Кр572пв2 цифровой вольтметр и амперметр

Кр572пв2 цифровой вольтметр и амперметр

Цифровой ВОЛЬТМЕТР и АМПЕРМЕТР для лабораторного блока питания (однополярного и двухполярного) на специализированной микросхеме ICL7107

Сложилось так, что возникла необходимость в изготовлении амперметра и вольтметра для лабораторных блоков питания. Чтобы решить проблему решил порыться в Интернете и найти легко повторяемую схему с оптимальным соотношением цена-качество. Были мысли с нуля изготовить амперметр и вольтметр на базе ЖКИ и микроконтроллера (МК). А сам себе думаю, если это будет микроконтроллер, то не каждый сможет повторить конструкцию — ведь необходим программатор, а покупать или делать программатор для программирования один-два раза даже мне не сильно хочется. Да и людям, наверное, тоже не захочется. Кроме того, все микроконтроллеры (с которыми я имел дело) измеряют входной сигнал положительной полярности относительно общего провода. Если нужно мерять отрицательные значения, то придётся иметь дело с дополнительными операционными усилителями. Как-то напрягло всё это! Глаз упал на широко распространенную и доступную микросхему ICL7107. Её стоимость оказалась в два раза меньше стоимости МК. Стоимость ЖКИ 2х8 символов оказалась в три раза больше стоимости необходимого количества семисегментных светодиодных индикаторов. Да и свечение светодиодных индикаторов мне нравится больше чем ЖКИ. Можно использовать и аналогичную ещё более дешевую м/сх отечественного производства КР572ПВ2. Нашёл в Интернете схемы и вперёд проверять работоспособность! Ошибка в схеме была, но исправил. Оказалось, что при проведении калибровки показаний АЦП м/сх довольно точно работает и точность показаний вполне удовлетворит даже самого придирчивого пользователя. Главное подстроечный резистор взять многооборотный хорошего качества. Счёт очень быстрый — без тормозов. Есть существенный недостаток — двухполярное питание ±5В, но этот вопрос легко решаем при помощи отдельного сетевого блока питания на маломощном трансформаторе с положительным и отрицательным стабилизаторами (схему приведу позже). Для получения -5В можно применить специализированную микросхему ICL7660 (видна на фото вверху страницы) — классная штука! Но у неё адекватная цена только в SMD корпусе, а в обычном DIP мне показалась дороговатой, да и купить её гораздо сложнее нежели обычные линейные стабилизаторы — проще минусовой стабилизатор сделать. Оказалось, что ICL7107 прекрасно измеряет и положительные и отрицательные напряжения относительно общего провода, да ещё и знак минус при этом высвечивается в первом разряде. Вообще то в первом разряде используется только знак "минус" и цифра "1" для индикации полярности и значения сотни Вольт. Если для лабораторного блока питания индикация напряжения 100В не нужна и полярность напряжения индицировать не нужно, поскольку на лицевой панели БП и так всё должно быть написано, то первый индикатор можно вообще не устанавливать. Для амперметра ситуация таже, но только "1" в первом разряде будет указывать на достижение тока в десять Ампер. Если БП на ток 2. 5А, то первый индикатор можно не ставить и сэкономить. Короче говоря, это только мои личные рассуждения. Схемы очень простые и начинают работать сразу. Нужно только по контрольному вольтметру выставить правильные показания при помощи подстроечного резистора. Для калибровки амперметра придётся подключить к БП нагрузку и по контрольному амперметру выставить правильные показания на индикаторах и всё! Для питания амперметров в схеме двухполярных блоков питания оказалось, что лучше всего использовать отдельный небольшой сетевой трансформатор и стабилизаторы с общим проводом изолированным от общего провода самого блока питания. При этом входа амперметров можно подключать к измерительным шунтам "как попало" — м/сх будет измерять как "положительные", так и "отрицательные" падения напряжения на измерительных шунтах установленных в любом участке схемы БП. Особенно это важно тогда, когда оба стабилизатора в двухполярном блоке питания уже объединены по общему проводу без измерительных шунтов. Почему я хочу сделать отдельный такой себе маломощный блок питания для измерителей? Ну ещё потому, что если питать измерители от трансформатора самого блока питания, то при получении напряжения 5 В из 35 В нужно будет устанавливать дополнительный радиатор который будет тоже выделять много тепла, поэтому пускай лучше небольшие герметичные трансформаторы на небольшой платке. А в случае БП на напряжение больше чем 35 В, скажем 50 В, придётся дополнительные меры принимать, чтобы обеспечить для пяти Вольтовых стабилизаторов на входе напряжение не более 35 В. Можно применить высоковольтные импульсные стабилизаторы с низким тепловыделением, но при этом возрастает стоимость. Короче говоря, как не одно, так другое 😉

Читайте также:  Как снять популярное видео

Фотовид печатной платы вольтметра и амперметра (размер платы 122х41 мм) со светодиодными семисегментными индикаторами типа E10561 с цифрами высотой 14,2 мм. Питание вольтметра и амперметра раздельное! Это необходимо для обеспечения возможности измерения токов в двухполярном источнике питания. Шунт амперметра устанавливается отдельно — цементный резистор 0,1 Ом/5 Вт.

