Схема подключения цифрового ампервольтметра. Цифровой вольтметр: схема подключения, принцип работы и сборка

#define Data1 Portc.f1

Схема

Подано: Electronic Projects
Tagged с: AC, Display, PIC 16F76, Voltmeter
9979

вы находитесь здесь: домашняя страница :: проекты :: Инструменты и измерения :: измерительные приборы :: Цифровой вольтметр со светодиодным дисплеем

лицевая сторона
Авторские права на эту схему принадлежат smart kit electronics. На этой странице мы будем использовать эту схему для обсуждения улучшений и внесем некоторые изменения на основе оригинальной схемы.

Общее описание
Это простой в сборке, но тем не менее очень точный и полезный цифровой вольтметр.

Технические характеристики — характеристики
Напряжение питания: …… +/- 5 В (симметричное)
Требования к питанию: ….. 200 мА (максимум)
Диапазон измерения : ………. +/- 0–1999 В пост. тока в четырех диапазонах
Точность: . …………………. 0,1 %
ХАРАКТЕРИСТИКИ
— Небольшой размер
— Простая конструкция
— Низкая стоимость.
— Простая регулировка.
— Легко читается на расстоянии.
— Несколько внешних компонентов.

Как это работает
Для понимания принципа работы схемы необходимо объяснить, как работает микросхема АЦП. Эта ИС имеет следующие очень важные особенности:
— Высокая точность.
— На него не влияет шум.
— Нет необходимости в схеме выборки и удержания.
— Имеет встроенные часы.
— Нет необходимости во внешних компонентах высокой точности.

Схема (фиксированная 22-2-04)

Схема контактов 7-сегментного дисплея MAN6960

Аналого-цифровой преобразователь (далее АЦП) более известен как преобразователь с двойной крутизной или интегрирующий преобразователь. Этот тип преобразователя обычно предпочтительнее других типов, поскольку он обеспечивает точность, простоту конструкции и относительную независимость от шума, что делает его очень надежным. Работу схемы лучше понять, если описать ее в два этапа. На первом этапе и за заданный период входное напряжение интегрируется, а на выходе интегратора в конце этого периода появляется напряжение, прямо пропорциональное входному напряжению. В конце заданного периода на интегратор подается внутреннее опорное напряжение, и выход схемы постепенно уменьшается, пока не достигнет уровня нулевого опорного напряжения. Эта вторая фаза известна как период отрицательного наклона, и ее продолжительность зависит от выходного сигнала интегратора в первый период. Поскольку продолжительность первой операции является фиксированной, а продолжительность второй переменной, можно сравнить их, и таким образом входное напряжение фактически сравнивается с внутренним эталонным напряжением, а результат кодируется и отправляется на дисплей. .

задняя сторона

Все это звучит довольно просто, но на самом деле это серия очень сложных операций, которые выполняются микросхемой АЦП с помощью нескольких внешних компонентов, которые используются для настройки схемы для работы. Подробно схема работает следующим образом. Измеряемое напряжение прикладывается к точкам 1 и 2 схемы и через цепь R3, R4 и C4, наконец, прикладывается к контактам 30 и 31 микросхемы. Это вход микросхемы, как видно из ее схемы. (IN HIGH и IN LOW соответственно). Резистор R1 вместе с C1 используется для установки частоты внутреннего генератора (тактового генератора), который установлен примерно на 48 Гц. При такой тактовой частоте примерно три разных показания в секунду. Конденсатор C2, подключенный между выводами 33 и 34 микросхемы, был выбран для компенсации ошибки, вызванной внутренним опорным напряжением, а также для поддержания стабильного состояния дисплея. Конденсатор C3 и резистор R5 вместе составляют схему, которая выполняет интеграцию входного напряжения и в то же время предотвращает любое разделение входного напряжения, делая схему более быстрой и надежной, поскольку вероятность ошибки значительно снижается. Конденсатор С5 заставляет прибор показывать ноль при отсутствии напряжения на его входе. Резистор R2 вместе с P1 используются для настройки прибора во время настройки, чтобы он отображал ноль, когда на входе ноль. Резистор R6 регулирует ток, протекающий через дисплеи, чтобы обеспечить достаточную яркость без их повреждения. Микросхема, как мы уже упоминали выше, способна управлять четырьмя светодиодными дисплеями с общим анодом. Три крайних правых дисплея соединены так, что могут отображать все числа от 0 до 9.в то время как первый слева может отображать только цифру 1 и при отрицательном напряжении знак «-». Вся схема работает от симметричного ρ Питание 5 В постоянного тока, которое подается на контакты 1 (+5 В), 21 (0 В) и 26 (-5 В) микросхемы.

