Jika Anda mengalami kesulitan dalam memahami cara menggunakan IC LM3915, artikel ini akan membantu Anda dengan mudah membuat rangkaian yang dapat diterapkan yang diinginkan menggunakan IC ini. Di sini, kita akan membahas datasheet IC LM3915, fungsi pinoutnya, spesifikasi kelistrikan utamanya, dan juga beberapa rangkaian aplikasi yang berguna.
Gambaran umum
LM3915 adalah IC monolitik yang dirancang untuk merasakan sinyal tegangan analog, dan menghasilkan perpindahan logika inkremental atau sekuensial di 10 keluarannya.
Perangkat inidikasi seperti LED, LCD, atau tampilan vakum dapat dipasang dengan output ini untuk mendapatkan indikasi visual yang sesuai sebagai respons terhadap sinyal analog input yang bervariasi.
IC memiliki satu pinout untuk menentukan apakah LED keluaran akan berurutan secara individual (mode titik) atau dalam bentuk grafik batang.
LED dapat dihubungkan tanpa membatasi resistor karena IC menyertakan pengaturan arus internal yang dapat diprogram untuk 10 keluaran.
Sirkuit IC termasuk semua 10 LED dapat dioperasikan menggunakan suplai serendah 3V dan hingga 25V.
IC memiliki referensi tegangan yang dapat disesuaikan dan pembagi tegangan 10 langkah yang tepat. Buffer input impedansi tinggi dapat diumpankan dengan tegangan analog dari 0V ke dalam + 1,5V.
Lebih jauh lagi, input terlindungi dengan baik dari sinyal hingga kisaran ± 35V.
Buffer input menjalankan 10 pembanding opamp yang semuanya direferensikan ke jaringan pembagi presisi. Tingkat akurasi sistem biasanya sekitar 1 dB.
Tampilan 3 dB / langkah LM3915 dibuat untuk menerima sinyal input dengan rentang dinamis yang luas. Misalnya input dapat berupa sinyal audio atau musik, intensitas cahaya yang bervariasi atau getaran listrik.
Aplikasi audio dapat berupa indikator tingkat rata-rata atau puncak, pengukur daya, dan pengukur kekuatan sinyal RF.
Mengupgrade analog tradisional VU meter dengan LM3915 berdasarkan grafik batang LED memberikan respons iluminasi yang lebih baik, tampilan yang tahan lama dengan bidang penglihatan yang ditingkatkan memungkinkan interpretasi sinyal input yang lebih baik.
LM3915 sangat mudah digunakan. Selain sepuluh LED, Anda bahkan dapat menggunakan pengukur defleksi skala penuh 1.2V hanya dengan satu resistor.
Resistor terpisah lainnya mengatur rentang skala penuh antara 1.2V hingga 12V terlepas dari nilai tegangan suplai. Kecerahan LED mudah dikontrol dengan satu panci eksternal.
Konfigurasi Sirkuit LM3915 Khusus
Gambar berikut menunjukkan bagaimana IC LM3915 dapat diatur dalam mode fungsional yang paling umum atau dasar.
Jika Anda adalah hobbyist baru dan ingin mengkonfigurasi pinout IC LM3915 atau LM3914 dengan cepat untuk mendapatkan tindakan yang diperlukan, maka diagram berikut dapat digunakan. Detail pinout dijelaskan di bawah ini:
pin # 10, pin # 11, pin # 12, pin # 13, pin # 14, pin # 15, pin # 16, pin # 17, pin # 18, dan pin # 1 = Semua adalah keluaran untuk koneksi LED. LED tidak membutuhkan resistansi eksternal, tetapi sebaiknya jalur suplai LED harus dibatasi hingga 5V untuk menjaga disipasi di sisi bawah.
Pin # 3 adalah VDD atau input suplai positif untuk IC, yang dapat mengambil suplai apa pun antara 3V dan 25V, tetapi saya sarankan menggunakan 5V untuk menjaga disipasi LED di sisi bawah.
Pin # 8 adalah Vss atau pin suplai ground (negatif) dari IC.
Pin # 6 dan pin # 7 dapat digabungkan dan diakhiri ke jalur ground melalui resistor 1K.
Pin # 5 harus dikonfigurasi seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas melalui preset 10k dan kapasitor. Prasetel ini dapat disesuaikan untuk menyetel kisaran iluminasi LED skala penuh tergantung pada kekuatan sinyal input.
Pin # 9 dapat dibiarkan tidak terhubung (terbuka) atau terhubung ke + jalur suplai. Ketika dibiarkan tidak terhubung, urutan LED atas / bawah secara individual muncul seperti 'DOT' yang berjalan dan karenanya disebut mode DOT. Ketika pin # 9 dihubungkan ke garis positif, LED berurutan seperti bar menyala yang bergerak naik / turun, maka disebut mode bar.
