Neste artigo aprendemos como construir um voltímetro digital e um módulo de circuito combinado de amperímetro digital para medir volts DC e corrente através de diferentes faixas, digitalmente.
Introdução
Parâmetros elétricos como tensão e corrente são inerentemente associados à eletrônica e aos engenheiros eletrônicos.
Qualquer circuito eletrônico estaria incompleto sem o fornecimento adequado de níveis de tensão e corrente.
Nossa rede AC fornece uma tensão alternada nos potenciais de 220 V, para implementar essas tensões em circuitos eletrônicos, incorporamos adaptadores de energia CC que reduzem efetivamente as tensões CA da rede.
No entanto, a maioria das fontes de alimentação não inclui sistemas de monitoramento de energia, o que significa que as unidades não incorporam medidores de tensão ou corrente para exibir as magnitudes relevantes.
Principalmente as fontes de alimentação comerciais usam maneiras simples de exibir as tensões, como um mostrador calibrado ou medidores comuns do tipo bobina móvel. Isso pode funcionar desde que as operações eletrônicas envolvidas não sejam críticas, mas para operações eletrônicas complexas e sensíveis e solução de problemas, um sistema de monitoramento de ponta torna-se imperativo.
Um voltímetro digital e um amperímetro tornam-se muito úteis para monitorar tensões e correntes perfeitamente sem comprometer os parâmetros de segurança.
Um interessante e preciso circuito digital de voltímetro e amperímetro foi explicado no presente artigo, que pode ser facilmente construído em casa, no entanto, a unidade exigirá um PCB bem projetado por uma questão de precisão e perfeição.
Operação do Circuito
O circuito emprega IC 3161 e 3162 para o processamento necessário dos níveis de tensão e corrente de entrada.
As informações processadas podem ser lidas diretamente em três módulos de exibição de anodo comum de 7 segmentos.
O circuito requer uma seção de fonte de alimentação bem regulada de 5 volts para operar o circuito e deve ser incluída sem falhas, pois o IC requer estritamente uma fonte de 5 volts para operar corretamente.
As telas são alimentadas por transistores individuais que garantem que as telas estejam iluminadas.
Os transistores são BC640, mas você pode tentar outros transistores como 8550 ou 187 etc.
O módulo de circuito amperímetro e voltímetro digital proposto pode ser efetivamente usado com uma fonte de alimentação para indicar o consumo de tensão e corrente pela carga conectada através dos módulos conectados.
Referindo-se ao diagrama de circuito abaixo, o módulo de exibição digital de 3 dígitos é construído através dos ICs CA 3162, que é um IC conversor analógico para digital, e o IC complementar CA 3161, que é BCD para IC decodificador de 7 segmentos, ambos os ICs são fabricados pela RCA.
Como funcionam as telas
Os displays de 7 segmentos usados são do tipo ânodo comum e são conectados através dos drivers de transistor T1 a T3 mostrados para indicar as leituras relevantes.
O circuito inclui a facilidade para a seleção do ponto decimal de acordo com as especificações e faixa de carga.
Por exemplo, nas leituras de tensão, quando o ponto decimal acende em LD3 significa uma faixa de 100mV.
Para a medição de corrente, o recurso de seleção permite que você escolha entre algumas faixas, ou seja, de 0 a 9,99 e a outra de 0 a 0,999 amps (usando o link b). O que implica que o resistor de detecção de corrente é um resistor de 0,1 ohm ou de 1 ohm, conforme mostrado no diagrama abaixo:
Para garantir que R6 não tenha efeito na tensão de saída, este resistor precisa ser posicionado antes da rede divisora de tensão que se torna responsável pelo controle da tensão de saída.
S1, que é uma chave DPDT, é usada para selecionar a tensão ou a leitura de corrente conforme a preferência do usuário.
Com esta chave ajustada para medição de tensão P4 junto com R1 proporciona uma atenuação de cerca de 100 para a tensão de entrada alimentada.
Além disso, o ponto D é habilitado em um nível de tensão mais baixo para permitir a iluminação do ponto decimal no módulo LS, e a figura “V” fica iluminada.
Com a chave de seleção na faixa Amp, a queda de tensão adquirida através do resistor sensor é aplicada diretamente aos pontos das entradas Hi-Low do IC1, que é o módulo DAC.
O valor significativamente baixo dos resistores de detecção garante um efeito insignificante no resultado do divisor de tensão.
Faixas de ajuste para os monitores
Você encontrará 4 faixas de ajuste fornecidas no módulo de circuito amperímetro do voltímetro digital proposto.
P1: para anular o intervalo atual.
P2: Para habilitar a calibração de escala total da faixa de corrente.
P3: para anular a faixa de tensão.
P4: Para habilitar a calibração de escala total da faixa de tensão.
Recomenda-se que os presets sejam ajustados na ordem acima somente em que P1 e P3 sejam usados adequadamente para anular corretamente os respectivos parâmetros do módulo.
P1 ajuda a compensar o valor de consumo de corrente quiescente de operação do regulador, o que resulta em um pequeno desvio negativo em sua faixa de tensão, que por sua vez é efetivamente compensado por P3.
O módulo de exibição de tensão/corrente funciona usando a alimentação não regulada da fonte de alimentação sem problemas (não deve exceder 35V max), observe os pontos E e F na segunda figura acima. Nesse caso, o retificador de ponte B1 pode ser eliminado.
O sistema pode ser projetado como um duplo para adquirir leituras simultâneas de V e I. Deve ser reconhecido, no entanto, que o resistor sensor de corrente é curto-circuitado por meio dos links de aterramento cada vez que os dois dispositivos são fornecidos da mesma fonte. Existem basicamente dois métodos para derrotar esse distúrbio.
A primeira é conectar o módulo V de uma fonte diferente, enquanto o módulo l do “host” fornece. O segundo é muito mais gracioso e requer áreas de fiação rígidas E no lado esquerdo do resistor de detecção de corrente.
Esteja ciente, porém, de que a leitura de V mais alta possível nesse caso se transforma em 20,0 V (R6 diminui l V máx.), porque a tensão no pino ll geralmente não ultrapassa 1,2 V.
Tensões maiores tendem a ser mostradas escolhendo a qualidade de corrente mais baixa, `ie, R6 chega a ser 0R1. Instância: R6 cai 0,5V com um uso de corrente de 5 A, para garantir que 1,2 – 0,5 = 0,7 V continue sendo para a leitura de tensão, cuja exibição ótima é nesse caso 100 x 0,7: 70 V Assim como antes, esses tipos de complicações simplesmente se desenvolvem quando algumas dessas unidades são usadas em um único suprimento.
Design de PCB para fazer os módulos discutidos acima
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FONTE
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