مدار ولتمتر دیجیتال DC         

در این مدار با ساخت یک ولتمتر دیجیتال dc آشنا می شوید.در این مدار حتی نوع پلاریته را می توانید.،تعیین کنید.
برای کسی که می خواهد.،الکترونیک بیاموزد.ولتمتر یک وسیله غیر قابل اجتناب است.

قطعات مورد نیاز

1. 1 عدد خازن 100 پیکو فاراد
2. 1عدد خازن 10 نانو فاراد
3. 1 عدد خازن 220 نانو فاراد
4. 2 عدد خازن 100 نانو فاراد
5. 1 عدد مقاومت 1.5 کیلو اهم
6. 1 عدد مقاومت 12 کیلو اهم
7. 1 عدد مقاومت 240 کیلو اهم
8. 2 عدد مقاومت 1 مگا اهم
9. 1 عدد مقاومت 100 کیلو اهم
10. 1 عدد مقاومت 1.8 مگا اهم
11. 1 عدد مقاومت 9.1 کیلو اهم
12. 1 عدد مقاومت 470 کیلو اهم
13. 1 عدد آی سی ICL7107
14. 4 عدد 7egment آند مشترک
15. برد بورد
16. سیم تلفنی

نقشه مدار

پایه 1 این آی سی تغذیه مثبت و پایه 26 تغذیه منفی است. مدار تغذیه دوبل 5 ولت را جهت تغذیه این آی سی ببندید.
حال خروجی مثبت 5 ولت این تغذیه دوبل را به پایه 1 آی سی ICL7017 و خروجی منفی 5 ولت را به پایه 26 این آی سی وصل کنید. پایه های 21،35،32،30  این آی سی را به زمین متصل کنید.زمین در واقع نقطه ای از مدار است.،که دارای ولتاژ صفر است.
پایه های 40 ،39 و 38 پایه های مربوط به اسیلاتور یا نوسان ساز این آی سی است.
پایه 40 را با یک مقاومت 100 کیلو اهم به پایه 39 و دومرتبه از پایه 40 با یک خازن 100 پیکوفاراد به پایه 38 این آی سی متصل نمایید.
پایه های 33 و 34 را با یک خازن 100 نانو فاراد به یکدیگر متصل کنید.
پایه 29 را با یک مقاومت 1.5 کیلو اهم به یک خازن 100 نانو فاراد متصل کنید.از سر دیگر این خازن با یک مقاومت 470 کیلواهم به پایه 28 آی سی و با یک خازن 220 نانو فاراد به پایه 27  آی سی متصلنمایید.
پایه 36 را با یک مقاومت 12 کیلو اهم به مثبت 5 ولت و از همین پایه با یک مقاومت 240 کیلو اهم به زمین وصل کنید. 
حال از محلی که می خواهید ولتاژ را اندازه گیری کنید. با یک مقاومت 1.8 مگا اهم به یک سر کناری پتانسیومتر 2.2 کیلو اهم و سر دیگر پتانسیومتر را با یک مقاومت 9.1 کیلو اهم به زمین متصل نمایید. حال سر وسط این پتانسیومتر با یک مقاومت 1 مگا اهم به پایه 31 آی سی  متصل کنید. برای حذف نویزی که از محیط بر روی مقاومت 1 مگا اهم و در نتیجه در پایه 31 ایجاد می شود. این پایه را با یک خازن 10 نانو فاراد به زمین متصل کنید.تا نویزهای موجود در محیط توسط این خازن تخلیه شود.و مشکلی برای عملکرد صحیح مدار ایجاد نشود.
همانطور که در نقشه می بینید.،ولتاژ ورودی بین سر آزاد مقاومت 1.8 مگا اهم و زمین اندازه گیری می شود.در واقع همیشه ولتاژ یا اختلاف پتانسیل بین دو نقطه گرفته می شود.
برای امتحان این مدار ورودی مثبت و منفی یک باطری یا منبع تغذیه متغییر را توسط دو سیم به این دو سر اعمال کنید. در باطری ما ولتاژ متغیر نداریم در این حالت ولتمتر ولتاژ ثابتی را نشان می دهد. اما در مورد منبع تغذیه متغییر با کم و زیاد کردن ولتاژ در منبع تغذیه شاهد تغییرات آن در 7segment ها می شوید.

