Меню

Cd393 микросхема увлажнитель воздуха



Компаратор LM393 (SOIC)

Микросхема lm393 представляет собой сдвоенный дифференциальный компаратор компании Texas Instruments выполненный в едином пластиковом корпусе. В нем содержатся два независимых между собой операционных усилителя, которые применяются для сравнения поступающих на их входы аналоговых сигналов. Положительным результатом такой работы становится появление напряжения на их выходах (логическая единица), отрицательным – его отсутствие (ноль).

В данной статье рассмотрена микросхема lm393 и приведено её техническое описание, схема включения. На примере простой схемы ночного светильника показано как она работает. Компаратор выпускается в корпусе для поверхностного монтажа на плату в SOIC (SO-8), который промаркирован символами «lm 393». В прайс-листах на устройство в конце обозначения указаны буквы «D» или «DR».

Основные характеристики

Согласно описания на lm393 из datasheet, она способна функционировать как от одного, так и от двухполярного источника питания. Включение и работа компаратора начинается с подачи на его контакты Gnd и VCC постоянного напряжения. Сравниваемые сигналы подают на операционные усилители, каждый из которых имеет три контакта: по два входа (+IN, -IN) и по одному выходу (Output).

Максимальные параметры

Рассмотрим основные максимальные значения параметров lm393:

  • напряжение: интервал питающих (VI) от 0,3 до 36 В (на любой вход); дифференциальное входное (VID) ±36 В; на выходе (VO) до 36 В;
  • выходной ток (IO) до 20 мА;
  • температура при хранении (TSTG) от -65 o C до +150 o C;
  • время задержки до 300 нс.

Здесь приведены максимальные параметры, но это не значит, что они допустимы в штатном режиме эксплуатации. Кратковременные всплески скорее всего не смогут повредить микросхему, однако длительное превышение любого из указанных значений безусловно негативно скажется на работе устройства.

Микросхема lm393 не допускает короткое замыкания выходов на VCC, так как это может вызвать её перегрев и в конечном итоге – разрушение.

В даташит также не рекомендуется подключать микросхему к питанию превышающему значение более 30 В, так как в этом случает заявленное напряжение смещения (VIO) в 5 мВ уже не гарантируется. Обязательным условием стабильной работы является соблюдение рабочей температуры (ТА) от 0 до +70 o C, потому перегревать её также не стоит. Максимальная рассеиваемая мощность устройства (PD) ограничена тепловым сопротивлением корпуса (θJC), в котором она находится и рассчитывается по классической формуле PD = (TJ (max) — TC) / θJC

Аналоги

У lm393 есть современный аналог — это сдвоенный компаратор lm2903B с улучшенными тепловыми параметрами. Найти такой в продаже не трудно, но стоить он будет в разы дороже. В любом большом магазине радиодеталей его можно приобрести по цене от 90 р.

Стоит учитывать, что иногда рассматриваемый компаратор меняют на lm2903 или lm293. Они незначительно уступают ему по напряжению и большему току потребления. По остальным характеристикам практически идентичны, поэтому максимальные и электрические характеристики указываются в одном и том же даташит.

Российскими аналогами считаются к1401Са3 и 1040са1. Но в продаже их сейчас уже не найти. Постепенно с российского рынка их вытеснили более современные зарубежные устройства.

Схема включения

Ниже приведена простая схема одного из способов включения lm393. Она даёт необходимое представление и понимание того, как работает данное устройство. Собрать её можно самостоятельно используя небольшое количество дополнительных электронных компонентов:

  • фоторезистор;
  • резисторы на 33 кОм и 330 Ом;
  • потенциометр от 1 до 20 кОм;
  • светодиод;
  • батарейка типа АА – 3 шт.

Компаратор lm393 в представленной схеме полезен тем, что сверяет уровень поступающих сигналов с эталонным (пороговым) значением для принятия решения о подаче питания на светодиод. Используя дополнительный фоторезистор, можно сделать миниатюрный электронный ночник. В темноте он будет светится, а с появлением света гаснуть.

