امروز: پنج شنبه ۲۷-مهر-۱۳۹۶ / الخميس 29-محرم-1439 / Thursday 2017-October-19

مناسبت روز
پیام سایت :

مقاله مدار ولتمتر دیجیتال DC

مقاله مدار ولتمتر دیجیتال DC

مدار ولتمتر دیجیتال DC

• قطعات مورد نیاز
• نقشه مدار
o نحوه اتصال ۷segment ها به مدار
o تنظیم کردن ولتمتر
o مشاهده پالس مربعی شکل
o تغذیه ۷segment ها
o منتاژ کار

مقدمه :
چدر این مدار با ساخت یک ولتمتر دیجیتال dc آشنا می شوید.در این مدار حتی نوع پلاریته را می
توانید.،تعیین کنید.
این یک ولتمتر دیجیتال با دقت بالا و مفید است و میتواند در هر جایی که لازم باشد ( ولتاژ دقیق اندازه گرفته شود ) قابل استفاده است.مدار از یک مبدل آنالوگ به دیجیتال استفاده می کند با شماره cl7107 که توسط شرکت اینترسیل ودریک بسته۴۰پایه ساخته شده است.
امروزه این نوع IC هاکاربرد فراوانی دارندتقریبا در هر جاکه اندازه گیری دیجیتال پیش می آیدازاین مبدل ها استفاده می شود در ترازوهای دیجیتال دماسنج سرعت سنج فشار سنج و هر اندازه گیری دیجیتال . ازموارد دیگر استفاده از مبدل های آنالوگ به دیجیتال می توان به پردازش های دیجیتال که بر روی سیگنال های آنالوگ مثل صدا انجام می شود در تلفنهای ماهواره ای و…


مدار داخلی این IC شامل مبدل آنالوگ به دیجیتال یک مقایسه گر یک مولد پالس ساعت یک دیکدر و یک راه انداز نمایشگر سون سگمنت می باشد این مدار همان طور که نشان داده شده است
می تواند ولتاژ های ۰ تا ۱۹۹۹ را اندازه بگیرد.
۱
قطعات مورد نیاز
۱٫ ۱ عدد خازن ۱۰۰ پیکو فاراد
۲٫ ۱عدد خازن ۱۰ نانو فاراد
۳٫ ۱ عدد خازن ۲۲۰ نانو فاراد
۴٫ ۲ عدد خازن ۱۰۰ نانو فاراد
۵٫ ۱ عدد مقاومت ۱٫۵ کیلو اهم
۶٫ ۱ عدد مقاومت ۱۲ کیلو اهم
۷٫ ۱ عدد مقاومت ۲۴۰ کیلو اهم
۸٫ ۲ عدد مقاومت ۱ مگا اهم
۹٫ ۱ عدد مقاومت ۱۰۰ کیلو اهم
۱۰٫ ۱ عدد مقاومت ۱٫۸ مگا اهم
۱۱٫ ۱ عدد مقاومت ۹٫۱ کیلو اهم
۱۲٫ ۱ عدد مقاومت ۴۷۰ کیلو اهم
۱۳٫ ۱ عدد آی سی ICL7107
۱۴٫ ۴ عدد ۷egment آند مشترک

نقشه مدار
پایه ۱ این آی سی تغذیه مثبت و پایه ۲۶ تغذیه منفی است.
مدار تغذیه دوبل ۵ ولت را جهت تغذیه این آی سی ببندید.

حال خروجی مثبت ۵ ولت این تغذیه دوبل را به پایه ۱ آی سی ICL7017 و خروجی منفی ۵ ولت را به پایه ۲۶ این آی سی وصل کنید.

پایه های ۲۱،۳۵،۳۲،۳۰ این آی سی را به زمین متصل کنید.زمین در واقع نقطه ای از مدار است.،که دارای ولتاژ صفر است.

پایه های ۴۰ ،۳۹ و ۳۸ پایه های مربوط به اسیلاتور یا نوسان ساز این آی سی است.

پایه ۴۰ را با یک مقاومت ۱۰۰ کیلو اهم به پایه ۳۹ و دومرتبه از پایه ۴۰ با یک خازن ۱۰۰ پیکوفاراد به
پایه ۳۸ این آی سی متصل نمایید.

