如何使用LED驱动器LM3915制作振动计

振动检测器又名振动计是能够检测振动并向用户显示振动强度的设备。这些振动计通常用于测量建筑物、道路和其他结构中的振动。本文介绍了使用LED显示振动强度的振动计的制作。该电路使用压电换能器作为传感器来检测振动。

所需组件：

LM3915

1M，625欧姆电阻器

1nF、1uF 电容器。

压电换能器。

12V 和 3.3V 电源

LED 驱动器 IC LM3915：

LM3915 是一款 LED 驱动器芯片，能够为 LED 提供稳定电流，无需电阻器。LM3915 是一款 18 引脚 DIP。其中引脚 10 引脚专用于通过吸收来自它的电流来驱动 LED。

引脚 5 是实际的信号输入引脚，通过该引脚从传感器或其他信号源获取模拟输入电压。该输入电压馈送到串联比较器的端子。这将与使用不同电阻值的分压器固定的同相端子上的电压进行比较。

引脚4是RLO引脚（信号低电平），它用于在引脚5处设置输入信号电平的下限。在这里，我们将其连接到地，告诉任何大于0V的电压都应在可接受的范围内。

引脚6为RHI为信号高电平，用于设置输入信号电平的上限。LM3915 已接线为具有 1.25V 的内部基准电压。该基准电压可用于确定从引脚 1 到引脚 18 的每个 LED 被激活的步长。步长通过-30dB至0dB给出。

我们可以通过使用引脚8上的电阻分压器来改变施加到引脚8的基准电压。如果我们打算使用相同的内部基准电压源，我们可以将此引脚接地。

振动计电路工作：

该振动计电路的工作始于压电换能器检测在其放置的任何表面上产生的振动。它所经历的振动将在其两端产生电压。电容C1和电阻R2稳定传感器产生的电压。

LM3915 的信号引脚 5 从压电换能器获取输入电压，并将其馈送到 IC LM3915 内的比较器的反相端子。高基准电压固定为 1.25V，这是 LM3915 的内部基准电压。这是因为压电换能器不太可能产生更高的电压水平，0至1.25V将为我们提供良好的工作范围来检测振动。

引脚8用于改变基准电压。这里我们不打算使用此引脚，因此将其接地，基准电压保持不变，为2.15V。我们可以通过将分压器电路保留在引脚 8 上来更改基准电压。

当压电换能器两端产生的电压大于固定在内部比较器同相引脚上的电压时。比较器的输出变为低电平，这将允许将来自LED的电流吸收到输出引脚中。因此，LED 亮起。随着压电陶瓷两端的电压上升，LED 的点亮顺序从引脚 1、18、17 。..。.引脚 10 开始。这反过来将使电路作为振动计运行，随着振动强度的增加，该计逐渐点亮LED。

步进电压：

从引脚 1、18、17.。..10 点亮每个 LED 的阶跃电压如下表所示。

固定电流消耗：

如前所述，LM3915 LED 驱动器芯片通过 LED 提供稳定的电流。此外，它还提供了固定其消耗的电流量的选项。在 LM3915 IC 中，输送到 LED 的电流等于来自参考输出引脚（即引脚 7）的电流的 10 倍。为了计算从参考输出输出的电流，我们使用了串联的625欧姆电阻。

我们知道基准输出引脚的电压为1.25V。因此，我们可以通过使用欧姆定律来计算电流。

电流 = 电压 / 电阻

I = 1.25 / 625

= 2mA 电流。

这意味着通过625欧姆电阻的电流为2mA。因此，通过LED的电流将是通过625欧姆的电流的10倍。这意味着LM3915将为LED提供10 * 2 mA或20mA电流。它等于20mA电流。

注意：

您可以将压电传感器替换为任何其他提供模拟输出的传感器，以将此电路作为仪表运行，以指示任何参数的强度。

可以修改 RHI 和 RLI 引脚上的电压输入，以设置传感器的工作电压限值。