Схема самого простого сетевого блока питания для совместного и раздельного питания вольтметров и каждого из амперметров (может быть идея ерундовая, но рабочая):

И фотовид печатных плат с применением компактных герметичных трансформаторов 1,2. 2 Вт (размер платы 85х68 мм):

Схема преобразователя полярности напряжения (как вариант получения -5 В из +5 В):

Видео работы вольтметра

Видео работы амперметра

Наборы и платы делать не буду, но если кого-нибудь заинтересовала данная конструкция, то чертежи печатных плат можете скачать здесь>>>.

Всем спасибо за уделённое внимание! Удачи, мира и добра Вашему дому! 73!

В настоящее время аналого-цифровые преобразователи (АЦП) составляют значительную долю в мировом производстве интегральных электронных схем. Это связано с такими их особенностями, как удобство применения, относительная простота и дешевизна, а также крайне незначительные габариты. АЦП с успехом применяют в измерительных комплексах для согласования аналоговых источников измерительных сигналов и последующих систем цифровой обработки. Нередко требуется, чтобы выход АЦП позволял непосредственно представлять результаты измерения в цифровом виде.

Быстродействующие АЦП лежат в основе современных беспроводных систем связи, существенно увеличивая скорости потока цифровых данных. Имеется значительное количество разновидностей этих изделий, предназначенных как для "медленных", так и для "быстрых" входных сигналов. Измерение постоянных напряжений, которое позволяет, например, отрегулировать режим работы транзистора в электронной схеме, относится к "медленным" процессам.

Следовательно, особое быстродействие от АЦП в этом случае не требуется. Для процесса измерения постоянного напряжения хорошо подходят так называемые интегрирующие АЦП. Их преимущества — минимальное число необходимых точных компонентов, высокая помехоустойчивость, очень малая нелинейность и относительно низкая стоимость. Именно эти свойства АЦП и определили их широкое применение для построения измерительных приборов и систем невысокого быстродействия.

Читайте также:  Маршрутки до королева из москвы

Интегрирующий АЦП, как правило, состоит из двух преобразователей: преобразователя напряжения или тока в частоту или длительность импульсов. При этом второй преобразователь служит для трансформирования частоты или длительности в код. В этом случае производят стандартную процедуру подсчета импульсов измеряемой частоты за известный промежуток времени.

Поэтому основные характеристики интегрирующих АЦП определяются качеством ПНЧ (преобразователь напряжение — частота). Обычно используют принцип двухтактного интегрирования. В первом такте цикла преобразования осуществляется интегрирование, т.е. накопление интеграла от некоторого входного сигнала. Во втором такте осуществляется деинтегрирование, т.е. считывание предварительно накопленного интеграла посредством подачи на вход интегратора другого входного сигнала. На рис.1 представлена диаграмма изменения напряжения на выходе интегратора (11и).

Как видим в первом такте длительностью Т1 напряжение достигает величины им. Во втором она изменяется от им до исходного уровня, который в данном случае равен нулю. Можно сказать, что накопление происходит при подаче на вход интегратора ивх=и1, а считывание (Т2) — при подаче ивх=и2.

Таким образом, и1 и и2 имеют различную полярность, а соотношение длительности тактов определяется соотношением:

Если длительность цикла Т1 поддерживается строго постоянной, то разность длительности тактов (Т1 — Т2) изменяется пропорционально измеряемому напряжению ивх. Этот принцип и лежит в основе функционирования АЦП типа КР572ПВ2.

Данный АЦП имеет дифференциальные входы для измеряемого (11вх) и опорного (11оп) напряжений. Это значит, что на результаты преобразования оказывает влияние разность потенциалов между входами микросхемы соответственно 31 и 30 и между входами 35 и 36. При этом синфазные напряжения, имеющиеся на этих выводах, практически не влияют на работу преобразователя напряжение — время (ПНВ).