پایه های ۳۳ و ۳۴ را با یک خازن ۱۰۰ نانو فاراد به یکدیگر متصل کنید.

۲
پایه ۲۹ را با یک مقاومت ۱٫۵ کیلو اهم به یک خازن ۱۰۰ نانو فاراد متصل کنید.از سر دیگر این خازن با یک مقاومت ۴۷۰ کیلواهم به پایه ۲۸ آی سی و با یک خازن ۲۲۰ نانو فاراد به پایه ۲۷ آی سی متصل نمایید.

پایه ۳۶ را با یک مقاومت ۱۲ کیلو اهم به مثبت ۵ ولت و از همین پایه با یک مقاومت ۲۴۰ کیلو اهم به زمین وصل کنید.

حال از محلی که می خواهید ولتاژ را اندازه گیری کنید. با یک مقاومت ۱٫۸ مگا اهم به یک سر کناری پتانسیومتر ۲٫۲ کیلو اهم و سر دیگر پتانسیومتر را با یک مقاومت ۹٫۱ کیلو اهم به زمین متصل نمایید. حال سر وسط این پتانسیومتر با یک مقاومت ۱ مگا اهم به پایه ۳۱ آی سی متصل کنید.
برای حذف نویزی که از محیط بر روی مقاومت ۱ مگا اهم و در نتیجه در پایه ۳۱ ایجاد می شود.
این پایه را با یک خازن ۱۰ نانو فاراد به زمین متصل کنید.تا نویزهای موجود در محیط توسط این خازن تخلیه شود.و مشکلی برای عملکرد صحیح مدار ایجاد نشود.
همانطور که در نقشه می بینید.،ولتاژ ورودی بین سر آزاد مقاومت ۱٫۸ مگا اهم و زمین اندازه گیری می شود.در واقع همیشه ولتاژ یا اختلاف پتانسیل بین دو نقطه گرفته می شود.
برای امتحان این مدار ورودی مثبت و منفی یک باطری یا منبع تغذیه متغییر را توسط دو سیم به این دو سر اعمال کنید.
در باطری ما ولتاژ متغیر نداریم در این حالت ولتمتر ولتاژ ثابتی را نشان می دهد.
اما در مورد منبع تغذیه متغییر با کم و زیاد کردن ولتاژ در منبع تغذیه شاهد تغییرات آن در
۷segment ها می شوید
.
۳
یک مولد آنالوگ به دیجیتال که بهتر است آن را یک مبدل دو شیب بدانیم.این نوع از مبدل ها به طور کلی بر انواع دیگر ترجیح دارند زیرا دقت بالا سادگی درطراحی و عدم تاثیر از نویز را ارئه می کنند و آنها را قابل اعتماد می کنندعملکرد مدار اگر در دو مرحله تشریح شود قابل فهم تر است . در مرحله اول در طی مدتی ولتاز ورودی اعمال می شود و در خروجی مدار مجتمع ودر پایان این مدت ولتاژی متناسب با ولتاز ورودی وجود دارد.ودراین مدت مدار مجتمع بایک و تاز مرجع داخلی تغذیه می شودوخروجی مدار به تدریج کاهش می یابد تابه ولتاز صفر برسد.مرحله دوم که به نیمه منفی معروف است و مدت آن به خروجی IC در مرحله اول وابسته است از آنجا که مدت مرحله اول ثابت و مدت مرحله دوم متغییر است ممکن است دومی مقایسه شود و در این راه ولتاژ ورودی با ولتاژمرجع داخلی مقایسه می شود و به نمایشگر می رود.

