При использовании стабилизаторов напряжения, электрических насосов, и во многих других случаях необходим постоянный контроль напряжения электрической сети. Аналоговые вольтметры хоть и дешевы, но имеют множество недостатков, т.к. содержат подвижные узлы и чувствительны к вибрации. Описанный здесь «твердотельный» вольтметр индицирует сетевое напряжение с точностью, соизмеримой с точностью обычного аналогового прибора. Уровень сетевого напряжения прибор отображает в форме линейной шкалы.
Подстроечные резисторы VR1…VR16 необходимы для того, чтобы выставить 16 соответствующих уровней напряжения из диапазона 50…250 В, в соответствии с надписями возле светодиодов (см. рисунок). Линейная шкала светодиодов мультиплексируется снизу вверх посредством 16-канального мультиплексора CD4067B и счетчика CD4029B. Счетчик тактируется генератором на микросхеме таймера NE555, и генерирует 4-битные адреса для пары мультиплексор-демультиплексор CD4067B и CD4514B.
Напряжения с движков подстороечных резисторов проходят поочередно на выход (вывод 1) мультиплексора, и через буферный усилитель A1 (½ микросхемы IC5 LM358) поступают на неинвертирующий вход компаратора A2 (другая половина). На инвертирующий вход A2 подается нерегулируемое напряжение с выпрямителя.
На выходе компаратора A2 сохраняется низкий уровень до тех пор, пока измеряемое напряжение больше опорного, приложенного к неинвертирующему входу A2 через буфер A1. Если измеряемое напряжение становится меньше опорного, выход компаратора переключается в высокий уровень. Высокий уровень с выхода компаратора запрещает работу дешифратора CD4514, который используется для декодирования выходных состояний микросхемы IC4 CD4029 и управления светодиодами. Этим обеспечивается удержание светодиода во включенном состоянии до тех пор, пока сетевое напряжение находится на соответствующем уровне.
Для настройки схемы необходимо через автотрансформатор подавать на ее вход напряжения известной величины, и по очереди регулировать подстроечные резисторы, добиваясь, чтобы всякий раз светился только один светодиод, соответствующий приложенному напряжению.
Замечание редакции EFY.
Было бы целесообразно использовать отдельный трансформатор, выпрямитель, фильтр и стабилизатор напряжения , чтобы характеристики схемы не зависели от сетевого напряжения, даже если оно опускается ниже 50 В, или поднимается выше 280 В. При лабораторных испытаниях использовался регулируемый источник 12 В.
