LM339 Négyes Feszültség-komparátor IC – DIP-14 tok

LM339 négyes feszültség-komparátor IC – DIP-14 tok, 2–36V, nyitott kollektoros kimenet, TTL/CMOS kompatibilis

💡 Miért érdemes ezt az IC-t választani?

• ✖️4 Négy független komparátor – egyetlen tokozásban Egy LM339 chip négy teljesen önálló összehasonlítót tartalmaz – így egyetlen IC elegendő négy párhuzamos küszöbszint-érzékelési feladathoz, megtakarítva helyet és forrasztási pontokat.
• ⚡ Széles tápfeszültség-tartomány: 2–36V Egyszeres tápellátásból 2V-tól egészen 36V-ig, kettős tápellátásból ±1V–±18V-ig működtethető – alacsony feszültségű (Arduino 5V, ESP 3,3V) és magasabb ipari tápfeszültségű rendszerekhez egyaránt alkalmas.
• 🔓 Nyitott kollektoros kimenet – rugalmas logika-illesztés Az open-collector kimenet lehetővé teszi, hogy a kimenetet a kívánt logikai szinthez (3,3V, 5V, 12V) húzóellenállással (pull-up) illesszük – és a kimenetek wire-OR kapcsolásba köthetők.
• 🔋 Rendkívül alacsony fogyasztás Az LM339 teljes chip fogyasztása terhelés nélkül mindössze kb. 0,8mA – hosszú akkumulátoros üzemhez és energiaérzékeny alkalmazásokhoz is ideális.

📊 Műszaki adatok

🔍 A legfontosabb paraméterek

• 4 dbKomparátor
• 2–36VTápfeszültség
• DIP-14Tokozás
• Open-collectorKimenet típusa
• kb. 1,3µsVálaszidő
• kb. 0,8mAFogyasztás

💡 Mire használható?

• 🔋
  Akkumulátor feszültségszint-érzékelés Küszöbfeszültség beállításával jelzi, ha az akkumulátor töltöttsége egy adott szint alá esik – egyszerű, olcsó megoldás elem- és akkumulátor-felügyeleti áramkörökhöz.
• 🌡️
  Analóg szenzor küszöbérzékelés NTC termisztor, LDR fotóellenállás, potenciométer vagy DAC kimenet összehasonlításával digitális jelet állít elő, ha a szenzorjel egy beállított határt átlép – riasztáshoz, relé vezérléshez, MCU bemeneti jelként.
• 📐
  Ablakkomparátor (window comparator) Két komparátorral megvalósítható egy „ablak" detektor, amely csak akkor ad jelet, ha a vizsgált feszültség egy alsó és felső határérték közé esik – minőségellenőrzéshez és precíziós méréseknél hasznos.
• 🎓
  Oktatás, analóg alapáramkörök tervezése Az LM339 az egyik legtöbbet használt IC elektronikai oktatásban – ideális Schmitt-trigger, oszcillátor, nullpont-érzékelő és feszültség-osztó alapú küszöbdetektor megtanulásához.

🛡️ Előnyök és funkciók

• Négy független komparátor egy chipben: Az LM339 négy teljesen független komparátort tartalmaz, amelyek közös VCC és GND tápellátáson osztakoznak, de bemeneteik és kimenetük teljesen önállóan működnek – egyszerre négy különböző összehasonlítási feladathoz elegendő.
• Nyitott kollektoros kimenet – wire-OR és szintillesztés: Az open-collector NPN tranzisztoros kimenet LOW szintet húz, HIGH szintet nem hajt – ezért minden egyes kimenethez külső pull-up ellenállás szükséges (tipikusan 1–10kΩ a VCC-hez). Cserébe a kimenet feszültsége tetszőleges logikai szinthez igazítható (pl. 3,3V vagy 12V), és a kimenetek wire-OR kapcsolásba fûzhetők.
• Széles tápfeszültség-tartomány – 2–36V: Az LM339 egyszeres (single supply) 2–36V-os, illetve kettős (dual supply) ±1–±18V-os tápellátással egyaránt működik. Ez lehetővé teszi, hogy 3V-os gombelemet, 5V-os Arduino tápot, 12V-os autós tápot vagy 24V-os ipari tápegységet egyaránt alkalmazz – ugyanazzal az IC-vel.
• Alacsony fogyasztás, akkumulátoros alkalmazásokhoz is megfelelő: Az LM339 teljes nyugalmi áramfelvétele (mind a négy komparátor terhelés nélkül) kb. 0,8mA – ez rendkívül alacsony szint, amely akkumulátoros érzékelő rendszerekbe, IoT eszközökbe és állandóan üzemelő figyelőáramkörökhöz is ideálissá teszi.