Setelah ini selesai, ini hanya tentang memberi makan sinyal input dan melihat pergerakan indah LED sesuai dengan itu sinyal input yang bervariasi atau amplitudo musik
Peringkat Maksimal Mutlak
Peringkat maksimum absolut LM3915 menunjukkan tegangan maksimum dan parameter arus yang diizinkan untuk ditangani perangkat.
- Tegangan Suplai = 25V
- Output Supply pada LED jika Anda menggunakan supply terpisah di sini = 25V (sama seperti di atas)
- Rentang Sinyal Input Maksimum = +/- 35V
- Tegangan Referensi Pembagi = -100mV ke Tingkat Suplai.
- Disipasi Daya = 1365 mW
Tata Letak Internal IC
Diagram berikut menunjukkan tata letak internal IC. Kita dapat melihat bagaimana komparator opam diatur untuk memproses sinyal input pada pin # 5. Referensi pada pin # 7 diterapkan secara bertahap di seluruh input non-pembalik opamp melalui jaringan pembagi resistor tipe tangga.
Deskripsi Fungsional
Diagram blok LM3915 dasar di atas memberikan persepsi umum tentang fungsi rangkaian. Buffer pengikut tegangan impedansi input tinggi merespons sinyal input pin # 5.
Pinout ini diamankan dari sinyal tegangan berlebih dan polaritas terbalik. Sinyal dari buffer kemudian masuk ke grup yang terdiri dari 10 pembanding.
Masing-masing opamp ini bias ke tingkat referensi yang meningkat melalui seri pembagi resistor. Pada gambar di atas, jaringan resistor dihubungkan dengan tegangan referensi internal 1,25V.
Di sini, untuk setiap kenaikan 3 dB pada sinyal input, sakelar di level komparator dipicu sehingga LED masing-masing bergerak dan berurutan sesuai, menafsirkan respons sinyal.
Pembagi resistor internal ini dapat dioperasikan dengan potensi 0 - 2 volt pada pin # 5, melalui jaringan pembagi resistif eksternal.
REFERENSI TEGANGAN INTERNAL
Tegangan referensi untuk IC LM3915 dimaksudkan untuk variabel sehingga membangun 1,25V kecil di REF OUT (pin # 7) dan REF ADJ (pin # 8).
Tegangan referensi diimplementasikan di resistor R1 yang dapat diubah sesuai preferensi. Karena kita memiliki suplai tegangan DC konstan, arus konstan I1 dibiarkan bergerak melalui resistor pengaturan keluaran R2 yang memungkinkan tegangan keluaran:
V.DI LUAR= VREF(1 + R2 / R1) + IADJR2
Arus yang diambil oleh pin tegangan referensi # 7 menentukan jumlah arus LED. Kami dapat mengharapkan sekitar 10 kali arus ini yang mungkin diizinkan untuk dikonsumsi oleh setiap LED output yang menyala.
Arus ini lebih atau kurang konstan terlepas dari variasi tegangan suplai dan perubahan suhu. Arus yang digunakan oleh pembagi 10-resistor internal, dan pembagi pengaturan arus dan tegangan eksternal harus diperhitungkan saat menghitung arus penggerak LED.
IC menyediakan fitur untuk memodulasi kecerahan LED yang direferensikan secara waktu nyata, atau sebagai respons terhadap variasi tegangan input dan sinyal lainnya. Hal ini memungkinkan penyertaan banyak tampilan atau opsi inovatif untuk menghasilkan input tegangan berlebih, alarm, dll.
Output dari LM3915 adalah buffer NPN BJT yang dikontrol arus internal seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Kait umpan balik internal membatasi transistor dari situasi arus berlebih. Arus keluaran untuk LED ditetapkan pada kira-kira 10 kali arus beban referensi, terlepas dari variasi tegangan keluaran sampai tentu saja transistor tidak jenuh dengan catu masukan yang tinggi.
Cara Menggunakan MODE Pin # 9
Pin ini dikonfigurasi untuk menjalankan dua fungsi. Silakan lihat diagram blok yang disederhanakan berikut.
PEMILIHAN MODE TITIK ATAU BAR
Ketika pin # 9 dihubungkan ke + supply line (atau antara -100mV dan supply level), pembanding C1 merasakan ini, dan mengatur keluaran dalam mode grafik batang. Dalam mode ini semua LED merespons dalam 'bar' yang menyala seperti mode yang bergerak ke atas / bawah sebagai respons terhadap sinyal yang bervariasi pada pin # 5.
