Voltmeter IC: Preciese Spanningmeting Made Simple

Spanning meten tussen twee punten in een schakeling geeft inzicht in prestaties (bijv. batterij). Digitale voltmeters gebruiken een IC (zoals ICL7107) met 7-segment LED display voor accurate meting.

Wat is een Voltmeter IC?

Meet AC/DC spanning en toont numerieke waarde. Veelvuldig ICL7107 (3,5 digit ADC). Meetbereik 0–2000V, nauwkeurigheid 0,1%, stroom <200mA. Bevat display drivers, klok, 7-segment decoders, referentie bron. Prestatie beïnvloed door voeding, temperatuur, invoerimpedantie.

Werking Digitale Voltmeter (DVM)

Invoerspanningsbereik

Standaard DVM: ±1V tot 1000V. Precisie DVM: 1GΩ invoerweerstand, 0–20V bereik.

Ontwerp & Principe

Demper (attenuator) met serieweerstanden verlaagt invoersignaal. Punt A = Vin. Spanningsteiler: punt B (R2) < A, punt C (R3) < B. Demper beschermt componenten door overmatige spanning af te zwakken (decade demping: machten van 10).

ADC invoer = Vin/N (N = 1,10,100,1000). ADC produceert digitale pulsen (1 puls = 1mV). Decadeteller (3 cascaded tellers, 0–9 elk) telt pulsen. DC7447 decodeert naar 7-segment display. Decimaalselector plaatst decimaalteken.

Types Digitale Voltmeters

• Ramp-type: Meet tijd voor spanning naar 0V te dalen of op te lopen.
• Dubbele helling integrerend (Dual-slope): Integreert invoer over vaste tijd, daarna referentie terug integreren tot nul. Meet tijd = spanning.
• Integrerend type: Spanning-naar-frequentie conversie. Pulsen frequentie ∝ spanning.
• Successieve benadering (Successive approximation): 1000 metingen/sec. Startpuls → 8-bit register → DAC uitgang = ½ referentie → iteratieve benadering.

Zelfbouw Digitale Voltmeter met ICL7107

Componenten

• PCB, 4x 7-segment LED display, 555 timer, LM7805, ICL7107, 9/12V voeding
• Weerstanden: 47kΩ, 1kΩ (5x), 22kΩ, 10kΩ, 120kΩ, 5kΩ potmeter
• Condensators: 100nF (3x), 10µF (2x), 100pF, 220nF, 47nF
• LED, 1N4148 diode (2x), meetpunt

Stappen

1. PCB bestellen/fabrieken (bijv. OurPCB).
2. Kalibratie: voeding aan, ingangen kortsluiten, R6 afstellen tot 0,00V.
3. Componenten solderen volgens schema: ICL7107, 555 oscillator, displays, LM7805 (GND, IN=VCC, OUT→1kΩ→LED→GND, 10µF OUT-GND).

Samenvatting

Digitale voltmeter meet twee punten, converteert naar digitaal, toont op 7-segment display. Nuttig voor professionals en hobbyisten. Vragen? Neem contact op.