|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Mini-voltmètre numérique avec LCD. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure L'auteur de cet article a examiné les performances d'un certain nombre de microcircuits ADC de la famille ICL71x6 (y compris le KR572PV5) et de ses analogues à une tension d'alimentation réduite. En utilisant les résultats de ces études, il a développé une conception originale pour un voltmètre numérique miniature. Basé sur la puce MAX130 ADC, qui appartient à la famille de puces IСL71x6, un voltmètre miniature avec quatre limites de mesure a été développé : 200 mV, 2, 20 et 200 V. Le schéma de base de l'appareil est illustré à la Fig. 1.
L'apparence du voltmètre est montrée sur la Fig. 2.
Le choix de cette série de microcircuits s'explique par le fait que sa limite de fonctionnement à tension d'alimentation réduite coïncide approximativement avec la tension de seuil d'un détecteur de faible puissance bon marché et accessible - le microcircuit KR1171SP42. L'utilisation de ce détecteur permet d'éviter des mesures erronées lorsque la tension d'alimentation descend en dessous d'un certain niveau. La consommation de courant nettement inférieure à celle de l'ICL7106 (KR572PV5) a permis d'augmenter la durée de fonctionnement du voltmètre même en utilisant une batterie de petite taille. À une fréquence cristalline de 32,768 kHz, le voltmètre donne environ 2 (32768 16000/40 32768) lectures par seconde. La fréquence du signal VR est d'environ 800 Hz (XNUMX/XNUMX). Pour l'exemple du microcircuit MAX130CPL utilisé dans le mini-voltmètre, la tension de fonctionnement minimale à laquelle la précision de la mesure est toujours maintenue s'est avérée être égale à 4,27 V. Par conséquent, parmi les dix exemplaires disponibles des détecteurs 1171SP42 (et ils ont un écart significatif dans la tension de réponse), un exemplaire avec une tension de fonctionnement a été sélectionné Us = 4,3 V et une hystérésis de 60 mV (la tension de coupure est d'environ 4,36 V). La précision d'un CAN est largement liée à la qualité des condensateurs utilisés dans le CAN. Dans la documentation propriétaire et les articles consacrés à l'utilisation du CAN ICL71xx, il est recommandé d'utiliser des condensateurs à faible coefficient d'absorption dans le diélectrique. Si un condensateur céramique est utilisé comme C6 (capacité du circuit intégrateur), l'erreur de linéarité de la conversion sera de l'ordre de 0,1%, et avec des diélectriques en polystyrène et polypropylène - 0,01% et 0,001%, respectivement. Parmi les condensateurs domestiques, nous pouvons recommander K71-4, K71-5, K72P-6, K72-9, K73P-7, K73-16, K73-17. Les condensateurs C4 dans l'unité de correction du zéro et C2 avec une tension de référence peuvent être utilisés avec un diélectrique en polyéthylène téréphtalate. Pour référence : condensateurs des groupes K70-xx et K71-xx - avec un diélectrique en polystyrène, groupes K72-xx - fluoroplastique, K73-xx - polyéthylène téréphtalate, K78-xx - polypropylène. Le voltmètre est assemblé sur un prototype de circuit imprimé dont les dimensions coïncident avec les dimensions de l'indicateur. La puce ADC est située sous l'indicateur et les éléments restants sont situés à l'arrière de la planche à pain. Toutes les résistances, à l'exception du diviseur d'entrée, sont des résistances chip de taille 0805. L'installation se fait avec un fil fin. La carte voltmètre est installée dans un boîtier en tôle de dimensions 80x35x15 mm. En face de l'indicateur, il y a une fenêtre découpée dans le boîtier dans laquelle est collée une plaque en plastique transparent (du couvercle du boîtier du CD). Les dimensions du compartiment à piles sont de 35x15x15 mm. Pour obtenir une tension de référence de 100 mV, les éléments R1, VD1, R3, R5, R6 sont utilisés. Les caractéristiques de la diode Zener intégrée AD1580ART (Ist min = 50 μA !) sont légèrement meilleures que celles du RER1004 (LM385), et elle est disponible dans un boîtier SOT-23 miniature. Une tension de référence de 100 mV est réglée sur la résistance R5 en ajustant la résistance d'ajustement R6. Il était possible de réaliser un voltmètre avec quatre limites de mesure de tension sans interrupteur spécial : un diviseur de tension externe intégré au connecteur de la sonde de test est connecté au connecteur XP1. Le circuit diviseur d’entrée est illustré à la Fig. 3, et sur la Fig. 4 montre sa conception. La transition vers une autre limite de mesure peut être effectuée en déconnectant la sonde avec un diviseur du connecteur XP1 du voltmètre, en tournant la sonde de 90 degrés et en reconnectant les deux nœuds.
