In questo articolo impariamo come costruire un voltmetro digitale e un amperometro digitale modulo circuito combinato per misurare volt DC e corrente attraverso diverse gamme, digitalmente.

Introduzione

I parametri elettrici come la tensione e la corrente sono intrinsecamente associati all’elettronica e agli ingegneri elettronici.

Qualsiasi circuito elettronico sarebbe solo incompleto senza un’adeguata fornitura di livelli di tensione e corrente.

La nostra rete AC fornisce una tensione alternata al potenziale di 220 V, per l’implementazione di queste tensioni nei circuiti elettronici incorporiamo adattatori di alimentazione DC che riducono efficacemente le tensioni AC di rete.

Tuttavia, la maggior parte degli alimentatori non include sistemi di monitoraggio della potenza, il che significa che le unità non incorporano misuratori di tensione o corrente per visualizzare le grandezze rilevanti.

Principalmente gli alimentatori commerciali utilizzano modi semplici per visualizzare le tensioni come un quadrante calibrato o normali misuratori a bobina mobile. Questi possono essere OK fintanto che le operazioni elettroniche coinvolte non sono critiche, ma per le operazioni elettroniche complesse e sensibili e la risoluzione dei problemi, un sistema di monitoraggio hi-end diventa imperativo.

Un voltmetro digitale e un amperometro diventano molto utili per il monitoraggio di tensioni e corrente perfettamente senza compromettere i parametri di sicurezza.

Un circuito voltmetro e amperometro digitale interessante e preciso è stato spiegato nel presente articolo che può essere facilmente costruito a casa, tuttavia l’unità richiederà un PCB ben progettato per precisione e perfezione.

Funzionamento del circuito

Il circuito impiega IC 3161 e 3162 per l’elaborazione richiesta dei livelli di tensione e corrente in ingresso.

Le informazioni elaborate possono essere lette direttamente su tre moduli di visualizzazione anodo comune a 7 segmenti.

Il circuito richiede una sezione di alimentazione ben regolata da 5 volt per il funzionamento del circuito e dovrebbe essere incluso senza errori poiché l’IC richiede rigorosamente un’alimentazione da 5 volt per funzionare correttamente.

I display sono alimentati da transistor individuali che assicurano che i display siano illuminati brillantemente.

I transistor sono BC640, tuttavia puoi provare altri transistor come 8550 o 187 ecc.

Il voltmetro digitale proposto, modulo circuito amperometro può essere efficacemente utilizzato con un alimentatore per indicare la tensione e il consumo di corrente dal carico collegato attraverso i moduli collegati.

Riferendosi allo schema elettrico qui sotto, il modulo display digitale a 3 cifre è costruito attraverso l’ICS CA 3162 che è un convertitore analogico-digitale IC, e il complementare CA 3161 IC che è BCD a 7 segmenti decoder IC, entrambi questi IC sono fabbricati da RCA.

Come funzionano i display

I display a 7 segmenti utilizzati sono di tipo anodo comune e sono collegati attraverso i driver a transistor T1 a T3 mostrati per indicare le letture pertinenti.

Il circuito include la funzione per la selezione del punto decimale secondo le specifiche e l’intervallo di carico.

Ad esempio nelle letture di tensione, quando il punto decimale si illumina a LD3 significa un intervallo di 100mV.

Per la misurazione della corrente la funzione di selezione consente di scegliere tra un paio di intervalli, ovvero da 0 a 9.99, e l’altro da 0 a 0.999 ampere (utilizzando il link b). Il che implica che il resistore di rilevamento della corrente sia un resistore da 0,1 ohm o da 1 ohm, come mostrato nello schema seguente:

Per garantire che R6 non abbia alcun effetto sulla tensione di uscita, questo resistore deve essere posizionato prima della rete del divisore di tensione che diventa responsabile del controllo della tensione di uscita.

S1 che è un interruttore DPDT viene utilizzato per selezionare la tensione o la lettura corrente secondo le preferenze degli utenti.

Con questo interruttore impostato per misurare la tensione P4 insieme a R1 fornisce un’attenuazione di circa 100 per la tensione di ingresso alimentata.

Inoltre, il punto D è abilitato a un livello di tensione inferiore per consentire l’illuminazione del punto decimale sul modulo LS e la figura “V” diventa luminosa.

Con l’interruttore di selezione tenuto verso la gamma Amp, la caduta di tensione acquisita attraverso il resistore di rilevamento viene applicata direttamente ai punti degli ingressi Hi-Low di IC1 che è il modulo DAC.

Il valore significativamente basso dei resistori di rilevamento garantisce un effetto trascurabile sul risultato del divisore di tensione.

Campi di regolazione per i display

Troverete 4 campi di regolazione forniti nel modulo del circuito amperometro voltmetro digitale proposto.

P1: per annullare l’intervallo di corrente.

P2: Per consentire la calibrazione del fondo scala dell’intervallo di corrente.

P3: per annullare l’intervallo di tensione.

P4: Per consentire la calibrazione del fondo scala del campo di tensione.

Si raccomanda che i preset sono regolati nell’ordine di cui sopra solo in cui P1, e P3 opportunamente utilizzati per annullare correttamente i rispettivi parametri del modulo.

P1 aiuta a compensare il valore di consumo di corrente di riposo del regolatore, che si traduce in una piccola deviazione negativa attraverso il loro intervallo di tensione, che a sua volta è effettivamente compensata da P3.

Il modulo di visualizzazione tensione/corrente funziona utilizzando l’alimentazione non regolamentata dalla fonte di alimentazione senza problemi (non superare i 35 V max), notare il punto E e F nella seconda figura sopra. In tal caso il raddrizzatore a ponte B1 può essere eliminato.

Il sistema potrebbe essere progettato come un duplice per acquisire letture V e I simultanee. Dovrebbe essere riconosciuto, tuttavia, che il resistore di rilevamento della corrente è cortocircuitato per mezzo dei collegamenti di terra ogni volta che i due dispositivi sono forniti dalla fonte identica. Ci sono fondamentalmente due metodi per sconfiggere questo disturbo.

Il primo consiste nel collegare il modulo V da una sorgente diversa, mentre il modulo l dall’alimentazione “host”. Il secondo è molto più aggraziato e richiede aree di cablaggio duro E sul lato sinistro del resistore di rilevamento della corrente.

Tieni presente, anche se, che la più alta lettura V possibile in quel caso si trasforma in 20.0 V (R6 declina l V max.), perché la tensione al pin ll di solito non supererà l. 2 V.

Tensioni più grandi tendono ad essere mostrate scegliendo la qualità della corrente più bassa, ‘ cioè, R6 diventa 0R1. Istanza: R6 scende di 0,5 V con un utilizzo corrente di 5 A, per garantire 1.2-0.5 = 0.7 V continua ad essere per la lettura della tensione, la cui visualizzazione ottimale è in quel caso 100 x 0.7: 70 V Proprio come prima, questi tipi di complicazioni si sviluppano semplicemente ogni volta che un paio di queste unità vengono impiegate tutte in un’unica alimentazione.

Progettazione del PWB per la fabbricazione dei moduli sopra discussi