряжения на J2 и J3 приблизительно равны, светодиод загорится оранжевым, так как загорятся оба светодиода.