⚠️ Mire kell figyelni a használat során?

• Pull-up ellenállás minden kimenethez kötelező: Az LM339 kimenete nyitott kollektoros – önmagában nem hajt HIGH szintet. Minden aktívan használt kimenethez a VCC (vagy a kívánt logikai szint tápja) és a kimeneti láb közé 1kΩ–10kΩ-os pull-up ellenállást kell bekötni. Ellenállás nélkül a kimenet lebeg, és a kapcsolódó áramkör bizonytalan állapotba kerülhet.
• Nincs beépített hiszterézis – oszcillációra hajlamos zaj esetén: Az LM339 alapértelmezés szerint hiszterézis nélküli komparátor – ha a bemeneti jel lassan változik vagy zajos, a kimenet a küszöb közelében gyorsan váltakozhat (oszcillálhat). Stabil működéshez pozitív visszacsatolással Schmitt-trigger kapcsolást érdemes kialakítani (tipikusan 100kΩ–1MΩ visszacsatoló ellenállás a kimenettől a nem-invertáló bemenetre).
• Kimenet max. 16mA süllyesztő áram (sink): Az open-collector kimenet LOW állapotban max. 16mA-t tud elvezetni. Ha nagyobb terhelést (pl. LED, relé) kell vezérelni, használj tranzisztort (BC547, 2N2222) vagy MOSFET-et a komparátor kimenete mögé.
• A nem használt komparátorbemenetek ne legyennek levegőben: Ha valamelyik komparátor nem kerül felhasználásra, kösd a bemeneteit meghatározott feszültségre (pl. mindkét bemenetet GND-re vagy a nem-invertálót VCC-felező osztóhoz, az invertálót GND-re) – a lebegő bemenet zavarokat okozhat és melegedést idézhet elő.

🔌 Bekötési útmutató – LM339 DIP-14 lábkiosztás

🧩 Beépítési tippek

• Alapkapcsolás – egyszerű feszültségszint-érzékelő: Kösd a VCC-t (pl. 5V) a 4-es lábra, a GND-t a 11-es lábra. Az IN+ lábra (3-as) csatlakoztasd a vizsgált feszültséget (pl. szenzor kimenet), az IN− lábra (2-es) egy feszültségosztóval beállított referencia-feszültséget. Az OUT1 kimenethez (1-es láb) köss 10kΩ pull-up ellenállást a VCC felé, majd ehhez csatlakoztatható LED, MCU bemenet vagy tranzisztor bázisa. Ha az IN+ > IN−: OUT = HIGH; ha IN+ < IN−: OUT = LOW (GND-re húzva).
• Hiszterézis (Schmitt-trigger) kialakítása: A kimenetről egy 100kΩ–1MΩ-os visszacsatoló ellenállással kösd vissza a nem-invertáló (+) bemenetre. Ez pozitív visszacsatolást hoz létre, amely kis hiszterézissávot alakít ki – ezzel megakadályozza a gyors váltakozást (csörgést) lassú vagy zajos bemeneti jel esetén. A visszacsatoló ellenállás értéke határozza meg a hiszterézissáv szélességét.
• Tápszûrő kondenzátor a VCC lábra: A VCC (4-es láb) és GND (11-es láb) közé mindig tegyél 100nF-os kerámia szûrőkondenzátort közvetlenül az IC lábai mellé. Ez szûri a tápvonal zajt és megakadályozza, hogy a komparátor gyors kimenet-váltásai visszahatással legyenek más IC-kre a tápvonalban.

