Voltmeter-IC-Über Voltmeter IC, Die Messung der Spannung zwischen zwei Punkten auf Ihrer elektronischen Schaltung kann zahlreiche Vorteile bieten. Zum Beispiel lässt es Sie wissen, ob das elektrische Gerät, wie eine Batterie, wie beabsichtigt funktioniert. Außerdem informiert Sie das Voltmeter über die Spannungsdifferenz dieser Batterie. Voltmeter verfügen in der Regel über einen speziellen integrierten Schaltungschip wie den ICL7107, der genaue Messungen liefert. Grundsätzlich integrieren sich diese zusammen mit einer Sieben-Segment-LED-Anzeige in die Schaltung.
Dieser Artikel beschreibt eine digitale Panel-Voltmeterschaltung, die Sie auf jedem elektronischen Gerät verwenden können. Also lasst uns loslegen!
1. Voltmeter-IC-Was ist Voltmeter IC?
(Ein digitales Voltmeter verfügt über den IC L7107 für präzise Spannungsmessungen. Quelle: Wikimedia Commons)
Ein Voltmeter-IC liefert AC- oder DC-Spannungsmessungen und zeigt den Wert in numerischer Form an. Insbesondere verwenden viele den ADC ICL7107 3.5 von Intersil. Und es zeigt Messwerte von 0-2000V mit einer Genauigkeit von 0,1% und läuft mit weniger als 200mA. Darüber hinaus unterstützt die Schaltung eines ICL7107 Anzeigetreiber, einen Takt, Sieben-Segment-Decoder und eine Referenzspannungsquelle.
Unterschiedliche Bedingungen können sich jedoch auf die Leistung auswirken, einschließlich Schwankungen der Stromversorgungsspannung, Temperatur, Eingangsimpedanz usw.
2. Funktionsweise des digitalen Voltmeters
(ein digitales Voltmeter, das die Spannung einer Batterie misst.)
Voltmeter-IC-Eingangsspannungsbereich
Sie sollten beachten, dass ein digitales Voltmeter (DVM) einen Eingangsbereich von ±1 V bis 1000 V hat. In der Zwischenzeit bietet ein Präzisions-DVM einen Eingangswiderstand von 1 GΩ mit einem Bereich von 0-20 V.
Konstruktions- und Arbeitsprinzip
Das Dämpfungsglied eines digitalen Voltmeters verfügt über einen Reihenwiderstand, der das Eingangssignal verringert. Infolgedessen stimmen die Spannungspegel des Punkts A mit der Eingangsspannung Vin überein. Mit der Spannungsteilungsregel können Sie sehen, dass Punkt B (R2) im Vergleich zu Punkt A (R1) eine niedrigere Spannung enthält. In der Zwischenzeit bleibt die Spannung von Punkt C (R3) niedriger als A und B.
(Digitale Voltmeter verfügen über ein Dämpfungsglied. Quelle: Wikimedia Commons)
Insgesamt dämpft das Dämpfungsglied jede Überspannung, um zu verhindern, dass andere integrierte Komponenten beschädigt werden. Es funktioniert zweifellos als vordefiniertes resistives Netzwerk, das eine elektronische Schaltung durch Dämpfung schützt. Im Allgemeinen wird dies als Dekadendämpfung definiert, die die Dezimalzahl des digitalen Voltmeters liefert. Daher führt die Ausführung der Dämpfung zu Zehnerpotenzen.
Darüber hinaus liefert der Eingang des ADC Vin/N als Eingangsspannung:
: N = 1, 10, 100, 1000
Darüber hinaus bietet der ADC der Schaltung Analog-Digital-Konvertierungsfunktionen, die einen digitalen Ausgang erzeugen. In diesem Fall verfügt ein digitales Signal über zwei Stufen: 0 und 1. Dieser Prozess ergibt eine Reihe von digitalen Impulsen, und somit entspricht ein Impuls 1mV.
Anschließend empfängt die Dekadenzählereinheit die digitalen Impulse. Tatsächlich enthält es Drei-Dekaden-Zähler, die in einer kaskadierten Konfiguration eingerichtet sind. Jede bietet 10 Zählungen, beginnend von 0 bis 9. Insbesondere zählen alle drei bis 1000.
Anschließend führt die DC 7447 einen Konvertierungsprozess durch, um BD-Werte auf dem Sieben-Segment-Display anzuzeigen. Schließlich bezieht sich der Dezimalpunktselektor auf die Position der Dezimalstelle basierend auf der Größe der Spannung.
3. Voltmeter-IC-Digitale Voltmeter-Typen
(Verschiedene digitale Voltmetertypen existieren heute auf dem Markt.)
Voltmeter-IC-Rampentyp DVM
Der Rampentyp DVM misst die Zeit, die benötigt wird, bis die Eingangsspannung auf 0 V sinkt. Es wird auch gemessen, wie lange es dauert, bis der Rampenspannungspegel von 0V auf die Eingangsspannung ansteigt.