Конструкция
Прежде всего, давайте рассмотрим несколько основ построения электронных схем на печатной плате. Плата изготовлена ​​из тонкого изоляционного материала, покрытого тонким слоем проводящей меди, форма которой позволяет сформировать необходимые проводники между различными компонентами схемы. Использование правильно спроектированной печатной платы очень желательно, так как это значительно ускоряет сборку и снижает вероятность ошибок. Для защиты платы при хранении от окисления и гарантии того, что она попадет к вам в идеальном состоянии, при производстве медь лужится и покрывается специальным лаком, предохраняющим ее от окисления, а также облегчающим пайку.
Припаивание компонентов к плате — единственный способ собрать схему, и от того, как вы это сделаете, во многом зависит ваш успех или неудача. Эта работа не очень сложная, и если вы будете придерживаться нескольких правил, у вас не должно возникнуть проблем. Паяльник, который вы используете, должен быть легким, а его мощность не должна превышать 25 Вт. Наконечник должен быть в порядке и всегда должен содержаться в чистоте. Для этого очень удобны специально изготовленные губки, которые держат во влажном состоянии и время от времени можно протирать ими горячий наконечник, чтобы удалить все остатки, которые имеют свойство скапливаться на нем.
ЗАПРЕЩАЕТСЯ обрабатывать напильником или наждачной бумагой грязный или изношенный наконечник. Если наконечник невозможно очистить, замените его. На рынке представлено множество различных типов припоев, и вы должны выбрать качественный припой, который содержит необходимый флюс в своей сердцевине, чтобы каждый раз обеспечивать идеальное соединение.
НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ флюс для пайки, кроме того, который уже включен в ваш припой. Слишком большой поток может вызвать много проблем и является одной из основных причин неисправности схемы. Если все-таки вам придется использовать дополнительный флюс, как это бывает при лужении медных проводов, то после окончания работы очень тщательно очистите его.
Для правильной пайки компонента необходимо сделать следующее:
— Зачистить выводы компонента небольшим кусочком наждачной бумаги.
— Согните их на правильном расстоянии от корпуса компонента и вставьте компонент на место на плате.
— Иногда вы можете найти компонент с более толстыми проводами, чем обычно, которые слишком толсты, чтобы войти в отверстия ПК. доска. В этом случае используйте мини-дрель, чтобы немного увеличить отверстия. Не делайте отверстия слишком большими, так как впоследствии это затруднит пайку.

Размещение деталей

Размеры печатной платы: 77,6 мм x 44,18 мм или умножьте на 35% где лидерство выходит из доски. Наконечник утюга должен касаться грифеля чуть выше п.к. доска.
— Когда припой начнет плавиться и течь, дождитесь, пока он равномерно покроет область вокруг отверстия, а флюс закипит и выйдет из-под припоя. Вся операция не должна занимать более 5 секунд. Снимите утюг и дайте припою остыть естественным образом, не дуя на него и не перемещая компонент. Если все сделано правильно, то поверхность стыка должна иметь блестящий металлический блеск, а его края должны плавно заканчиваться на выводе компонента и дорожке платы. Если припой выглядит тусклым, потрескавшимся или имеет форму капли, значит, вы сделали сухое соединение, и вам следует удалить припой (с помощью насоса или фитиля для припоя) и переделать.
— Следите за тем, чтобы гусеницы не перегревались, так как их очень легко снять с доски и сломать.
— Когда вы припаиваете чувствительный компонент, рекомендуется удерживать вывод со стороны компонента с помощью пары плоскогубцев, чтобы отвести любое тепло, которое может повредить компонент.
— Убедитесь, что вы не используете больше припоя, чем необходимо, так как вы рискуете закоротить соседние дорожки на плате, особенно если они расположены очень близко друг к другу.
— Когда вы закончите работу, отрежьте лишние выводы компонентов и тщательно очистите плату подходящим растворителем, чтобы удалить все остатки флюса, которые могут остаться на ней.

