Овде ћемо дизајнирати једноставан волтметар. Једноставно је јер укључује само један ИЦ чип - ЛМ3914. ЛМ3914 је чип који покреће 10 ЛЕД на основу линеарне вредности улазног напона.
ИЦ даје децимални излаз осветљавањем потребне ЛЕД диоде на основу вредности улазног напона. Максимални улазни напон за мерење варира у зависности од референтног напона и напона напајања, о томе ћемо размотрити у даљем делу чланка.
Овај чип се може модификовати за заштитни круг батерије, круг амперметра итд., Али овде га користимо за волтметар. ЛМ3914 је волтметар са 10 степени, што значи да показује варијације у 10-битном режиму. Чип осети мерни улазни напон као параметар и упоређује га са референтним, сваки пут када напон пређе одређени референтни део одговарајућа ЛЕД лампица засија.
Чип је програмиран да директно управља ЛЕД диодама, тако да није потребан додатни отпор.
Компоненте
Напајање (5в)
1К отпорник (3комад)
Отпорник 10К (2комад)
ЛМ3914 ИЦ
10 ЛЕД диода
Кондензатор 0,1µФ (2 комада).
Табла и прикључне жице
Кружни дијаграм и рад
Унутрашњи круг ЛМ3914 приказан је на доњој слици:
Као што је расправљено, ЛМ3914 је мерна јединица од 10 степени. Ово је приказано у горњем интерном колу. ЛМ3914 је у основи комбинација 10 компаратора. Сваки компаратор је оптичко појачало са референтним напоном на негативном прикључку.
Овде је сада најважније да мерни напон не може бити већи од референтног напона или напона напајања чипа. Ово се увек мора имати на уму. За постизање већег мерног напона, одржавајући улазну константу, користићемо круг отпорника напона отпора. Једноставно дели напон на основу отпорника.
Размотрите коло формирано мрежом приказано на слици:
Дакле, са улазним напоном 15В, Р1 = 11К, Р2 = 1К имамо Воут = 15 (1/11) = 1,5В (приближно).
Референтни напон се бира на основу захтева. Референтна вредност мора бити максимални мерни напон који ћемо применити на чип. Ако меримо променљиви напон са вршним напоном од 20в, требало би да одаберемо референцу од 20В.
Референца се бира једначином:
Пошто желимо да меримо напоне од 0-15, морамо да изаберемо Р2 = 11К = 10К + 1К, Р1 = 1К.
Овим смо одабрали референтни напон за Вреф = 1,25 * 12 = 15В. Тако имамо максимални улазни напон до 15В.
Међутим, важно је запамтити да је већа референтна вредност већа напон корака и нижа резолуција. Рецимо да са референцом од 20В имамо корак од 2В, било који напон између 2В-4В није мерљив. Дакле, са вишим напоном имамо мању тачност.
Будући да је чип 10-степени и напон је од 0-15В, имамо корак од 1,5В. Тако са сваким кораком од 1,5 В у мерењу напона, додатна ЛЕД лампица светли.
Прикључци изведени за круг волтметра ЛМ3914 дати су у наставку:
ПИН3 ---------------------------- + 5в напајање
ПИН2 -------------------------------- земља
ПИН5 ----------------------------- + променљиви напон
ПИН1,10,11,12,13,14,15,16,17,18 ------------------- прикључен на ЛЕДС
Ниво мерења за ЛЕД иде као, + 1.5В, + 3.0В, + 4.5В, + 6.0В, + 7.5В, + 9.0В, + 10.5В, + 12.0В, + 13.5В, + 15.0В.
Рецимо да је мерни напон 10В, шести ЛЕД светли. Рецимо да је мерни напон 12,5 В, девета ЛЕД лампица светли. Тако са корацима од 1,5В можемо мерити и до 15В.