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Spannungsmessung mit LM3914


Ein einfacher Spannungsmesser lässt sich schnell mit dem IC-Baustein LM3914 konstruieren. Der Baustein ist extra für solche Aufgaben entwickelt worden, beinhaltet 10 Komparatoren und kann problemlos eine Balkenanzeige ansteuern. In dem Beispiel werden drei Spannungen gemessen und angezeigt: Signal bis 9V, bis 12V und bis 24V.

Blockbild


An die Pins 1 und 10-18 werden die einzelnen Leuchtdioden der Balkenanzeige (Bargraph-Anzeige) angeschlossen. Da LM3914 eine Strombegrenzung für die LEDs anbietet, sind Vorwiderstände nicht notwendig. Der Strom der LEDs wird mit dem Widerstand R2 (Schaltplan), der an Pin 7 angeschlossen ist, parametriert. Der LED-Strom beträgt etwa das Zehnfache des so eingestellten Ausgangsstromes. Bei einem Widerstand von 2,2 kOhm liefert die Referenzspannungsquelle am Pin 7 (Referenzspannung beträgt 1,25V) ca. 0,5 mA. Damit ergibt sich ein LED-Strom von 5 mA.

lm3914n-1


Die Widerstandskette des IC, die aus 1k Widerständen besteht, ist über die Pins 4 und 6 frei zugänglich. So kann man die Schaltschwellen der einzelnen Komparatoren beliebig einstellen. In diesem Fall wird die interne Referenzspannung von 1,25 V als die maximale messbare Spannung eingesetzt. Der Pin 6 wird somit mit Pin 7 verbunden. Pin 4 geht an die Masse.

Spannungsmessung LM3914 Schaltplan


Die zu messende Spannung wird dem Baustein über Pin 5 zugeführt. Der maximale Wert des Signals, damit die Messung erfolgreich stattfinden kann, muss folglich auf die Referenzspannung von 1,25 V heruntergeregelt sein. Das kann man mit einem Spannungsteiler erreichen.

Wollen wir eine Spannung von 0 bis zu 9 V messen, so müssen die Widerstände des Spannungsteiler im Verhältnis 9 : 1,25 zueinander stehen. Bei einem Widerstand R1 von 12kOhm ergibt sich daraus ein Wert für den Poti P1 von 86 kOhm. Bei solcher Einstellung wird ein Signal von 0 bis 9V in ein Signal von 0 bis 1,25 V umgewandelt und kann von LM3914 erfasst und angezeigt werden.

Testschaltung auf Steckbrett

Testschaltung auf einem Steckbrett

Da die Referenzspannung des Bausteins zwischen 1,2 V und 1,34 V liegen kann, sind hier eventuell kleine Korrekturen notwendig. Die können mit den Potis durchgeführt werden. Die Versorgungsspannung am Pin 3 kann bei dieser Lösung im Bereich 3-25V liegen. Mit den Schaltern S1-S3 kann zwischen den drei Messbereichen umgeschaltet werden.


Kurzvideo


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