A mí me gusta mucho este convertidor analógico digital ICL7107 porque es posible probar tensiones desde 1 milivoltios hasta cientos de voltios. El voltímetro que se describe aquí fue construido con dos escalas de medición, la primera de 0 voltios hasta 199,9 voltios y la segunda de 0 voltios hasta 19,99 voltios.
El consumo del aparato es muy bajo, ya que si se monta sin el LED incoloro (el LED consume 15mA) todo el conjunto va a consumir un máximo de 40mA en una alimentación de 5 voltios.
Importante: las configuraciones que estoy describiendo a continuación son las que tuvieron los mejores resultados, ya que probé todos los proyectos que están en las referencias.
https://www.eleccircuit.com/digital-multimeter-circuit-using-icl7107/
http://8085projects.info/icl7107-based-digital-voltmeter-circuit-for-several-commonly-used-applications.html
A continuación, fotos de uno de los prototipos anterior:
Los achivos del proyecto de la fuente de alimentacion:
Otra cosa importante para el montaje de la fuente es colocar un condensador de 100nF en paralelo con cada uno de los cuatro diodos que hacen la rectificación, mira en la foto abajo:
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El consumo del aparato es muy bajo, ya que si se monta sin el LED incoloro (el LED consume 15mA) todo el conjunto va a consumir un máximo de 40mA en una alimentación de 5 voltios.
Las fotos del prototipo actual:
Importante: las configuraciones que estoy describiendo a continuación son las que tuvieron los mejores resultados, ya que probé todos los proyectos que están en las referencias.
Si usted es
principiante, lea primero las explicaciones sobre el funcionamiento
de un display LED de siete segmentos:
Otros proyectos
similares que sirvieron como referencias:
https://www.electronica-pt.com/circuitos/en/power-supply/digital-voltmeter-for-power-supplyhttps://www.eleccircuit.com/digital-multimeter-circuit-using-icl7107/
http://8085projects.info/icl7107-based-digital-voltmeter-circuit-for-several-commonly-used-applications.html
A continuación, fotos de uno de los prototipos anterior:
En primer vamos a hablar de la fuente de alimentación:
En los prototipos más antiguos que fueron montados he tenido problemas con oscilaciones
en el dígito de las unidades (display 4), pues si usted buscó videos de aparatos similares es posible observar este display oscilando, lo que no permite la correcta lectura de la tensión que se está probando. Después de casi haber desistido de usar el ICL7107
descubrí que las oscilaciones ocurrían debido a la fuente de
alimentación. Usted puede incluso
preguntarse: pero no es sólo utilizar un regulador de tipo 7805? La
respuesta no es tan sencilla. Los reguladores del tipo 7800 producen
interferencias cuando se calientan, y incluso en este aparato que
tiene un consumo muy reducido el pequeño calentamiento que el
regulador sufría era suficiente para causar las
perturbaciones. Entonces, un buen día, en un foro que no recuerdo la
dirección (en realidad ni recuerdo en qué año sucedió), una
persona me habló del
regulador LM317. Después de aquel día monté una fuente
usando este regulador y todo funcionó muy bien.
El esquema para la fuente está abajo:
El esquema para la fuente está abajo:
Los achivos del proyecto de la fuente de alimentacion:
Archivo en el tipo ps.
Archivo en el tipo png.
Archivo en el tipo jpg.
Y por último el archivo de la fuente en formato gschem 1.8.2 (g875406c).
Archivo en el tipo png.
Archivo en el tipo jpg.
Y por último el archivo de la fuente en formato gschem 1.8.2 (g875406c).
Toda la información
sobre el uso del LM317 se encuentra en el datasheet, es sólo buscar
en Internet. No olvide montarlo en un pequeño disipador de calor y
hacer el ajuste de la tensión en el trimpot (utilice uno del tipo
multivoltas para dar mayor precisión en el ajuste). Prefiero usar
siempre un trimpot para hacer un ajuste más exacto, pero es posible
hacer los cálculos y usar solamente resistencias fijas (estudie el
datasheet del componente o busque en el Internet).
Otra cosa importante para el montaje de la fuente es colocar un condensador de 100nF en paralelo con cada uno de los cuatro diodos que hacen la rectificación, mira en la foto abajo:
Sin dejar de hablar
acerca de la fuente, utilice cualquier transformador con salida de 9V
o más, pues el LM317 necesita una tensión de entrada 3V mayor
que la tensión de salida. Entonces, después de la rectificación tendremos muchos voltios sobrantes para
el LM317 trabajar tranquilo.
