Spannungsmessung mit Komparator und Balkenanzeige (1xEin)
Eine LED Bargraph Anzeige (Balkenanzeige) eignet sich auch sehr gut für eine Anzeige des untersuchten
Wertes mit nur einem Balken. Hier ein Beispiel für einen Spannungsmesser, bei dem der aktuelle Spannungspegel mit nur einem
Balken der LED Bargraph Anzeige angezeigt wird.
Als Komponenten der Schaltung kommen folgende Bauteile zum Einsatz:
Doppeltkomparator LM393 (10x)
Balkenanzeige Kingbright DC-10YWA (1x)
Widerstand 1k (11x)
Widerstand 1k2 (10x)
Da ein Komparator, nachdem seine Schaltschwelle erreicht wurde, durchschaltet und den Zustand solange behält, bis der
Pegel wieder unter die Schaltschwelle fällt, werden für die Steuerung einer Leuchtdiode der Balkenanzeige zwei
Komparatoren eingesetzt. Ein Komparator schaltet die Leuchtdiode ein, der andere schaltet sie wieder aus. Der IC LM393
eignet sich hierzu sehr gut, da er in einem Gehäuse zwei Komparatoren beinhaltet.
Die Verschaltung eines Komparators:
Ein Komparator ist ein Vergleicher, der das untersuchte Signal (Spannung) mit einer vordefinierten
Referenzspannung (Schaltschwelle) vergleicht. Die Referenzspannungen für beide Komparatoren innerhalb des Bausteines
LM393 werden jeweils an Pins 3 und 5 angeschlossen. Die Schwelle des zweiten Komparators (Pin 5) liegt um Spannungsabfall
am Widerstand Rx1 höher, als die des ersten Komparators (Pin 3). Sobald die untersuchte Spannung (Anschluss Pin 2 und 6)
die Schaltschwelle des ersten Komparators erreicht hat, schaltet er seinen Ausgang (Pin 1) gegen die Masse durch und
die Leuchtdiode geht an. Wenn die Spannung weiter ansteigt und die Schaltschwelle des zweiten Komparators erreicht wird,
schaltet der zweite Komparator seinen Ausgang (Pin 7) gegen die Masse durch und die Leuchtdiode, da sie jetzt nicht mehr
unter Spannung steht, geht aus.
Komplett aufgebaute Testschaltung
Das Prinzip der Messung bleibt für alle Kanäle gleich. Ein LM393 mit zwei internen Komparatoren ist
jeweils für „seine“ Leuchtdiode, die er je nach Spannungspegel ein und ausschaltet, zuständig. Mit einer Referenzspannung
(hier 12VDC) und 11 in Reihe geschalteten Widerständen (R1 - R11) werden Schaltschwellen für alle Komparatoren festgelegt. Die
Genauigkeit des so konstruierten „Spannungsmessers“ beträgt damit 1,2 V. Dabei ist zu beachten, dass die Schwelle des
ausschaltenden Komparators gleich der des darauffolgenden „Ein“-Komparators ist.
Schaltplan
Bei langsam ansteigender Spannung kann es im Schwellenbereich dazu kommen, dass eine Diode noch leicht
flackert, bevor sie endgültig ausgeht. Den Effekt kann man mit einem zusätzlichen Rückkopplungs-Widerstand unterdrücken.
Hier ein Beispiel:
