Einfache digitale Voltmeterschaltung mit Platine mit icl7107

In diesem Projekt werden wir ein digitales Voltmeter ohne Verwendung eines Mikrocontrollers bauen. Hier verwenden wir einen sehr beliebten IC zur Spannungsmessung, nämlich ICL7107 / CS7107. Mit ICL7107 können wir genaue und sehr kostengünstige Voltmeter bauen. ICL7107 ist ein 3,5-stelliger Analog-Digital-Wandler (ADC), der sehr wenig Strom verbraucht. Der IC verfügt über eine interne Schaltung zum Ansteuern von vier Sieben-Segment-Anzeigen zur Anzeige der gemessenen Spannung. Es hat auch eine Taktschaltung und eine Referenzspannungsquelle.

Das Voltmeter ist ein sehr nützliches Gerät und oft sehr praktisch. Deshalb haben wir dieses digitale Voltmeter auf einer Leiterplatte gebaut, damit es überall problemlos verwendet werden kann. Zuvor haben wir viele Schaltkreise zum Messen der Spannung gebaut:

0-25V Digital Voltmeter mit AVR Mikrocontroller
Voltmeter-Schaltung LM3914
PIC-basiertes System zur Überwachung der Autobatteriespannung
Batterieüberwachungsschaltung

Erforderliche Komponenten:

LM555 -1
ICL7107 / CS7107 -1
LM7805 -1
Gemeinsame Anode LED-Anzeige mit sieben Segmenten -4
PCB -1
Klemmenblock 2 Pin -2
47k -1
1k -5
22k -1
10K -1
120K -1
POT 5K -1
100nF -3
10uF -2
100pF -1
220 nF -1
47nF -1
Stromversorgung 9V / 12V -1
LED -1
Berg klebt -2
40-polige IC-Basis -1
8-polige IC-Basis -1
Sonde oder Draht
1N4148 Diode -2

Schaltplan und Funktionserklärung:

Die Arbeitsweise dieser digitalen Voltmeterschaltung ist sehr einfach. Der ADC im IC integriert einen Wandler oder einen Analog-Digital-Wandler vom Dual-Typ. Der interne ADC dieses IC liest die zu messende Spannung und vergleicht sie mit einer internen Referenzspannung und wandelt diese in das digitale Äquivalent um. Dann wird dieses digitale Äquivalent für Sieben-Segment-Anzeigen durch die Treiberschaltung in ICL7107 decodiert und dann über vier LED-Anzeigen mit sieben Segmenten angezeigt. Erfahren Sie hier, wie ein ADC zum Messen der Spannung verwendet werden kann, und überprüfen Sie das Demonstrationsvideo am Ende dieses Artikels, in dem wir die Arduino-Ausgangsleistung zu Testzwecken gemessen haben.

Hier werden der Widerstand R1 und der Kondensator C1 verwendet, um die Frequenz des internen Takts von ICL7107 einzustellen. Der Kondensator C2 filtert die Schwankungen der internen Referenzspannung und liefert einen stabilen Messwert auf sieben Segmentanzeigen. R5 ist für die Steuerung des Bereichs des Voltmeters verantwortlich. (R5 = 1 K für den 0-20 V-Bereich und 10 K für den 0-200 V-Bereich). RV1 ist ein Potentiometer, mit dem die Spannung des Voltmeters kalibriert oder die Referenzspannung für den internen ADC eingestellt werden kann.

Diese Schaltung enthält 4 LED-Anzeigen mit sieben Anoden für gemeinsame Anoden und einer negativen Spannungsanzeige. Diese Schaltung sollte mit einer 5-V-Spannungsversorgung betrieben werden. Aus diesem Grund haben wir einen 7805-Spannungsregler-IC verwendet, um die Schaltung mit 5 V zu versorgen und die Beschädigung des ICL7107 zu verhindern.

Negative Spannungsversorgung: Hier müssen wir auch Pin 26 des ICL7107, für den wir 555 IC verwendet haben, mit negativer Leistung versorgen. Der 555IC-Timer-IC ist hier als ASTABLE-Multivibrator konfiguriert. Der Kondensator kann hier geändert werden, die Auswahl sollte jedoch für die maximale negative Spannung fortgesetzt werden. Wenn die ausgewählte Kapazität nicht gut passt, können wir am Ausgang keine maximale negative Spannung erhalten. Hier haben wir 100nF und 10uF verwendet. Überprüfen Sie hier, wie wir mit dem 555-Timer-IC eine negative Spannung erzeugen können.

Schaltungs- und Leiterplattendesign mit EasyEDA:

EasyEDA ist nicht nur die One-Stop-Lösung für die schematische Erfassung, Schaltungssimulation und das PCB-Design, sondern bietet auch einen kostengünstigen Service für die Beschaffung von PCB-Prototypen und -Komponenten. Sie haben kürzlich ihren Komponentenbeschaffungsservice gestartet, bei dem sie über einen großen Bestand an elektronischen Komponenten verfügen und Benutzer ihre erforderlichen Komponenten zusammen mit der Leiterplattenbestellung bestellen können.

Während Sie Ihre Schaltungen und Leiterplatten entwerfen, können Sie auch Ihre Schaltungs- und Leiterplattenentwürfe veröffentlichen, damit andere Benutzer sie kopieren oder bearbeiten können, und davon profitieren. Außerdem haben wir unsere gesamten Schaltungs- und Leiterplattenlayouts für dieses digitale Voltmeter mithilfe von ICL7071 veröffentlicht, überprüfen Sie den untenstehenden Link:

easyeda.com/circuitdigest/Voltmeter-68b3b31dc1d548a4954d55b24f77110e

Unten finden Sie den Schnappschuss der obersten Ebene des PCB-Layouts von EasyEDA. Sie können jede Ebene (oben, unten, Oberschicht, untere Seide usw.) der Leiterplatte anzeigen, indem Sie die Ebene aus dem Fenster "Ebenen" auswählen.

Sie können die Fotoansicht der Leiterplatte auch mit EasyEDA anzeigen:

Muster online berechnen und bestellen:

Nachdem Sie das Design der Leiterplatte abgeschlossen haben, können Sie auf das Symbol der Fertigungsausgabe klicken, um zur Bestellseite für die Leiterplatte zu gelangen. Hier können Sie Ihre Platine im Gerber Viewer anzeigen oder Gerber-Dateien von Ihrer Platine herunterladen. Hier können Sie die Anzahl der zu bestellenden Leiterplatten, die Anzahl der benötigten Kupferschichten, die Leiterplattendicke, das Kupfergewicht und sogar die Leiterplattenfarbe auswählen. Nachdem Sie alle Optionen ausgewählt haben, klicken Sie auf "In Warenkorb speichern" und schließen Sie Ihre Bestellung ab. Vor kurzem haben sie ihre Leiterplattenraten deutlich gesenkt und jetzt können Sie 10 Stück 2-lagige Leiterplatten mit einer Größe von 10 cm x 10 cm nur für 2 US-Dollar bestellen.