מעגל מד מתח דיגיטלי פשוט עם pcb באמצעות icl7107

בפרויקט זה אנו הולכים לבנות מד מתח דיגיטלי מבלי להשתמש במיקרו-בקר כלשהו. כאן אנו משתמשים ב- IC פופולרי מאוד למדידת מתח כלומר ICL7107 / CS7107. באמצעות ICL7107 נוכל לבנות מד מתח מדויק בעלות נמוכה מאוד. ICL7107 הוא ממיר אנלוגי לדיגיטלי בן 3.5 ספרות (ADC) אשר צורך כוח נמוך מאוד. ל- IC יש מעגל פנימי לנהיגה של ארבעה תצוגת שבע קטעים להצגת המתח הנמדד. יש לו גם מעגל שעון ומקור מתח ייחוס.

מד מתח הוא מכשיר שימושי מאוד ומגיע מאוד פעמים רבות, לכן בנינו מד מתח דיגיטלי זה על גבי PCB כך שניתן יהיה להשתמש בו בכל מקום בקלות. בעבר בנינו מעגלים רבים למדידת המתח:

מד מתח דיגיטלי 0-25V באמצעות מיקרו בקר AVR
מעגל מד מתח LM3914
מערכת ניטור מתח סוללות לרכב מבוסס PIC
מעגל צג סוללות

רכיבים נדרשים:

LM555 -1
ICL7107 / CS7107 -1
LM7805 -1
אנודה נפוצה שבעה קטעים תצוגת LED -4
PCB -1
מסוף 2 פינים -2
47k -1
1k -5
22k -1
10K -1
120K -1
סיר 5K -1
100nF -3
10uF -2
100pF -1
220nF -1
47nF -1
ספק כוח 9v / 12v -1
נורית -1
ברג מקלות -2
בסיס IC 40 פינים -1
בסיס IC 8 פינים -1
בדיקה או חוט
1N4148 דיודה -2

תרשים מעגלים והסבר עבודה:

העבודה של מעגל המתח הדיגיטלי הזה היא פשוטה מאוד. ADC בתוך ה- IC משלב ממיר או ממיר אנלוגי לדיגיטלי מסוג כפול. ADC פנימי של IC זה קורא את המתח שיש למדוד והשווה אותו עם מתח ייחוס פנימי וממיר את זה למקביל הדיגיטלי. ואז המקבילה הדיגיטלית הזו מפוענחת לתצוגות של שבעה קטעים על ידי מעגל הנהג בתוך ICL7107 ואז מוצגת על גבי ארבעה שבעה קטעי תצוגת LED. למד כאן כיצד ניתן להשתמש ב- ADC למדידת מתח ולבדוק את סרטון ההדגמה בסוף מאמר זה, שם מדדנו את כוח הפלט של Arduino למטרות בדיקה.

כאן הנגד R1 והקבל C1 משמשים לקביעת תדירות השעון הפנימי של ICL7107. קבלים C2 מסננים את התנודות במתח הייחוס הפנימי ומספק קריאה יציבה בשבעה תצוגות קטע. R5 אחראי על השליטה בטווח מד המתח. (R5 = 1K לטווח 0-20V ו -10K לטווח 0-200V). RV1 הוא פוטנציומטר שיכול לשמש לכיול המתח של מד המתח, או להגדיר את מתח הייחוס ל- ADC פנימי.

מעגל זה כולל 4 נוריות נפוצות עם שבעה פלחים של אנודות המוצגות עם מחוון מתח שלילי. יש להפעיל את המעגל הזה באספקת מתח 5V, לכן השתמשנו בווסת מתח 7805 כדי לספק 5V למעגל וכן למניעת הנזק של ICL7107.

אספקת מתח שלילית: כאן עלינו לתת כוח שלילי למספר 26 של ה- ICL7107, שעבורו השתמשנו ב- 555 IC. טיימר IC 555IC מוגדר כאן כמולטיברטור ASTABLE. ניתן לשנות את הקבל כאן, אולם יש לבצע את הבחירה למתח שלילי מקסימלי. אם הקיבול שנבחר אינו מתאים היטב, איננו יכולים לקבל מתח שלילי מקסימלי ביציאה. כאן השתמשנו ב- 100nF ו- 10uF. בדוק כאן כיצד נוכל להשתמש ב- 555 טיימר IC ליצירת מתח שלילי.

עיצוב מעגלים ו- PCB באמצעות EasyEDA:

EasyEDA הוא לא רק הפיתרון החד-פעמי ללכידה סכמטית, הדמיית מעגלים ותכנון PCB, אלא הם מציעים גם שירות עלות נמוכה למחשבי PCB ושירות המקור לרכיבים. לאחרונה הם השיקו את שירות המקור לרכיבים שבו יש להם מלאי גדול של רכיבים אלקטרוניים ומשתמשים יכולים להזמין את הרכיבים הנדרשים שלהם יחד עם הזמנת ה- PCB.

תוך כדי תכנון המעגלים וה- PCB שלך, אתה יכול גם להפוך את עיצובים המעגלים וה- PCB שלך לציבוריים כך שמשתמשים אחרים יוכלו להעתיק או לערוך אותם ויכולים להפיק תועלת משם, הפכנו גם את כל פריסות המעגלים וה- PCB לציבוריות עבור מד מתח דיגיטלי זה באמצעות ICL7071, בדוק את הקישור שלהלן:

easyeda.com/circuitdigest/Voltmeter-68b3b31dc1d548a4954d55b24f77110e

להלן תמונת המצב של השכבה העליונה של פריסת ה- PCB מבית EasyEDA, באפשרותך להציג כל שכבה (למעלה, תחתון, טופסילק, חלק תחתון וכו ') של ה- PCB על ידי בחירת השכבה בחלון' שכבות '.

אתה יכול גם לראות תצוגת תמונות של PCB באמצעות EasyEDA:

חישוב והזמנת דוגמאות באופן מקוון:

לאחר השלמת העיצוב של PCB, תוכלו ללחוץ על סמל פלט הייצור , שייקח אתכם לדף הזמנת PCB. כאן תוכל להציג את ה- PCB שלך ב- Gerber Viewer או להוריד קבצי Gerber של ה- PCB שלך. כאן תוכלו לבחור את מספר ה- PCB שאתם רוצים להזמין, כמה שכבות נחושת אתם צריכים, את עובי ה- PCB, את משקל הנחושת ואפילו את צבע ה- PCB. לאחר שבחרת בכל האפשרויות, לחץ על "שמור לעגלה" והשלם את הזמנתך. לאחרונה הם הורידו את שיעורי ה- PCB שלהם באופן משמעותי ועכשיו תוכלו להזמין 10 יחידות PCB דו שכבתי בגודל 10 ס"מ x 10 ס"מ רק תמורת 2 דולר.