كيفية عمل الفولتميتر الرقمي ، دوائر وحدة مقياس التيار الكهربائي

نتعلم في هذه المقالة كيفية بناء مقياس الفولتميتر الرقمي ومقياس التيار الرقمي المدمج لقياس الفولتميتر والتيار من خلال نطاقات مختلفة رقميًا.

مقدمة

ترتبط المعلمات الكهربائية مثل الجهد والتيار بطبيعتها بالإلكترونيات ومهندسي الإلكترونيات.

ستكون أي دائرة إلكترونية غير مكتملة دون الإمداد المناسب للجهد ومستويات التيار.

يوفر التيار المتردد الرئيسي لدينا جهدًا متناوبًا بجهد 220 فولت ، لتنفيذ هذه الفولتية في الدوائر الإلكترونية ، ندمج محولات طاقة التيار المستمر التي تنحى بفعالية من جهد التيار المتردد الرئيسي.

ومع ذلك ، لا تتضمن معظم مصادر الطاقة أنظمة مراقبة الطاقة فيها ، مما يعني أن الوحدات لا تتضمن عدادات الجهد أو التيار لعرض المقادير ذات الصلة.

تستخدم معظم مصادر الطاقة التجارية طرقًا بسيطة لعرض الفولتية مثل قرص معاير أو عدادات عادية من نوع الملف المتحرك. قد تكون هذه على ما يرام طالما أن العمليات الإلكترونية المعنية ليست حرجة ، ولكن بالنسبة للعمليات الإلكترونية المعقدة والحساسة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها ، يصبح نظام المراقبة المتطور أمرًا ضروريًا.

إلى مقياس الفولت الرقمي وأصبح مقياس التيار الكهربائي مفيدًا جدًا لرصد الفولتية والتيار بشكل مثالي دون المساس بمعايير الأمان.

تم شرح دائرة مقياس الفولتميتر الرقمي والدقة الشيقة والدقيقة في هذه المقالة والتي يمكن بناؤها بسهولة في المنزل ، ولكن الوحدة سوف تتطلب PCB مصمم جيدًا من أجل الدقة والكمال.

تشغيل الدائرة

تستخدم الدائرة IC 3161 و 3162 للمعالجة المطلوبة لجهد الدخل ومستويات التيار.

يمكن قراءة المعلومات المعالجة مباشرة عبر ثلاث وحدات عرض أنود مشتركة من 7 أجزاء.

تتطلب الدائرة قسمًا لإمداد الطاقة منظمًا جيدًا بجهد 5 فولت لتشغيل الدائرة ويجب تضمينها دون عطل لأن IC تتطلب بشكل صارم مصدر طاقة 5 فولت للتشغيل بشكل صحيح.

يتم تشغيل شاشات العرض بواسطة ترانزستورات فردية تضمن إضاءة الشاشات بشكل ساطع.

الترانزستورات هي BC640 ، ومع ذلك يمكنك تجربة ترانزستورات أخرى مثل 8550 أو 187 وما إلى ذلك.

الفولتميتر الرقمي المقترح ، دائرة مقياس التيار الكهربائي يمكن استخدام الوحدة بشكل فعال مع مصدر طاقة للإشارة إلى استهلاك الجهد والتيار بواسطة الحمل المتصل من خلال الوحدات المرفقة.

بالإشارة إلى الرسم التخطيطي للدائرة أدناه ، يتم إنشاء وحدة العرض الرقمية المكونة من 3 أرقام من خلال ICs CA 3162 وهو تناظري للمحول الرقمي IC ، و CA 3161 IC التكميلي وهو BCD إلى وحدة فك ترميز 7 مقاطع ، يتم تصنيع كل من هذه الدوائر المتكاملة بواسطة RCA.

كيف تعمل الشاشات

تعد شاشات العرض المكونة من 7 مقاطع المستخدمة من أنواع الأنود الشائعة ويتم توصيلها عبر محركات الترانزستور الموضحة من T1 إلى T3 للإشارة إلى القراءات ذات الصلة.

تشتمل الدائرة على إمكانية اختيار النقطة العشرية وفقًا لمواصفات ومدى الحمولة.

على سبيل المثال في قراءات الجهد ، عندما تضيء العلامة العشرية عند LD3 ، فإن ذلك يدل على نطاق 100mV.