Jika pin # 9 tidak terhubung, output diatur dalam mode 'DOT'. Artinya urutan LED naik / turun satu per satu, menghasilkan DOT bercahaya yang berdenyut atau tampilan seperti titik.
Cara dasar untuk mengkonfigurasi pin # 9 adalah tetap terbuka atau tidak terhubung untuk mengimplementasikan mode titik atau menghubungkannya ke suplai V + untuk mengimplementasikan mode bar.
Dalam operasi mode bar, pin # 9 harus langsung dihubungkan dengan pin # 3. Garis LED + yang menyuplai arus besar ke rantai LED tidak boleh digunakan dengan pin # 9 sehingga tetesan IR yang besar dijauhkan dari pin ini.
Untuk memastikan bahwa tampilan LED output berfungsi dengan benar ketika lebih dari satu LM3915s di-cascade dalam mode titik, sirkuit khusus di dalam sedemikian rupa sehingga LED pada pin # 10 mati untuk IC LM3915 pertama pada momenet ketika LED # 1 dari LM3915 kedua dinyalakan.
Desain untuk cascading IC LM3915 bersama-sama dalam mode titik dapat disaksikan di bawah ini.
Dengan kondisi tegangan sinyal input di bawah ambang batas LM3915 kedua, LED # 11 tetap mati. Pin # 9 dari LM3915 pertama mengalami rangkaian terbuka yang efektif yang menyebabkan IC berjalan dalam mode titik.
Namun saat sinyal input melewati ambang LED # 11, pin # 9 dari LM3915 pertama dijatuhkan dengan level yang sama dengan tegangan maju LED (1.5V atau lebih) di bawah VLED.
Situasi ini langsung diambil oleh komparator C2, direferensikan 0,6 V di bawah VLED. Ini memaksa output C2 menjadi rendah, mematikan transistor output Q2, kemudian mematikan LED # 10.
VLED terdeteksi melalui resistor 20k yang dipasang ke pin # 11. Arus kecil (di bawah 100 µA) yang dialihkan dari LED # 9 tidak menghasilkan efek yang dapat dikenali pada intensitas LED. Sumber arus tambahan pada pin # 1 mempertahankan minimum 100 µA yang berjalan melalui LED # 11 terlepas dari apakah kenaikan sinyal input cukup atau tidak untuk mematikan LED.
Ini berarti bahwa pin # 9 dari LM3915 pertama disimpan cukup rendah sehingga terus mematikan LED # 10 sementara salah satu LED atas dalam urutan menyala.
Meskipun 100 µA biasanya tidak menghasilkan kecerahan LED yang cukup, itu mungkin cukup terlihat jika LED efisiensi tinggi digunakan dan dalam kegelapan total. Jika ini terdengar tidak dapat diterima, solusi yang mudah adalah dengan memintas LED # 11 dengan resistor 10k.
Penurunan IR 1V lebih tinggi dari minimum 900 mV yang diperlukan untuk menjaga LED # 10 dimatikan, tetapi cukup kecil untuk memastikan bahwa LED # 11 tidak bekerja melebihi batas yang tidak diinginkan.
Masalah yang paling menantang muncul ketika arus LED yang besar dikonsumsi, khususnya dalam mode grafik batang.
Arus yang bergerak menjauh dari pin arde menyebabkan penurunan tegangan dalam kabel luar, menyebabkan gangguan dan fluktuasi.
Mendapatkan kabel balik dari port sinyal, referensi ground dan dari sisi bawah rantai resistor ke terminal umum tunggal yang paling dekat dengan pin # 2 menjadi pendekatan yang ideal.
Koneksi kabel yang diperpanjang dari VLED menuju anoda LED umum dapat memicu osilasi. Berdasarkan seberapa serius masalahnya, kapasitor decoupling 0,05 µF hingga 2,2 µF dapat digunakan antara LED anoda umum dan pin # 2.
Ini membantu meredam osilasi yang berkembang. Jika kabel jalur suplai anoda LED tidak dapat dijangkau, decoupling yang identik di pin # 1 ke pin # 2 terbukti cukup untuk membatalkan interferensi.
Pembuangan Daya
Disipasi daya, khususnya dalam mode bar perlu diperhitungkan. Misalnya, dengan catu daya 5V dan semua LED diatur untuk bekerja dengan arus 20 mA, bagian driver LED pada IC dapat diharapkan menghilang lebih dari 600 mW.
Dalam kasus seperti ini, resistor 7,5Ω dapat digunakan secara seri dengan jalur suplai LED, yang mungkin membantu menurunkan tingkat disipasi hingga setengah dari nilai aslinya. Ujung negatif resistor ini harus diperkuat dengan kapasitor bypass tantalum padat 2.2 µF dengan pin # 2.