La résistance d'entrée du voltmètre avec un diviseur de tension connecté est de 11,1 MOhm (sans diviseur - environ 100 MOhm). Il est préférable d'utiliser des résistances C2-29V 0,062 ou 0,125 W avec une tolérance de 0,1% dans le diviseur de tension d'entrée. Les résistances des résistances diviseuses sont choisies en multiples de 10, ce qui facilite leur sélection. La résistance du bras inférieur du diviseur dans ce cas doit être de 11,11 kOhm ; ce calibre existe pour les résistances C2-29V (série E192). Vous pouvez utiliser les conseils de [1] et connecter en parallèle deux résistances avec des valeurs de la série E24 12 kOhm et 150 kOhm (il est important de sélectionner la valeur 11,11 kOhm). Lors de l'installation de résistances avec une tolérance de 0,1 % dans le diviseur, aucune sélection supplémentaire ne sera requise. Malheureusement, il est impossible de trouver une petite résistance précise évaluée à 10 MΩ. Par conséquent, j'ai dû fabriquer une résistance maison à partir de résistances chip 0805. Le circuit et la conception d'une telle résistance sont illustrés sur la Fig. 5,a et fig. 5B.
Les résistances R1'= 8,2 MOhm et R1"= 1,8 MOhm doivent être sélectionnées avec une tolérance négative. Si l'écart est d'environ 0,1% (c'est une valeur tout à fait possible pour les résistances chip avec une tolérance de 1%), alors les deux autres La résistance doit avoir les valeurs indiquées sur la Fig. 5, a. La résistance R1* est soudée sur la résistance R1"'. La taille de conception correspond approximativement aux résistances C2-23 0,125 ou 0,25 W. La tension maximale admissible à l'entrée du diviseur est déterminée par la tension maximale admissible de la résistance chip 0805 R1' et, selon les données du passeport, est égale à 300 V. La tension de fonctionnement des résistances chip ne doit pas dépasser 150 V. Considérant que la résistance de la résistance R1' est de 8,2 MOhm/ 11,1 MOhm = 73,8% de la résistance totale du diviseur, alors la tension de fonctionnement du diviseur est de 150 V / 0,73 = 203 V, ce qui correspond à la limite maximale de mesure du mini-voltmètre. Vous pouvez régler la résistance de 10 MΩ soit en lisant un ohmmètre précis, soit en mesurant la tension calibrée de 1,999 V avec un voltmètre précis sur le diviseur assemblé. Bien entendu, le mini-voltmètre lui-même doit être réglé sur une limite de 200 mV. En principe, la première option de réglage basée sur les lectures de l'ohmmètre ne peut pas donner un bon résultat, car il y a toujours un courant d'entrée qui crée une chute de tension notable aux bornes de la résistance de 10 MΩ. Mais les courants d'entrée de la famille de microcircuits ICL71xx sont si faibles que les résultats pour un affichage à 31/2 chiffres sont tout à fait satisfaisants. Il n'est pas recommandé de régler le diviseur en connectant un multimètre à ses étages, même si c'est un ordre de grandeur plus précis, car une erreur peut survenir en raison du diviseur de tension interne, qui ne peut pas être désactivé même à la limite inférieure. Avant de remplir la structure de la sonde avec de la résine époxy, il est recommandé de rincer soigneusement la résistance de 10 MΩ et l'ensemble du diviseur avec un mélange alcool-essence, de l'eau et du shampoing, et de bien les sécher. À cette fin, il est conseillé d'utiliser un sèche-cheveux lorsque la température de l'air à sa sortie est comprise entre 70 et 90 °C. Il faut veiller à ce que l'époxy ne s'écoule pas dans le corps des connecteurs PBD-8 broches. La deuxième sonde d'entrée du voltmètre avec une pince crocodile à son extrémité est connectée au connecteur HRZ. Étant donné que l'entrée 200 mV est également connectée au même connecteur, elle peut être utilisée pour connecter un voltmètre avec divers accessoires externes ou simplement comme indicateur avec une résistance d'entrée élevée et une échelle de 200 mV. Le diviseur de tension est déconnecté du connecteur XP1, la position du point décimal peut donc être réglée sur le connecteur XP1 à l'aide d'un cavalier ordinaire. Le corps métallique du voltmètre n'a aucune connexion avec la partie électrique de l'appareil, mais il y a un contact « boîtier » sur le connecteur KhRZ. Vous pouvez l'utiliser en fonction de la situation (par exemple, avec un niveau d'interférence élevé). Le schéma et la conception de la sonde négative sont présentés sur la Fig. 6.
