Este documento describe la construcción de un voltímetro digital utilizando el convertidor analógico-digital ICL7107. El voltímetro tiene dos escalas de medición, de 0 a 199,9 voltios y de 0 a 19,99 voltios. Se proporcionan detalles sobre el diseño del circuito, incluida una fuente de alimentación estable utilizando el regulador LM317. También se incluyen enlaces a archivos y diagramas del circuito, así como instrucciones detalladas para la calibración del voltímetro.

1. Voltímetro digital con ICL7107
A mí me gusta mucho este convertidor analógico digital ICL7107 porque es posible probar
tensiones desde 1 milivoltios hasta cientos de voltios. El voltímetro que se describe aquí fue
construido con dos escalas de medición, la primera de 0 voltios hasta 199,9 voltios y la
segunda de 0 voltios hasta 19,99 voltios.
El consumo del aparato es muy bajo, ya que si se monta sin el LED incoloro (el LED
consume 15mA) todo el conjunto va a consumir un máximo de 40mA en una alimentación
de 5 voltios.
Las fotos del prototipo actual:

2. Importante: las configuraciones que estoy describiendo a continuación son las que tuvieron
los mejores resultados, ya que probé todos los proyectos que están en las referencias.
Si usted es principiante, lea primero las explicaciones sobre el funcionamiento de un display
LED de siete segmentos:
http://www.areatecnologia.com/electronica/led-display.html
http://www.electrontools.com/Home/WP/2016/03/09/display-7-segmentos/
https://es.wikipedia.org/wiki/Visualizador_de_siete_segmentos
Otros proyectos similares que sirvieron como referencias:
https://www.electronica-pt.com/circuitos/en/power-supply/digital-voltmeter-for-power-
supply
https://www.eleccircuit.com/digital-multimeter-circuit-using-icl7107/
http://8085projects.info/icl7107-based-digital-voltmeter-circuit-for-several-commonly-used-
applications.html
https://virtuatec-eletronica.blogspot.com/2013/08/icl7107-guia-de-montagem.html
https://www.eleccircuit.com/digital-voltmeter-using-icl7107/
http://vrtp.ru/index.php?act=categories&CODE=article&article=1985
http://circuits4you.com/2016/09/17/icl7107-digital-voltmeter/
http://www.electronics-lab.com/project/digital-panel-meter-dpm-dvm/
http://www.electronics-lab.com/project/led-display-digital-voltmeter/
Todos los sitios en pdf.

3. A continuación, fotos de uno de los prototipos anterior:

4. En primer vamos a hablar de la fuente de alimentación:
En los prototipos más antiguos que fueron montados he tenido problemas con oscilaciones
en el dígito de las unidades (display 4), pues si usted buscó videos de aparatos similares
es posible observar este display oscilando, lo que no permite la correctalectura de la tensión
que se está probando. Después de casi haber desistido de usar el ICL7107 descubrí que
las oscilaciones ocurrían debido a la fuente de alimentación. Usted puede incluso
preguntarse: pero no es sólo utilizar un regulador de tipo 7805? La respuesta no es tan
sencilla. Los reguladores del tipo 7800 producen interferencias cuando se calientan, y
incluso en este aparato que tiene un consumo muy reducido el pequeño calentamiento que
el regulador sufría era suficiente para causar las perturbaciones. Entonces, un buen día, en
un foro que no recuerdo la dirección (en realidad ni recuerdo en qué año sucedió), una
persona me habló del regulador LM317. Después de aquel día monté una fuente usando
este regulador y todo funcionó muy bien.
El esquema para la fuente está abajo:
Los archivos del proyecto de la fuente de alimentación:
Archivo en el tipo ps.
Archivo en el tipo png.
Archivo en el tipo jpg.