Потенциометр в схеме используется в качестве калибратора. С его помощью настраивается сопротивление включения (когда ночью) и выключения (при свете) светодиода. После такой настройки компаратор сможет сравнивать опорное питание с напряжением от делителя, которое он получает по линии подключённой между резистором 33 кОм и фоторезистором.

Когда на фоторезистор попадёт свет, его сопротивление падает ниже 30 кОм. Таким образом, большая часть напруги попадает на обычный резистор 33 кОм. В результате на входе микросхемы, через резистивный делитель, напряжение будет меньше опорного. На выходе выводится высокий уровень и светодиод гаснет.

В темноте фоторезистор будет иметь очень большое сопротивление, поэтому большая часть напруги передастся уже ему. Напряжение получаемое от резистивного делателя будет выше опорного. В результате на выходе микросхемы выводится низкий уровень и светодиод светится.

Пример работы в схеме

По схеме представленной выше делают датчик освещённости lm393, работающий с arduino. В продаже существуют уже готовые одноименные электронные модули в названии которых присутствует имя микросхемы. Пример реализации такого решения (без контроллера) представлен в видеоролике.

Читайте также:  Очиститель воздуха с ионизатором вред или польза

Производители

Скачать datasheet на lm393 можно кликнув по ссылке с наименованием производителя. Все крупные зарубежные компании выпускают рассмотренную микросхему. Наиболее известными являются Texas Instrument, ON Semiconductor, ST Microelectronics.

Источник

LM393. Описание, datasheet, схема включения, аналог

Микросхема LM393 имеет в своем корпусе два независимых компаратора напряжения. Компаратор LM393 может работать, как от однополярного источника питания в широком диапазоне напряжений, так и от двухполярного источника. При использовании двухполярного — разница между потенциалами должна составлять от 2 В до 36 В.

Ток потребления компаратора не зависит от напряжения питания. Необходимо обратить внимание, что данный компаратор имеет выход с открытым коллектором.

Ключевая особенность LM393

  • Широкий диапазон напряжения питания: 2…36 В или ±1…±18 В
  • Очень низкий ток потребления (0,45 мА)
  • Низкий входной ток смещения: 20 нА
  • Низкий входной ток смещения: ± 3 нА
  • Низкое входное напряжение смещения: ± 1 мВ тип
  • Низкое выходное напряжение насыщения: 80 мВ
  • TTL, DTL, ECL, MOS, CMOS совместимые выходы
  • Компаратор LM393 доступен в корпусе: DFN8 2х2, MiniSO8, TSSOP8 и SO8

Технические характеристики LM393

Ниже приведены основные электрические характеристики и абсолютные максимальные значения эксплуатации LM393:

Принципиальная схема LM393

Назначение выводов (распиновка)

Аналог LM393

Для замены можно использовать следующие зарубежные и отечественные аналоги LM393:

зарубежный аналог

  • AN1393
  • AN6916
  • AN6914
  • GL393
  • IR9393
  • NJM2903D
  • TA75393AP
  • UPC393C
  • UA393

отечественный аналог

Принцип работы LM393

Чтобы понять как же работает данный компаратор, рассмотрим простую схему сумеречного автомата.

Глядя на схему мы видим, что оба входа компаратора подключены к делителям напряжения. Первый делитель напряжения, подключенный к инвертирующему входу (2), состоит из постоянного резистора и фоторезистора.

Как известно сопротивление неосвещенного фоторезистора имеет очень большое сопротивление (более 1МОм), и малое при освещении. Поэтому в ночное время суток, согласно логике работы делителя напряжения, напряжение на входе (2) компаратора будет выше, чем в дневное время суток.

Чтобы включать и выключать свет (в нашем случае светодиод), в зависимости от степени освещенности фоторезистора, нам необходимо установить порог переключения. Для этого служит неинвертирующий вход (3) на который необходимо подать опорное (неизменяемое) напряжение. Это опорное напряжение мы возьмем с переменного резистора R3, который выполняет роль делителя напряжения.

Теперь компаратор будет сравнивать два уровня напряжения (на выводах 2 и 3). Если напряжение на входе 2 будет больше чем на входе 3, то светодиод загорится. Как только напряжение на входе 2 опустится (при освещении фоторезистора) ниже уровня напряжения на входе 3, светодиод погаснет.

Скачать datasheet LM393 в формате pdf (595,7 KiB, скачано: 9 054)

Источник

Инфракрасный датчик препятствия на компараторе LM393

В данном обзоре мы рассмотрим и протестируем модуль инфракрасного датчика препятствия с обозначением MH-B. Модуль построен на сдвоенном компараторе LM393.

В Грузию товар был доставлен бесплатно компанией «4PX Singapore Post OM Pro» в стандартном пакете:

Плата модуля была герметично запечатана в антистатический пакет и обвернута полиэтиленом с пупырышками:

С одной стороны платы имеются штырьки для подачи питания и снятия сигнала, а с противоположной стороны параллельно друг другу установлены инфракрасный светодиод и фотодиод, которые нужно направлять в сторону препятствия для определения его наличия:

Все контакты подписаны и будет очень легко подключиться к модулю:

  • На VCC подаётся напряжение питания;
  • Вывод GND — общий;
  • С вывода OUT снимается сигнал.

С другой стороны платы написано +OUT, но это не совсем так, и об этом мы поговорим позже:

Кроме микросхемы и светодиода с фотодиодом из радиоэлементов на модуле имеются:

  • светодиод индикации питания;
  • светодиод индикации сигнала;
  • два гасящих резистора для светодиодов на 1 кОм;
  • гасящий резистор инфракрасного светодиода на 100 Ом
  • два резистора смещения по 10 кОм;
  • подстроечный резистор на 10 кОм
  • два шунтирующих конденсатора по 0,1 мкФ;

Как уже говорилось модуль основан на сдвоенном компараторе LM393. Коротко рассмотрим документацию на эту микросхему:

Серия LM393 представляет собой двойные независимые прецизионные компараторы напряжения, способные работать с одиночным или раздельным питанием. Эти устройства спроектированы таким образом, чтобы обеспечить общий режим от одного до другого с одним режимом питания. Спецификации смещения входного напряжения до 2,0 мВ делают это устройство отличным выбором для многих применений в потребительской, автомобильной и промышленной электронике. Особенности компаратора LM393:

  • Широкий диапазон питания постоянного тока с одним источником(от 2,0 В до 36 В);
  • Диапазон двуполярного питания от 1,0 В до 18 В постоянного тока;
  • Очень низкий ток покоя, независящий от напряжения питания(0,4 мА);
  • Низкий синфазный входной ток смещения(25 нА);
  • Низкий дифференциальный входной ток смещения(5 нА);
  • Низкое входное напряжение смещения(5,0 мВ макс.);
  • Дифференциальное входное напряжение, равное напряжению питания;
  • Выходное напряжение, совместимое с логическими уровнями DTL, ECL, TTL, MOS и CMOS;
  • Температура окружающей среды от 0 ° C до 70 ° C.
Читайте также:  Увлажнитель воздуха termica ah 6 300 tc

У микросхемы восемь выводов, два из которых общий(4) и плюс питания(8), два других выходы: 1 — выход компаратора A, 7 — выход компаратора B. Выводы 2 и 3 соответственно инверсный и прямой вход компаратора A, а выводы 5 и 6 соответственно прямой и инверсный входы компаратора B. Представляю так же внутреннюю схему одного из компараторов:

Как видно из схемы выход компаратора представляет из себя каскад на транзисторе с открытым коллектором.

Весь модуль в собранном виде не больше длины спичинки и легко может уместится в небольшом пространстве:

Перейдем к проверке и для этого нам понадобится:

  1. блок питания небольшой мощности на 5 Вольт;
  2. разъём для подключения к штырькам модуля;
  3. светодиод для индикации сигнала на выходе;
  4. токоограничительный резистор для светодиода на сопротивление 220 Ом;
  5. ну и собственно сам модуль разумеется

Проверять мы будем самым простым способом, без всяких контроллеров, и все это мы соединим по следующей схеме:

В описании к модулю говорится что он будет работать при напряжении от 3 В до 5 В и мы будем проверять с напряжением питания 5 В. Хочу отметить одну особенность — в начале я говорил, что на штырьке выхода подписано +OUT и что это не совсем так. Из внутренней схемы компаратора, на котором собран модуль, видно что коллектор выходного транзистора никуда не подключён и на нём никак не может быть «+», хотя на плате модуля установлен резистор смещения между выходом и плюсом питания на 10 кОм, но в некоторых случаях этого может быть недостаточным, и при этом получается что выход работает инверсно: при срабатывании датчика на выходе будет логический «0». Это нужно учесть при конструировании некоторых поделок. Сначала я все же поверил надписи на плате и подключил светодиод между выходом и общим проводом, но светодиод начинал светится сразу при подаче питания без препятствия перед модулем, а во время срабатывания при поднесении препятствия на 3 см. он наоборот гаснет:

Пришлось подключить светодиод между выходом и плюсом питания. Собираем правильную схему и подаём напряжение питания:

Видим что без препятствия светодиод не светится.

Замеряем ток и видим что без препятствия в режиме покоя ток потребления 36 мА:

После срабатывания светится светодиод индикации наличия сигнала и потребляемый ток увеличивается до 47 мА:

Изменяя сопротивление подстроечного резистора я замерил стабильное минимально И максимально возможное расстояние срабатывания датчика. При вращении оси подстроечного резистора против часовой стрелки расстояние срабатывания уменьшается и минимально возможное расстояние составило 1 см.:

При вращении же оси подстроечного резистора по часовой стрелке расстояние срабатывания датчика увеличивается и максимальное надёжное расстояние срабатывания датчика составило около 12 см.:

В темноте хорошо заметно, что срабатывание датчика происходит не резко скачком, а плавно. При приближении препятствия к датчику выходное напряжение возрастает постепенно, и так же постепенно уменьшается при удалении препятствия от датчика. Это говорит о невысоком качестве датчика, но оно оправдано весьма низкой его стоимостью:

Я специально произвел проверку модуля без контроллера подручными и доступными средствами, чтобы все было просто и наглядно. Не малую роль так же играет повторяемость.

Хочу добавить, что я собираюсь использовать этот модуль в автономной конструкции и меня не устраивает такой большой ток потребления. Это был просто обзор и проверка работоспособности, а что можно сделать для уменьшения потребляемого тока я расскажу в другой статье.

Источник

Регулятор температуры для управления нагревателем и охладителем (LM393)

Принципиальная схема автоматического устройства для контроля за температурой, которое управляет нагревателем и охладителем. Обычно, термостат поддерживает температуру, управляя нагревателем. Приснижении температуры его включает, при повышении — выключает.

А стабилизация температуры происходит за счет искусственного нагревания и естественного охлаждения (остывания). Но в некоторых случаях, охлаждение естественным образом не происходит, например, из-за жаркой погоды или по другим причинам.

В этом случае для поддержания температуры термостат должен управлять не только нагревателем, но и каким-то охладителем, в качестве которого может работать, например, вентилятор. Здесь приводится описание термостата, который поддерживает температуру не только за счет управления нагревателем, но и за счет управления вентилятором, осуществляющего принудительное охлаждение.

Читайте также:  Увлажнитель воздуха bork h502 не работает

Принципиальная схема

Рис. 1. Принципиальная схема терморегулятора для управления нагревательным и охладительным элементами.

Как уже сказано, температура здесь поддерживается не только обогревателем, но и управлением охладителя, в качестве которого используется вентилятор (это может иметь значение в летнее время, когда температура естественным образом повышается выше допустимого предела). Поэтому в схеме есть два компаратора А1.1 и А1.2. Компаратор А1.1 управляет нагревателем, а компаратор А1.2 — вентилятором.

Напряжение от терморезистора R9 поступает на один вход компаратора, а напряжение опорное, — на другие входы. При этом опорное напряжение формируется делителем на резисторах R2, R5, R7 таким образом, что напряжение на прямом входе А1.1 немного больше напряжения на инверсном входе А1.2. Разница этих напряжений небольшая, и зависит от сопротивления R5.

