Eenvoudig digitaal voltmetercircuit met pcb met behulp van ICL7107

In dit project gaan we een digitale voltmeter bouwen zonder gebruik te maken van een microcontroller. Hier gebruiken we een zeer populaire IC voor spanningsmeting namelijk ICL7107 / CS7107. Met ICL7107 kunnen we een nauwkeurige en zeer goedkope voltmeter bouwen. ICL7107 is een 3,5-cijferige analoog-naar-digitaal-omzetter (ADC) die een zeer laag stroomverbruik heeft. Het IC heeft een intern circuit voor het aansturen van een display met vier zeven segmenten om de gemeten spanning weer te geven. Het heeft ook een klokcircuit en een referentiespanningsbron.

Voltmeter is een zeer handig apparaat en komt vaak erg handig, daarom hebben we deze digitale voltmeter op printplaat gebouwd zodat deze overal gemakkelijk kan worden gebruikt. Eerder hebben we veel circuits gebouwd om de spanning te meten:

0-25V digitale voltmeter met AVR-microcontroller
LM3914 Voltmeter Circuit
PIC-gebaseerd auto-accuspanningbewakingssysteem
Circuit voor batterijbewaking

Vereiste componenten:

LM555 -1
ICL7107 / CS7107 -1
LM7805 -1
Gemeenschappelijke anode Zeven segmenten LED-display -4
PCB -1
Klemmenblok 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
Voeding 9v / 12v -1
LED -1
Berg sticks -2
40-pins IC-basis -1
8-pins IC-basis -1
Sonde of draad
1N4148 Diode -2

Schakelschema en werkbeschrijving:

De werking van dit digitale voltmetercircuit is heel eenvoudig. ADC in het IC is een geïntegreerde converter of een analoog naar digitaal omzetter van het dubbele type. Interne ADC van dit IC leest de te meten spanning uit en vergelijkt deze met een interne referentiespanning en zet die om in het digitale equivalent. Vervolgens wordt dit digitale equivalent gedecodeerd voor Seven Segment Displays door het stuurcircuit in ICL7107 en vervolgens weergegeven via vier LED-displays met zeven segmenten. Lees hier hoe een ADC kan worden gebruikt om spanning te meten en bekijk de demonstratievideo aan het einde van dit artikel, waar we het uitgangsvermogen van de Arduino hebben gemeten voor testdoeleinden.

Hier worden weerstand R1 en condensator C1 gebruikt om de frequentie van de interne klok van ICL7107 in te stellen. Condensator C2 filtert de fluctuaties in de interne referentiespanning en biedt stabiele aflezingen op zeven segmentdisplays. R5 is verantwoordelijk voor het regelen van het bereik van de voltmeter. (R5 = 1K voor 0-20V bereik en 10K voor 0-200V bereik). RV1 is een potentiometer die kan worden gebruikt voor het kalibreren van de spanning van een voltmeter of die de referentiespanning voor interne ADC kan worden ingesteld.

Dit circuit bevat 4 Common Anode Seven Segment LED Displays met een negatieve spanningsindicator. Dit circuit moet werken met een spanning van 5V, daarom hebben we een 7805-spanningsregelaar-IC gebruikt om 5V aan het circuit te leveren en om schade aan ICL7107 te voorkomen.

Negatieve spanningsvoorziening: hier moeten we ook negatieve stroom geven aan pin nummer 26 van de ICL7107, waarvoor we 555 IC hebben gebruikt. De 555IC timer IC is hier geconfigureerd als ASTABLE multivibrator. De condensator kan hier worden gewijzigd, maar de selectie moet worden nagestreefd voor maximale negatieve spanning. Als de geselecteerde capaciteit niet goed past, kunnen we geen maximale negatieve spanning aan de uitgang krijgen. Hier hebben we 100nF en 10uF gebruikt. Kijk hier hoe we 555 Timer IC kunnen gebruiken om negatieve spanning te genereren.

Circuit- en PCB-ontwerp met EasyEDA:

EasyEDA is niet alleen de one-stop-oplossing voor schematische opname, circuitsimulatie en PCB-ontwerp, ze bieden ook een goedkope PCB-prototype en Components Sourcing-service. Ze hebben onlangs hun component sourcing-service gelanceerd, waar ze een grote voorraad elektronische componenten hebben en gebruikers hun vereiste componenten samen met de PCB-bestelling kunnen bestellen.

Terwijl u uw circuits en PCB's ontwerpt, kunt u ook uw circuit- en PCB-ontwerpen openbaar maken, zodat andere gebruikers ze kunnen kopiëren of bewerken en daar hun voordeel mee kunnen doen, we hebben ook onze hele circuit- en PCB-lay-outs openbaar gemaakt voor deze digitale voltmeter met behulp van ICL7071, check de onderstaande link:

easyeda.com/circuitdigest/Voltmeter-68b3b31dc1d548a4954d55b24f77110e

Hieronder ziet u de momentopname van de bovenste laag van de PCB-lay-out van EasyEDA, u kunt elke laag (boven, onder, bovenzijde, onderzijde, enz.) Van de PCB bekijken door de laag in het venster 'Lagen' te selecteren.

U kunt ook de fotoweergave van de printplaat bekijken met EasyEDA:

Monsters online berekenen en bestellen:

Nadat u het ontwerp van de PCB hebt voltooid, kunt u op het pictogram van Fabrication-output klikken, waarna u naar de PCB-bestelpagina gaat. Hier kunt u uw print in Gerber Viewer bekijken of Gerber-bestanden van uw print downloaden. Hier kunt u het aantal PCB's selecteren dat u wilt bestellen, hoeveel koperlagen u nodig heeft, de PCB-dikte, het kopergewicht en zelfs de PCB-kleur. Nadat u alle opties heeft geselecteerd, klikt u op "Opslaan in winkelwagen" en rondt u uw bestelling af. Onlangs hebben ze hun PCB-tarieven aanzienlijk verlaagd en nu kunt u 10 stuks 2-laags PCB's met een afmeting van 10 cm x 10 cm bestellen voor slechts $ 2.