۴
نحوه اتصال ۷segment ها به مدار

اگر به شکل این آی سی در نقشه نگاه کنید.، متوجه می شوید این آی سی دارای پایه های A1 تا G1 برای اولین ۷segment
A2 تا G2 برای دومین ۷segment
A3 تا G3 برای سومین ۷segment
پایه ۲۰ این آی سی نیز تعیین کننده پلاریته ولتاژ ورودی است.
در مورد پلاریته به طور مثال اگر از ورودی های مثبت و منفی تغذیه،ورودی مثبت را به سر آزاد مقاومت ۱٫۸ مگا اهم متصل کنید و سر منفی آنرا به زمین متصل کنید.در این صورت پلاریته مثبت است.حال اگر این کار رابرعکس انجام دهید.به صورتیکه ورودی منفی منبع تغذیه به سر آزاد مقاومت ۱٫۸ مگا اهم و سر مثبت به زمین متصل باشد.شما شاهد علامت منفی بر روی ۷segment ای که جهت تعیین پلاریته در نظر گرفته اید.،خواهید بود.
پایه های a,b,c,d,e,f و g این قطعه الکترونیکی در کنار نقشه کاملا مشخص است.

برای جلوگیری از شلوغی در نقشه از کشیدن خروجی های پایه های مربوط به ۷segment آی سی به ۷segmentخودداری کردم.، این پایه های مربوط به آی سی و پایه های a تا g یک ۷segment در نقشه کاملا مشخص شده است.

من از دو ۷segment استفاده کردم.،و با کم و زیاد کردن ولتاز منبع تغذیه تا رنج انتهایی آن، که در حدود ۴۰ ولت dc بود.،به صورت دقیق ولتاژ را در این دو ۷segment مشاهد کردم.

اگر می خواهید.،پلاریته پتانسیل ورودی را نیز تعیین کنید. پایه ۲۰ این آی سی را به پایه g یک ۷segment که به پایه های دیگر این آی سی متصل نیست.، وصل کنید.در این حالت اگر ولتاژ ورودی منفی یا دارای اختلاف پتانسیل منفی باشد.علامت منفی در این ۷segment قابل مشاهده است.
در واقع از این ۷segment تنها، از پایه g استفاده کنید.

۵
تنظیم کردن ولتمتر

پتانسیومتر ۲٫۲ کیلو اهم در این مدار جهت کالیبره کردن به کار می رود.
ولتاژ منبع تغذیه را یک بار با یک ولتمتر دیگر اندازه گیری کنید.،و این مقدار را به خاطر بسپارید.و حال ولتاژ منبع تغذیه را با ولتمتری که ساخته اید اندازه بگیرید.اگر مقدار دیده شده در ۷segment کمتر یا بیشتر از ولتمتر دیگر بود.این پتانسیومتر ۲٫۲ کیلو اهم را با پیچ گوشتی ساعتی آنقدر به چپ و راست بچرخانید.تا ولتاژ خوانده شده در ولتمتری که شما ساخته اید.،با ولتاژی که در ولتمتر دیگر نشان داده
شد.، یکسان باشد.
مشاهده پالس مربعی شکل

در پایه های مربوط به اسیلاتور این آی سی زمانیکه تغذیه آن وصل باشد.،و اسیلسکوپ نیز در اختیار داشته باشید.می توانید پالسی مربعی شکل را در پایه ۳۸ این آی سی و مشتق این پالس را در پایه
۴۰ مشاهده کنید.
تغذیه ۷segment ها

نوع ۷segment های استفاده شده در این مدار آند مشترک است.در واقع می بایست پایه مشترک هر تعداد ۷segment که استفاده می کنید.با هم مشترک کنید.،آنگاه این پایه مشترک را با یک مقاومت به ولتاژ مثبت ۵ ولت متصل کنید.،پایه مشترک در ۷segment پایه وسط آن است.،هر ۷segment دو پایه مشترک دارد.همانطور که در نقشه می بینید.،یکی از پایه های مشترک ۷segment به جایی وصل نیست.چون این پایه مشترک به پایه مشترک دیگر ارتباط دارد.بنابراین نیازی نیست به جایی متصل
شود.
۶
بقیه پایه های a تا g با ورودی صفر تحریک می شوند.یعنی زمانی هر کدام از ۷segment ها عددی نشان می دهند که ولتاژ ورودی این پایه ها از سمت آی سی صفر باشند.