Le voltmètre utilise un indicateur LCD ITS-0803 d'INTECH [2]. Ses dimensions sont de 51x30,5 mm. L'image apparaît déjà à une tension de 2...2,1 V, et le contraste maximum du signe par rapport à l'arrière-plan (dans IZhTs5-4/8, le contraste est pire) l'indicateur atteint à une tension d'alimentation de 3.. .3.3 V. Ce type d'indicateur peut être appelé standard , puisque ses analogues complets sont produits par un certain nombre de sociétés (Standish, Epson). Le but et l'emplacement des broches et des segments sont indiqués sur la Fig. 7.
L'indicateur le plus courant, LCI5-4/8, peut être utilisé, mais n'est pas conseillé. L'image des segments apparaît à partir d'une tension de 2,5...2,7 V, mais le contraste maximum n'est obtenu qu'à une tension de 4,3...4,8 V. De plus, cet indicateur n'a pas de segment "Faible" Batterie". . Il existe un analogue de cet écran LCD appelé « Sable », dont les caractéristiques sont meilleures et le prix est plus élevé. Un bon indicateur est IZHTs14-4/7 de l'usine Reflector. Il fonctionne bien avec une tension d'alimentation de 3 V, mais possède 50 broches, de nombreux segments supplémentaires et, par conséquent, des dimensions plus grandes que l'ITS-0803. Il existe un symbole de segment « LB ». Des informations sur ces composants peuvent également être trouvées sur le site Web [2]. S'il n'y a pas de segment « BATTERIE FAIBLE » sur l'écran LCD, vous pouvez utiliser une LED dans l'unité d'indication de batterie faible ; Le circuit de contrôle de tension pour ce cas est illustré à la Fig. 8. Il est conseillé de choisir une LED avec un courant de fonctionnement minimum. La LED L-934SRC présentée dans le schéma est rouge, très lumineuse (King Bright). Il fonctionne normalement à un courant direct de 200...300 µA !
Le transistor VT2 inverse le signal BP et est utilisé pour activer les points décimaux sur l'indicateur. Le point requis à la limite de courant est activé par un cavalier sur le connecteur XS2 du diviseur de tension externe. Le même signal BP inversé (indiqué dans le diagramme par DP0) via un interrupteur sur le transistor VT1 peut être fourni au segment LCD « Batterie faible ». L'état de la clé (on/off) est contrôlé par le détecteur de sous-tension DA1. Les résistances R4, R7, R10, R11 (avec une résistance de 5...10 MOhm) sont installées pour éliminer « l'éclairage » des segments inutilisés. Dans la plupart des cas, l'indicateur fonctionne bien sans ces résistances. Les dimensions du compartiment d'alimentation, liées à la largeur de l'indicateur utilisé, permettent l'installation dans l'appareil de piles 4LR44, A544, V34PX, РХ28А, 4SR44 d'une tension de 6 V. Il est également possible d'utiliser plusieurs piles alcalines ou Cellules à disque galvanique argent-zinc AG13, 376A, LR44, SR44 avec une tension nominale de 1,55 V. Elles sont assez courantes et sont utilisées dans les pointeurs laser et le jouet pour enfants Tomagotchi. Le compartiment est équipé d'un ressort assez long, qui permet l'utilisation de trois ou quatre éléments de disque. Avec quatre éléments, la tension de décharge finale est de 4,3 V / 4 = 1,07 V. Lorsque seuls trois éléments sont allumés, leur capacité n'est pas pleinement utilisée (la tension minimale autorisée est d'environ 1,43 V). La faible consommation de courant (notamment pour le MAX131) permet d'installer un ensemble d'éléments « frais » et partiellement déchargés pour une utilisation plus complète de leur capacité. Avec un certain effort, vous pouvez mettre même 5 éléments complètement déchargés dans le compartiment (0,9 V x 5 = 4,5 V) et le voltmètre fonctionnera