Prosty obwód woltomierza cyfrowego z płytką drukowaną za pomocą ICL7107

W tym projekcie zamierzamy zbudować woltomierz cyfrowy bez użycia mikrokontrolera. Tutaj używamy bardzo popularnego układu scalonego do pomiaru napięcia, a mianowicie ICL7107 / CS7107. Korzystając z ICL7107, możemy zbudować dokładny i bardzo tani woltomierz. ICL7107 to 3,5-cyfrowy przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC), który zużywa bardzo mało energii. Układ scalony ma wewnętrzny obwód do sterowania czterema siedmiosegmentowymi wyświetlaczami wyświetlającymi zmierzone napięcie. Posiada również obwód zegara i źródło napięcia odniesienia.

Woltomierz jest bardzo przydatnym urządzeniem i jest bardzo przydatny wiele razy, dlatego zbudowaliśmy ten cyfrowy woltomierz na płytce drukowanej, aby można go było łatwo używać w dowolnym miejscu. Wcześniej zbudowaliśmy wiele obwodów do pomiaru napięcia:

Woltomierz cyfrowy 0-25 V za pomocą mikrokontrolera AVR
Obwód woltomierza LM3914
System monitorowania napięcia akumulatora samochodowego oparty na PIC
Obwód monitora akumulatora

Wymagane składniki:

LM555 -1
ICL7107 / CS7107 -1
LM7805 -1
Wspólna anoda Siedem segmentów Wyświetlacz LED -4
PCB -1
Listwa zaciskowa 2 pin -2
47k -1
1k -5
22k -1
10K -1
120K -1
POT 5K -1
100nF -3
10uF -2
100pF -1
220nF -1
47nF -1
Zasilanie 9 v / 12 v -1
LED -1
Berg kije -2
40-pinowa podstawa IC -1
8-pinowa podstawa IC -1
Sonda lub drut
1N4148 Dioda -2

Schemat obwodu i objaśnienie robocze:

Działanie tego obwodu woltomierza cyfrowego jest bardzo proste. ADC wewnątrz układu scalonego integruje konwerter lub podwójny przetwornik analogowo-cyfrowy. Wewnętrzny przetwornik ADC tego układu odczytuje napięcie, które ma być zmierzone i porównuje je z wewnętrznym napięciem odniesienia i konwertuje je na cyfrowy odpowiednik. Następnie ten cyfrowy odpowiednik jest dekodowany dla wyświetlaczy siedmiosegmentowych przez obwód sterownika wewnątrz ICL7107, a następnie wyświetlany na czterech siedmiosegmentowych wyświetlaczach LED. Dowiedz się tutaj, w jaki sposób można wykorzystać ADC do pomiaru napięcia i sprawdź wideo demonstracyjne na końcu tego artykułu, w którym zmierzyliśmy moc wyjściową Arduino do celów testowych.

Tutaj rezystor R1 i kondensator C1 służą do ustawiania częstotliwości wewnętrznego zegara ICL7107. Kondensator C2 filtruje fluktuacje wewnętrznego napięcia odniesienia i zapewnia stabilny odczyt na siedmiosegmentowych wyświetlaczach. R5 odpowiada za sterowanie zakresem woltomierza. (R5 = 1 K dla zakresu 0-20 V i 10 K dla zakresu 0-200 V). RV1 to potencjometr, który można wykorzystać do kalibracji napięcia woltomierza lub ustawić napięcie odniesienia dla wewnętrznego ADC.

Obwód ten zawiera 4 siedmiosegmentowe wyświetlacze LED z wspólną anodą i wskaźnikiem ujemnego napięcia. Ten obwód powinien być zasilany napięciem 5 V, dlatego użyliśmy układu scalonego regulatora napięcia 7805, aby dostarczyć napięcie 5 V do obwodu, a także aby zapobiec uszkodzeniu ICL7107.

Ujemne napięcie zasilania: Tutaj musimy również podać ujemną moc na pin numer 26 ICL7107, dla którego użyliśmy 555 IC. Układ scalony timera 555IC jest tutaj skonfigurowany jako multiwibrator ASTABLE. Kondensator można tutaj zmienić, jednak należy dążyć do wyboru maksymalnego napięcia ujemnego. Jeśli wybrana pojemność nie pasuje dobrze, to nie możemy uzyskać maksymalnego ujemnego napięcia na wyjściu. Tutaj użyliśmy 100nF i 10uF. Sprawdź tutaj, jak możemy wykorzystać układ scalony 555 Timer do generowania ujemnego napięcia.

Projektowanie obwodów i PCB za pomocą EasyEDA:

EasyEDA to nie tylko kompleksowe rozwiązanie do przechwytywania schematów, symulacji obwodów i projektowania PCB, ale oferuje również niedrogie usługi prototypowania PCB i pozyskiwania komponentów. Niedawno uruchomili usługę pozyskiwania komponentów, w ramach której mają duży zapas komponentów elektronicznych, a użytkownicy mogą zamówić wymagane komponenty wraz z zamówieniem PCB.

Projektując obwody i płytki drukowane, możesz również upublicznić projekty obwodów i płytek drukowanych, aby inni użytkownicy mogli je kopiować lub edytować i korzystać z tego, a także upubliczniliśmy całe nasze układy obwodów i płytek drukowanych dla tego woltomierza cyfrowego za pomocą ICL7071, sprawdzić poniższy link:

easyeda.com/circuitdigest/Voltmeter-68b3b31dc1d548a4954d55b24f77110e

Poniżej znajduje się migawka górnej warstwy układu PCB z EasyEDA, możesz wyświetlić dowolną warstwę (górną, dolną, topową, dolną itp.) PCB, wybierając warstwę z okna „Warstwy”.

Możesz również zobaczyć widok zdjęcia PCB za pomocą EasyEDA:

Obliczanie i zamawianie próbek online:

Po zakończeniu projektowania PCB, możesz kliknąć ikonę wyjścia z produkcji , która przeniesie Cię na stronę zamówienia PCB. Tutaj możesz obejrzeć swoją płytkę drukowaną w przeglądarce Gerber Viewer lub pobrać pliki Gerber swojej płytki PCB. Tutaj możesz wybrać liczbę PCB, które chcesz zamówić, ile warstw miedzi potrzebujesz, grubość PCB, wagę miedzi, a nawet kolor PCB. Po wybraniu wszystkich opcji kliknij „Zapisz w koszyku” i sfinalizuj zamówienie. Ostatnio znacznie spadły ceny PCB i teraz możesz zamówić 10 sztuk 2-warstwowych PCB o wymiarach 10 cm x 10 cm za jedyne 2 USD.