بالنسبة للقياس الحالي ، تتيح لك أداة التحديد الاختيار من بين نطاقات زوجية ، أي من 0 إلى 9.99 ، والأخرى من 0 إلى 0.999 أمبير (باستخدام الرابط ب). مما يعني أن مقاوم الاستشعار الحالي إما 0.1 أوم ، أو مقاوم 1 أوم ، كما هو موضح في الرسم البياني أدناه:

من أجل التأكد من أن R6 ليس له أي تأثير على جهد الخرج ، يجب وضع هذا المقاوم قبل شبكة مقسم الجهد التي تصبح مسؤولة عن التحكم في جهد الخرج.

يستخدم S1 وهو مفتاح DPDT لاختيار إما الجهد أو القراءة الحالية حسب تفضيل المستخدم.

مع مجموعة التبديل هذه لقياس الجهد P4 مع R1 يوفر توهينًا يبلغ حوالي 100 لجهد دخل التغذية.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم تمكين النقطة D عند مستوى جهد منخفض للسماح بإضاءة الفاصلة العشرية على وحدة LS ، ويصبح الشكل 'V' مضيئًا بشكل ساطع.

مع الاحتفاظ بمفتاح الاختيار باتجاه نطاق Amp ، يتم تطبيق انخفاض الجهد المكتسب عبر المقاوم المستشعر مباشرة على نقاط مدخلات Hi-Low في IC1 وهي وحدة DAC.

تضمن القيمة المنخفضة بشكل ملحوظ لمقاومات الاستشعار تأثيرًا ضئيلًا على ناتج مقسم الجهد.

نطاقات الضبط للشاشات

سوف تجد 4 نطاقات ضبط متوفرة في وحدة دائرة مقياس الفولتميتر الرقمي المقترحة.

P1: لإلغاء النطاق الحالي.

P2: لتمكين المعايرة الكاملة النطاق للنطاق الحالي.

P3: لإبطال نطاق الجهد.

P4: لتمكين معايرة النطاق الكامل لنطاق الجهد.

يوصى بضبط الإعدادات المسبقة بالترتيب أعلاه فقط حيث يتم استخدام P1 و P3 بشكل مناسب لإبطال المعلمات الخاصة بالوحدة بشكل صحيح.

يساعد P1 على تعويض قيمة استهلاك التيار الساكن للجهة المنظمة ، مما ينتج عنه انحراف سلبي طفيف عبر نطاق الجهد الخاص به ، والذي يتم تعويضه بدوره بشكل فعال بواسطة P3.

تعمل وحدة عرض الجهد / التيار باستخدام الإمداد غير المنظم من مصدر الإمداد دون أي مشاكل (لا تتجاوز 35 فولت كحد أقصى) ، لاحظ النقطة E و F في الشكل الثاني أعلاه. في هذه الحالة يمكن التخلص من مقوم الجسر B1.

قد يكون النظام مصممًا على شكل مزدوج للحصول على قراءات V و I متزامنة. ومع ذلك ، يجب التعرف على أن المقاوم الاستشعار الحالي قصير الدائرة عن طريق الروابط الأرضية في كل مرة يتم فيها توفير الجهازين من المصدر نفسه. هناك طريقتان أساسيتان للتغلب على هذا الاضطراب.

الأول هو توصيل الوحدة النمطية V من مصدر مختلف ، بينما الوحدة l من العرض 'المضيف'. والثاني هو أكثر رشاقة ويتطلب مناطق الأسلاك الصلبة E على الجانب الأيسر من المقاوم الاستشعار الحالي.

كن على علم ، بالرغم من ذلك ، أن أعلى قراءة V ممكنة في هذه الحالة تتحول إلى 20.0 فولت (تنخفض R6 l V كحد أقصى) ، لأن الجهد عند الطرف الثاني لن يتجاوز عادةً L.2 فولت.

تميل الفولتية الأكبر إلى الظهور عن طريق اختيار جودة التيار الأقل ، `` أي يجب أن يكون R6 0R1. المثيل: R6 يسقط 0.5 فولت عند الاستخدام الحالي 5 أ ، لضمان استمرار 1.2 - 0.5 = 0.7 فولت لقراءة الجهد ، الذي يكون عرضه الأمثل في هذه الحالة 100 × 0.7: 70 فولت تمامًا كما كان من قبل ، هذه الأنواع من تتطور المضاعفات ببساطة كلما تم استخدام اثنتين من هذه الوحدات في مصدر واحد.

تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور لصنع الوحدات المذكورة أعلاه