Suunnittelemme täällä yksinkertaisen voltimittarin. Se on yksinkertainen, koska se sisältää vain yhden IC-sirun - LM3914. LM3914 on siru, joka käyttää 10 LEDiä lineaarisen tulojännitteen arvon perusteella.
IC tarjoaa desimaalilähdön sytyttämällä tarvittavan LED: n tulojännitteen arvon perusteella. Suurin mittaustulojännite vaihtelee referenssijännitteen ja syöttöjännitteen mukaan, keskustelemme siitä artikkelin myöhemmässä osassa.
Tätä sirua voidaan muokata akun suojapiirille, ampeerimittaripiirille jne., Mutta tässä käytämme sitä voltimittariin. LM3914 on 10-vaiheinen voltimittari, mikä tarkoittaa, että se näyttää vaihteluja 10-bittisessä tilassa. Siru tunnistaa mittaustulojännitteen parametrina ja vertaa sitä vertailuun, aina kun jännite ylittää tietyn referenssiosan, vastaava LED palaa.
Siru on ohjelmoitu ohjaamaan LEDiä suoraan, joten ylimääräistä vastusta ei tarvita.
Komponentit
Virtalähde (5v)
1K vastus (3kpl)
10K vastus (2kpl)
LM3914 IC
10 LEDiä
0,1 uF kondensaattori (2 kpl).
Leipälauta ja liitäntäjohdot
Piirikaavio ja työskentely
LM3914: n sisäinen piiri on esitetty alla olevassa kuvassa:
Kuten on todettu, LM3914 on 10-vaiheinen mittayksikkö. Tämä näkyy yllä olevassa sisäisessä piirissä. LM3914 on periaatteessa 10 vertailijan yhdistelmä. Jokainen vertailija on op-amp, jonka negatiivinen napa saa vertailujännitteen.
Nyt on tärkeää, että mittausjännite ei voi olla korkeampi kuin vertailujännite tai sirun syöttöjännite. Tämä on aina pidettävä mielessä. Suuremman mittausjännitteen saavuttamiseksi tulovakiona pidämme vastusjännitteen jakajapiiriä. Se yksinkertaisesti jakaa jännitteen vastusten perusteella.
Harkitse piirin, jonka verkko muodostaa kuvassa:
Joten tulojännitteellä 15V, R1 = 11K, R2 = 1K, meillä on Vout = 15 (1/11) = 1,5 V (noin).
Referenssijännite valitaan vaatimusten perusteella. Viitearvon on oltava suurin mittausjännite, jonka aiotaan käyttää sirulle. Jos mittaamme muuttuvaa jännitettä huippujännitteellä 20v, meidän tulisi valita referenssi 20V.
Viite valitaan yhtälöllä:
Koska haluamme mitata jännitteitä 0-15, meidän on valittava R2 = 11K = 10K + 1K, R1 = 1K.
Tällä olemme valinneet vertailujännitteen arvoksi Vref = 1,25 * 12 = 15V. Joten meillä on suurin syöttöjännite 15V.
On kuitenkin tärkeää muistaa, että korkeampi viitearvo on suurempi askeljännite ja pienempi resoluutio. Sano 20V: n viitteellä, että meillä on 2V: n vaihe, mitään jännitettä 2V-4V välillä ei voida mitata. Joten suuremmalla jännitteellä tarkkuus on pienempi.
Koska siru on 10-vaiheinen ja jännite on 0-15 V, meillä on 1,5 V: n vaihe. Joten jokaisen jännitteen mittauksen 1,5 V: n lisäyksellä uusi LED palaa.
LM3914-volttimittaripiirille tehdyt liitännät ovat seuraavat:
PIN3 ---------------------------- + 5v syöttö
PIN2 -------------------------------- maa
PIN5 ----------------------------- + vaihteleva jännite
PIN1,10,11,12,13,14,15,16,17,18 ------------------- kytketty LEDeihin
LED: n mittaustaso menee, + 1,5 V, + 3,0 V, + 4,5 V, + 6,0 V, + 7,5 V, + 9,0 V, + 10,5 V, + 12,0 V, + 13,5 V, + 15,0 V.
Sano, että mittausjännite on 10 V, kuudes LED palaa. Sano, että mittausjännite on 12,5 V, yhdeksäs LED palaa. Joten 1,5 V: n välein voimme mitata jopa 15 V.