Mạch vôn kế kỹ thuật số đơn giản với pcb sử dụng icl7107

Trong dự án này, chúng tôi sẽ chế tạo một Vôn kế kỹ thuật số mà không cần sử dụng bất kỳ bộ vi điều khiển nào. Ở đây chúng tôi đang sử dụng một IC rất phổ biến để đo điện áp là ICL7107 / CS7107. Sử dụng ICL7107, chúng tôi có thể chế tạo vôn kế chính xác và chi phí rất thấp. ICL7107 là bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang kỹ thuật số (ADC) 3,5 chữ số tiêu thụ điện năng rất thấp. IC có mạch bên trong để điều khiển màn hình bốn bảy đoạn để hiển thị điện áp đo được. Nó cũng có một mạch đồng hồ và một nguồn điện áp tham chiếu.

Vôn kế là thiết bị rất hữu ích và rất tiện dụng nhiều lần, đó là lý do tại sao chúng tôi đã xây dựng Vôn kế kỹ thuật số này trên PCB để nó có thể được sử dụng ở mọi nơi một cách dễ dàng. Trước đây, chúng tôi đã chế tạo nhiều mạch để đo Điện áp:

Vôn kế kỹ thuật số 0-25V sử dụng Vi điều khiển AVR
Mạch vôn kế LM3914
Hệ thống giám sát điện áp ắc quy ô tô dựa trên PIC
Mạch theo dõi pin

Các thành phần bắt buộc:

LM555 -1
ICL7107 / CS7107 -1
LM7805 -1
Cực dương chung Màn hình LED bảy đoạn -4
PCB -1
Khối đầu cuối 2 pin -2
47k -1
1k -5
22k -1
10 nghìn -1
120 nghìn -1
LẨU 5K -1
100nF -3
10uF -2
100pF -1
220nF -1
47nF -1
Nguồn điện 9v / 12v -1
LED -1
Berg gậy -2
Đế IC 40 chân -1
8 chân đế IC -1
Đầu dò hoặc dây
1N4148 Diode -2

Sơ đồ mạch và giải thích hoạt động:

Hoạt động của Mạch Vôn kế Kỹ thuật số này rất đơn giản. ADC bên trong IC được tích hợp bộ chuyển đổi tín hiệu Dual type Analog sang digital. ADC bên trong của IC này đọc điện áp cần đo và so sánh nó với điện áp tham chiếu bên trong và chuyển đổi điện áp đó thành điện áp tương đương kỹ thuật số. Sau đó, tương đương kỹ thuật số này được giải mã cho Màn hình bảy đoạn bằng mạch trình điều khiển bên trong ICL7107 và sau đó được hiển thị trên màn hình LED Bốn bảy đoạn. Tìm hiểu ở đây cách ADC có thể được sử dụng để đo Điện áp và kiểm tra Video trình diễn ở cuối bài viết này, nơi chúng tôi đã đo công suất đầu ra của Arduino cho mục đích thử nghiệm.

Ở đây điện trở R1 và tụ điện C1 được sử dụng để đặt tần số của xung nhịp bên trong ICL7107. Tụ điện C2 lọc sự dao động của điện áp tham chiếu bên trong và cung cấp khả năng đọc ổn định trên màn hình bảy đoạn. R5 có nhiệm vụ điều khiển phạm vi của vôn kế. (R5 = 1K cho dải 0-20V và 10K cho dải 0-200V). RV1 là một chiết áp có thể được sử dụng để hiệu chỉnh điện áp của vôn kế hoặc có thể được đặt điện áp tham chiếu cho ADC bên trong.

Mạch này bao gồm 4 Màn hình LED 7 đoạn Anode chung với chỉ báo điện áp âm. Mạch này nên hoạt động ở nguồn điện áp 5V, đó là lý do tại sao chúng tôi đã sử dụng IC ổn áp 7805 để cấp 5v cho mạch cũng như chống hư ICL7107.

Cung cấp điện áp âm: Ở đây chúng ta cũng cần cấp nguồn âm cho chân số 26 của ICL7107, mà chúng ta đã sử dụng IC 555. IC hẹn giờ 555IC được cấu hình ở đây là bộ điều khiển đa nhịp ASTABLE. Tụ điện ở đây có thể được thay đổi tuy nhiên việc lựa chọn nên theo đuổi điện áp âm tối đa. Nếu điện dung được chọn không phù hợp, thì chúng ta không thể có được điện áp âm cực đại ở đầu ra. Ở đây chúng tôi đã sử dụng 100nF và 10uF. Kiểm tra ở đây cách chúng ta có thể sử dụng IC hẹn giờ 555 để tạo ra Điện áp âm.

Thiết kế mạch và PCB sử dụng EasyEDA:

EasyEDA không chỉ là giải pháp duy nhất để chụp sơ đồ, mô phỏng mạch và thiết kế PCB, họ còn cung cấp dịch vụ Tìm nguồn cung ứng linh kiện và nguyên mẫu PCB với chi phí thấp. Gần đây, họ đã tung ra dịch vụ tìm nguồn cung ứng linh kiện, nơi họ có một lượng lớn linh kiện điện tử và người dùng có thể đặt hàng các thành phần cần thiết của họ cùng với đơn đặt hàng PCB.

Trong khi thiết kế mạch và PCB của bạn, bạn cũng có thể công khai thiết kế mạch và PCB của mình để người dùng khác có thể sao chép hoặc chỉnh sửa chúng và có thể hưởng lợi từ đó, chúng tôi cũng đã công khai toàn bộ bố trí Mạch và PCB cho Vôn kế kỹ thuật số này bằng ICL7071, hãy kiểm tra liên kết dưới đây:

easyeda.com/circuitdigest/Voltmeter-68b3b31dc1d548a4954d55b24f77110e

Dưới đây là Ảnh chụp nhanh của lớp trên cùng của bố cục PCB từ EasyEDA, bạn có thể xem bất kỳ Lớp nào (Trên cùng, Dưới cùng, Topsilk, bottom, v.v.) của PCB bằng cách chọn lớp tạo thành Cửa sổ 'Lớp'.

Bạn cũng có thể xem Chế độ xem ảnh của PCB bằng EasyEDA:

Tính toán và đặt hàng mẫu trực tuyến:

Sau khi hoàn thành việc thiết kế PCB, bạn có thể nhấp vào biểu tượng của đầu ra Chế tạo , sẽ đưa bạn đến trang đặt hàng PCB. Tại đây, bạn có thể xem PCB của mình trong Gerber Viewer hoặc tải xuống các tệp Gerber trên PCB của bạn. Tại đây bạn có thể chọn số lượng PCB mà bạn muốn đặt hàng, bao nhiêu lớp đồng bạn cần, độ dày PCB, trọng lượng đồng và thậm chí cả màu sắc của PCB. Sau khi bạn đã chọn tất cả các tùy chọn, hãy nhấp vào “Lưu vào giỏ hàng” và hoàn tất đơn đặt hàng của bạn. Gần đây, họ đã giảm tỷ lệ PCB đáng kể và bây giờ bạn có thể đặt hàng 10 chiếc PCB 2 lớp với kích thước 10cm x 10cm chỉ với 2 đô la.