Schakeling is geplaatst op 30 mei 2006
Digitale MiniVoltmeter.
Deze 2 1/2-digit uitlezing, kan positieve spanningen verwerken welke tussen 0 en 2,5 Volt mogen liggen. Op het aansluitpunt 'IN' wordt de analoge informatie welke bestaat uit een positieve gelijkspanning aangesloten. De 'analoge'-informatie wordt als volgt omgezet naar een digitale uitleesbare informatie: De meetspanning (aan te sluiten op aansluitpunt IN) zal via de transistoren(T1, T2) en de weerstanden(R2, R8) omgezet in een meetstroom. Zenerdiode(ZD) zorgt ervoor dat bij een te hoge meetspanning, de lineariteit van de spanning/stroomomzetter gewaarborgd blijft. Wanneer de meetspanning(IN) NOOIT hoger wordt dan 3,5 Volt gelijkspanning, kunt u de zenerdiode(ZD) weglaten. De beide transistoren(T1 en T2) dienen zodanig op Ube 'gematched' te worden dat een meetspanning(IN) van NUL Volt, ook op de uitlezing(LD1 t/m LD3) een 000-waarde (nulpuntsinstelling) geeft. Er is een stroomgestuurde oscillator opgebouwd rondom de Schmitt-trigger poort(IC3A), diode(D1), condensator(C3) en de stroombron transistor(T2). Op de uitgang van poort(IC3A) staan naaldpulsen; de spanning over condensator(C3) is zaagtand-vormig met een amplitude welke gelijk is aan de hysteresisspanning van poort(IC3A). Dit is het verschil tussen de bovenste en de onderste drempelspanning van de Schmitt-trigger poort(IC3A). De tijdsduur waarbij de uitgang van poort(IC3A) 'hoog' is, wordt bepaald door de laadtijd van condensator(C3). Dit is behoorlijk kort vanwege diode(D1) en de lage uitgangsimpedantie van poort(IC3A). De tijdsduur waarbij de uitgang van poort(IC3A) 'laag' is, wordt bepaald door de ontlaadtijd van condensator(C3). Condensator(C3) kan zich uitsluitend ontladen over transistor(T2), en daardoor zal de ontlaadtijd evenredig zijn aan de 'stroomsterkte' van stroombron-transistor(T2) deze is rechtevenredig met de meetspanning(IN). Aangezien de periode-duur van het uitgangssignaal vrijwel geheel door de tijd dat de uitgang van poort(IC3A) 'laag' is bepaald wordt, zal de frequentie van het aan de teller toegevoegde signaal evenredig zijn aan meetspanning(IN). Het aantal pulsen, welke door de beide tellers(IC1 en IC2) 'geteld' worden zullen naarmate meetspanning(IN) hoger wordt dus groter worden. Aan de andere kant hangt dit ook samen met de meettijd; dit is de tijdsduur, waarbij poort(IC3A) niet geblokkeerd is, en dus 'hoog' is. Op dit moment is pin 2 van poort(IC3A) hoog. Dit blokkade-signaal is afkomstig van de tijdbasis-oscillator, welke gevormd wordt door poort(IC3B), diode(D2), instelpot(P1), condensator(C4) en weerstand(R6). De componenten rondom poort(IC3B) wormen een blokgolf-oscillator met een zeer kleine duty-cycle. De tijdsduur waarop de uitgang vaan poort(IC3B) 'hoog' is, is de meettijd. Op dat moment is namelijk de blokkade op poort(IC3A) opgeheven, en kan er geteld worden. De meettijd wordt bepaald door de laadtijd van condensator(C4) en hangt dus samen met de waarde van condensator(C4) en instelpot(P1). De meettijd is hierdoor dus instelbaar via instelpot(P1). Uit voorgaande mag geconcludeerd worden, dat de meettijd mede het aantal getelde pulsen bepaalt. Via instelpot(P1) kan de meter dus geijkt worden. U stelt instelpot(P1) zodanig in dat de gewenste 'volle schaal uitslag' 199 overeen komt met de gewenste ingangs-gelijkspanning (IN). Gedurende de meettijd is transistor(T3) gesperd. Dit betekent dat de LED-displays(LD1 en LD2) gedoofd zijn. Gedurende de display-tijd is de uitgang van poort(IC3B) 'laag'. Deze display-tijd hangt samen met de ontlaadtijd van condensator(C4) Ontlading van condensator(C4) vindt nu plaats via weerstand(R6) en de uitgang van poort(IC3B). Omdat de waarde van weerstand(R6) veel groter is dan de waarde van instelpot(P1), duurt de display-tijd dan ook veel langer dan de meettijd. Tijdens de display-tijd, is de meetoscillator rondom poort(IC3A) geblokkeerd en is de blokkade via transistor(T3) van de LED-displays opgeheven. Wanneer de display-tijd verstreken is, klapt de uitgang om van 'laag' naar 'hoog'. Deze flank wordt via condensator(C1) en de daarachter aanwezige impedanties gedifferentiëerd. Daardoor worden de tellers(IC1 en IC2) en de flip-flops rondom poorten(IC3C en IC3D) gereset. Zodra pin 5 van Integrated Circuit(IC2) van '0' naar '1' springt (dit gebeurt bij de overgang van 9 naar 0) wordt de hiermee gepaard gaande spanningsflank door condensator(C2) en weerstand(R3) gedifferentiëerd. De flip-flop werking van de poorten(IC3C en IC3D) is als volgt te zien: met behulp van de weerstanden(R11 en R12) worden de pinnen 9 en 13 van poort(IC3C) en poort(IC3D) op een spanning ingesteld welke tussen de onderste en de bovenste drempelspanning van de Schmitt-triggers gelegen is. De uitgang van de poort kan twee toestanden hebben, welke dat is hangt af van de voorgeschiedenis (geheugenwerking). Een positieve puls brengt de uitgang van de poort in een '0'-toestand (vooropgesteld dat deze dat al niet was). Op dezelfde wijze brengt een negatieve puls de uitgang in een '1'-toestand. Het gezamelijke effect van de poorten(IC3C en IC3D) en de omringende componenten zorgen ervoor dat het honderdtallen-display (LD3) een " 1 " aangeeft (segmenten b en c branden) na de eerste 0/1-0vergang van pin 5 van het Integrated Circuit(IC2). Bij de tweede 0/1-overgang van dit punt treedt er een 'overflow' op. Het display(LD3) geeft dan een " 0 " weer (segmenten a,b,c,d,e en f branden). Tevens worden de pinnen 3 van de Integrated Circuits (IC1 en IC2) 'laag' gemaakt, hierdoor zullen de displays (LD1 en LD2) niet gestuurd worden. Conclusie; bij een 'overflow'-situatie zal er enkel een "0" op display(LD3) zichtbaar zijn. De opzet van deze meter, is vooral geschikt als vervanging voor een draaispoelmeet-instrument in bijvoorbeeld een controlepaneel. De voedingsspanning mag tussen 7,5 en 12 Volt liggen, echter moet deze voedingsspanning wel gestabiliseerd te zijn.
0373.jpg
Klik op afbeeldingen om hele schakeling te zien.


layout.gif
Afbeelding geeft componentenzijde weer, rode lijnen zijn de printbanen aan de soldeerzijde (In de layout staan staan vierkante soldeervlakken, verbonden met een lichtgroene lijn. Deze lijn geeft een doorverbinding aan, welke aan de componentenzijde van de print gelegd moet worden).

Terug naar index

Terug naar de homepage

Email deWebmaster