デジタル電圧計、電流計モジュール回路の作り方

この記事では、さまざまな範囲のDCボルトと電流をデジタルで測定するためのデジタル電圧計とデジタル電流計の直並列回路モジュールを構築する方法を学びます。

前書き

電圧や電流などの電気的パラメータは、本質的に電子機器や電子技術者に関連しています。

電圧と電流のレベルを適切に供給しないと、電子回路は不完全になります。

当社の主電源ACは、220 Vの電位で交流電圧を供給します。これらの電圧を電子回路に実装するために、主電源AC電圧を効果的に降圧するDC電源アダプターを組み込んでいます。

ただし、ほとんどの電源装置には電力監視システムが含まれていません。つまり、ユニットには、関連する大きさを表示するための電圧または電流計が組み込まれていません。

ほとんどの商用電源は、校正済みのダイヤルや通常の可動コイルタイプのメーターのように、簡単な方法で電圧を表示します。関係する電子操作が重要でない限り、これらは問題ないかもしれませんが、複雑で機密性の高い電子操作とトラブルシューティングには、ハイエンドの監視システムが不可欠になります。

に デジタル電圧計 電流計は、安全パラメータを損なうことなく、電圧と電流を完全に監視するのに非常に便利です。

興味深く正確なデジタル電圧計と電流計回路がこの記事で説明されており、自宅で簡単に構築できますが、ユニットは正確さと完璧さのために適切に設計されたPCBを必要とします。

回路動作

この回路は、入力電圧および電流レベルの必要な処理にIC3161および3162を採用しています。

処理された情報は、3つの7セグメント共通アノードディスプレイモジュールを介して直接読み取ることができます。

回路は、回路を動作させるために5ボルトの十分に調整された電源セクションを必要とし、ICが正しく動作するために厳密に5ボルトの電源を必要とするため、必ず含める必要があります。

ディスプレイは、ディスプレイが明るく点灯することを確認する個々のトランジスタによって電力が供給されます。

トランジスタはBC640ですが、8550や187などの他のトランジスタを試すこともできます。

提案されたデジタル電圧計、 電流計回路 モジュールは、接続されたモジュールを介して接続された負荷による電圧と電流の消費量を示すために、電源とともに効果的に使用できます。

以下の回路図を参照すると、3桁のデジタルディスプレイモジュールは、アナログ-デジタルコンバータICであるIC CA3162とBCDから7セグメントデコーダICである補完的なCA3161ICを介して構築されています。これらのICは両方ともRCA。

ディスプレイのしくみ

使用される7セグメントディスプレイは一般的なアノードタイプであり、関連する読み取り値を示すために、示されているT1〜T3トランジスタドライバに接続されています。

この回路には、負荷の仕様と範囲に従って小数点を選択する機能が含まれています。

たとえば、電圧の読み取りでは、小数点がLD3で点灯する場合、100mVの範囲を示します。

現在の測定では、選択機能を使用して、0〜9.99の範囲と、0〜0.999アンペアの範囲（リンクbを使用）から選択できます。これは、次の図に示すように、電流検出抵抗が0.1オームまたは1オームの抵抗であることを意味します。

R6が出力電圧に影響を与えないようにするために、この抵抗は、出力電圧の制御を担当する分圧器ネットワークの前に配置する必要があります。

DPDTスイッチであるS1は、ユーザーの好みに応じて電圧または電流の読み取り値を選択するために使用されます。

このスイッチをR1とともに電圧P4を測定するように設定すると、供給された入力電圧に対して約100の減衰が得られます。

さらに、点Dは、LSモジュールの小数点の照明を可能にするために、より低い電圧レベルで有効になり、図「V」が明るく照らされます。

選択スイッチをアンペア範囲に向けて保持すると、検出抵抗の両端で取得された電圧降下が、DACモジュールであるIC1のHi-Low入力のポイントに直接適用されます。

検出抵抗の値が非常に低いため、分圧器の結果への影響はごくわずかです。

ディスプレイの調整範囲

提案されたデジタル電圧計電流計回路モジュールで提供される4つの調整範囲があります。

P1：現在の範囲を無効にするため。

P2：電流範囲のフルスケール校正を可能にします。

P3：電圧範囲をゼロにするため。

P4：電圧範囲のフルスケール校正を可能にします。

モジュールのそれぞれのパラメータを正しく無効にするためにP1とP3が適切に使用される場合にのみ、プリセットを上記の順序で調整することをお勧めします。

P1は、レギュレータの動作静止電流消費値を補償するのに役立ちます。これにより、電圧範囲全体でわずかな負の偏差が発生し、P3によって効果的に補償されます。

電圧/電流表示モジュールは、電源からの安定化されていない電源を使用して問題なく動作します（最大35Vを超えない）。上の2番目の図のポイントEとFに注意してください。その場合、ブリッジ整流器B1を削除できます。

システムは、VとIの読み取り値を同時に取得するために2つのように設計されている場合があります。ただし、2つのデバイスが同じソースから供給されるたびに、電流検出抵抗がグランドリンクによって短絡されることを認識しておく必要があります。この障害を克服するには、基本的に2つの方法があります。

1つ目は、Vモジュールを別のソースから接続し、lモジュールを「ホスト」電源から接続することです。 2つ目は、はるかに優雅で、電流検出抵抗の左側にハード配線領域Eが必要です。

ただし、ピンllの電圧は通常1.2 Vを超えないため、この場合の可能な最高のV読み取り値は20.0 Vになります（R6は最大1 V低下します）。

より大きな電圧は、より低い電流品質を選択することによって示される傾向があります。つまり、R6は0R1になります。インスタンス：R6は5 Aの電流使用量で0.5V低下し、1.2-0.5 = 0.7Vが引き続き電圧読み取り用であることを保証します。その場合、最適な表示は100 x 0.7：70 Vです。前と同じように、これらの種類のこれらのユニットのいくつかがすべて1つの供給で使用されるときはいつでも、合併症は単に発生します。

上記のモジュールを作成するためのPCB設計