Membuat Voltmeter Digital Menggunakan ICL7107PLZ Dengan Tampilan 7 Segment by Muhammad Kennedy

A. Deskripsi Umum Alat ini mudah untuk dibuat, namun demikian sangat akurat dan berguna

voltmeter digital. Alat ini dirancang sebagai panel meter dan dapat digunakan dalam pasokan listrik DC atau di mana pun perlu memiliki indikasi yang akurat dari tegangan ini. Rangkaian mempekerjakan ADC (Analog to Digital Converter) IC CL7107. IC ini menggabungkan 40 pin semua sirkuit yang diperlukan untuk mengubah sinyal analog ke digital dan dapat mendorong serangkaian empat seven segment LED display secara langsung. Sirkuit dibangun ke dalam IC adalah analog ke digital, komparator, jam, decoder dan tujuh segmen driver display LED. Rangkaian seperti yang dijelaskan di sini dapat menampilkan setiap tegangan DC dalam kisaran 0-1,999 Volts.

B. Spesifikasi Teknis dan KarakteristikTegangan Supply : + / - 5 V (simetris) Kebutuhan daya : 200 mA (maksimum) Rentang pengukuran : + / - 0-1,999 VDC dalam empat rentang Akurasi : 0,1% Fitur :

Ukuran kecil Konstruksi Mudah Biaya rendah Penyesuaian sederhana Mudah dibaca dari kejauhan Beberapa komponen eksternal

C. Daftar Komponen U1 = ICL 7107 CPL U2 = U3 = 7805 U4 = ICL 7660 R1 = 180KΩ R2 = 22KΩ R3 = 12KΩ R4 = 1MΩ R5 = 470KΩ R6 = 560Ω R7 = R8 = 1KΩ P1 = 20K Trimmer Multi Turn C1 = 100pF C2 = C6 = C7 = 100nF C3 = 47nF

C4 = 10nF C5 = 220nF C8 = C9 = 100nF C10 = C11 = 10uF LD1, 2, 3, 4 = MAN 6960 Common Anode

D. Prinsip Kerja dan RangkaianDalam rangka untuk memahami prinsip pengoperasian rangkaian perlu

untuk menjelaskan bagaimana ADC IC bekerja. IC ini memiliki fitur yang sangat penting berikut :

Akurasi besar Hal ini tidak terpengaruh oleh noise Tidak perlu untuk sampel terus sirkuit Memiliki jam built-in Ini tidak membutuhkan akurasi tinggi komponen eksternal

Gambar 1. Skematik Rangkaian Voltmeter Digital

Gambar 2. 7 Segment Display Pinout

Sebuah Analog to Digital Converter, (ADC dari sekarang) lebih dikenal sebagai konverter lereng ganda atau mengintegrasikan converter. Jenis converter umumnya lebih disukai lebih dari jenis lain karena menawarkan

akurasi, kesederhanaan dalam desain dan ketidakpedulian relatif terhadap kebisingan yang membuatnya sangat handal.

Operasi dari rangkaian tersebut adalah lebih baik dipahami jika dijelaskan dalam dua tahap. Selama tahap pertama dan untuk suatu periode tertentu tegangan input terintegrasi, dan output dari integrator pada akhir periode ini, ada tegangan yang berbanding lurus dengan tegangan input. Pada akhir periode yang telah ditetapkan integrator adalah makan dengan tegangan referensi internal dan output dari sirkuit secara bertahap dikurangi hingga mencapai tingkat tegangan referensi nol.

Tahap kedua ini dikenal sebagai periode kemiringan negatif dan durasinya tergantung pada output dari integrator dalam periode pertama. Sebagai durasi operasi pertama adalah tetap dan panjang yang kedua adalah variabel adalah mungkin untuk membandingkan dua cara ini tegangan input sebenarnya dibandingkan dengan tegangan referensi internal dan hasilnya dikodekan dan kirim ke layar .

Semua ini terdengar cukup mudah tetapi sebenarnya serangkaian operasi yang sangat kompleks yang semuanya dibuat oleh ADC IC dengan bantuan beberapa komponen eksternal yang digunakan untuk mengkonfigurasi sirkuit untuk pekerjaan itu. Secara rinci sirkuit bekerja sebagai berikut. Tegangan yang akan diukur diterapkan di poin 1 dan 2 sirkuit dan melalui sirkuit R3, R4 dan C4 akhirnya diterapkan ke pin 30 dan 31 dari IC. Ini adalah input dari IC seperti yang Anda lihat dari diagram tersebut. (IN TINGGI & RENDAH DI masing-masing).

Resistor R1 bersama dengan C1 yang digunakan untuk mengatur frekuensi osilator internal (jam) yang ditetapkan pada sekitar 48 Hz. Pada clock rate ini ada sekitar tiga bacaan yang berbeda per detik. Kapasitor C2 yang terhubung antara pin 33 dan 34 dari IC telah dipilih untuk mengkompensasi kesalahan yang disebabkan oleh tegangan referensi internal dan juga menjaga layar mantap. Kapasitor C3 dan resistor R5 bersama-sama sirkuit yang melakukan integrasi tegangan input dan pada saat yang sama mencegah pembagian tegangan input membuat sirkuit yang lebih cepat dan lebih dapat diandalkan sebagai kemungkinan kesalahan sangat berkurang. Kapasitor C5 memaksa instrumen untuk menampilkan nol ketika tidak ada tegangan pada input.

Resistor R2 bersama dengan P1 digunakan untuk mengatur instrumen selama set-up sehingga menampilkan nol ketika input adalah nol. Resistor R6 mengontrol arus yang diperbolehkan untuk mengalir melalui display sehingga ada kecerahan yang cukup dengan keluar merusak mereka. The IC seperti yang telah disebutkan di atas mampu mendorong empat anoda umum LED display. Ketiga menampilkan paling kanan dihubungkan sehingga mereka dapat menampilkan semua angka dari 0 sampai 9, sementara yang pertama dari kiri hanya dapat menampilkan nomor 1 dan ketika tegangan negatif «the

-« tanda. Seluruh rangkaian beroperasi dari simetris ρ 5 VDC pasokan yang diterapkan pada pin 1 (+5 V), 21 (0 V) dan 26 (-5 V) dari IC.

Gambar 4. Contoh Power Supply 1

Gambar 5. Contoh Power Supply 2

Nilai R3 kontrol sebenarnya kisaran pengukuran voltmeter dan jika Anda memberikan beberapa cara untuk beralih resistor yang berbeda di tempat yang Anda dapat menggunakan instrumen pada rentang tegangan.

Untuk resistor pengganti ikuti tabel di bawah ini: 0-2 V ............ R3 = 0 Ω 1% 0-20 V ........... R3 = 1,2 KΩ 1% 0-200 V .......... R3 = 12 KΩ 1% 0-2000 V ......... R3 = 120 KΩ 1%Bila Anda telah selesai semua solder pada papan dan Anda yakin bahwa

semuanya OK Anda dapat memasukkan IC di tempatnya. IC adalah CMOS dan sangat sensitif terhadap listrik statis.

Muncul dibungkus dalam aluminium foil untuk melindunginya dari muatan listrik statik dan harus ditangani dengan hati-hati untuk menghindari kerusakan itu. Cobalah untuk menghindari menyentuh pin dengan tangan Anda dan menjaga sirkuit dan tubuh Anda pada potensial tanah ketika Anda memasangnya di tempatnya.Source : http://www.electronics-lab.com/projects/test/001/