AVT-2270.pdf

Moduł miliwoltomierza do zasilaczy

Do czego to służy?

A po jakiego diabła nam nowy moduł

miliwoltomierza? Mamy przecież już je−

den, zbudowany z wykorzystaniem wy−

świetlaczy LED (AVT2004) i drugi, opisa−

ny w Młodym Techniku: z wyświetla−

czem LCD. Przecież nadają się one ideal−

nie do monitorowania napięcia zasilania

dowolnego zasilacza, więc po co mamy

budować jeszcze jeden miliwoltomierz?

Tylko że właśnie nie za bardzo nadają się

one do wbudowania w typowy zasilacz

laboratoryjny. Obydwa wymienione mo−

duły zbudowane są z wykorzystaniem po−

pularnej ICL7107 i wyświetlają wynik po−

miaru na wyświetlaczu 3,5−cyfrowych.

A zatem w zależności od wersji wykona−

nia i stosowanego dzielnika napięcia za−

kres pomiarowy tych miliwoltomierzy

może wynosić: 0...1,999V, 0...19,99,

0...199,9V itd. Typowy zasilacz warszta−

towy dostarcza najczęściej napięć z za−

kresu od 1...2V do kilkudziesięciu wol−

tów. Tak więc zakres pomiarowy

0...19,99V będzie dla takiego zasilacza

zdecydowanie za mały, a 0...199,9V – za

duży. Oczywiście, można zastosować

przełącznik zakresów, ale takie rozwiąza−

nie niepotrzebnie komplikuje konstrukcję

zasilacza.

Do niedawna w ofercie kitów AVT zna−

jdował się miernik rzeczywiście idealnie

nadający się do monitorowania napięcia

wyjściowego zasilaczy warsztatowych.

Miał on zakres 0...99,9V, co w większoś−

ci przypadków zaspokajało potrzeby kon−

struktorów. Niestety, kit ten nie jest już

produkowany, ponieważ sercem układu

był scalony przetwornik analogowo−cyfro−

wy typu C520 produkcji byłego NRD, któ−

ry obecnie jest praktycznie niemożliwy

do nabycia. Autor przejrzał wszystkie do−

stępne katalogi w nadziei znalezienia ja−

kiegoś taniego zamiennika, ale niestety

bez rezultatu. Ze względu na przygotowy−

wany w Pracowni Konstrukcyjnej AVT no−

wy model zasilacza, zbudowanie proste−

go i taniego modułu pomiarowego dedy−

kowanego specjalnie do zasilaczy labora−

toryjnych stało się palącą koniecznością.

Wspomniany zasilacz będzie w wersji

podstawowej wyposażony w cztery wol−

tomierze, a w wersji rozwojowej aż

w osiem modułów pomiarowych! Zasto−

sowanie dość dużych i kosztownych

układów AVT−2004 w drastyczny sposób

zwiększyłoby wymiary płyty czołowej za−

silacza oraz niezbyt korzystnie wpłynęło−

by na koszt jego wykonania. Tak więc au−

2270

tor zdecydował się wykonać jeszcze je−

den moduł pomiarowy wykorzystujący

ICL7107! Tak, ta kostka rzeczywiście jest

„nieśmiertelna” i bardzo trudna do zastą−

pienia!

Jakie występują różnice pomiędzy

modułem AVT−2004 i obecnie propono−

wanym woltomierzem AVT−2270? Po

pierwsze „amputowana” została pierw−

sza, najbardziej znacząca cyfra, co umoż−

liwia zbudowanie miernika o zakresie

0...99,9, czyli właśnie idealnie nadające−

go się do monitorowania napięcia wy−

jściowego zasilacza warsztatowego. Po

drugie, w celu zmniejszenia gabarytów

układu i kosztów wykonania cały układ

został „upakowany” na jednej, dwustron−

nej płytce drukowanej o wymiarach

znacznie mniejszych od płytek modułu

AVT−2004. Wyjątkowo gęste rozmiesz−

czenie elementów zostało wprawdzie

okupione dość trudnym montażem ukła−

du, ale nie z takimi problemami radzili już

sobie czytelnicy EdW!

nietypowe rozwiązanie problemu zasila−

nia układu napięciem ujemnym. Jak wia−

domo, ICL7107 potrzebuje „do życia”

dwóch napięć +5VDC i −3,3 5VDC. Naj−

częściej napięcie ujemne uzyskuje się

z wyjścia przetwornicy zbudowanej na

kilku inwerterach TTL i sterowanej z jed−

nego z wyjść układu ICL7107. My zasto−

sowaliśmy rozwiązanie bardziej nowo−

czesne i oszczędne: dodatkowy układ

scalonej przetwornicy +5VDC – −5VDC,

ICL7660. Jest to bardzo interesująca kos−

tka redukująca do minimum kłopoty zwią−

zane z koniecznością uzyskiwania napięć

ujemnych w układzie zasilanym pojedyn−

czym napięciem 5V. Do działania potrze−

buje ona zaledwie jednego elementu ze−

wnętrznego – kondensatora elektrolitycz−

nego o pojemności 10µF, w naszym ukła−

dzie C2. Na wyjściu OUT ICL7660 otrzy−

mujemy napięcie −5VDC, dość dobrze

stabilizowane, które następnie doprowa−

dzone zostaje do wejścia V− IC1. W na−

szej konstrukcji niezwykle istotny jest

fakt, że struktura układu ICL7660 została

umieszczona w obudowie typu DIL8, co

w porównaniu z typowymi rozwiązaniami

z inwerterami pozwoliło na znaczną

oszczędność miejsca na płytce obwodu

drukowanego.

Jak to działa?

Schemat elektryczny proponowanego

układu przedstawiony został na rysunku 1.

sercem układu jest, oczywiście „ajsielka”

– ICL7107. Nie obawiajcie się, drodzy czy−

telnicy, autor nie ma najmniejszego zamia−

ru po raz kolejny opisywać zasady działa−

nia tej popularnej kostki. Wystarczy

stwierdzić, że ICL7107 pracuje w typowej

dla siebie i wielokrotnie omawianej aplika−

cji. Wszystkich, którzy chcą dowiedzieć

się czegoś więcej o działaniu tego legen−

darnego już układu odsyłamy do lektury

EdW oraz do biuletynu USKA. Jedyną róż−

nicą pomiędzy naszym układem a typową

aplikacją fabryczną jest rezygnacja z wy−

świetlania pierwszej cyfry.

Kolejnym odstępstwem od powszech−

nie znanych aplikacji ICL7107 jest nieco

Montaż i uruchomienie

Na rysunku 2 pokazana została mozai−

ka ścieżek płytki obwodu drukowanego

wykonanego na laminacie dwustronnym

z metalizacją oraz rozmieszczenie ele−

mentów na tej płytce. W tym momenciie

autor zwraca siię do czytellniików z prośbą:

zaniim cokollwiiek wllutujjeciie w płłytkę

przeczytajjciie uważniie i do końca opiis

montażu ukłładu. Jest on niieco niietypowy

ii jjedyniie przestrzeganiie włłaściiwejj kollejj−

nościi lutowaniia podzespołłów może za−

gwarantować sukces! Już na początku

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/98

warto stwierdzić, że pojęcia „strony luto−

wania” i „strony elementów” w naszym

układzie utraciły jakikolwiek sens, ponie−

waż elementy montowane są po oby−

dwóch stronach płytki. Dla ułatwienie

montażu strony płytki zostały umownie

oznaczone jako „A” i „B” za pomocą na−

pisów na właściwych stronach. A oto

prawidłowa kolejność montażu:

1.Jako pierwszy musimy wlutować

w płytkę układ IC2 (lub podstawkę pod

ten układ). Pominięcie takiej kolejności

może znacznie utrudnić, a nawet

uniemożliwić wlutowanie w płytkę te−

go układu. Układ ten montujemy na

stronie „A”.

2. Następnym elementem, który musimy

przylutować jest podstawka pod układ

IC1. Stosowanie podstawki pod ten

układ jest absolutnie konieczne, ponie−

waż w jej wnętrzu zamontowane zo−

stanie kilka elementów. Podstawkę

montujemy na stronie „B”.

3. Po wlutowaniu podstawki pod IC1 lutu−

jemy wszystkie elementy, które zna−

jdują się wewnątrz jej obrysu, czyli

kondensatory C1 i C6 oraz rezystory

R1 i R6.

4. Dopiero teraz możemy wlutować w płyt−

kę trzy wyświetlacze, oczywiście na

stronie „A”. Podczas lutowania wy−

świetlaczy należy uważać, aby nie uszko−

dzić grotem lutownicy zamontowanych

wewnątrz podstawki elementów.

Pozostałe elementy montujemy w za−

sadzie w dowolny sposób, po stronie

„A” lub „B”. Ponieważ wysokość kon−

densatorów elektrolitycznych i złącz

CON1 i CON2 przekracza wysokość za−

Rys.. 1.. Schemat iideowy

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/98

Rys.. 2.. Schemat montażowy

zystora R5. Bez stosowa−

nia tego rezystora zakres

naszego woltomierza bę−

dzie wynosił 0...0,999V,

co w przypadku zastoso−

wania go do pomiaru na−

pięcia wyjściowego zasila−

cza jest wartością o dwa

rzędy wielkości za małą.

Aby uzyskać interesujący

nas zakres 0...99,9V nale−

ży stokrotnie zmniejszyć

napięcie wejściowe. A za−

tem w takim przypadku rezystor R5 po−

winien mieć wartość 11,111k. Oczywiś−

cie, podane wartości rezystorów są jedy−

nie przykładowe. Możemy zastosować

rezystory precyzyjne o innych, zbliżo−

nych wartościach. Ważne jest jedynie,

aby stosunek tych wartości pozostał

identyczny.

Jednak nie zawsze dzielnik napięcia

będzie nam potrzebny. Jeżeli będziemy

chcieli zastosować proponowany układ

do pomiaru prądu pobieranego z zasila−

cza, w którym zastosowano rezystor po−

miarowy o wartości 0,1

stosowanych w układzie wyświetlaczy,

zaleca się wlutować te elementy na stro−

nie „B”. Pozwoli to na ewentualne rów−

ne dociśnięcie wyświetlaczy do płyty czo−

łowej, a właściwie do wklejonego w wy−

konany w niej otwór filtru o kolorze właś−

ciwym dla zastosowanych wyświetlaczy.

Układ zmontowany ze sprawdzonych

elementów nie wymaga uruchamiania,

ale jedynie prostej regulacji. W tym celu

należy za pomocą potencjometru regula−

cyjnego PR1 ustawić napięcie dokładnie

równe 1V pomiędzy wyprowadzeniami

REF HI i REF LO układu IC1. Do ustawie−

nia tego napięcia najlepiej wykorzystać

woltomierz cyfrowy dobrej klasy.

Omówienie wymaga jeszcze sprawa

oznaczonego na schemacie gwiazdką re−

wanym obecnie zasilaczu modułowym,

którego opis przekażemy czytelnikom

w najbliższym czasie.

Zbiigniiew Raabe

, to dołączenie

naszego woltomierza bezpośrednio do

końcówek takiego rezystora da nam za−

kres pomiaru prądu do 9,99A. Takie roz−

wiązanie zostało zastosowane w testo−

Kompllet podzespołłów z płłytką jjest

dostępny w siiecii handllowejj AVT jjako

„kiit szkollny” AVT−2270.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/98

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: