57374807 Vol Ti Metro Con Display y ICL7107

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LUIS FERNANDO SNCHEZ CUADRA IET 201_________________________________________________________________________

UNIVERSIDAD DE LA SALLE BAJ O

ESCUELA DE COMPUTACIN Y ELECTRNICA

INGENIERA EN ELECTRNICA YTELECOMUNICACIONES

GRUPO 201

ANLISIS DE CIRCUITOS 1

ProfesorCESAR C. D'LEN SNCHEZ

Alumno: LUIS FERNANDO SNCHEZ CUADRA

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08/04/2005



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Voltmetro digital con display de Leds

Este es un voltmetro muy fcil de construir, que sin embargo es muy til y preciso.Diseado como un medidor de panel y puede ser usado en fuentes de VDC o en cualquier otrolado en el cual se necesite tener una lectura del voltaje presente. El circuito emplea el convertidorADC (Analog to Digital Converter) I.C. CL7107 fabricado por INTERSIL. Este IC incorpora en unencapsulado de 40 pines todo el circuito necesario para convertir una seal anloga en una digitaly tambin controlar una serie de cuatro displays de 7 segmentos de led directamente. Incorpora lossiguientes circuitos: convertidor analgico digital, comparador, reloj, decodificador y el controladordel display. Puede mostrar cualquier voltaje VDC en un rango de 0-1999v

Especificaciones Tcnicas Caractersticas

Voltaje de Alimentacin:............. +/- 5 V (simtricos)Potencia requerida: .. 200 mA (mximo)Rango de medicin:.................... +/- 0-1,999 VDC en cuatro rangosPrecisin:...................... 0.1 %

Para el reemplazo de las resistencias considerar la siguiente tabla

0 - 2 V ............ R3 =0 ohm 1%0 - 20 V ........... R3 =120 Kohm 1%0 - 200 V .......... R3 =12 Kohm 1%0 - 2000 V ......... R3 =1.2 Kohm 1%

Lista de componentes

R1 =180k P1 =20k trimpot multivueltasR2 =22k U1 =ICL 7107

R3 =12kLD1,2,3,4 =displays 7-segmentos deled nodo comn

R4 =1MR5 =470kR6 =560 Ohm

C1 =100pFC2, C6, C7 =100nFC3 =47nFC4 =10nFC5 =220nF



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Un convertidor anlogo digital (ADC)es mejor conocido como un convertidor dependiente dual. Es preferido sobre otrosdebido a su precisin, simplicidad en diseo yrelativa indiferencia al ruido. Su operacin esmejor comprendida si se describe en dosetapas. Durante la primera etapa y por unperiodo dado el voltaje de entrada esintegrado, y en la salida del integrador en elfinal de este periodo, hay un voltaje que esdirectamente proporcional al voltaje deentrada. Al final del periodo del preset elintegrador es alimentado con un voltaje dereferencia interno y la salida del circuito esgradualmente reducida hasta que estaalcance el nivel de cero referencia de voltaje.Esta segunda etapa es conocida comoperiodo de pendiente negativa y su duracindepende en la salida del integrador en elprimer periodo. As como la duracin de la

primera operacin es fija y la de la segunda esvariable es posible comparar las dos y de estaforma el voltaje de entrada es comparado conel voltaje de referencia interno y el resultadoes codificado y enviado al display.

Todo esto suena muy sencillo, pero;es de hecho una serie de operacionesbastante complejas que son realizadas todas

por el ADC IC con la ayuda de algunos componentes los cuales son usados para configurar elcircuito para el trabajo.

En detalle el circuito funciona de la siguiente manera: el voltaje a ser medido es aplicado a