نحوه اتصال 7segment ها به مدار

اگر به شکل این آی سی در نقشه  نگاه کنید.، متوجه می شوید این آی سی دارای پایه های A1 تا G1 برای اولین 7segment A2 تا G2 برای دومین 7segment A3 تا G3 برای سومین 7segment پایه 20 این آی سی نیز تعیین کننده پلاریته ولتاژ ورودی است.
در مورد پلاریته به طور مثال اگر  از ورودی های مثبت و منفی تغذیه،ورودی مثبت را به سر آزاد مقاومت 1.8 مگا اهم متصل کنید و سر منفی آنرا به زمین متصل کنید.در این صورت پلاریته مثبت است.حال اگر این کار رابرعکس انجام دهید.به صورتیکه ورودی منفی منبع تغذیه به سر آزاد مقاومت 1.8 مگا اهم و سر مثبت به زمین متصل باشد.شما شاهد علامت منفی بر روی 7segment ای که جهت تعیین پلاریته در نظر گرفته اید.،خواهید بود. پایه های a,b,c,d,e,f و g این قطعه الکترونیکی در کنار نقشه کاملا مشخص است.
برای جلوگیری از شلوغی در  نقشه از کشیدن خروجی های پایه های مربوط به  7segment  آی سی به 7segmentخودداری کردم.، این پایه های مربوط به  آی سی و پایه های a تا g یک 7segment در نقشه کاملا مشخص شده است.
من از دو 7segment استفاده کردم.،و با کم و زیاد کردن ولتاز منبع تغذیه تا رنج انتهایی آن، که در حدود 40 ولت dc بود.،به صورت دقیق ولتاژ را در این دو 7segment مشاهد کردم.
اگر می خواهید.،پلاریته پتانسیل ورودی را نیز تعیین کنید. پایه 20 این آی سی را به پایه g یک 7segment که به پایه های دیگر این آی سی متصل نیست.، وصل کنید.در این حالت اگر ولتاژ ورودی منفی یا دارای اختلاف پتانسیل منفی باشد.علامت منفی در این 7segment قابل مشاهده است.در واقع از این 7segment تنها، از پایه g استفاده کنید.

تنظیم کردن ولتمتر

پتانسیومتر 2.2 کیلو اهم در این مدار جهت کالیبره کردن به کار می رود. ولتاژ منبع تغذیه را یک بار با یک ولتمتر دیگر اندازه گیری کنید.،و این مقدار را به خاطر بسپارید.و حال ولتاژ منبع تغذیه را با ولتمتری که ساخته اید اندازه بگیرید.اگر مقدار دیده شده در 7segment کمتر یا بیشتر از ولتمتر دیگر بود.این پتانسیومتر 2.2 کیلو اهم را با پیچ گوشتی ساعتی آنقدر به چپ و راست بچرخانید.تا ولتاژ خوانده شده در ولتمتری که شما ساخته اید.،با ولتاژی که در ولتمتر دیگر نشان داده شد.، یکسان باشد.

مشاهده پالس مربعی شکل

در پایه های مربوط به اسیلاتور این آی سی زمانیکه تغذیه آن وصل باشد.،و اسیلسکوپ نیز در اختیار داشته باشید.می توانید پالسی مربعی شکل را در پایه 38 این آی سی و مشتق این پالس را در پایه 40 مشاهده کنید.

تغذیه 7segment ها

نوع 7segment های استفاده شده در این مدار آند مشترک است.در واقع می بایست پایه مشترک هر تعداد 7segment که استفاده می کنید.با هم مشترک کنید.،آنگاه این پایه مشترک را با یک مقاومت به ولتاژ مثبت 5 ولت متصل کنید.،پایه مشترک در 7segment پایه وسط آن است.،هر 7segment دو پایه مشترک دارد.همانطور که در نقشه می بینید.،یکی از پایه های مشترک 7segment به جایی وصل نیست.چون این پایه مشترک به پایه مشترک دیگر ارتباط دارد.بنابراین نیازی نیست به جایی متصل شود.
بقیه پایه های a تا g با ورودی صفر تحریک می شوند.یعنی زمانی هر کدام از 7segment ها عددی نشان می دهند که ولتاژ ورودی این پایه ها از سمت آی سی صفر باشند.
در این مدار تغذیه 7segment ها به طور مشترک از یک رگولاتور 7805 گرفته شده که این عمل باعث کشیدن جریان از این رگولاتور و داغ شدن آن می شود.برای این منظور یا بایست از heat sink  (خنک کننده) استفاده کنید.یا از رگولاتور 7805 دیگری استفاده کنید.،و ورودی 9 ولت مثبت را به ورودی این رگولاتور نیز بدهید.و خروجی 5 ولت آنرا با یک مقاومت 100 اهم به پایه مشترک 7segment ها که با هم مشترک شده است.متصل نمایید. یا آنکه ولتاز مثبت 9 ولت ورودی را به صورت مستقیم با یک مقاومت 1 کیلو اهم به پایه مشترک 7segment ها متصل کنید.