Danas je nabavljen digitalni voltmetar sa LED diodama izrađen u samogradnji vjerojatno negdje u 1990-tim godinama.
Voltmetar pokazuje izmjerenu vrijednost preko tri seta “znamenki” koje su predstavljene LED diodama (0-9). Uređaj je nedovršen, vjerojatno bi u kutiju još trebalo ugraditi baterijsko napajanje od 5 V (preko regulatora napona), sklopku i mjerne priključnice. Također, ne bi bilo loše pored LED dioda staviti brojeve koje iste predstavljaju.
Voltmetar se bazira na dva integrirana kruga:
- CA3162E – AD konverter sa multipleksiranim izlazom za displej sa 3-znamenke
- SN74LS145 – BCD na decimalni konverter
U integriranom krugu CA3162E je sadržan praktično čitav digitalni voltmetar sa dual-slope A/D pretvornikom i multipleksiranim BCD izlazom za tri displeja. U našem slučaju koristi se BCD na decimalni konverter SN74LS145 pa se izmjerena vrijednost prikazuje preko tri grupe od deset LED dioda. Jednako tako mogao se upotrijebiti neki BCD na 7-segmentni dekoder (npr. CA3161E) pa bi se vrijednost prikazivala na LED displeju sa tri numeričke znamenke, odnosno može se upotrijebiti i bilo koji drugi tip displeja uz odgovarajući BCD konverter.
CA3162E
Prikaz na 7-segmentnom LED displeju je naravno ugodniji, posebice jer CA3162E ima i indikaciju negativnih vrijednosti napona i premašivanja mjernog opsega: ako je mjereni napon veći od +999 mV prikazati će se simboli “EEE” što odgovara BCD kodu 1011, a ukoliko je napon niži od -99 mV prikazan će biti simboli “—” što odgovara BCD kodu 1010. Integriranom krugu CA3162E nije potreban nikakav vanjski generator takta, no moguće je odabrati između dvije brzine A/D konverzije: 4 Hz i 96 Hz. Naravno, sa manjom brzinom A/D konverzije (4 mjerenja u sekundi) dobivaju se precizniji rezultati. O dual-slope A/D pretvornicima pisali smo u objavi Digitalni multimetar Systron Donner 7004A.
CA3162E se napaja naponom od 5 V (17 mA) i ima unutrašnji otpor od 100 MΩ. Mjerni opseg je naravno moguće povećati ulaznim naponskim djeliteljem. Evo sheme našeg LED voltmetra.
Vidimo da se koristi ulazni djelitelj 10:1 (90 kΩ / 10 kΩ) tako da će primjerice od ulaznih 10 V na izlazu prema instrumentu biti napon 1 V. Time je maksimalni mjerni opseg našeg voltmetra 9,99 V.
Test je pokazao da naš LED voltmetar radi, no doista je teško očitavati vrijednost napona sa LED dioda kada nema brojčanih oznaka istih. Najviše zbunjuje što je prva LED nula, a mi smo navikli brojati od jedan. Definitivno je neki numerički displej daleko bolje rješenje za izradu digitalnog voltmetra, no ovaj je uređaj napravljen u samogradnji, a to znači iz trenutno dostupnog materijala.
Voltmetar je ugrađen u plastičnu kutiju sada već zastarjelih računalnih disketa (floppy disk) koje su se počele koristiti od kraja 1980-tih godina, a kod nas su se masovno proširile desetljeće kasnije. Sa čipova je teško iščitati datumske kodove, no tvornički voltmetri bazirani na CA3162 datiraju iz razdoblja 1980-tih i 1990-tih godina. Stoga sve ukazuje da bi ovaj naš voltmetar mogao biti izrađen negdje krajem 1990-tih ili početkom 2000-tih godina. U tom razdoblju tvornički digitalni voltmetri i digitalni displeji nisu baš bili dostupni svakom elektroničaru hobistu te je ovakav uređaj mogao biti izrađen za praktičnu upotrebu. Ukoliko pak je autor ovog uratka već imao neki tvornički digitalni voltmetar onda je ovaj sklop sigurno napravljen iz zabave, znatiželje i vlastitog užitka, što upravo i priliči svakom dobrom praktičnom elektroničaru 🙂