यहां हम एक साधारण वाल्टमीटर डिजाइन करने जा रहे हैं। यह सरल है क्योंकि इसमें केवल एक आईसी चिप शामिल है - LM3914 । LM3914 एक चिप है जो रैखिक इनपुट वोल्टेज मान के आधार पर 10 एलईडी चलाती है।
आईसी इनपुट वोल्टेज के मूल्य के आधार पर आवश्यक एलईडी प्रकाश व्यवस्था द्वारा एक दशमलव आउटपुट प्रदान करता है। संदर्भ वोल्टेज और आपूर्ति वोल्टेज के आधार पर अधिकतम मापने वाले इनपुट वोल्टेज में भिन्नता है, हम लेख के बाद के भाग में चर्चा करेंगे।
इस चिप को बैटरी प्रोटेक्शन सर्किट, एमीटर सर्किट, आदि के लिए संशोधित किया जा सकता है, लेकिन यहां हम इसे वाल्टमीटर के लिए उपयोग कर रहे हैं। LM3914 एक 10 स्टेज वाल्टमीटर है जिसका मतलब है कि यह 10 बिट मोड में बदलाव दिखाता है। चिप मापने वाले इनपुट वोल्टेज को एक पैरामीटर के रूप में महसूस करता है और इसे संदर्भ के साथ तुलना करता है, हर बार वोल्टेज संदर्भ के निश्चित हिस्से को एलईडी एलओयू पार करता है।
चिप को सीधे एलईडी ड्राइव करने के लिए प्रोग्राम किया गया है, इसलिए अतिरिक्त प्रतिरोध की आवश्यकता नहीं है।
अवयव
बिजली की आपूर्ति (5v)
1K रोकनेवाला (3 टुकड़े)
10K रोकनेवाला (2 टुकड़े)
LM3914 आईसी
10 एल.ई.डी.
0.1F संधारित्र (2 टुकड़े)।
ब्रेडबोर्ड और कनेक्टिंग तार
सर्किट आरेख और कार्य
LM3914 का आंतरिक सर्किट निम्न आकृति में दिखाया गया है:
जैसा कि चर्चा की गई LM3914 एक 10 चरण मापने वाली इकाई है। यह ऊपर के आंतरिक सर्किट में दिखाया गया है। LM3914 मूल रूप से 10 तुलनित्रों का एक संयोजन है। प्रत्येक तुलनित्र एक op-amp है, जिसके नकारात्मक टर्मिनल पर संदर्भ वोल्टेज प्राप्त होता है।
अब यहाँ महत्वपूर्ण बात यह है कि मापने वाला वोल्टेज संदर्भ वोल्टेज या चिप आपूर्ति वोल्टेज से अधिक नहीं हो सकता है। इसे हमेशा ध्यान में रखना चाहिए। इनपुट को स्थिर रखते हुए एक उच्च मापने वाले वोल्टेज को प्राप्त करने के लिए हम प्रतिरोध वोल्टेज विभक्त सर्किट का उपयोग करने जा रहे हैं। यह बस प्रतिरोधों के आधार पर वोल्टेज को विभाजित करता है।
चित्र में दिखाए गए नेटवर्क द्वारा निर्मित सर्किट पर विचार करें:
तो इनपुट वोल्टेज 15V, R1 = 11K, R2 = 1K के साथ हमारे पास Vout = 15 (1/11) = 1.5V (लगभग) है।
संदर्भ वोल्टेज आवश्यकता के आधार पर चुना जाता है। संदर्भ मान अधिकतम मापने वाला वोल्टेज होना चाहिए जिसे हम चिप पर लागू करने जा रहे हैं। अगर हम 20V के पीक वोल्टेज के साथ वेरिएबल वोल्टेज को माप रहे हैं तो हमें 20V के संदर्भ को चुनना चाहिए।
संदर्भ समीकरण द्वारा चुना गया है:
चूंकि हम 0-15 से वोल्टेज मापना चाहते हैं, हमें R2 = 11K = 10K + 1K, R1 = 1K चुनने की आवश्यकता है।
इसके साथ हमने Vref = 1.25 * 12 = 15V के संदर्भ वोल्टेज को चुना है। इसलिए हमारे पास अधिकतम इनपुट वोल्टेज 15 वी है।
हालांकि यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि उच्च संदर्भ मूल्य चरण वोल्टेज से अधिक है और संकल्प को कम करता है। 20V के संदर्भ में कहें तो हमारे पास 2V का एक चरण है, 2V-4V के बीच कोई भी वोल्टेज औसत दर्जे का नहीं है। तो उच्च वोल्टेज के साथ हमारे पास कम सटीकता है।
चूंकि चिप एक 10 चरण एक है और वोल्टेज 0-15 वी से है, हमारे पास 1.5 वी कदम है। तो वोल्टेज को मापने में हर 1.5V वृद्धि के साथ, एक अतिरिक्त एलईडी चमकता है।
LM3914 वोल्टमीटर सर्किट के लिए जो कनेक्शन दिए गए हैं, वे नीचे दिए गए हैं:
पिन 3 ---------------------------- + 5v आपूर्ति
पिन 2 -------------------------------- जमीन
PIN5 ----------------------------- + चर वोल्टेज
PIN1,10,11,12,13,14,15,16,17,18 ------------------- LEDS से जुड़ा
एलईडी के लिए मापने का स्तर निम्नानुसार है, + 1.5 वी, + 3.0 वी, + 4.5 वी, + 6.0 वी, + 7.5 वी, + 9.0 वी, + 10.5 वी, + 12.0 वी, + 13.5 वी, + 15.0 वी।
मान लें कि मापने वाला वोल्टेज 10V, छठा एलईडी चमकता है। कहें कि मापने वाला वोल्टेज 12.5V, नौवां एलईडी चमकता है। तो 1.5V की वृद्धि के साथ, हम 15V तक माप सकते हैं।