Απλό ψηφιακό κύκλωμα βολτόμετρου με pcb που χρησιμοποιεί icl7107

Σε αυτό το έργο πρόκειται να δημιουργήσουμε ένα Ψηφιακό Βολτόμετρο χωρίς τη χρήση μικροελεγκτή. Εδώ χρησιμοποιούμε ένα πολύ δημοφιλές IC για μέτρηση τάσης, δηλαδή ICL7107 / CS7107. Χρησιμοποιώντας το ICL7107, μπορούμε να κατασκευάσουμε ακριβές και πολύ χαμηλό κόστος βολτόμετρο. Το ICL7107 είναι ένας αναλογικός μετατροπέας 3,5 ψηφίων (ADC) που καταναλώνει πολύ χαμηλή ισχύ. Το IC διαθέτει εσωτερικό κύκλωμα για οδήγηση τεσσάρων επτά τμημάτων για την εμφάνιση της μετρημένης τάσης. Διαθέτει επίσης κύκλωμα ρολογιού και πηγή τάσης αναφοράς.

Το βολτόμετρο είναι πολύ χρήσιμη συσκευή και έρχεται πολύ βολικό πολλές φορές, γι 'αυτό έχουμε δημιουργήσει αυτό το ψηφιακό βολτόμετρο σε PCB έτσι ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί οπουδήποτε εύκολα. Προηγουμένως έχουμε κατασκευάσει πολλά κυκλώματα για τη μέτρηση της τάσης:

• Ψηφιακό βολτόμετρο 0-25V με χρήση μικροελεγκτή AVR
• Κύκλωμα βολτόμετρου LM3914
• Σύστημα παρακολούθησης τάσης μπαταρίας αυτοκινήτου με βάση PIC
• Κύκλωμα παρακολούθησης μπαταρίας

Απαιτούμενα στοιχεία:

1. LM555 -1
2. ICL7107 / CS7107 -1
3. LM7805 -1
4. Κοινή άνοδο Επτά τμήματα LED οθόνη -4
5. PCB -1
6. Τερματικό μπλοκ 2 ακίδων -2
7. 47k -1
8. 1k -5
9. 22k -1
10. 10Κ -1
11. 120Κ -1
12. ΠΟΤ 5Κ -1
13. 100nF -3
14. 10uF -2
15. 100pF -1
16. 220nF -1
17. 47nF -1
18. Τροφοδοσία 9v / 12v -1
19. LED -1
20. Berg μπαστούνια -2
21. Βάση IC 40 ακίδων -1
22. Βάση IC 8 ακίδων -1
23. Ανιχνευτής ή καλώδιο
24. 1N4148 Δίοδος -2

Διάγραμμα κυκλώματος και εξήγηση εργασίας:

Η εργασία αυτού του ψηφιακού κυκλώματος βολτόμετρου είναι πολύ απλή. Το ADC μέσα στο IC ενσωματώνει μετατροπέα ή Dual type Analog to digital converter. Το εσωτερικό ADC αυτού του IC διαβάζει την τάση που πρέπει να μετρηθεί και τη συγκρίνει με μια εσωτερική τάση αναφοράς και τη μετατρέπει σε ψηφιακό ισοδύναμο. Στη συνέχεια, αυτό το ψηφιακό ισοδύναμο αποκωδικοποιείται για Επτά οθόνες τμημάτων ανά κύκλωμα οδηγού εντός του ICL7107 και στη συνέχεια εμφανίζεται πάνω από τέσσερις επτά οθόνες LED. Μάθετε εδώ πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα ADC για τη μέτρηση της τάσης και για να ελέγξετε το βίντεο επίδειξης στο τέλος αυτού του άρθρου, όπου έχουμε μετρήσει την ισχύ εξόδου Arduino για σκοπούς δοκιμής.

Εδώ χρησιμοποιείται η αντίσταση R1 και ο πυκνωτής C1 για τη ρύθμιση της συχνότητας του εσωτερικού ρολογιού του ICL7107. Ο πυκνωτής C2 φιλτράρει τις διακυμάνσεις στην εσωτερική τάση αναφοράς και παρέχει σταθερή ένδειξη σε επτά οθόνες. Το R5 είναι υπεύθυνο για τον έλεγχο της εμβέλειας του βολτόμετρου. (R5 = 1K για εύρος 0-20V και 10K για εύρος 0-200V). Το RV1 είναι ένα ποτενσιόμετρο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βαθμονόμηση της τάσης του βολτόμετρου ή μπορεί να ρυθμιστεί η τάση αναφοράς για το εσωτερικό ADC.

