Jednoduchý obvod digitálneho voltmetra s plošnými spojmi pomocou icl7107

V tomto projekte postavíme digitálny voltmetr bez použitia mikrokontroléra. Tu používame veľmi populárny IC na meranie napätia, a to ICL7107 / CS7107. Pomocou ICL7107 môžeme zostaviť presný a veľmi lacný voltmeter. ICL7107 je 3,5-miestny analógovo-digitálny prevodník (ADC), ktorý spotrebúva veľmi nízku energiu. IC má vnútorný obvod na napájanie štyroch sedem segmentových displejov na zobrazenie nameraného napätia. Má tiež hodinový obvod a zdroj referenčného napätia.

Voltmeter je veľmi užitočné zariadenie a je mnohokrát veľmi užitočné, preto sme tento digitálny voltmeter postavili na PCB tak, aby ho bolo možné ľahko a kdekoľvek použiť. Predtým sme vytvorili veľa obvodov na meranie napätia:

• Digitálny voltmeter 0-25 V pomocou mikrokontroléra AVR
• Obvod voltmetra LM3914
• Systém monitorovania napätia batérií automobilu založený na PIC
• Obvod monitora batérie

Požadované komponenty:

1. LM555 -1
2. ICL7107 / CS7107 -1
3. LM7805 -1
4. Spoločná anóda Sedem segmentový LED displej -4
5. PCB -1
6. Svorkovnica 2-pólová -2
7. 47k -1
8. 1k -5
9. 22k -1
10. 10K -1
11. 120 tis
12. Hrniec 5K -1
13. 100 nF -3
14. 10uF -2
15. 100 pF -1
16. 220nF -1
17. 47nF -1
18. Napájanie 9v / 12v -1
19. LED -1
20. Palice Berg -2
21. 40 pin IC základňa -1
22. 8 pin IC základňa -1
23. Sonda alebo drôt
24. 1N4148 Dióda -2

Schéma zapojenia a pracovné vysvetlenie:

Práca s týmto obvodom digitálneho voltmetra je veľmi jednoduchá. ADC vo vnútri IC integruje prevodník alebo analógovo-digitálny prevodník dvojitého typu. Interný ADC tohto IC číta napätie, ktoré sa má merať, a porovnáva ho s interným referenčným napätím a prevádza ho na digitálny ekvivalent. Potom je tento digitálny ekvivalent dekódovaný pre displeje so siedmimi segmentmi pomocou budiaceho obvodu vo vnútri ICL7107 a potom je zobrazený na displeji so štyrmi siedmimi segmentmi LED. Naučte sa tu, ako je možné použiť ADC na meranie napätia a skontrolovať demonštračné video na konci tohto článku, kde sme zmerali výstupný výkon Arduina na účely testovania.

Tu sa odpor R1 a kondenzátor C1 používajú na nastavenie frekvencie vnútorných hodín ICL7107. Kondenzátor C2 filtruje výkyvy interného referenčného napätia a poskytuje stabilné čítanie na siedmich segmentových displejoch. R5 je zodpovedný za riadenie rozsahu voltmetra. (R5 = 1K pre rozsah 0-20V a 10K pre rozsah 0-200V). RV1 je potenciometer, ktorý je možné použiť na kalibráciu napätia voltmetra alebo pre ktoré je možné nastaviť referenčné napätie pre interný ADC.

Tento obvod obsahuje 4 spoločné segmentové LED diódy so siedmimi segmentmi a indikátorom záporného napätia. Tento obvod by mal byť napájaný napätím 5 V, preto sme na napájanie obvodu 5 V a na zabránenie poškodenia ICL7107 použili IC regulátora napätia 7805.

Záporné napájacie napätie: Tu musíme tiež dať záporný výkon pinu číslo 26 na ICL7107, pre ktorý sme použili 555 IC. Časovač IC 555IC je tu nakonfigurovaný ako ASTABLE multivibrátor. Kondenzátor tu je možné meniť, je však potrebné postupovať pri výbere pre maximálne záporné napätie. Ak zvolená kapacita nevyhovuje dobre, potom nemôžeme na výstupe dostať maximálne záporné napätie. Tu sme použili 100nF a 10uF. Skontrolujte tu, ako môžeme použiť 555 časovač IC na generovanie záporného napätia.

Dizajn obvodov a DPS pomocou EasyEDA:

EasyEDA nie je iba komplexným riešením pre schematické snímanie, simuláciu obvodov a návrh dosiek plošných spojov, ponúka tiež nízkonákladovú službu prototypov dosiek plošných spojov a sourcingu komponentov. Nedávno spustili službu získavania komponentov, kde majú veľkú zásobu elektronických komponentov a používatelia si môžu objednať požadované komponenty spolu s objednávkou PCB.

Pri navrhovaní vašich obvodov a dosiek plošných spojov môžete svoje návrhy obvodov a dosiek plošných spojov zverejniť, aby ich ostatní používatelia mohli kopírovať alebo upravovať a využívať ich výhody. Pre tento digitálny voltmetr sme pomocou ICL7071 tiež zverejnili celé naše usporiadania obvodov a dosiek plošných spojov., skontrolujte nasledujúci odkaz:

easyeda.com/circuitdigest/Voltmeter-68b3b31dc1d548a4954d55b24f77110e

Nižšie je uvedený obrázok vrchnej vrstvy rozloženia PCB z EasyEDA. Môžete si zobraziť ľubovoľnú vrstvu (vrchná, spodná, vrchná vrstva, spodná vrstva atď.) PCB výberom vrstvy z okna „Vrstvy“.

Môžete tiež vidieť Foto pohľad na DPS pomocou EasyEDA:

Výpočet a objednávanie vzoriek online:

Po dokončení návrhu DPS môžete kliknúť na ikonu Výstup výroby , ktorá vás prevedie na stránku objednávky DPS. Tu si môžete pozrieť svoju DPS v prehliadači Gerber Viewer alebo si stiahnuť súbory Gerber z vašej DPS. Tu môžete zvoliť počet DPS, ktoré chcete objednať, koľko vrstiev medi potrebujete, hrúbku DPS, hmotnosť medi a dokonca aj farbu DPS. Po výbere všetkých možností kliknite na tlačidlo „Uložiť do košíka“ a dokončite objednávku. Nedávno výrazne poklesli sadzby PCB a teraz si môžete objednať 10 ks dvojvrstvových PCB s rozmermi 10 cm x 10 cm len za 2 doláre.

Tu sú PCB, ktoré som získal od EasyEDA:

Nasledujú obrázky po spájkovaní komponentov na DPS:

Tu v tomto projekte sme zmerali výstupné napätie Arduino na účely testovania, pozrite si ukážkové video nižšie.