5. Y por último el archivo de la fuente en formato gschem 1.8.2 (g875406c).
Toda la información sobre el uso del LM317 se encuentra en el datasheet, es sólo buscar
en Internet. No olvide montarlo en un pequeño disipador de calor y hacer el ajuste de la
tensión en el trimpot (utilice uno del tipo multivoltas para dar mayor precisión en el ajuste).
Prefiero usar siempre un trimpot para hacer un ajuste más exacto, pero es posible hacer
los cálculos y usar solamente resistencias fijas (estudie el datasheet del componente o
busque en el Internet).
Otra cosa importante para el montaje de la fuente es colocar un condensador de 100nF en
paralelo con cada uno de los cuatro diodos que hacen la rectificación, mira en la foto abajo:
Sin dejar de hablar acerca de la fuente, utilice cualquier transformador con salida de 9V o
más, pues el LM317 necesita una tensión de entrada 3V mayor que la tensión de salida.
Entonces, después de la rectificación tendremos muchos voltios sobrantes para el LM317
trabajar tranquilo.
En este momento usted puede estar preguntándose: ¿puedo olvidar esa fuente y conectar
directamente a la alimentación de 5V que tengo en la USB del ordenador? ¿Puedo conectar
a la salida de 5V de la fuente del ordenador? ¿Puedo usar una fuente de teléfono móvil?
Por supuesto, sí, pues lo peor que va a suceder es ver (como he dicho antes) el dígito de
las unidades (display 4) oscilando todo el tiempo. Obviamente, si su objetivo es aprender y
hacer pruebas no hay motivos para montar una fuente específica como esta.
Ahora vamos al proyecto del voltímetro:

6. A continuación todos los archivos originales:
Archivo del proyecto en formato ps.
Archivo del proyecto en formato jpg.
Archivo del proyecto em formato png.
Archivo del proyecto en formato gschem 1.8.2 (g875406c).
Archivo de la plaquita en el editor PCB versión 20140316.
Las siguientes explicaciones serán útiles si usted es principiante.
Los condensadores deben tener una tensión de trabajo de 10V o más.
Las resistencias son todas comunes y no es necesario utilizar componentes de precisión,
incluso para los condensadores.
El condensador conectado al terminal 38 es del tipo cerámico, y todos los demás (con
excepción de los electrolíticos) son de poliéster.
Los dos trimpotes pueden ser del tipo multivoltas, para dar mayorprecisión en la calibración.
El interruptor S2 tiene la función de poner a prueba los displays, sólo esto y nada más.
El S1 sirve para hacer el cambio de la escala y para cambiar el punto decimal en los
displays, pues este punto no es controlado por el ICL7107, es necesario por lo tanto hacer
su control de forma manual.
Todos los componentes conectados entre los terminales 27 y 40 tienen su funcionamiento
descrito en el datasheet, pero esta configuración que describí es la que me dio los mejores
resultados, tanto en estabilidad y buena velocidad para las lecturas.
Mire las letras en el proyecto y lea los siguientes consejos:

7. A: Este es un pequeño inversor que utiliza el integrado 7660 para generar una tensión
negativa, pues el ICL7107 necesita esta tensión en el terminal 26. Los dos condensadores
de 10wF no están con los terminales invertidos, es así que deben quedarse. Si usted es
principiante monte este inversor en un protoboard y pruebe su funcionamiento y también el
consumo, el cual debe ser menor que 1mA.
B: Las resistencias de 120K, 10K y el trimpot de 10K forman la base para la escala de
19,99V. Sí, podría haber colocado sólo una resistencia de 130K y el trimpot, pero no he
encontrado nada en este valor. La resistencia de 12K se utiliza en la escala de 199,9V.
C: Los terminales que van del 2 al 19 y del 22 al 25 están todos para el funcionamiento de
los displays. No se preocupe, es sólo seguir las pistas y montar con cuidado que todo va a
funcionar. Los displays son del tipo positivo común, es decir, todos los terminales positivos
de todos los displays deben ser conectados en la alimentación positiva.
D: He colocado esta resistencia de 120 ohmios sólo para bajar un poco el brillo de los
displays.
E: Esta resistencia sólo sirve para bajar el brillo de los puntos decimales.

8. F: He incluido estos componentes para mejorar el filtrado de la tensión que proviene de la
fuente y matar cualquier posibilidad de fluctuaciones en las lecturas. Obviamente 1000wF
es mucho, pero como el tamaño de este condensador es muy reducido en virtud de su
tensión de funcionamiento de sólo 10V resolví dejarlo por allí mismo.
La calibración:
El primer ajuste se debe hacer en P1 con la escala en 199,9V. Haga esta calibración con la
tensión más alta que usted tiene. He utilizado una fuente de alimentación variable con 30V
al comienzo, y entonces baje la tensión hasta cero comprobando la precisión. Haga
correcciones si es necesario.
El segundo ajuste es en el P2 con la escala en 19,99V. Pone una tensión de 19V cercana
y luego disminuye a cero.
Si no tiene una fuente variable, utilice un multímetro comparando tensiones de fuentes de
alimentación comunes,primeroajustando P1 en la escala de 199,9V y luego P2 en la escala
de 19,99V.