マルチ出力電圧検出回路

質問

12段階に変化する電圧を検出して、それぞれ単独に12個のLEDを点灯させる回路を考えています。どうしても、ウインドウ・コンパレーター以外思いつかないのですが、コンパレーターの数が多くなるので躊躇しています。
なにかもっと簡単に出来る方法があれば、お知恵を拝借できませんでしょうか？

当方、海外それもど田舎ですので、部品入手は不自由です。マイコン応用回路は部品入手が不可能です。PICはありますが、種類は限定されます。できればQuad Comp程度の部品レベルで実現出来れば、と考えています。電圧精度は0.5V程度で問題ありません。用途はラフな機械的位置検出です。

それでは、宜しくお願い致します。

回答No.3

noname#230359 · ベストアンサー

部品の入手が難しいところにお住まいでしたら、
次のいずれかでしょう。

1. 入手できそうな部品で組む
　　コンパレータなら入手出来そうなのでしたら、それで組むことになりましょう。
　　4個入16ピンDIPのコンパレータもありますので、12段階なら3個で済みそうです。
　　コンパレータ3個、抵抗35個程度、コンデンサ少し　ではないでしょうか。

2. 部品入手経路を確保する
　　海外でも日本でもデジキーで買えると思いますが、どうでしょうか。
　　デジキーが使えるのなら、もう部品選定に悩むことはありません。

　　マイコン書込環境があるのでしたら、PIC16F877(40ピンDIP)が1つと
　　抵抗12本、コンデンサ少しでできそうです。
　　マイコン書込環境も無いようでしたら、
　　他の方がおっしゃったように、レベルメータICが簡単です。
　　これだとLEDの電流制限抵抗も不要なものもあります。

さっそくのご連絡ありがとうございます。
>コンパレーター1個ですと、弁別できるのはRefより上か下かだけですので、
>単独で点灯させようとすると、どうしてもウインドウにするしかなくなり
>ます。これですと、1点につき2個必要ですから、
　　出力段をちょっと工夫するとできませんか?
　　こんな感じです。
　　COMPの出力は、オープンコレクタとします。

　　　　　　　　　5V
　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　　　R
　　　　　　　　　　|
　　COM1の出力－－＋－－＋
　　　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　　５Ｖ　　|
　　　　　　　　　　|　　Ａ(LED)
　　　　　　　　　　R　　Ｋ(LED)
　　　　　　　　　　|　　　|
　　COM2の出力－－＋－－＋
　　　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　　５Ｖ　　|
　　　　　　　　　　|　　Ａ(LED)
　　　　　　　　　　R　　Ｋ(LED)
　　　　　　　　　　|　　　|
　　COM3の出力－－＋－－＋
　　　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　　５Ｖ　　|
　　　　　　　　　　|　　Ａ(LED)
　　　　　　　　　　R　　Ｋ(LED)
　　　　　　　　　　|　　　|
　　COM4の出力－－＋－－＋
　　　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　　　　　　|

　　要は、LEDを電源-COMP出力につなぐのではなく、
　　COMPの出力間に接続するということです。
　　LEDの両端の電圧は、0V-0V→消灯、5V-5V→消灯ですが
　　5V-0V→点灯となります。

　　ご検討ください。

お礼

ご回答ありがとうございます。

下のご回答へのお礼でもかいてありますが、12段階を独立して点灯させる必要があります。

1、コンパレーター1個ですと、弁別できるのはRefより上か下かだけですので、
　　単独で点灯させようとすると、どうしてもウインドウにするしかなくなり
　　ます。これですと、1点につき2個必要ですから、12点で24個、Quadタイプ
　　で6ヶ必要になります。実は、この機構は4つありまして、1つにつき行き
　　帰り2回路、計8個の回路が必要でして・・・・これが質問にも書きました
　　数の問題なんです。

2、デジキーが居住国で使えるかどうか、早急に調べてみます。ただ、最大の
　　問題は、この国の税関でして・・・問題回避の方法はあるんですが、送り先
　　がこの国じゃ無いのがどうも・・・

