Простая схема цифрового вольтметра с печатной платой с использованием icl7107

В этом проекте мы собираемся построить цифровой вольтметр без использования микроконтроллера. Здесь мы используем очень популярную микросхему для измерения напряжения, а именно ICL7107 / CS7107. Используя ICL7107, мы можем построить точный и очень недорогой вольтметр. ICL7107 - это 3,5-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который потребляет очень мало энергии. ИС имеет внутреннюю схему для управления четырьмя семисегментными дисплеями для отображения измеренного напряжения. Она также имеет схему часов и источник опорного напряжения.

Вольтметр - очень полезное устройство, которое может пригодиться во многих случаях, поэтому мы создали этот цифровой вольтметр на печатной плате, чтобы его можно было легко использовать где угодно. Ранее мы построили множество схем для измерения напряжения:

• Цифровой вольтметр 0-25 В с микроконтроллером AVR
• LM3914 Цепь вольтметра
• Система мониторинга напряжения автомобильного аккумулятора на основе PIC
• Цепь монитора батареи

Необходимые компоненты:

1. LM555 -1
2. ICL7107 / CS7107 -1
3. LM7805 -1
4. Общий анод Семисегментный светодиодный дисплей -4
5. Печатная плата -1
6. Клеммная колодка 2 пин -2
7. 47к -1
8. 1к -5
9. 22к -1
10. 10 тыс. -1
11. 120 тыс. -1
12. ПОТ 5К -1
13. 100 нФ -3
14. 10 мкФ -2
15. 100пФ -1
16. 220 нФ -1
17. 47нФ -1
18. Блок питания 9в / 12в -1
19. Светодиод -1
20. Палочки Берга -2
21. 40-контактная база IC -1
22. 8-контактная база IC -1
23. Зонд или провод
24. 1N4148 Диод -2

Принципиальная схема и рабочее объяснение:

Работа этой схемы цифрового вольтметра очень проста. АЦП внутри ИС представляет собой интегрирующий преобразователь или аналого-цифровой преобразователь двойного типа. Внутренний АЦП этой ИС считывает измеряемое напряжение, сравнивает его с внутренним опорным напряжением и преобразует его в цифровой эквивалент. Затем этот цифровой эквивалент декодируется для семи сегментных дисплеев схемой драйвера внутри ICL7107 и затем отображается на четырех семи сегментных светодиодных дисплеях. Узнайте здесь, как можно использовать АЦП для измерения напряжения, и посмотрите демонстрационное видео в конце этой статьи, где мы измерили выходную мощность Arduino для целей тестирования.

Здесь резистор R1 и конденсатор C1 используются для установки частоты внутренних часов ICL7107. Конденсатор С2 фильтрует колебания внутреннего опорного напряжения и обеспечивает стабильное чтение на семь дисплеях сегмента. R5 отвечает за контроль диапазона вольтметра. (R5 = 1K для диапазона 0-20 В и 10K для диапазона 0-200 В). RV1 - это потенциометр, который может использоваться для калибровки напряжения вольтметра или может быть установлен опорным напряжением для внутреннего АЦП.

Эта схема включает 4 семисегментных светодиодных дисплея с общим анодом и индикатором отрицательного напряжения. Эта схема должна работать при напряжении питания 5 В, поэтому мы использовали микросхему регулятора напряжения 7805 для подачи напряжения 5 В в схему, а также для предотвращения повреждения ICL7107.

Источник отрицательного напряжения: здесь нам также необходимо подать отрицательное питание на контакт номер 26 ICL7107, для которого мы использовали 555 IC. Микросхема таймера 555IC сконфигурирована здесь как мультивибратор ASTABLE. Конденсатор здесь можно заменить, однако следует выбирать максимальное отрицательное напряжение. Если выбранная емкость не подходит, то мы не сможем получить максимальное отрицательное напряжение на выходе. Здесь мы использовали 100 нФ и 10 мкФ. Посмотрите здесь, как мы можем использовать микросхему таймера 555 для создания отрицательного напряжения.

Проектирование схем и печатных плат с использованием EasyEDA:

EasyEDA - это не только универсальное решение для схемотехнического ввода, моделирования схем и проектирования печатных плат, они также предлагают недорогие услуги по поиску прототипов печатных плат и компонентов. Недавно они запустили свою службу поиска компонентов, где у них есть большой запас электронных компонентов, и пользователи могут заказывать необходимые компоненты вместе с заказом печатной платы.

При разработке схем и печатных плат вы также можете сделать свои схемы и печатные платы общедоступными, чтобы другие пользователи могли их копировать или редактировать и извлекать из этого пользу. Мы также сделали общедоступными макеты всех схем и печатных плат для этого цифрового вольтметра с помощью ICL7071., проверьте ссылку ниже:

easyeda.com/circuitdigest/Voltmeter-68b3b31dc1d548a4954d55b24f77110e

Ниже приведен снимок верхнего слоя компоновки печатной платы из EasyEDA. Вы можете просмотреть любой слой (верхний, нижний, Topsilk, снизу и т.д.) печатной платы, выбрав слой в окне «Слои».

Вы также можете просмотреть фото печатной платы с помощью EasyEDA:

Расчет и заказ образцов онлайн:

После завершения проектирования печатной платы вы можете щелкнуть значок вывода Fabrication , который перенесет вас на страницу заказа печатной платы. Здесь вы можете просмотреть свою печатную плату в программе просмотра Gerber Viewer или загрузить файлы Gerber вашей печатной платы. Здесь вы можете выбрать количество плат, которые вы хотите заказать, сколько слоев меди вам нужно, толщину печатной платы, вес меди и даже цвет печатной платы. После того, как вы выбрали все параметры, нажмите «Сохранить в корзину» и завершите заказ. Недавно они значительно снизили цены на печатные платы, и теперь вы можете заказать 10 штук двухслойных печатных плат размером 10 см x 10 см всего за 2 доллара.

Вот печатные платы, которые я получил от EasyEDA:

Ниже представлены фотографии после пайки компонентов на печатную плату:

В этом проекте мы измерили выходное напряжение Arduino для тестирования, посмотрите демонстрационное видео ниже.