Di sini kita akan merancang voltmeter sederhana. Sederhana karena hanya menyertakan satu chip IC - LM3914. LM3914 adalah chip yang menggerakkan 10 LED berdasarkan nilai tegangan input linier.
IC memberikan keluaran desimal dengan menyalakan LED yang diperlukan berdasarkan nilai tegangan masukan. Tegangan input pengukuran maksimum bervariasi tergantung pada tegangan referensi dan tegangan suplai, kita akan membahasnya di bagian artikel selanjutnya.
Chip ini dapat dimodifikasi untuk rangkaian proteksi baterai, rangkaian Ammeter, dll. Tetapi disini kami menggunakannya untuk voltmeter. LM3914 adalah voltmeter 10 tahap yang berarti menunjukkan variasi dalam mode 10 bit. Chip merasakan tegangan input pengukuran sebagai parameter dan membandingkannya dengan referensi, setiap kali tegangan melintasi bagian referensi tertentu, LED yang sesuai akan menyala.
Chip diprogram untuk menggerakkan LED secara langsung, jadi tidak diperlukan resistansi tambahan.
Komponen
Catu daya (5v)
Resistor 1K (3 buah)
Resistor 10K (2 buah)
IC LM3914
10 LED
0.1µF Capacitor (2 buah).
Papan tempat memotong roti dan kabel penghubung
Diagram Sirkuit dan Bekerja
Sirkuit internal LM3914 ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
Seperti dibahas, LM3914 adalah unit pengukur 10 tahap. Ini ditunjukkan di sirkuit internal di atas. LM3914 pada dasarnya adalah kombinasi dari 10 komparator. Setiap pembanding adalah op-amp, dengan mendapatkan tegangan referensi pada terminal negatifnya.
Sekarang yang penting di sini adalah bahwa tegangan pengukuran tidak boleh lebih tinggi dari tegangan referensi atau tegangan suplai chip. Ini harus selalu diingat. Untuk mencapai tegangan pengukuran yang lebih tinggi dengan menjaga input konstan, kita akan menggunakan rangkaian pembagi tegangan resistansi. Ini hanya membagi tegangan berdasarkan resistor.
Pertimbangkan rangkaian yang dibentuk oleh jaringan yang ditunjukkan pada gambar:
Jadi dengan tegangan input 15V, R1 = 11K, R2 = 1K kami memiliki Vout = 15 (1/11) = 1.5V (kurang-lebih).
Tegangan referensi dipilih berdasarkan kebutuhan. Nilai referensi haruslah tegangan ukur maksimum yang akan kita terapkan ke chip. Jika kita mengukur tegangan variabel dengan tegangan puncak 20v kita harus memilih referensi 20V.
Referensi dipilih dengan persamaan:
Karena kita ingin mengukur tegangan dari 0-15, kita perlu memilih R2 = 11K = 10K + 1K, R1 = 1K.
Dengan ini kami telah memilih tegangan referensi ke Vref = 1,25 * 12 = 15V. Jadi kami memiliki tegangan input maksimum hingga 15V.
Namun penting untuk diingat bahwa semakin tinggi nilai referensi semakin besar tegangan step dan semakin rendah resolusinya. Katakanlah dengan referensi 20V kita memiliki langkah 2V, tegangan antara 2V-4V tidak dapat diukur. Jadi dengan tegangan yang lebih tinggi kami memiliki akurasi yang lebih rendah.
Karena chip adalah 10 tahap satu dan tegangan dari 0-15V kami memiliki langkah 1.5V. Jadi dengan setiap kenaikan 1.5V dalam mengukur voltase, LED tambahan menyala.
Koneksi yang dilakukan untuk rangkaian voltmeter LM3914 diberikan di bawah ini:
PIN3 ---------------------------- + 5v pasokan
PIN2 -------------------------------- ground
PIN5 ----------------------------- + tegangan variabel
PIN1,10,11,12,13,14,15,16,17,18 ------------------- terhubung ke LEDS
Tingkat pengukuran untuk LED adalah, + 1.5V, + 3.0V, + 4.5V, + 6.0V, + 7.5V, + 9.0V, + 10.5V, + 12.0V, + 13.5V, + 15.0V.
Katakanlah voltase pengukur adalah 10V, LED keenam menyala. Katakanlah voltase pengukuran adalah 12.5V, LED kesembilan menyala. Jadi dengan kenaikan 1.5V, kita bisa mengukur hingga 15V.