CASCADING IC LM3915
Untuk menggunakan sinyal tampilan rentang dinamis 60 dB atau 90 dB, Anda mungkin memerlukan beberapa IC LM3915 untuk di-cascade bersama.
Metode yang mudah dan terjangkau untuk mengalirkan beberapa LM3915s adalah dengan memperbaiki tegangan referensi dari dua IC 30 dB terpisah seperti yang ditunjukkan pada.
Potensiometer R1 digunakan untuk mengatur tegangan skala penuh dari IC LM3915 pertama menjadi 316 mV secara marjinal sementara referensi IC kedua dijadwalkan pada 10V oleh R4.
Kerugian dari teknik ini adalah bahwa ambang batas ON dari LED # 1 hanya 14 mV dan, mengingat bahwa LM3915 dapat memiliki tegangan offset hingga 10 mV, kesalahan besar dapat terjadi.
Metode ini sama sekali tidak disarankan untuk tampilan 60 dB yang memerlukan presisi yang layak pada beberapa ambang tampilan awal.
Teknik superior yang ditunjukkan pada gambar di bawah menjaga referensi pada 10V untuk masing-masing dari dua IC LM3915 dan meningkatkan sinyal input ke LM3915 yang lebih rendah sebesar 30 dB. Mengingat bahwa sepasang resistor 1% mampu memperbaiki penguatan penguat pada ± 0,2 dB, kebutuhan untuk pengurangan penguatan menjadi tidak diperlukan.
Namun, tegangan offset opamp 5 mV mungkin dapat mengubah batas sakelar LED pertama sekitar 4 dB, yang memerlukan pemangkasan offset.
Ingat bahwa hanya satu penyesuaian dapat membantu untuk membatalkan offset di dua penyearah presisi bersama dengan tahap penguatan 30 dB.
Di sisi lain, daripada memperkuat, sinyal input dengan amplitudo yang cukup tinggi dapat disuplai langsung ke LM3915 yang lebih rendah dan kemudian dilemahkan oleh 30 dB untuk mendorong IC LM3915 ke-2.
Sirkuit Aplikasi LM3915
Detektor Puncak Setengah Gelombang
Cara terbaik untuk menunjukkan sinyal AC melalui IC LM3915 adalah dengan menerapkannya langsung ke pin 5 tidak dikoreksi. Karena LED yang menyala menandakan besaran sesaat dari bentuk gelombang AC yang diterapkan, maka menjadi mungkin untuk menentukan nilai maksimum dan rata-rata dari sinyal audio dengan metode yang sama.
LM3915 merespon dengan baik untuk setengah siklus positif secara khusus tetapi tidak akan merusak sinyal input sebanyak ± 35V (atau bahkan hingga ± 100V jika resistor 39k digunakan seri dengan sinyal input).
Disarankan agar Anda mengoperasikan sirkuit dalam mode DOT dan memungkinkan setiap LED menggambar 30mA untuk mendapatkan kecerahan optimal dari penyiapan.
Untuk mendeteksi nilai rata-rata AC atau untuk deteksi puncak, diperlukan perbaikan sinyal.
Jika LM3915 diatur dengan skala penuh 10V melintasi pembagi tegangannya, ambang pengalihan untuk LED pertama hanya 450 mV. Penyearah dioda silikon biasa mungkin tidak bekerja secara efektif pada tingkat yang lebih rendah karena ambang dioda 0,6 V.
Detektor puncak setengah gelombang pada Gambar di atas menggunakan pengikut-emitor PNP di depan dioda. Karena fakta bahwa tegangan basis-emitor transistor memblokir offset dioda dalam kisaran sekitar 100 mV, metode ini bekerja cukup baik dengan aplikasi LM3915 tunggal yang menggunakan tampilan 30 dB.
Lebih Banyak Sirkuit Aplikasi
Sebenarnya ada sejumlah besar aplikasi rangkaian yang dapat Anda bangun menggunakan IC LM3915. Saya telah membahas beberapa di antaranya di situs web ini, yang dapat Anda rujuk dengan mengunjungi SINI :
Sekianlah sekian uraian singkat yang menjelaskan datasheet dan pinout detail dari IC LM3915. Jika Anda memiliki keraguan lebih lanjut, beri tahu kami melalui kotak komentar di bawah, kami akan mencoba untuk menghubungi kami lebih awal.
Referensi
https://www.digchip.com/datasheets/download_datasheet.php?id=514550&part-number=LM3915
https://es.wikipedia.org/wiki/LM3915
Sepasang: Lembar Data Dioda Zener Arus Tinggi, Sirkuit Aplikasi Berikutnya: Sirkuit Pemancar 27 MHz - Jangkauan 10 Km
