Ici, nous allons concevoir un voltmètre simple. C'est simple car il ne comprend qu'une seule puce IC - LM3914. LM3914 est une puce qui pilote 10 LED en fonction de la valeur de tension d'entrée linéaire.
Le circuit intégré fournit une sortie décimale en allumant la LED nécessaire en fonction de la valeur de la tension d'entrée. La tension d'entrée de mesure maximale varie en fonction de la tension de référence et de la tension d'alimentation, nous en discuterons dans la dernière partie de l'article.
Cette puce peut être modifiée pour le circuit de protection de la batterie, le circuit de l'ampèremètre, etc. mais ici, nous l'utilisons pour le voltmètre. Le LM3914 est un voltmètre à 10 étages, ce qui signifie qu'il montre des variations en mode 10 bits. La puce détecte la tension d'entrée de mesure en tant que paramètre et la compare à une référence, chaque fois que la tension traverse la certaine partie de référence, la LED correspondante s'allume.
La puce est programmée pour piloter la LED directement, donc aucune résistance supplémentaire n'est requise.
Composants
Alimentation (5v)
Résistance 1K (3 pièces)
Résistance 10K (2 pièces)
LM3914 IC
10 LED
Condensateur 0,1µF (2 pièces).
Breadboard et fils de connexion
Schéma de circuit et fonctionnement
Le circuit interne du LM3914 est illustré dans la figure ci-dessous:
Comme indiqué, le LM3914 est une unité de mesure à 10 étages. Ceci est montré dans le circuit interne ci-dessus. LM3914 est essentiellement une combinaison de 10 comparateurs. Chaque comparateur est un ampli-op, avec une tension de référence gagnante à sa borne négative.
L'important ici est que la tension de mesure ne peut pas être supérieure à la tension de référence ou à la tension d'alimentation de la puce. Cela doit toujours être gardé à l'esprit. Pour obtenir une tension de mesure plus élevée en maintenant une entrée constante, nous allons utiliser un circuit diviseur de tension à résistance. Il divise simplement la tension en fonction des résistances.
Considérez le circuit formé par le réseau montré dans la figure:
Donc, avec une tension d'entrée de 15V, R1 = 11K, R2 = 1K, nous avons Vout = 15 (1/11) = 1,5V (environ).
La tension de référence est choisie en fonction des besoins. La valeur de référence doit être la tension de mesure maximale que nous allons appliquer à la puce. Si nous mesurons une tension variable avec une tension de crête de 20 V, nous devrions choisir la référence de 20 V.
La référence est choisie par équation:
Puisque nous voulons mesurer des tensions de 0 à 15, nous devons choisir R2 = 11K = 10K + 1K, R1 = 1K.
Avec cela, nous avons choisi la tension de référence à Vref = 1,25 * 12 = 15V. Nous avons donc une tension d'entrée maximale à 15V.
Cependant, il est important de se rappeler que la valeur de référence est élevée, plus la tension de pas est élevée et la résolution est inférieure. Disons qu'en référence à 20V nous avons un pas de 2V, toute tension entre 2V-4V n'est pas mesurable. Donc, avec une tension plus élevée, nous avons une précision moindre.
Étant donné que la puce est à 10 étages et que la tension est de 0 à 15 V, nous avons un pas de 1,5 V. Ainsi, à chaque incrément de 1,5 V de la tension de mesure, une LED supplémentaire s'allume.
Les connexions qui sont effectuées pour le circuit du voltmètre LM3914 sont données ci-dessous:
PIN3 ---------------------------- + 5v alimentation
PIN2 -------------------------------- masse
PIN5 ----------------------------- + tension variable
PIN1,10,11,12,13,14,15,16,17,18 ------------------- connecté aux LEDS
Le niveau de mesure pour LED va comme, + 1,5 V, + 3,0 V, + 4,5 V, + 6,0 V, + 7,5 V, + 9,0 V, + 10,5 V, + 12,0 V, + 13,5 V, + 15,0 V.
Disons que la tension de mesure est de 10 V, la sixième LED s'allume. Disons que la tension de mesure est de 12,5 V, la neuvième LED s'allume. Ainsi, avec des incréments de 1,5V, nous pouvons mesurer jusqu'à 15V.