Vienkārša digitālā voltmetra shēma ar PCB, izmantojot icl7107

Šajā projektā mēs izveidosim digitālo voltmetru, neizmantojot mikrokontrolleru. Šeit mēs izmantojam ļoti populāru IC sprieguma mērīšanai, proti, ICL7107 / CS7107. Izmantojot ICL7107, mēs varam izveidot precīzu un ļoti zemu izmaksu voltmetru. ICL7107 ir 3,5 ciparu analogais cipars pārveidotājs (ADC), kas patērē ļoti maz enerģijas. IC ir iekšējā shēma četru septiņu segmentu displeja vadīšanai, lai parādītu izmērīto spriegumu. Tam ir arī pulksteņa ķēde un atsauces sprieguma avots.

Voltmetrs ir ļoti noderīga ierīce, un tas ir ļoti noderīgs daudzas reizes, tāpēc mēs esam uzbūvējuši šo digitālo voltmetru uz PCB, lai to varētu ērti izmantot jebkur. Iepriekš mēs esam izveidojuši daudzas ķēdes sprieguma mērīšanai:

0-25V digitālais voltmetrs, izmantojot AVR mikrokontrolleru
LM3914 Voltmetra shēma
PIC balstīta automašīnas akumulatora sprieguma uzraudzības sistēma
Akumulatora monitora shēma

Nepieciešamās sastāvdaļas:

LM555 -1
ICL7107 / CS7107 -1
LM7805 -1
Kopējais anods Septiņu segmentu LED displejs -4
PCB -1
Termināla bloks 2 kontakts -2
47k -1
1k -5
22k -1
10K -1
120K -1
POT 5K -1
100nF -3
10uF -2
100pF -1
220nF -1
47nF -1
Barošanas avots 9v / 12v -1
LED -1
Berģis pielīp -2
40 kontaktu IC pamatne -1
8 kontaktu IC pamatne -1
Zonde vai vads
1N4148 Diode -2

Shēmas shēma un darba skaidrojums:

Šīs digitālās voltmetra shēmas darbība ir ļoti vienkārša. AD iekšpusē IC ir integrēts pārveidotājs vai divējāda veida analogais uz digitālo pārveidotāju. Šīs IC iekšējais ADC nolasa mērāmo spriegumu un salīdzina to ar iekšējo atsauces spriegumu un pārvērš to ciparu ekvivalentā. Tad šis digitālais ekvivalents tiek atšifrēts septiņu segmentu displejiem, izmantojot vadītāja ķēdi ICL7107 iekšpusē, un pēc tam tiek parādīts četru septiņu segmentu LED displejā. Uzziniet šeit, kā ADC var izmantot, lai izmērītu spriegumu, un pārbaudiet demonstrācijas videoklipu šī raksta beigās, kur testēšanas nolūkos mēs esam izmērījuši Arduino izejas jaudu.

Šeit, lai iestatītu ICL7107 iekšējā pulksteņa frekvenci, tiek izmantots rezistors R1 un kondensators C1. Kondensators C2 filtrē iekšējā atsauces sprieguma svārstības un nodrošina stabilu rādījumu septiņu segmentu displejos. R5 ir atbildīgs par voltmetra diapazona kontroli. (R5 = 1K 0-20V diapazonam un 10K 0-200V diapazonam). RV1 ir potenciometrs, ko var izmantot voltmetra sprieguma kalibrēšanai, vai arī to var iestatīt atsauces spriegumam iekšējam ADC.

Šajā ķēdē ietilpst 4 kopēja anoda septiņu segmentu LED displeji ar negatīva sprieguma indikatoru. Šī ķēde būtu jādarbina ar 5V sprieguma padevi, tāpēc mēs esam izmantojuši 7805 sprieguma regulatora IC, lai piegādātu 5v ķēdei, kā arī lai novērstu ICL7107 bojājumus.

Negatīvā sprieguma padeve: Šeit mums arī jāpiešķir negatīva jauda ICL7107 tapas skaitlim 26, kuram mēs izmantojām 555 IC. 555IC taimera IC šeit ir konfigurēts kā ASTABLE multivibrators. Kondensatoru šeit var mainīt, tomēr jāizvēlas maksimālais negatīvais spriegums. Ja izvēlētā kapacitāte nav piemērota, mēs nevaram iegūt maksimālo negatīvo spriegumu izejā. Šeit mēs izmantojām 100nF un 10uF. Pārbaudiet šeit, kā mēs varam izmantot 555 taimera IC, lai ģenerētu negatīvo spriegumu.

Ķēdes un PCB dizains, izmantojot EasyEDA:

EasyEDA ir ne tikai vienas pieturas risinājums shematiskai uztveršanai, ķēdes simulācijai un PCB projektēšanai, bet arī zemu izmaksu PCB prototipa un komponentu piegādes pakalpojums. Viņi nesen uzsāka savu komponentu iegādes pakalpojumu, kur viņiem ir liels elektronisko komponentu krājums, un lietotāji var pasūtīt nepieciešamos komponentus kopā ar PCB pasūtījumu.

Veidojot ķēdes un PCB, jūs varat arī padarīt savu shēmu un PCB dizainu publisku, lai citi lietotāji tos varētu kopēt vai rediģēt un gūt labumu no tā. Mēs esam arī padarījuši visus mūsu shēmas un PCB izkārtojumus šim digitālajam voltmetram pieejamu, izmantojot ICL7071, pārbaudiet šo saiti:

easyeda.com/circuitdigest/Voltmeter-68b3b31dc1d548a4954d55b24f77110e

Zemāk ir redzams EasyEDA PCB izkārtojuma augšējā slāņa momentuzņēmums. Jūs varat apskatīt jebkuru PCB slāni (augšējo, apakšējo, augšējo pienu, pudeļu pienu utt.), Atlasot slāni no loga “Slāņi”.

Izmantojot EasyEDA, varat arī redzēt PCB fotoattēlu skatu:

Paraugu aprēķināšana un pasūtīšana tiešsaistē:

Pabeidzot PCB dizainu, varat noklikšķināt uz Fabrication output ikonas, kas jūs aizvedīs uz PCB pasūtījuma lapu. Šeit jūs varat apskatīt savu PCB Gerber Viewer vai lejupielādēt Gerber failus no sava PCB. Šeit jūs varat izvēlēties PCB skaitu, kuru vēlaties pasūtīt, cik vara slāņu jums vajag, PCB biezumu, vara svaru un pat PCB krāsu. Kad esat atlasījis visas opcijas, noklikšķiniet uz “Saglabāt grozā” un pabeidziet pasūtījumu. Nesen viņi ir ievērojami pazeminājuši savu PCB līmeni, un tagad jūs varat pasūtīt 10 gab. 2-slāņu PCB ar izmēru 10 cm x 10 cm tikai par 2 ASV dolāriem.