1. LED光柱
作为一种新颖的指示单元，LED光柱在国外仪表行业已得到了广泛应用。它和常用指针式仪表相比，既保留了模拟直观的特点，又具有色彩丰富、抗震性强、体积小、寿命长等优点，是机械式动圈仪表更新换代的优选产品。LED光柱与数字仪表结合使用已成为当前仪表显示领域理想的显示方式，因此，越来越受到人们的重视和欢迎。
1.1 光柱的一般结构及其应用
光柱也称光棒，它是由一系列发光二极管管芯排成等距阵列，形成发光的可编程模拟条图。它显示直观，抗震防磁、电压低、功耗小、可靠性高，无机械传动部分，不存在读数误差。
LED光柱一般应用如下：
●可与各类传感器或变送器结合使用，能显示温度、压力、液位、电压、电流、频率、转速和流量等被测物理量；
●模拟与数字的有机结合使工业过程控制的数字量和模拟量显示在同一面板上，既有趋势显示，又有精确的数字值，是当前比较流行的显示方式。
●显示方式多样，利用光柱的色度变化，可反映工业控制过程中的正常（绿色）、预警（黄色）、报警（红色）等状态。也可在一光柱上，用红、绿两种颜色直观地对容器内液体和气体相应的液、气双相显示。还可在同一光柱上，利用两头设定上、下限和中间的暗带为安全工作区域的区域指示报警显示。此外，还有反映物理量“正负误差”的偏差显示和代替机械色带仪的光柱色带显示，以及90°、120°、180°、270°特型光柱等。
目前，国内杭州晶达自动化仪表有限责任公司、杭州新兴自动化仪表厂、深圳市中自控仪表有限公司等单位，已有多种光柱显示仪表器件生产。
1.2 常用光柱结构及引脚排列
LED光柱一般由管芯多层镀金印制板、透明光栅等组成。除采用优质管芯外，还采用高压气流冲击、高低温老化和高分子有机化合物密封固化等工艺，使光柱质量有了可靠保证。
合格的光柱，通电后具有亮度均匀、性能一致、显示清晰、无缺线暗线等特征。颜色有红、绿、黄及红间绿、绿间红等。阳极和阴极按矩阵方式连接。根据驱动要求，其段极性又可分为共阴或共阳两种。采用专用芯片驱动的配套光柱，为共阳型。
光柱一般引脚较多，如101线有22脚，51线有17脚，分为101线A、101线B、101线C（均10×10）和51线A、51线B（均10×5）等型号。其引脚如表1所列。
1.3 LED光柱使用注意事项
光柱由于引脚较多，焊接后拆卸较为困难。因此使用前，应经过测试确认满意后再进行焊接。由于目前尚无专业测试仪器，因此，用户只能用肉眼从外观上加以判断。只要通电时显示清晰、亮度均匀，无缺线暗线即为合格。用户亦可购置杭州三可实业公司生产的“光棒简易测试仪”（250元/台）进行测试，使用较为方便简捷。焊接时须严格控制焊接温度和时间。温度过高（>270℃）和时间过长（>3秒）都会影响光柱引脚和印制板间的导电性能，导致显示不良。
光柱光栅的表面应保持清洁。有轻微污染时，用软布沾水轻擦即可，但不能使用酒精等化学物质进行清洁。
LED管芯驱动电流不得大于20mA，否则会缩短管芯寿命。
2. 光柱专用驱动芯片IC9504
LED光柱产品的驱动方法较多，采用专用集成电路IC9504直接驱动LED光柱器件具有响应速度快、性能可靠、功耗小、精度高、稳定性好等特点，适合于大批量生产，是一种比较简单经济的选择。
IC9504是杭州三可实业公司生产的LED光柱专用驱动集成电路，它采用16脚双列直插塑抖封装，共阳驱动。
2.1 IC9504的特点
IC9504专用LED光柱驱动芯片具有如下特点：
●供电简单，单电源5V供电；
●采用动态扫描显示方式，功耗低，1mA/线；
●采用把输入模拟量边转换、边显示的输出方式，外围电路少。对标准4－20mA或1－5V输入信号，可以省去调零电位器，仅需满量程调整；
●采用CMOS技术，对精度有影响的电阻网络采用激光进行修正，确保各段均匀一致。片内没有大电流驱动部件，温升不明显。因此，稳定性好，可靠性强、精度高；
●驱动电流大，可驱动多达8条101线光柱。驱动范围广，可驱动201线光柱，双色光柱或者M×N矩阵型光柱。
2.2 引脚说明
图1为IC9504专用芯片的引脚图。主要引脚的功能如下：
VREF：参考电源输入端，用于调整输入信号的满量程显示。
CLK：脉冲输入端，利用时钟脉冲占空比可调整光柱高度，即一周期光柱亮与不亮的比例。
P10：10段阶梯波输出端。
Q1～Q10：10段控制输出端，一般后接三极管，用于驱动光柱。
CTR：模式调整控制输出端。单光柱或多光柱显示时，接VDD（5V）。双色、偏差、区域方式显示时，接模拟开关集成电路控制端。
VDD：电源端。VSS：电源地。
2.3 IC9504使用注意事项
为IC9504供电的电源电压不得高于7.5VDC，否则要烧毁芯片，推荐使用5VDC。
输入0.5V～2.5VDC即为满量程显示。其他信号都必须转化为这一范围的信号。可选用可调基TL431在2.5V左右进行调节。
输入模拟部分电阻的精度应在1％以上。
亮度调整电阻应根据LED光柱亮度情况选定，一般应在0.5kΩ～1.5kΩ之间。
运算放大器应选择输出到地器件，如LM324双运放或LM358双运放。
印制电路板上的模拟地和数字地只允许在一点相连，而且必须靠近电源输出端，如三端稳压器的输出端。
3. IC9504的实际应用电路
IC9504驱动LED光柱非常简单，全部驱动电路由4块电路组成，而101线×2＋51×1的三光柱驱动电路，除增加线显示LM3914驱动器外，不用增加其他电路。同样，在驱动多光柱时，也只需增加LM3914驱动器即可。
图2、图3，分别为三光柱和单光柱显示电原理图。
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