여기서 우리는 간단한 전압계를 설계 할 것입니다. 하나의 IC 칩인 LM3914 만 포함하기 때문에 간단합니다. LM3914는 선형 입력 전압 값을 기준으로 10 개의 LED를 구동하는 칩입니다.
IC는 입력 전압 값에 따라 필요한 LED를 켜서 10 진수 출력을 제공합니다. 최대 측정 입력 전압은 기준 전압과 공급 전압에 따라 달라 지므로이 기사의 뒷부분에서 논의 할 것입니다.
이 칩은 배터리 보호 회로, 전류계 회로 등을 위해 수정할 수 있지만 여기서는 전압계로 사용합니다. LM3914는 10 단계 전압계로 10 비트 모드에서 변화를 보여줍니다. 칩은 측정 입력 전압을 매개 변수로 감지하고이를 기준과 비교하여 전압이 기준의 특정 부분을 통과 할 때마다 해당 LED가 켜집니다.
이 칩은 LED를 직접 구동하도록 프로그래밍되어 있으므로 추가 저항이 필요하지 않습니다.
구성품
전원 공급 장치 (5v)
1K 저항기 (3 개)
10K 저항기 (2 개)
LM3914 IC
10 개의 LED
0.1µF 커패시터 (2 개).
브레드 보드 및 연결 와이어
회로도 및 작동
LM3914의 내부 회로는 아래 그림과 같습니다.
설명했듯이 LM3914는 10 단계 측정 장치입니다. 이것은 위의 내부 회로에 나와 있습니다. LM3914는 기본적으로 10 개의 비교기 조합입니다. 각 비교기는 음의 단자에서 기준 전압을 얻는 연산 증폭기입니다.
여기서 중요한 것은 측정 전압이 기준 전압이나 칩 공급 전압보다 높을 수 없다는 것입니다. 이것은 항상 명심해야합니다. 입력을 일정하게 유지하면서 더 높은 측정 전압을 달성하기 위해 저항 전압 분배기 회로를 사용할 것입니다. 단순히 저항을 기준으로 전압을 나눕니다.
그림에 표시된 네트워크에 의해 형성된 회로를 고려하십시오.
따라서 입력 전압이 15V, R1 = 11K, R2 = 1K이면 Vout = 15 (1/11) = 1.5V (대략)입니다.
기준 전압은 요구 사항에 따라 선택됩니다. 기준 값은 칩에 적용 할 최대 측정 전압이어야합니다. 피크 전압이 20v 인 가변 전압을 측정하는 경우 기준 20V를 선택해야합니다.
참조는 방정식으로 선택됩니다.
0-15의 전압을 측정하고 싶기 때문에 R2 = 11K = 10K + 1K, R1 = 1K를 선택해야합니다.
이를 통해 기준 전압을 Vref = 1.25 * 12 = 15V로 선택했습니다. 따라서 최대 입력 전압은 15V입니다.
그러나 기준 값이 높을수록 스텝 전압이 커지고 분해능이 낮아진다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 20V를 기준으로 2V 단계가 있다고 가정하면 2V-4V 사이의 전압은 측정 할 수 없습니다. 따라서 전압이 높을수록 정확도가 떨어집니다.
칩은 10 단이고 전압은 0-15V이기 때문에 1.5V 스텝이 있습니다. 따라서 측정 전압이 1.5V 증가 할 때마다 추가 LED가 켜집니다.
LM3914 전압계 회로 에 대해 수행되는 연결 은 다음과 같습니다.
PIN3 ---------------------------- + 5v 공급
PIN2 -------------------------------- 접지
PIN5 ----------------------------- + 가변 전압
PIN1,10,11,12,13,14,15,16,17,18 ------------------- LED에 연결
LED의 측정 수준은 다음과 같습니다.
+ 1.5V, + 3.0V, + 4.5V, + 6.0V, + 7.5V, + 9.0V, + 10.5V, + 12.0V, + 13.5V, + 15.0V.
측정 전압이 10V라고 가정하면 여섯 번째 LED가 켜집니다. 측정 전압이 12.5V라고 가정하면 9 번째 LED가 켜집니다. 따라서 1.5V 단위로 최대 15V까지 측정 할 수 있습니다.