در این مدار تغذیه ۷segment ها به طور مشترک از یک رگولاتور ۷۸۰۵ گرفته شده که این عمل باعث کشیدن جریان از این رگولاتور و داغ شدن آن می شود.برای این منظور یا بایست از heat sink (خنک کننده) استفاده کنید.یا از رگولاتور ۷۸۰۵ دیگری استفاده کنید.،و ورودی ۹ ولت مثبت را به ورودی این رگولاتور نیز بدهید.و خروجی ۵ ولت آنرا با یک مقاومت ۱۰۰ اهم به پایه مشترک ۷segment ها که با هم مشترک شده است.متصل نمایید.
یا آنکه ولتاز مثبت ۹ ولت ورودی را به صورت مستقیم با یک مقاومت ۱ کیلو اهم به پایه مشترک ۷segment ها متصل کنید.
۷

منتاژکار
قبل از همه بگذارید کمی در باره ساخت پروژه بر روی برد مدار چاپی بگویم.برد از یک لایه نازک عایق ساخته شده که با یک لایه نازک مس پوشیده شده که به طریقی که اتصالات لازم بین عناصر مختلف را به وجود آورد شکل می گیرد.استفاده از یک برد مدار چاپی که به درستی طراحی شده باشد بسیار عالی است چرا که ساخت را سرعت می دهد و احتمال خطا را کم می کند. برای حفاظت از برد در برابر اکسید شدن و اطمینان از این که در شرایط مطلوب است در حین ساخت با یک جلا دهنده پوشیده می شود که در برابر اکسید شدن آن را حفاظت می کند و لحیم کاری را آسان می کند. راه ساخت مدار لحیم کردن قطعات به برد است چطور انجام دادن آن موفقیت یا شکست شما را تعیین می کند این کار خیلی مشکل نیست واگر چند قانون رعایت شود مشکلی نخواهید داشت هویه شما نباید بیش از ۴۰ وات باشد نوک آن همیشه باید تمیز نگه داشته شود .
انواع زیادی لحیم در بازار وجود دارد شما باید یک نوع با کیفیت را انتخاب کنید که شامل روغن کافی باشد تا یک لحیم کاری کامل را حتمی کند.
از روغن لحیم جداگانه استفاده نکنیدروغن لحیم زیاد باعث مشکلات زیاد می شود اما از روغن لحیم جدا می توانید بعد از چند پایه لحیم کردن برای تمیز کردن نوک هویه استفاده کنید.
برای لحیم کردن یک عنصر به درستی باید کار های زیر را انجام داد:
پایه های قطعه را تمیز کنید.
در فاصله های مناسب پایه ها را خم کنید وآنهارادر جای خود روی مدار چاپی قرار دهید ممکن است پایه بعضی عناصر ظخیم تر از سوراخ روی برد باشد سوراخ را بادقت فقط به اندازه پایه بزرگ کنید بزرگ شدن بیش از حد کار را مشکل می کند.
۸

هویه را بردارید وآن را به پایه قطعه بگذارید در حالی که سیم لحیم را نیز به آن نزدیک می کنید هویه باید پایه قطعه رادر نزدیکی برد مدار چاپی لمس کند. وقتی لحیم شروع به ذوب شدن می کند و دور پایه را می گیرد وبه قدر کافی ذوب می شود سیم لحیم را بردارید و چند ثانیه هویه را در همان حالت نگه دارید سپس آن را در امتداد پایه از محل بردارید برای سرد کردن هرگز به آن ندمید.
دقت کنید که بعضی قطعات با دمای بالا خراب می شوندبنابر این بیش از ۵ ثانیه قطعه را گرم نکنید مراقب اتصال کوتاه شدن مدار به خاطر لحیم زیاد باشید اضافه پایه ها را قطع کنید مدار حاضر است روغن لحیم را حتماَ با یک حلال پاک کنید.

آمپرمتر:
برای تبدیل این ولتمتر به آمپرمتر فقط کافیست یک عدد مقاومت یک اهم ، یک یا دو وات را مستقیما به دو نقطه محل ورودی ولتاژ وصل یا لحیم کرده ، ولتمتر بجای اینکه بصورت موازی با مصرف کننده قرار دهید ، بصورت سری با آن قرار دهید.
در این صورت ولتمتر شما تبدیل به آمپرمتر دقیق خاهد شد.

۹

مقاله مدار ولتمتر دیجیتال DC

نظر خود را بگذارید .

تمامی حقوق مادی و معنوی این سایت متعلق به کانون مهندسین نور میباشد .

نقشه سایت
قالب وردپرس