Когда температура соответствует установленной регулировкой Р1 величине, напряжение на терморезисторе R9 оказывается выше напряжения на инверсном входе А1.2, но ниже напряжения на прямом входе А1.1. При этом выходы обоих компараторов оказываются под высокими логическими уровнями, и ток через светодиоды оптронных реле К1 и К2 не проходит. Реле закрыты и как нагреватель, так и вентилятор выключены.

Когда температура ниже заданной, сопротивление терморезистора R9 больше, напряжение на нем так же больше. Поэтому напряжение на инверсном входе А1.1 больше напряжения на его прямом входе. Значит на выходе А1.1 устанавливается низкий логический уровень. Появляется ток через светодиод оптореле К1.

Реле К1 открывается и подает питание на нагреватель. Если температура выше заданной сопротивление терморезистора R9 ниже, напряжение на нем так же ниже. Поэтому напряжение на прямом входе А1.2 меньше напряжения на его инверсном входе. Значит на выходе А1.2 устанавливается низкий логический уровень.

Появляется ток через светодиод оптореле К2, оно открывается и подает питание на вентилятор. Вот таким образом работает система поддержания температуры.

Гальванически, низковольтная схема полностью развязана с электросетью. Управление нагрузками осуществляется посредством оптической связи (через оптореле), а питание поступает через трансформатор Т1. Поэтому в случае попадания на органы управления воды или прикосновения к ним поражение током исключается, так как они не находятся под потенциалом электросети.

Детали и конструкция

Источник питания выполнен на трансформаторе Т1 типа ТВК100Л. Это выходной трансформатор кадровой развертки от старого лампового черно-белого телевизора. Вместо него можно использовать любой маломощный силовой трансформатор, на вторичной обмотке которого есть переменное напряжение 7-10V при максимальном токе не ниже 100mA. Например, использовать трансформатор от какого-то миниатюрного сетевого источника питания, например, от сетевого адаптера телевизионной игровой приставки или компьютерной периферии, или же намотать его самостоятельно.

Выпрямительный мост КЦ402 можно заменить любым маломощным выпрямительным мостом или собрать мост на четырех диодах, типа КД209, КД105, 1 N4004 или других. Терморезистор ММТ номинальным сопротивлением 10 кОм при температуре +20°С.

Можно использовать терморезистор и другого номинального сопротивления, но при этом нужно учесть то, что номинальное сопротивление переменного резистора R1 должно быть такого же сопротивления, а стартовое сопротивление R3 выбрать в два раза ниже. То есть, если R9 — 20 кОм при температуре +20°С, то Р1 — 20 кОм, а R3 — 10 кОм. Затем, величина R3 уточняется при налаживании (при установке пределов регулировки температуры).

В данной схеме используется микросхема LM393 содержащая два компаратора. В принципе можно использовать практически любые другие компараторы, например, К554САЗ.

Кроме того, можно использовать операционные усилители, включенные в режиме компаратора, но в этом случае может потребоваться усиление выходов операционных усилителей, чтобы они могли работать на светодиоды оптореле. Сделать это можно с помощью транзисторных ключей, но этом случае потребуется у каждого из компараторов поменять местами прямой и инверсный входы, так как теперь включаться нагрузки будут не логическими нулями, а логическими единицами.

Выходные каскады на оптореле 5П19ТМ-20-6 можно выполнить на другой элементной базе, например, как в Л1. Делать выходы по схеме без опторазвязки не рекомендую, так как в этом случае датчики и органы управления оказываются под потенциалом сети. При налаживании можно пользоваться емкостью с водой, нагреваемой на электроплите, и каким-то достаточно точным образцовым термометром.

Желательно чтобы переменный резистор был группы «А», то есть, с линейным законом изменения сопротивления. Применение «логарифмического» резистора (как в регуляторах громкости) сильно затруднит градуировку шкалы.

Лыжин Р. РК-2015-07.

Литература: 1 — Лыжин Р. Универсальный автомат огородника — любителя. РК-2010-12.

Источник