normalement. La capacité des cellules galvaniques alcalines et des batteries de ces types est d'environ 100 mAh et celle de l'argent-zinc de 160 mAh. Cela signifie que la durée de fonctionnement estimée du voltmètre à partir d'une pile avec une consommation de courant moyenne d'environ 220 μA (MAX130) sera d'environ 500 heures pour les piles alcalines et 800 heures pour les piles argent-zinc. Pour les autres types de puces de cette famille ADC, vous pouvez estimer la durée de fonctionnement en fonction de leur consommation actuelle. L'erreur du voltmètre à la limite de 200 mV correspond à la capacité des chiffres de l'indicateur LCD, c'est-à-dire que tous les chiffres sur l'indicateur sont précis (testés avec un voltmètre à 41/2 chiffres DT930F+, classe de précision 0,05), ce qui, bien entendu, est pas le mérite de l'auteur, mais la haute qualité de la source de tension de référence MAXIM ADC et Analog Devices. Étant donné que la tension ION mesurée dans un voltmètre accordé était légèrement inférieure à la valeur calculée (environ 99,98 mV), la non-linéarité du dispositif qui se produit inévitablement avec cette méthode de correction de l'absorption dans un condensateur dépasse les 3 1/2 chiffres de l'indicateur. L'absence de différence notable dans les lectures aux extrémités de l'échelle (moins de 1/2 unité du chiffre le moins significatif de l'indicateur) dans ce cas est simplement un accident agréable. Aux (trois) limites restantes, l'erreur sera déterminée par la qualité de fabrication du diviseur de tension. L'auteur est conscient d'une certaine ambiguïté dans le matériel présenté dans cet article. D’une part, nous envisageons l’utilisation d’une puce ADC dans la conception d’un appareil qui ne peut être considéré comme autre chose qu’un appareil radioamateur, puisque le mode d’alimentation de la puce n’est pas conforme aux recommandations du fabricant. En revanche, l'auteur dispose des résultats d'une étude assez approfondie des sources d'erreur, qui n'a pas été reprise dans cet article. Dans le même temps, l'auteur affirme que deux douzaines de copies de microcircuits de types différents de la famille ICL71x6 fonctionnent normalement dans le circuit de connexion proposé. Cependant, l'auteur ne peut donner dans cet article aucune conclusion générale concernant les performances de toutes les instances de microcircuits de ce groupe d'ADC. L'auteur a néanmoins tiré une certaine conclusion pour lui-même. Si dans une conception amateur ou industrielle, vous devez connecter un microcircuit de la famille ICL71x6 à un appareil avec une tension d'alimentation de 5...6 V, vous pouvez, en tenant compte de la marge de tension d'alimentation, utiliser un CAN sans convertisseurs de polarité. littérature
Auteur : O. Fedorov, Moscou
Cuir artificiel pour émulation tactile
15.04.2024 Litière pour chat Petgugu Global
15.04.2024 L’attractivité des hommes attentionnés
14.04.2024
▪ La pêche utilise les trois quarts des océans du monde ▪ Lecteurs DVD de voiture pour les routes russes ▪ Les incendies dans les forêts amazoniennes ont accéléré la fonte des glaciers dans les Andes
▪ section du site destinée au radioamateur-concepteur. Sélection d'articles ▪ Article Feux naturels. Bases de la vie en toute sécurité ▪ article Qui a inventé la machine à vapeur ? Réponse détaillée ▪ commis aux billets d'article. Description de l'emploi
Page principale | bibliothèque | Articles | Plan du site | Avis sur le site
www.diagramme.com.ua |
Voir d'autres articles section 
Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :
Toutes les langues de cette page