En este momento
usted puede estar preguntándose: ¿puedo olvidar esa fuente y
conectar directamente a la alimentación de 5V que tengo en la USB
del ordenador? ¿Puedo conectar a la salida de 5V de la fuente del
ordenador? ¿Puedo usar una fuente de teléfono móvil? Por supuesto, sí, pues lo peor que va a suceder es ver (como he dicho antes)
el dígito de las unidades (display 4) oscilando todo el tiempo.
Obviamente, si su objetivo es aprender y hacer pruebas no hay motivos
para montar una fuente específica como esta.
Ahora vamos al
proyecto del voltímetro:
A continuación todos los archivos originales:
Archivo del proyecto en formato ps.
Archivo del proyecto en formato jpg.
Archivo del proyecto em formato png.
Archivo del proyecto en formato jpg.
Archivo del proyecto em formato png.
Archivo del proyecto en formato gschem 1.8.2 (g875406c).
Archivo de la plaquita en el editor PCB versión 20140316.
Archivo de la plaquita en el editor PCB versión 20140316.
Las siguientes
explicaciones serán útiles si usted es principiante.
Los condensadores
deben tener una tensión de trabajo de 10V o más.
Las resistencias son
todas comunes y no es necesario utilizar componentes de precisión, incluso para los condensadores.
El condensador
conectado al terminal 38 es del tipo cerámico, y todos los demás
(con excepción de los electrolíticos) son de poliéster.
Los dos trimpotes
pueden ser del tipo multivoltas, para dar mayor precisión en la
calibración.
El interruptor S2
tiene la función de poner a prueba los displays, sólo esto y nada
más.
El S1 sirve para
hacer el cambio de la escala y para cambiar el punto decimal en los
displays, pues este punto no es controlado por el ICL7107, es
necesario por lo tanto hacer su control de forma manual.
Todos los
componentes conectados entre los terminales 27 y 40 tienen su
funcionamiento descrito en el datasheet, pero esta configuración que
describí es la que me dio los mejores
resultados, tanto en estabilidad y buena velocidad para las
lecturas.
Mire las letras en
el proyecto y lea los siguientes consejos:
A: Este es un
pequeño inversor que utiliza el integrado 7660 para generar una tensión negativa, pues el ICL7107 necesita esta tensión en el
terminal 26. Los dos condensadores de 10wF no están con los
terminales invertidos, es así que deben quedarse. Si usted es
principiante monte este inversor en un protoboard y pruebe su
funcionamiento y también el consumo, el cual debe ser menor que 1mA.
B: Las resistencias de
120K, 10K y el trimpot de 10K forman la base para la escala de
19,99V. Sí, podría haber colocado sólo una resistencia de 130K y el
trimpot, pero no he encontrado nada en este valor. La resistencia de 12K
se utiliza en la escala de 199,9V.
C: Los terminales
que van del 2 al 19 y del 22 al 25 están todos para el
funcionamiento de los displays. No se preocupe, es sólo seguir las
pistas y montar con cuidado que todo va a funcionar. Los displays son
del tipo positivo común, es decir, todos los terminales positivos de
todos los displays deben ser conectados en la alimentación positiva.
D: He colocado esta resistencia de 120 ohmios sólo para bajar un poco el brillo de los
displays.
E: Esta resistencia
sólo sirve para bajar el brillo de los puntos
decimales.
F: He incluido
estos componentes para mejorar el filtrado de la tensión que
proviene de la fuente y matar cualquier posibilidad de
fluctuaciones en las lecturas. Obviamente 1000wF es mucho, pero como
el tamaño de este condensador es muy reducido en virtud de su
tensión de funcionamiento de sólo 10V resolví dejarlo por allí
mismo.
La calibración:
El primer ajuste se
debe hacer en P1 con la escala en 199,9V. Haga esta calibración con la tensión más alta que usted tiene. He utilizado una fuente de
alimentación variable con 30V al comienzo, y entonces baje la tensión hasta cero comprobando la precisión. Haga correcciones si es
necesario.
El segundo ajuste es
en el P2 con la escala en 19,99V. Pone una tensión de 19V cercana y
luego disminuye a cero.
Si no tiene una
fuente variable, utilice un multímetro comparando tensiones de
fuentes de alimentación comunes, primero ajustando P1 en la escala
de 199,9V y luego P2 en la escala de 19,99V.
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