Поскольку данный АЦП может непосредственно работать на светодиодный индикатор, то рассеиваемая внутри микросхемы мощность не является постоянной и зависит от числа горящих сегментов. Естественно, что при этом температурный режим колеблется. И говорить о стабильности потенциала между выводами 1 и 32 не приходится. Поэтому разумнее применять внешнюю стабилизацию.

В КР572ПВ2 двум вышеупомянутым тактам интегрирования предшествует нулевой такт, при котором осуществляется автокорреляция. Это позволяет запомнить величину напряжения ошибки, которая затем вычитается из входного сигнала интегратора. При этом удалось уменьшить суммарное напряжение смещения АЦП до уровня, не превышающего 10 мкВ!

Читайте также:  Как на компьютере нажать собачку

Длительность первого такта равна 1000 периодов тактовых импульсов, формируемых встроенным тактовым генератором, который предпочтительно стабилизировать кварцем. Отметим, что частота тактовых импульсов не влияет на результат преобразования, однако необходимо обеспечить высокое постоянство этой частоты.

Рекомендуемый диапазон частот тактового генератора fr=40. 200 кГц.

Общая длительность цикла преобразования КР572ПВ2 составляет 4000 периодов тактовых импульсов (16000/fr).

Диапазон входного напряжения АЦП +2. -2 В, величина опорного напряжения равна 1 В. Интегрирующий АЦП КР572ПВ2 допускает обработку входных сигналов, источник которых не связан с общей шиной! Следует особо заметить, что данная микросхема достаточно чувствительна и сложна.

Поэтому любые эксперименты с подаваемыми на нее питающими напряжениями, отличающимися от ±5 В, не только нежелательны, но и недопустимы!

Вот почему при разработке цифрового 3,5-разрядного вольтметра на КР572ПВ2 было решено в состав его платы ввести встроенные стабилизаторы напряжения на ±5 В. Принципиальная электрическая схема цифрового вольтметра на АЦП показана на рис.2, печатная плата — на рис.3. Как легко видеть, опорное напряжение регулируется в пределах 0.1. 1,0 В.

Печатную плату можно использовать не только в качестве цифрового вольтметра, но так же как оконечный блок для цифровой индикации относительного уровня любого аналогового сигнала, источником которого может быть, например, датчик давления, температуры, интенсивности светового потока и т.д.

Автор: А.Л. Кульский, г. Киев

1. Алексенко А.Г., Коломбет Е.А. Применение прецизионных аналоговых микросхем.- М.: Радио и связь, 1985.

2. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах.- Л.: Энергоатомиздат, 1988.

Приветствую всех.
Хочу поделиться поделкой, которая у меня есть, которая была собрана, проверена, но в итоге не пригодилась. Вероятно кто-то найдёт применение этой штуковине.

Понадобился вольтметр, взгляд пал на ICL7107 а точнее IL7107N — какой-то отечественный аналог за 40р. А началось всё с того что купил индикатор BT-A51DRD а он аказался под статическую индикацию. Ну в общем что получилось:
Получился девайс с однополярным питание 5 Вольт (перекопал много схем из интернета пока не пришёл к тому что получилось). Так же можно померить собственное напряжение питания, чего нельзя сделать с традиционным питанием ICL7107.

Плата скорее макетная, но односторонняя. Собирать удобно даже самому на коленках.

Во вложении плата и схема. Пользуйтесь!

  • схемотехника,
  • ICL7107
  • +6
  • 20 декабря 2012, 11:46
  • flymouse
  • 1

Комментарии ( 63 )

  • JeckDigger
  • 20 декабря 2012, 12:16
  • plcist
  • 22 декабря 2012, 16:25
  • Vga
  • 22 декабря 2012, 16:45

Для «близкого аналога» он слишком уж идентичен. Скорее клон.

  • plcist
  • 22 декабря 2012, 16:58

купил индикатор BT-A51DRD а он аказался под статическую индикацию.

Ссылка на основную публикацию
Компы от hyper pc
Когда в одном системном блоке объединяются все самые мощные технологии, присущие центральным и графическим процессорам, это и есть энергия компьютеров...
Ключ для word windows 10
Рано или поздно любой пользователь может столкнуться с проблемой поиска ключа Office. Конечно, если лицензия на него приобретена, то таких...
Ключ для эксель 365 лицензионный ключ бесплатно
Еще несколько лет назад компаня Майкрософт планировала свой пакет продавать вместе уже с компьютерами, как сейчас происходит с операционной системой...
Компрессор для велосипеда 220 вольт
Насос электрический Bravo 220/2000 Насос электрический (220 В) Intex 66620 Насос электрический 220V/12V сеть/прикуриват, д/колёс,м. Насос Intex 220/12 В 66632...
Adblock detector