이 프로젝트에서는 마이크로 컨트롤러를 사용하지 않고 디지털 전압계 를 만들 것 입니다. 여기 에서는 전압 측정에 매우 인기있는 IC 인 ICL7107 / CS7107을 사용하고 있습니다. ICL7107을 사용하여 정확하고 매우 저렴한 전압계를 구축 할 수 있습니다. ICL7107은 매우 낮은 전력을 소비하는 3.5 자리 아날로그 디지털 컨버터 (ADC)입니다. IC에는 측정 된 전압을 표시하기 위해 4 개의 7 세그먼트 디스플레이를 구동하는 내부 회로가 있습니다. 또한 클럭 회로와 기준 전압 소스가 있습니다.
전압계는 매우 유용한 장치이며 여러 번 편리하게 사용할 수 있기 때문에 PCB 에이 디지털 전압계를 구축하여 어디서나 쉽게 사용할 수 있습니다. 이전에 우리는 전압 측정을위한 많은 회로를 구축했습니다.
- AVR 마이크로 컨트롤러를 사용하는 0-25V 디지털 전압계
- LM3914 전압계 회로
- PIC 기반 자동차 배터리 전압 모니터링 시스템
- 배터리 모니터 회로
필요한 구성 요소:
- LM555-1
- ICL7107 / CS7107-1
- LM7805 -1
- 공통 양극 7 세그먼트 LED 디스플레이 -4
- PCB -1
- 터미널 블록 2 핀 -2
- 47k -1
- 1k -5
- 22k -1
- 10,000 -1
- 120K -1
- POT 5K -1
- 100nF -3
- 10uF -2
- 100pF -1
- 220nF -1
- 47nF -1
- 전원 공급 장치 9v / 12v -1
- LED -1
- 버그 스틱 -2
- 40 핀 IC베이스 -1
- 8 핀 IC베이스 -1
- 프로브 또는 와이어
- 1N4148 다이오드 -2
회로도 및 작동 설명:
이 디지털 전압계 회로의 작동 은 매우 간단합니다. IC 내부의 ADC는 변환기 또는 듀얼 유형 아날로그-디지털 변환기를 통합합니다. 이 IC의 내부 ADC는 측정 할 전압을 읽어 내부 기준 전압과 비교 한 다음이를 디지털 등가물로 변환합니다. 그런 다음이 디지털 등가물은 ICL7107 내부의 드라이버 회로에 의해 7 세그먼트 디스플레이 용으로 디코딩 된 다음 4 개의 7 세그먼트 LED 디스플레이에 표시됩니다. 여기서 ADC를 사용하여 전압을 측정하는 방법을 알아보고 테스트 목적으로 Arduino 출력 전력을 측정 한이 기사의 마지막 부분에 있는 데모 비디오를 확인하십시오.
여기서 저항 R1과 커패시터 C1은 ICL7107의 내부 클록 주파수를 설정하는 데 사용됩니다. 커패시터 C2는 내부 기준 전압의 변동을 필터링하고 7 개의 세그먼트 디스플레이에서 안정적인 판독 값을 제공합니다. R5는 전압계의 범위를 제어합니다. (0-20V 범위의 경우 R5 = 1K, 0-200V 범위의 경우 10K). RV1은 전압계의 전압을 교정하거나 내부 ADC에 대한 기준 전압을 설정할 수있는 전위차계입니다.
이 회로에는 네거티브 전압 표시기가있는 4 개의 공통 양극 7 세그먼트 LED 디스플레이가 포함됩니다. 이 회로는 5V 전압 공급에서 작동해야하므로 ICL7107의 손상을 방지하고 회로에 5V를 공급하기 위해 7805 전압 조정기 IC를 사용했습니다.
네거티브 전압 공급: 여기서 우리는 555 IC를 사용한 ICL7107의 26 번 핀에 네거티브 전력을 공급해야합니다. 555IC 타이머 IC는 여기에서 ASTABLE 멀티 바이브레이터로 구성됩니다. 여기서 커패시터는 변경할 수 있지만 최대 음의 전압을 선택해야합니다. 선택한 커패시턴스가 적합하지 않으면 출력에서 최대 음의 전압을 얻을 수 없습니다. 여기에서는 100nF와 10uF를 사용했습니다. 여기에서 555 타이머 IC를 사용하여 네거티브 전압을 생성하는 방법을 확인하십시오.
EasyEDA를 사용한 회로 및 PCB 설계:
EasyEDA는 회로도 캡처, 회로 시뮬레이션 및 PCB 설계를위한 원 스톱 솔루션 일뿐만 아니라 저렴한 PCB 프로토 타입 및 부품 소싱 서비스도 제공합니다. 최근에는 전자 부품 재고가 많고 사용자가 PCB 주문과 함께 필요한 부품을 주문할 수있는 부품 소싱 서비스를 시작했습니다.
회로 및 PCB를 설계하는 동안 다른 사용자가 복사 또는 편집하고 이점을 얻을 수 있도록 회로 및 PCB 설계를 공개 할 수도 있습니다. 또한 ICL7071을 사용하여이 디지털 전압계에 대한 전체 회로 및 PCB 레이아웃을 공개했습니다. , 아래 링크를 확인하십시오.
easyeda.com/circuitdigest/Voltmeter-68b3b31dc1d548a4954d55b24f77110e
아래는 EasyEDA의 PCB 레이아웃의 상단 레이어 스냅 샷이며, '레이어'창에서 레이어를 선택하여 PCB의 모든 레이어 (Top, Bottom, Topsilk, bottomsilk 등)를 볼 수 있습니다.
EasyEDA를 사용하여 PCB의 사진보기를 볼 수도 있습니다.
온라인으로 샘플 계산 및 주문:
PCB 설계를 완료 한 후 Fabrication output 아이콘을 클릭 하면 PCB 주문 페이지로 이동합니다. 여기에서 Gerber Viewer에서 PCB를 보거나 PCB의 Gerber 파일을 다운로드 할 수 있습니다. 여기서 주문하려는 PCB 수, 필요한 구리 층 수, PCB 두께, 구리 무게 및 PCB 색상까지 선택할 수 있습니다. 모든 옵션을 선택한 후 "장바구니에 저장"을 클릭하고 주문을 완료하십시오. 최근에 그들은 PCB 속도를 크게 떨어 뜨 렸고 이제는 10cm x 10cm 크기의 2 레이어 PCB 10 개를 $ 2에 주문할 수 있습니다.
EasyEDA에서 얻은 PCB 는 다음과 같습니다.
아래는 PCB에 부품을 납땜 한 후의 사진입니다.
이 프로젝트에서는 테스트 목적으로 Arduino 출력 전압을 측정했습니다. 아래 데모 비디오를 확인하십시오.