Как рекомендуется начать работу с определения компонентов и разделения их на группы. В конструкции этого проекта есть два момента, на которые следует обратить внимание:
. Во-первых, микросхемы дисплея размещаются с медной стороны платы, а во-вторых, соединение перемычек, отмеченное пунктирной линией на стороне компонентов, на той же стороне. место, где расположены дисплеи, не является единственной перемычкой, но ее следует менять в зависимости от использования прибора. Эта перемычка используется для управления десятичной точкой на дисплее.
Если вы собираетесь использовать прибор только для одного диапазона, вы можете установить перемычку между крайним правым отверстием на плате и отверстием, соответствующим нужному положению десятичной точки для вашего конкретного приложения. Если вы планируете использовать вольтметр в разных диапазонах, вам следует использовать однополюсный трехпозиционный переключатель, чтобы переместить десятичную точку в правильное место для выбранного диапазона измерения. (Этот переключатель желательно совместить с переключателем, который фактически используется для изменения чувствительности прибора).
Помимо этого соображения и того факта, что небольшой размер платы и большое количество соединений на ней требуют очень тонкого паяльника, конструкция проекта очень проста.
Вставьте гнездо IC и припаяйте его на место, припаяйте выводы, продолжайте резисторами, конденсаторами и многооборотным подстроечным резистором P1. Переверните плату и очень аккуратно припаяйте микросхемы дисплея с медной стороны платы. Не забудьте проверить стыки основания микросхемы, так как один ряд будет закрыт дисплеями, и будет невозможно увидеть какую-либо ошибку, которую вы могли допустить после того, как припаяли дисплеи на место.
Значение R3 фактически определяет диапазон измерения вольтметра, и если вы предусмотрите какие-либо средства для переключения различных резисторов вместо него, вы сможете использовать прибор в диапазоне напряжений.
Сменные резисторы см. в таблице ниже:
0–2 В ………… R3 = 0 Ом 1 %
0–20 В ………… R3 = 1,2 кОм 1 %
0–200 В ………. R3 = 12 кОм 1 %
0–2000 В ……… R3 = 120 кОм 1 %
При наличии закончил всю пайку на плате и вы уверены, что все в порядке можно вставлять микросхему на место. ИС представляет собой КМОП и очень чувствительна к статическому электричеству. Он упакован в алюминиевую фольгу для защиты от статических разрядов, и с ним следует обращаться очень осторожно, чтобы не повредить его. Старайтесь не касаться его контактов руками и держите цепь и ваше тело под потенциалом земли, когда вы вставляете ее на место.
Подключите цепь к подходящему источнику питания ρ 5 В постоянного тока и включите питание. Дисплеи должны немедленно загореться и сформировать число. Замкните накоротко вход (0 В) и регулируйте подстроечный резистор Р1 до тех пор, пока на дисплее не появится точно «0».

Детали
R1 180K
R2 22K
R3 12K
R4 1M
R5 470K
R6 560 OHM
C1 100PF
C2, C6, C7 100NF
C3 47N

907. 907. 907. 907. 907. 907. 907. 907. 907. 907. 907. 907. 907. 907.


C2, C6.0507 P1 20k триммер многооборотный
U1 ICL 7107
LD1,2,3,4 MAN 6960 светодиодные дисплеи с общим анодом

Если не работает
Проверьте свою работу на возможные сухие соединения, перемычки между соседними дорожками или остатки паяльного флюса которые обычно вызывают проблемы.