PICの書き込み環境はありますが、40PINはありません。20DIPまで。ただ、これにも問題が・・・Win機は今、女房が使ってまして、これを取り上げないとプログラムが書けない・・・多分、税関と喧嘩する方が、まだましかと（苦笑）
レベルメーターICは出力をインヒビットする方法を検討してみます。

大変参考になりました。ありがとうございました。

追記ありがとうございます。返事が遅くなり失礼しました。

なるほど。大変参考になります。トランジスタを追加して、同様な事を考えておりましたが、これの方が遥かにスマートです。実験してみる事にします。

いろいろ検討した結果、やはりレベルメーター用ICを使って出力をインヒビットするタイプが一番経済的なようです。保守も故障の場合IC一個交換すれば良いのも魅力的です。

今回のアドバイスは有効に使わせて頂きます。ありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

夜中にすみません！LM3914をご紹介します。
このICはドットバー・レベルディスプレイドライバーのICで、中身はコンパレータの集団です。1個のICで10個まで表示が可能ですが、カスケード接続することにより、20個まで表示が可能です。
似たICにLM3915がありますが、こちらは3dBステップの点灯となります。
Web上では型番でデータや製作例がヒットするはずです。
かなり面白いサイトでは・・・海外ものですが
http://casemods.pointofnoreturn.org/voltmon/tutorial-full.html
日本語データがどこかにあった記憶があるのですが、探せませんでした。
入手は「マルツパール館：882円」、「若松通商：482円」価格差は不明
ご要求の単独表示は少し回路の工夫がいるかと思います。しかし機械的位置の検出では、バーLEDでも十分ではないでしょうか？専用のバーLEDも販売していますよ！まずはどうでしょうか？

お礼

ご回答ありがとうございます。

LM3914はこちらでも入手可能ですが、実はこのタイプではだめなのです。
これは、私が用途、回路の全貌を書いて無いため、お判りにならなかったと思います。説明不足は私の責任です。お詫び致します。

この回路は、リモートでの機械的な動きにより、段階的に変化する電圧を、ローカルで検出、その検出位置をローカルで表示させ、ローカル側の機構を手動でその位置に追随させる、というのが目的です。ですから、位置を単独で表示させる事が必要になります。

実は電圧は非常にラフでして、リモート側は機械接点ですので、検出すべき電圧は自由に設定できます。バーメーター表示でしたら、抵抗で分圧、その分圧点から、ダイオードを２～３個直列に入れて分岐、順方向のバリア電圧で分別なんてレベルで間に合います。問題は、電圧が変化したとき、現在の電圧以外の分岐点出力を消灯したい処にあります。これが結構頭の痛い問題で、知恵の無い私には、ウインドウ・コンパレーターしか思いつかず、ここでお知恵を拝借させて戴きたく、質問した次第です。

しかし、LM3194を使う事は考えていませんでしたので、これの出力側を何かでインヒビットできないか、考えて見る事にします。しかし、日本は部品が安いですね。LM3194はこちらでは1個$30くらいします。
大変参考になりました。ありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

毎度ＪＯです。
ＰＩＣがあればワンチップで出来上がりそうですが、
電圧入力→可変抵抗器などでレベル調整→ＡＤ入力→ポート出力、部品点数は最小で済みます、

ロジックで組むのであれば、
電圧入力→可変抵抗器などでレベル調整→ＡＤコンバータ（８ＢＩＴ程度）→ＭＳＢ４ＢＩＴをデコードする（74HC154など）→１６出力中１２を使用！
ＡＤコンバータにクロックが必要な物もありますが、デバイスによります。

参考URL：

http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/LogicIC/TC74HC154AP_ja_datasheet_060201.pdf

お礼

ご回答ありがとうございます。

PICは検討したのですが、入手が確実なものが限られています。16F84は入手可能ですが、それ以外は不確実でして・・・
確かに、PICなら最小の部品点数で済みますし、多分コストも一番低いですね。

ADの汎用品は入手不可です。何かの機器に使用されているものの保守部品としての入手しか方法がありません。VFCは作った事がありますので、VFCで変換して出力をデコードする方法をもう一度検討してみます。

ただ、あまり回路としてのレベルを上げたく無いのも実のところです。居住国は日本とは30年近い技術レベルの差がありますので・・・・

大変参考になりました。