Circuit de voltímetre digital senzill amb PCB mitjançant icl7107

En aquest projecte construirem un voltímetre digital sense utilitzar cap microcontrolador. Aquí estem utilitzant un CI molt popular per mesurar la tensió, és a dir, ICL7107 / CS7107. Mitjançant ICL7107, podem construir un voltímetre precís i de molt baix cost. ICL7107 és un convertidor analògic a digital (ADC) de 3,5 dígits que consumeix una potència molt baixa. L'IC té un circuit intern per a la visualització de quatre segments de set segments per mostrar la tensió mesurada. També té un circuit de rellotge i una font de tensió de referència.

El voltímetre és un dispositiu molt útil i és molt útil moltes vegades, per això hem creat aquest voltímetre digital a PCB perquè es pugui utilitzar fàcilment a qualsevol lloc. Anteriorment hem creat molts circuits per mesurar el voltatge:

• Voltímetre digital de 0-25 V mitjançant microcontrolador AVR
• Circuit de voltímetre LM3914
• Sistema de control de tensió de la bateria del cotxe basat en PIC
• Circuit de monitor de bateria

Components necessaris:

1. LM555 -1
2. ICL7107 / CS7107 -1
3. LM7805 -1
4. Ànode comú Pantalla LED de set segments -4
5. PCB -1
6. Bloc de terminals 2 pins -2
7. 47k -1
8. 1k -5
9. 22k -1
10. 10K -1
11. 120K -1
12. POT 5K -1
13. 100nF -3
14. 10uF -2
15. 100pF -1
16. 220nF -1
17. 47nF -1
18. Font d'alimentació 9v / 12v -1
19. LED -1
20. Berg enganxa -2
21. Base IC de 40 pins -1
22. Base IC de 8 pins -1
23. Sonda o filferro
24. 1N4148 Diodo -2

Diagrama del circuit i explicació de treball:

El funcionament d’aquest circuit de voltímetre digital és molt senzill. L’ADC a l’interior de l’IC és un convertidor integrador o convertidor analògic a digital de tipus dual. L’ADC intern d’aquest CI llegeix el voltatge que s’ha de mesurar i el compara amb un voltatge de referència intern i el converteix en l’equivalent digital. A continuació, aquest equivalent digital es descodifica per a les visualitzacions de set segments mitjançant un circuit de control dins de l'ICL7107 i es mostra a través de la pantalla LED de quatre segments. Obteniu informació sobre com es pot utilitzar un ADC per mesurar la tensió i consulteu el vídeo de demostració al final d’aquest article, on hem mesurat la potència de sortida d’Arduino per a la prova.

Aquí la resistència R1 i el condensador C1 s’utilitzen per configurar la freqüència del rellotge intern de l’ICL7107. El condensador C2 filtra les fluctuacions del voltatge de referència intern i proporciona una lectura estable en pantalles de set segments. R5 s’encarrega de controlar l’abast del voltímetre. (R5 = 1K per al rang de 0-20V i 10K per al rang de 0-200V). RV1 és un potenciòmetre que es pot utilitzar per calibrar la tensió del voltímetre o que pot configurar la tensió de referència per a ADC intern.

Aquest circuit inclou 4 pantalles LED de 7 segments d'ànode comú amb un indicador de voltatge negatiu. Aquest circuit hauria de funcionar amb una tensió de 5V, per això hem utilitzat un regulador de voltatge 7805 IC per subministrar 5v al circuit, així com per evitar el dany de l'ICL7107.

Subministrament de tensió negativa: aquí també hem de donar potència negativa al pin número 26 de l'ICL7107, per al qual hem utilitzat 555 IC. El CI del temporitzador 555IC es configura aquí com a multivibrador ASTABLE. Aquí es pot canviar el condensador, però s'hauria de seguir la selecció per obtenir un voltatge negatiu màxim. Si la capacitat seleccionada no s’adapta bé, no podem obtenir un voltatge negatiu màxim a la sortida. Aquí hem utilitzat 100nF i 10uF. Consulteu aquí com podem utilitzar el temporitzador 555 IC per generar tensió negativa.

Disseny de circuits i PCB amb EasyEDA:

EasyEDA no només és la solució única per a la captura esquemàtica, la simulació de circuits i el disseny de PCB, sinó que també ofereix un prototip de PCB de baix cost i un servei d’aprovisionament de components. Recentment han llançat el seu servei d’aprovisionament de components on tenen un gran estoc de components electrònics i els usuaris poden demanar els components necessaris juntament amb la comanda de PCB.

Mentre dissenyeu els vostres circuits i PCBs, també podeu fer públics els vostres dissenys de circuits i PCBs perquè altres usuaris puguin copiar-los o editar-los i aprofitar-los, també hem fet públics tots els dissenys de circuits i PCB d’aquest voltímetre digital mitjançant ICL7071., consulteu l'enllaç següent:

easyeda.com/circuitdigest/Voltmeter-68b3b31dc1d548a4954d55b24f77110e

A continuació es mostra la instantània de la capa superior del disseny de PCB des d’EasyEDA, podeu veure qualsevol capa (superior, inferior, de llana superior, de seda inferior, etc.) del PCB seleccionant la capa de la finestra “Capes”.

També podeu veure la vista de fotos de PCB mitjançant EasyEDA:

Càlcul i ordenació de mostres en línia:

Després de completar el disseny de PCB, podeu fer clic a la icona de sortida de fabricació , que us portarà a la pàgina de comandes de PCB. Aquí podeu veure el vostre PCB a Gerber Viewer o descarregar fitxers Gerber del vostre PCB. Aquí podeu seleccionar el nombre de PCB que voleu demanar, quantes capes de coure necessiteu, el gruix del PCB, el pes del coure i fins i tot el color del PCB. Un cop hàgiu seleccionat totes les opcions, feu clic a "Desa al carret" i completeu la comanda. Recentment han baixat significativament les seves taxes de PCB i ara podeu demanar 10 unitats de PCB de 2 capes amb una mida de 10cm x 10cm per només 2 $.

Aquí teniu els PCB que tinc d’EasyEDA:

A continuació es mostren les imatges després de soldar els components del PCB:

Aquí, en aquest projecte, hem mesurat el voltatge de sortida d’Arduino per fer proves, comproveu el vídeo de demostració següent.