DE3927744A1 - Analoganzeige mit hilfe einer led-kette - Google Patents

Description

Es besteht die Aufgabe, das Signal eines Sensors, im vor­ liegenden Fall eines Gassensors, über eine Leuchtdioden- Balkenanzeige anzuzeigen. Bekannt sind verschiedene Diskri­ minatorschaltungen, bei denen entweder eine konstante Spannung zu einer Leuchtdiode durchgeschaltet wird, wobei ein in Reihe geschalteter Ohmscher Widerstand für die Strombegrenzung eingesetzt wird. Andere Konzepte steuern jede einzelne Leuchtdiode mit einer Konstantstromquelle und einem Strom von ca. 10 mA an.

Diese Konzepte erfordern ein relativ gut stabilisiertes Netzteil, da in Abhängigkeit von der Anzahl der angesteuer­ ten Leuchtdioden der dem Netzteil entnommene Strom erheblich schwankt.

In der gegebenen Aufgabenstellung war eine besonders preis­ werte Lösung anzustreben.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe zeigt Fig. 1. Ein Netzwerk von Widerständen R1 bis R10 erzeugt Schaltspan­ nungen an Komparatoren IC1 bis IC9. Die anzuzeigende Sensorspannung wird auf den nichtinvertierenden Eingang des Komparators gleichzeitig gelegt.

Der Ausgang der Komparator-ICs ist ein "Open-Collector", der nach Masse geschaltet ist. Prinzipiell wird also intern ein Strompfad nach Masse (-) geschaltet. An einer Leuchtdiode fällt eine Spannung von ca. 2 Volt ab. Bei einer gegebenen Netzteilspannung von ca. 11-13 Volt können daher maximal 5 Leuchtdioden in Reihe geschaltet werden.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß ein Konstant­ strom, der dem Betriebsstrom einer leuchtenden Leuchtdiode entspricht, die Leuchtdiodenkette in Reihe durchfließt. Dabei werden maximal 5 Leuchtdioden in Reihe geschaltet.

Soll keine einzige Leuchtdiode brennen, werden die Kompara­ toren (6) und (10) geschaltet. Aus dem Netzteil wird in diesem Fall der vorgesehene konstante Strom entnommen und der Netztransformator wird mit diesem Strom belastet.

Verändert sich die Eingangsspannung am Komparatornetzwerk dahingehend, daß mehrere oder alle Leuchtdioden brennen sollen, werden die Open-Collector-Schalter nacheinander ge­ öffnet. Sind alle Schalter geöffnet, fließt ein Konstant­ strom durch die beiden Leuchtdiodenketten hindurch. Auch in diesem Fall wird das Netzteil mit dem gleichen Strom be­ lastet als wenn überhaupt keine Leuchtdiode leuchtet. Vorteilhaft ist an dieser Schaltung, daß das Netzteil keiner weiteren Stabilisierung bedarf, insofern kostengünstig ist. Denn zum einen sind - unabhängig von der Anzahl der Leucht­ dioden - die aufgenommenen Leistungen nahezu gleich. Zum anderen wirken sich Spannungsschwankungen am Netzteil nicht auf den Betriebsstrom der Leuchtdiodenketten aus, da dieser extern in einer Konstantstromquelle (1, 2) erzeugt wird. Die Spannungsschwankungen, die möglicherweise auftreten, teilen sich pegelverändernd nicht nur der Sensorspannung selbst mit - auch diese ist als Spannungsteiler gegen die gleiche Ver­ sorgungsspannung geschaltet -, sondern im gleichen Sinne auch dem Widerstandsnetzwerk R1 bis R10.

So wird vorteilhaft erreicht, daß Spannungsschwankungen sich selbsttätig ausgleichen. Dadurch kann der Aufwand für das Netzteil sehr gering gehalten werden.

Diese erfindungsgemäße Schaltung wirkt sich in erster Linie außerordentlich günstig auf den Entstehungspreis aus.

Selbstverständlich ist die Anwendung nicht auf eine Anzeige zur Gassensorik beschränkt. Vielmehr kann die Anordnung überall dort eingesetzt werden, wo ein analoges Signal über eine Leuchtdiodenkette zur Anzeige gebracht werden soll, z. B. bei Temperatur-Anzeigen etc.

Die Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau:
Die Konstantstromquelle (1) versorgt die Leuchtdioden-Kette (3-7) über die elektrische Leitung (2). Die Schaltausgänge der Komparatoren sind vereinfacht als die Schalter 8-12 dargestellt, wobei der Schalter 12 als Transistorschalter gezeichnet ist.

Ein praktisches Ausführungsbeispiel des Komparatornetzwerkes zeigt die Fig. 2, die vorstehend bereits beschrieben wurde.

Die anzuzeigende Spannung wird z. B. in einem Spannungs­ teiler (1) erzeugt. Sie wird auf das Komparatornetzwerk (2- 10) gegeben. Die Schaltspannung der Komparatoren werden durch die Widerstände (R1-R10) gebildet. Zwei Leucht­ dioden-Ketten (B1-B5) (B6-B9) werden über die elek­ trischen Leitungen (14, 13) von den Konstantstromquellen (11, 12) angesteuert.

Claims (2)

1. Verfahren und Apparat zur Durchführung des Verfahrens zur Anzeige analoger Spannungswerte auf eine Leuchtdioden-Bal­ kenanzeige, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdioden in einer Kette hintereinander geschal­ tet sind, wobei die Kathode der ersten Leuchtdiode fest mit Minus verschaltet ist und die Anode der letzten Leuchtdiode der Kette aus einer Konstantstromquelle gespeist wird, wobei ein Komparatornetzwerk in den Strompfad derart eingreifen kann, daß der in dem Komparator vorhandene Transistorschal­ ter vor der Leuchtdiodenkette und innerhalb jeder einzelnen Stufe der Leuchtdiodenkette den Strom nach Minus ableiten kann.

2. Anspruch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von einzelnen Leuchtdiodenketten in der Form nach Anspruch 1 aufgebaut werden kann, wobei die ein­ zelne Leuchtdiodenkette parallel von der gleichen Betriebs­ spannung versorgt werden. Jeder Kette ist ein eigener Konstantstromgeber zugeordnet.