Dual-Slope-Integration Typ DVM
Der Dual-Slope-Integrationstyp DVM arbeitet, wenn Schalter S für ein bestimmtes Zeitintervall einen analogen Eingang an den Integrator anwendet. Dann erhöht sich der Eingangsspannungspegel des Komparators auf einen anwendbaren positiven Wert. Wenn dieses feste Zeitintervall endet, stimmt die Spannungserhöhungsrate mit der Eingangsspannung überein.
Die Anzahl wird auf Null konfiguriert, während der Schalter zur Referenzspannung übergeht. An diesem Punkt nimmt die Leistung des Integrators ab, bis ein Wert erreicht wird, der unter der internen Referenzspannung des Komparators liegt. Danach löst ein Signal den Abschluss der Zählung aus.
Voltmeter-IC-Typ DVM integrieren
Ein DVM vom Typ Integration verfügt über eine Spannungs-Zu-Frequenz-Konvertierungstechnik. Grundsätzlich erzeugt es Impulse, die der Größe der Eingangsspannung entsprechen. Insgesamt erzeugt dies eine Reihe von Impulsen, bei denen seine Frequenz von der gemessenen Spannung abhängt.
Sukzessive Approximation DVM
Wie der Name schon sagt, verfügt das DVM für die sukzessive Approximation über einen aufeinanderfolgenden Approximationskonverter. In diesem Fall führt es 1000 Messwerte pro Sekunde durch. Zunächst verteilt es einen Startimpuls auf den Start/Stopp-Multivibrator. Dann zeigt ein 8-Bit-Steuerregister 10000000 an. Daher wird der Ausgang des DAC auf die Hälfte der Referenzspannung konfiguriert.
Insgesamt setzt sich der Messzyklus fort und stoppt, wenn er die endgültige Zählung erreicht.
4. Wie erstelle ich ein digitales Voltmeter mit ICL7107?
Wir haben ein DIY-Projekt für ein digitales Voltmeter mit ICL7107 aufgenommen. Lesen Sie weiter unten, um mehr zu erfahren!
Voltmeter-IC-Schaltbild:
Die einfache digitale Voltmeterschaltung misst Gleichspannungen im Bereich von 0-200V.
Erforderliche Komponenten:
Leiterplatte – 1x
Sieben Segmente LED-Anzeige – 4x
555 IC Timer – 1x
LM7805 – 1x
ICL7107 – 1x
9V/12V Stromversorgung – 1x
47k Widerstand – 1x
1k Widerstand – 5x
22k Widerstand – 1x
10k Widerstand – 1x
120k Widerstand – 1x
5k Potentiometer – 1x
100nF Kondensator – 3x
10uF Kondensator – 2x
100pF Kondensator – 1x
220nF Kondensator – 1x
47nF Kondensator – 1x
LED – 1x
1N4148 Diode – 2x
Sonde – 1x
Voltmeter-IC-Schritte:
Führen Sie die folgenden Schritte aus, um die Schaltung zu reproduzieren.
Leiterplattenbestellung und -herstellung:
Dieser Schritt beinhaltet in der Regel die Online-Bestellung Ihrer Leiterplatte, und OurPCB bietet zu diesem Zweck Leiterplattenfertigungsdienste an.
Schaltungskalibrierung:
Sie müssen den Stromkreis einschalten und alle Eingangsklemmen kurzschließen. Danach feinjustieren Sie den R6-Widerstand, bis das Display 0V anzeigt.
Anschließen der Komponenten:
(Sie müssen die Details auf der Schaltung löten.)
Verbinden Sie zunächst den ICL7107, den IC 555-Oszillatorkreis und alle Komponenten, wie im Schaltplan gezeigt. Fügen Sie dann die vier Sieben-Segment-LED-Anzeigen hinzu und schließen Sie sie wie abgebildet an. Als nächstes integrieren Sie den LM7805 in die Schaltung. Sie müssen auch den GND-Pin mit der Erde verbinden. Verbinden Sie anschließend den IN-Pin mit VCC und den OUT-Pin mit dem R10 1k-Widerstand. Verbinden Sie dann diesen Widerstand mit der LED, die mit der Masse verbunden ist. Voltmeter-IC-Verbinden Sie zusätzlich das positive Ende des C8 10uF-Kondensators mit dem OUT-Pin und der negativen Leitung mit der Masse.
Zusammenfassung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine digitale Voltmeterschaltung dazu beiträgt, dass Ihr Gerät ordnungsgemäß funktioniert. Dies wird erreicht, indem zwei Spannungspunkte gemessen und eine digitale Zahl erzeugt wird. Natürlich muss diese Zahl einen Konvertierungsprozess durchlaufen, bevor sie auf der SIEBEN-Segment-LED-Anzeige angezeigt wird. Danach erscheint die Zahl im Ziffernformat, das die Eingangsspannung darstellt. Insgesamt haben sich digitale Voltmeter für Profis und alle, die ihre Projekte erstellen, als hilfreich erwiesen.
Haben Sie Fragen zum Voltmeter-IC? Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren!