❓ Gyakori kérdések (GYIK)

• 🔓 Mit jelent a nyitott kollektoros (open-collector) kimenet?
  Az open-collector kimenet egy NPN tranzisztor kollektora, amelynek emittere GND-re van kötve. Amikor a komparátor kimenetét LOW-ra húzza, a tranzisztor vezet és a kimenetet GND-re kapcsolja. Amikor HIGH lenne a kimenet, a tranzisztor nem vezet – a kimeneten semmi nem jelenik meg. Ezért szükséges külső pull-up ellenállás (1–10kΩ) a VCC és a kimenet közé, hogy HIGH állapotban is meghatározott feszültség legyen a kimeneten.
• 🔌 Mekkora pull-up ellenállás kell a kimenethez?
  Tipikusan 1kΩ–10kΩ között. Kis értékű (1–2,2kΩ) pull-up gyorsabb jelváltást és jobb zajtűrést ad, de nagyobb fogyasztással jár LOW állapotban. Nagy értékű (10kΩ–100kΩ) pull-up kisebb fogyasztású, de lassabb jelváltást és nagyobb zajérzékenységet okozhat. Általános MCU bemeneti és LED vezérlési célokra 4,7kΩ–10kΩ javasolt.
• 🔄 Mi a különbség az LM339 és az LM393 között?
  Az LM393 kettős (dual) komparátor – 2 egységet tartalmaz 8-lábas DIP-8 tokozásban. Az LM339 négyes (quad) komparátor – 4 egységet tartalmaz DIP-14 tokozásban. Elektromosan azonos felépítésűek, azonos tápfeszültség-tartománnyal és nyitott kollektoros kimenettel. Ha csak 1–2 komparátorra van szükség, az LM393 kompaktabb; 3–4 komparátorhoz az LM339 gazdaságosabb.
• 🤖 Kompatibilis Arduino és ESP32 bemenetekkel?
  Igen. A pull-up ellenállást a kívánt logikai szintre (5V Arduino esetén VCC-re, 3,3V ESP32 esetén 3,3V-ra) kell kapcsolni – az LM339 kimenete ehhez a szinthez alkalmazkodik. ESP32 esetén a pull-up ellenállás 3,3V-os tápról csatlakozzon, és az LM339-et is kompatibilis feszültségről táplálják (3,3V–5V mindkettőre megfelel).
• 📐 Hogyan működik egy ablakkomparátor (window comparator)?
  Ablakkomparátorhoz két LM339 komparátort kell használni: az első felső határt, a második alsó határt detektál. Az első komparátor IN+ lábán a vizsgált jel, IN− lábán a felső referencia van; a másik komparátor IN+ lábán az alsó referencia, IN− lábán a vizsgált jel van. A két kimenet wire-OR kapcsolással összekötve (mindkettő pull-up ellenállással azonos csomópontra) alacsony jelet ad, ha a vizsgált feszültség az ablakon kívül esik, és magas jelet, ha az ablakon belül van.
• 🔁 Helyettesíthető az LM339 más komparátor IC-vel?
  Igen – az LM339 lábkompatibilis és funkciókban rokon az LM2901 (ipari hőmérséklet-tartományú változat), LM3302 és MC3302 chipekkel. Gyorsabb alkalmazásokhoz LM311 (single), LM393 (dual) vagy TL331 cserélhető be – de figyelj a lábkiosztás és a tápfeszültség-tartomány egyeztetésére. Azonos feladathoz op-amp (pl. LM358) is alkalmazható komparátorként, de nem ajánlott, mivel az op-amp kimenetét nem nyitott kollektoros típushoz tervezték.