IC Voltímetro: Medición Precisa de Voltaje Simplificada

Sobre IC Voltímetro, medir voltaje entre dos puntos en tu circuito electrónico brinda numerosas ventajas. Por ejemplo, saber si dispositivo eléctrico como batería funciona según lo previsto. El voltímetro informa sobre diferencial voltaje de esa batería. Los voltímetros generalmente tienen chip circuito integrado especial, como ICL7107, para mediciones precisas. Básicamente, se integran en circuito junto con display LED 7 segmentos.

Este artículo describe circuito voltímetro panel digital para usar en cualquier dispositivo electrónico. ¡Empecemos!

1. ¿Qué es IC Voltímetro?

(Voltímetro digital con IC L7107 para mediciones precisas. Fuente: Wikimedia Commons)

Un IC voltímetro proporciona mediciones voltaje CA o CC y muestra valor en forma numérica. Muchos usan ADC 3.5 ICL7107 de Intersil. Muestra lecturas 0-2000V con precisión 0.1% y consume <200mA. Circuitría ICL7107 soporta drivers display, reloj, decodificadores 7 segmentos, fuente voltaje referencia.

Condiciones variables pueden afectar rendimiento: variación voltaje alimentación, temperatura, impedancia entrada, etc.

2. Funcionamiento Voltímetro Digital

(Voltímetro digital midiendo voltaje batería.)

Rango voltaje entrada

Voltímetro digital (DVM) rango entrada ±1V a 1000V. DVM precisión: 1GΩ resistencia entrada con rango 0-20V.

Diseño y principio funcionamiento

Atenuador DVM tiene resistencia serie que disminuye señal entrada. Voltaje punto A iguala voltaje entrada V_in. Regla división voltaje: punto B (R2) voltaje menor que A (R1). Punto C (R3) voltaje menor que A y B.

(Voltímetros digitales tienen atenuador. Fuente: Wikimedia Commons)

En general, atenuador limita exceso voltaje para no dañar componentes integrados. Opera como red resistiva predefinida protegiendo circuito mediante atenuación. Generalmente atenuación década, proporciona cuenta decimal DVM. Ejecutar atenuación resulta en potencias de diez.

ADC entrada proporciona Vin/N como voltaje entrada: N = 1, 10, 100, 1000.

ADC proporciona conversión analógico-digital, produciendo salida digital. Señal digital: dos niveles 0 y 1. Proceso produce serie pulsos digitales: un pulso = 1mV.

Contador década recibe pulsos digitales. Tres contadores década en cascada. Cada uno 10 cuentas (0-9). Los tres cuentan hasta 1000.

DC 7447 convierte para mostrar valores BD en display 7 segmentos. Selector punto decimal referencia posición decimal según magnitud voltaje.

3. Tipos Voltímetro Digital

(Varios tipos voltímetros digitales en mercado.)

DVM Tipo Rampa

Mide tiempo que voltaje entrada tarda en caer a 0V. También mide tiempo que nivel voltaje rampa sube de 0V a voltaje entrada.

DVM Tipo Integración Doble Pendiente

Opera cuando interruptor S aplica entrada analógica a integrador por intervalo tiempo específico. Entrada comparador sube a valor positivo aplicable. Al terminar intervalo fijo, tasa aumento voltaje iguala voltaje entrada.

Contador configura a cero mientras interruptor transiciona a voltaje referencia. Salida integrador disminuye hasta valor menor que voltaje referencia interno comparador. Señal dispara fin cuenta.

DVM Tipo Integración

Técnica conversión voltaje-frecuencia. Genera pulsos equivalentes a magnitud voltaje entrada. Produce serie pulsos cuya frecuencia depende voltaje medido.

DVM Aproximación Sucesiva

Convertidor aproximación sucesiva. Realiza 1000 lecturas/segundo. Distribuye pulso inicio a Multivibrador inicio/parada. Registro control 8-bit muestra 10000000. Salida DAC configura a mitad voltaje referencia.

Ciclo medición continúa y para al alcanzar cuenta final.

4. Cómo Hacer Voltímetro Digital con ICL7107

Incluimos proyecto DIY voltímetro digital con ICL7107. ¡Sigue leyendo!

Diagrama circuito:

(Diagrama circuito voltímetro digital)

Mide voltajes directos rango 0-200V.

Componentes requeridos:

• PCB – 1x
• Display LED 7 segmentos – 4x
• Timer IC 555 – 1x
• LM7805 – 1x
• ICL7107 – 1x
• Fuente 9V/12V – 1x
• Resistencia 47k – 1x
• Resistencia 1k – 5x
• Resistencia 22k – 1x
• Resistencia 10k – 1x
• Resistencia 120k – 1x
• Potenciómetro 5k – 1x
• Capacitor 100nF – 3x
• Capacitor 10µF – 2x
• Capacitor 100pF – 1x
• Capacitor 220nF – 1x
• Capacitor 47nF – 1x
• LED – 1x
• Diodo 1N4148 – 2x
• Punta prueba – 1x

Pasos:

Pedido y Fabricación PCB:

Pide placa circuito online. OurPCB ofrece servicios fabricación.

Calibración circuito:

Alimenta circuito y cortocircuita terminales entrada. Ajusta resistencia R6 hasta display muestre 0V.

Conexión componentes:

(Soldar componentes en circuito.)

Conecta ICL7107, oscilador IC 555 y componentes según diagrama. Añade cuatro displays 7 segmentos y conéctalos. Integra LM7805. Conecta pin GND a tierra. Pin IN a VCC y OUT a resistencia R10 1k. Esa resistencia a LED, a tierra. Conecta extremo positivo capacitor C8 10µF a pin OUT y negativo a tierra.

Resumen

En resumen, circuito voltímetro digital asegura funcionamiento correcto dispositivo. Mide dos puntos voltaje y produce número digital. Número pasa proceso conversión antes de mostrar en display 7 segmentos. Aparece formato dígito representando voltaje entrada. Voltímetros digitales útiles para profesionales y creadores proyectos.

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