travs de los puntos 1 y 2 del circuito y a travs del circuito formado por R3, R4 y C4 es finalmenteaplicado a los pines 30 y 31 del IC. Estos son la entrada del IC como se puede ver en el diagrama(In High In Low respectivamente). La resistencia R1 junto con el capacitor C1 son usados paraconfigurar la frecuencia del oscilador interno (reloj) que es configurado a aproximadamente 48 Hz.A esta configuracin del reloj hay cerca de 3 diferentes lecturas por segundo. El capacitor C2 quees conectado entre los pines 33 y 34 del IC ha sido seleccionado para compensar el error causadopor el voltaje de referencia interno y tambin mantiene el display constante. El capacitor C3 y laresistencia R5 forman conjuntamente el circuito que hace la integracin del voltaje de entrada y almismo tiempo previene cualquier divisin del voltaje de entrada haciedo el circuito mas rpido ymas confiable as como la posibilidad de error es reducida. El capacitor C5 forza al instrumento amostrar cero cuando no existe ningn voltaje en su entrada. La resistencia R2 junto con el trimpotP1 son usados para ajustar el instrumento mientras este es conectado para que muestre cerocuando la entrada es cero. La resistencia R6 controla el flujo de la corriente a travs del displaypara que el brillo de este sea suficiente sin daarlo. El IC como ya se ha mencionado, es capaz decontrolar cuatro displays de led anodo comn. Los tres de la derecha estn conectados de talforma que puedan mostrar todos los nmeros del 0 al 9 mientras que el primero de la izquierdapueda solamente mostrar el numero 1 y el signo menos cuando el voltaje es negativo.

Todo el circuito opera desde una simtrica fuente de +/- 5 VDC que es aplicada a los pines1(+5v), 21 (tierra 0v) y 26 (-5v) del IC

Se recomienda comenzar a trabajar identificando los componentes y separndolos engrupos. Hay dos puntos en la construccin de este proyecto que se deben observar:



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Primero que nada el display es colocado en el lado de soldaduras de la placa y porsegundo el puente el cual es marcado por lneas punteadas no es solo un simple puente sino queeste debe ser cambiado de acuerdo con el uso que se le desee dar al instrumento. Esto es lo quedar la posicin del punto decimal.

El valor de la resistencia R3 controla el rango de la medicin del voltmetro es por esto mismo quedebe considerarse la tabla expuesta anteriormente

El integrado es muy sensible a la electricidad esttica y se debe ser muy cuidadoso al manipularlo.Se debe tener cuidado de no tocar los pines con los dedos para no daarlo.

Cuando se haya terminado de ensamblar el circuito y est conectado a la fuente simtrica y estencendida; el display deber iluminarse inmediatamente y formar un nmero. Hacer corto circuito laentrada (0v ) y ajustar el trimpot p1 hasta que el display indique exactamente 0.

Ahora que para poder ahorrar un poco de dinero en el proyecto se puede omitir uno de losdisplays, el primero ms a la izquierda el cual yo mismo omit debido a la aplicacin que le voy adar al voltimetro, ya que este slo muestra la polaridad y la unidad de miles. Pero analizando juntocon el profesor de la materia llegamos a la conclusin de que en este caso el circuito presentaba

un comportamiento un tanto extrao debido a que cuando se efectuaba una medicin de voltajepositivo, el circuito mantena encendida la raya del display indicando polaridad negativa y por lacuestin de que para lo que lo voy a utilizar no llega a requerir una medicin de mas de 30v es poreso que la configuracin a medir es de 200v y se ha prescindido de este.



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BIBLIOGRAFIA

Led display digital Voltmeter

source: Smart Kit

http://www.electronics-lab.com/projects/test/014/

ICL7107 datasheet

http://www.electronics-lab.com/projects/test/014/ilc7107.pdf

CONCLUSIONES

Se puede concluir del proyecto que un ADC, en especfico el utilizado para este circuito elICL7107 es utilizado para convertir y medir un voltaje directo (seal anloga) en una seal digitalque ser desplegada por un display, que para el caso del 7107 es un display de leds. Esteintegrado por lo que pude aprender durante la etapa de investigacin de este proyecto es uno delos ms preferidos y utilizado debido a que es, no solo uno de los mas completos en su ramo; sinotambin uno de los ms sencillos de utilizar en sus diversas aplicaciones; sin dejar de mencionarel bajo costo que implica su construccin. Aunque esto fue algo que en mi particular caso nocomprob debido a que para mi fue bastante complicado y a su vez costoso conseguirlo debido asu poca demanda en la ciudad de Len.

Aunado a este circuito ensambl una fuente simtrica a +/- 5v que alimenta al circuito, yotra fuente regulada a +30v, que ser la que proporcione el voltaje a medir.

De esta forma, es posible contar con una fuente regulada de 0 a 30 volts con un displaydigital, que puede ser usada en una variedad de aplicaciones.


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