Αυτό το κύκλωμα περιλαμβάνει 4 κοινές οθόνες LED επτά τμήματος ανόδου με ένδειξη αρνητικής τάσης. Αυτό το κύκλωμα θα πρέπει να λειτουργεί με τροφοδοσία τάσης 5V, γι 'αυτό χρησιμοποιήσαμε ένα IC ρυθμιστή τάσης 7805 για την παροχή 5v στο κύκλωμα, καθώς και για την πρόληψη της ζημιάς του ICL7107

Προμήθεια αρνητικής τάσης: Εδώ πρέπει επίσης να δώσουμε αρνητική ισχύ στον αριθμό pin 26 του ICL7107, για τον οποίο έχουμε χρησιμοποιήσει 555 IC. Το χρονόμετρο 555IC IC διαμορφώνεται εδώ ως ASTABLE multivibrator Ο πυκνωτής εδώ μπορεί να αλλάξει, ωστόσο η επιλογή πρέπει να συνεχιστεί για μέγιστη αρνητική τάση. Εάν η επιλεγμένη χωρητικότητα δεν ταιριάζει καλά, τότε δεν μπορούμε να έχουμε τη μέγιστη αρνητική τάση στην έξοδο. Εδώ χρησιμοποιήσαμε 100nF και 10uF. Δείτε εδώ πώς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το 555 Timer IC για να δημιουργήσουμε αρνητική τάση.

Σχεδιασμός κυκλώματος και PCB χρησιμοποιώντας το EasyEDA:

Η EasyEDA δεν είναι μόνο η λύση μίας στάσης για σχηματική σύλληψη, προσομοίωση κυκλώματος και σχεδίαση PCB, αλλά προσφέρουν επίσης χαμηλού κόστους πρωτότυπο PCB και υπηρεσία Sourcing Components. Πρόσφατα ξεκίνησαν την υπηρεσία προμήθειας συστατικών όπου διαθέτουν μεγάλο απόθεμα ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και οι χρήστες μπορούν να παραγγείλουν τα απαιτούμενα συστατικά τους μαζί με την παραγγελία PCB.

Κατά τον σχεδιασμό των κυκλωμάτων και των PCB σας, μπορείτε επίσης να κάνετε τα σχέδια κυκλωμάτων και PCB σας δημόσια, ώστε άλλοι χρήστες να μπορούν να τα αντιγράψουν ή να τα επεξεργαστούν και να επωφεληθούν από εκεί, έχουμε επίσης δημοσιοποιήσει ολόκληρες τις διατάξεις κυκλωμάτων και PCB για αυτό το ψηφιακό βολτόμετρο χρησιμοποιώντας το ICL7071, ελέγξτε τον παρακάτω σύνδεσμο:

easyeda.com/circuitdigest/Voltmeter-68b3b31dc1d548a4954d55b24f77110e

Παρακάτω είναι το Στιγμιότυπο του κορυφαίου επιπέδου διάταξης PCB από το EasyEDA, μπορείτε να δείτε οποιοδήποτε επίπεδο (Top, Bottom, Topsilk, bottomsilk κ.λπ.) του PCB επιλέγοντας το επίπεδο από το παράθυρο «Layers».

Μπορείτε επίσης να δείτε την προβολή φωτογραφιών του PCB χρησιμοποιώντας το EasyEDA:

Υπολογισμός και παραγγελία δειγμάτων στο διαδίκτυο:

Αφού ολοκληρώσετε τη σχεδίαση του PCB, μπορείτε να κάνετε κλικ στο εικονίδιο της εξόδου Κατασκευής , η οποία θα σας μεταφέρει στη σελίδα παραγγελίας PCB. Εδώ μπορείτε να δείτε το PCB σας στο Gerber Viewer ή να κατεβάσετε αρχεία Gerber του PCB σας. Εδώ μπορείτε να επιλέξετε τον αριθμό των PCB που θέλετε να παραγγείλετε, πόσα στρώματα χαλκού χρειάζεστε, το πάχος PCB, το βάρος του χαλκού, ακόμη και το χρώμα PCB. Αφού ορίσετε όλες τις επιλογές, κάντε κλικ στο "Αποθήκευση στο καλάθι" και ολοκληρώστε την παραγγελία σας. Πρόσφατα έχουν μειώσει σημαντικά τα ποσοστά PCB τους και τώρα μπορείτε να παραγγείλετε 10 τεμάχια PCB 2 επιπέδων με μέγεθος 10cm x 10cm μόνο για $ 2.

Εδώ είναι τα PCB που πήρα από την EasyEDA:

Ακολουθούν οι εικόνες μετά τη συγκόλληση των εξαρτημάτων στο PCB:

Εδώ σε αυτό το έργο έχουμε μετρήσει την τάση εξόδου Arduino για σκοπούς δοκιμής, ελέγξτε το Demo Video παρακάτω.