Di sini kita akan merancang voltmeter ringkas. Ia mudah kerana hanya menyertakan satu cip IC - LM3914. LM3914 adalah cip yang mendorong 10 LED berdasarkan nilai voltan input linier.
IC memberikan output perpuluhan dengan menyalakan LED yang diperlukan berdasarkan nilai voltan input. Voltan input pengukuran maksimum berbeza-beza bergantung pada voltan rujukan dan voltan bekalan, kita akan membincangkannya di bahagian seterusnya artikel.
Cip ini boleh diubah suai untuk litar perlindungan bateri, litar Ammeter, dan lain-lain tetapi di sini kita menggunakannya untuk voltmeter. LM3914 adalah voltmeter 10 peringkat yang bermaksud menunjukkan variasi dalam mod 10 bit. Cip merasakan voltan input pengukur sebagai parameter dan membandingkannya dengan rujukan, setiap kali voltan melintasi bahagian rujukan tertentu, LED bersinar menyala.
Cip ini diprogramkan untuk menggerakkan LED secara langsung, jadi tidak diperlukan rintangan tambahan.
Komponen
Bekalan kuasa (5v)
Perintang 1K (3 keping)
Perintang 10K (2 keping)
LM3914 IC
10 LED
Kapasitor 0.1µF (2 keping).
Papan roti dan wayar penyambung
Rajah Litar dan Bekerja
Litar dalaman LM3914 ditunjukkan dalam gambar di bawah:
Seperti yang dibincangkan LM3914 adalah unit pengukur 10 peringkat. Ini ditunjukkan dalam litar dalaman di atas. LM3914 pada dasarnya adalah gabungan 10 pembanding. Setiap pembanding adalah op-amp, dengan memperoleh voltan rujukan pada terminal negatifnya.
Yang penting di sini ialah voltan pengukur tidak boleh lebih tinggi daripada voltan rujukan atau voltan bekalan cip. Perkara ini mesti selalu diingat. Untuk mencapai voltan pengukuran yang lebih tinggi menjaga input tetap, kita akan menggunakan rangkaian pembahagi voltan rintangan. Ia hanya membahagikan voltan berdasarkan perintang.
Pertimbangkan litar yang dibentuk oleh rangkaian yang ditunjukkan dalam rajah:
Jadi dengan voltan input 15V, R1 = 11K, R2 = 1K kita mempunyai Vout = 15 (1/11) = 1.5V (lebih kurang).
Voltan rujukan dipilih berdasarkan keperluan. Nilai rujukan mestilah voltan pengukuran maksimum yang akan kita terapkan pada cip. Sekiranya kita mengukur voltan berubah dengan voltan puncak 20v, kita harus memilih rujukan 20V.
Rujukan dipilih dengan persamaan:
Oleh kerana kita mahu mengukur voltan dari 0-15, kita perlu memilih R2 = 11K = 10K + 1K, R1 = 1K.
Dengan ini kami telah memilih voltan rujukan ke Vref = 1.25 * 12 = 15V. Oleh itu, kita mempunyai voltan input maksimum hingga 15V.
Walau bagaimanapun, penting untuk diingat bahawa semakin tinggi nilai rujukan semakin besar voltan langkah dan menurunkan resolusi. Katakan dengan rujukan 20V kita mempunyai langkah 2V, sebarang voltan antara 2V-4V tidak dapat diukur. Oleh itu, dengan voltan yang lebih tinggi, kita mempunyai ketepatan yang lebih rendah.
Oleh kerana cip adalah tahap 10 dan voltan dari 0-15V kita mempunyai langkah 1.5V. Jadi dengan setiap kenaikan 1.5V dalam mengukur voltan, LED tambahan menyala.
Sambungan yang dilakukan untuk litar voltmeter LM3914 diberikan di bawah:
PIN3 ---------------------------- + 5v bekalan
PIN2 -------------------------------- tanah
PIN5 ----------------------------- + voltan berubah
PIN1,10,11,12,13,14,15,16,17,18 ------------------- disambungkan ke LEDS
Tahap pengukuran untuk LED berjalan seperti, + 1.5V, + 3.0V, + 4.5V, + 6.0V, + 7.5V, + 9.0V, + 10.5V, + 12.0V, + 13.5V, + 15.0V.
Katakan voltan pengukur adalah 10V, LED keenam menyala. Katakan voltan pengukur ialah 12.5V, LED kesembilan menyala. Jadi dengan kenaikan 1.5V, kita dapat mengukur hingga 15V.