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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik ICL7107 - Anzeige spielt verrückt!


Autor: Flo R. (rappl)
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hallo zusammen,

wir bauen momentan ein netzgerät 30V 7A. Für dieses Netzgerät benötigen 
wir eine Anzeige für Strom und eine Anzeige für Spannung. Dies sollte 
mit einem ICL7107 realisiert werden. Die Pläne haben wir aus dem 
Electronic Actuell Magazin.
Anhand dieser Pläne haben wir die Platinenlayouts entworfen, geätzt und 
einige male getestet, aber unser Fehler bleibt! An BEIDEN Platinen ist 
das selbe Problem!

Problem (Ich erkläre nun das Problem mit der Spannungsanzeige, wobei es 
bei der Stromanzeige das selbe ist):

Hängt die Platine an ihrer Versorgungsspannung zeigen die 7 
Segmentanzeigen nur einen Punkt an. Das ist soweit auch vollkommen in 
Ordnung.
Kommt nun die Messspannung hinzu, zeigen die ersten beiden 7 
Segmentanzeigen beinahe eine Null an, wobei aber das obere und das 
untere Segment vertauscht ist.

Des weiteren springt die dritte Anzeige ständig (sie hält ihren Wert 
nicht)! Wie bei der "Null" sind auch alle anderen Zeichen nicht 
definierbar.

Wär nett wenn jemand mal vorbei kommen könnte um mir das richtig zu 
bauen! ;)

Ansonsten bin ich auch für jede Art von Ratschlag und Hilfe dankbar.

MFG Rappl

Autor: Sebastian (Gast)
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Eine falsche Zuordnung der Segmente wäre denkbar. Falscher Displaytyp 
bestückt? Die sind nicht alle gleich.

Wenn die Anzeigen nur dreistellig sind: Eine Unruhe der letzten 
Displaystelle ist durchaus normal. Besser stabilisierte 
Versorgungsspannung und eine Tiefpaßfilterung des Eingangssignals können 
helfen, müssen aber nicht.

Nur mal aus Neugier: Wie erkennt man bei einer Null, ob das obere und 
untere Segment vertauscht sind?

Autor: Klaus2 (Gast)
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"Wär nett wenn jemand mal vorbei kommen könnte um mir das richtig zu
bauen! ;)"


Pffff :) Wieso kauft ihr euch nicht bei Reichelt für 6.95 was 
Fertiges???

Klaus.

Autor: Z8 (Gast)
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Klaus schrieb:

>Pffff :) Wieso kauft ihr euch nicht bei Reichelt für 6.95 was
>Fertiges???

Weil die Teile, eine von der Messspannung, galv. getrennte
Betiebspannung brauchen.

Hi Sebastian,

>Nur mal aus Neugier: Wie erkennt man bei einer Null, ob das obere und
>untere Segment vertauscht sind?

lautes lach,  du hast mir den Vormittag gerettet! Z8 :)

Autor: Klaus2 (Gast)
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>Weil die Teile, eine von der Messspannung, galv. getrennte Betiebspannung 
brauchen.

Ohjee, wie soll man die bloss jemals erzeugen?

Klaus.

Autor: Flo R. (rappl)
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ich musste nun auch lachen!^^

also, leider kann man die beiträge nicht editieren!
ich meinte natürlich das obere und das MITTLERE Segment sind vertauscht! 
es ist quasi ein A falsch herum.

soweit dazu^^

dann noch zum rest:

die Segmente wurden schon drei mal von verschiedenen Personen mit dem 
Datenblatt und dem Schaltplan verglichen! Da ist nichts falsch! Es sei 
denn der Schaltplan ist von Haus aus schon falsch!

und den falschen Displaytyp würde ich auch so ziemlich ausschließen!

-->
Auf dem Plan steht SR52-11HWA!

dieses Bauteil haben wir nicht gefunden! Es gibt SA und SC (Anode, 
Catode)!
Wir haben uns für den SA52-11SRWA entschieden, da die Segmente laut Plan 
eine gemeinsame Anode haben!
Das 11SRWA steht nur für die Farbe und die Leuchtkraft!

Autor: Sebastian (Gast)
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SR52 scheint tatsächlich ein Druckfehler zu sein. Stimmen die Pins für 
die Segmente im Datenblatt des ICL7107 denn mit denen im Datenblatt der 
Anzeige überein?

Autor: MaWin (Gast)
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> Hängt die Platine an ihrer Versorgungsspannung zeigen die 7
Segmentanzeigen nur einen Punkt an. Das ist soweit auch vollkommen in
Ordnung.

Es ist NICHT in Ordnung.

Ein mit ICL7107 aufgebautes 200mA Votlemter zeigt 0000 an, wenn die 
Eingänge offen sind.

.... heisst, dass am Eingang Überspannung anliegt.

Lös erst mal das Problem, eventuell hast du am Eingang Masse mit Masse 
deiner Stromversorgung der Displays verbunden. Das darf man nicht! Die 
Versorgungsspannung der Displays muss unabhängig sein von der 
Versorgungsspannung der zu messenden Schaltung. Probiere notfalls das 
Voltmeter erst mal an einer 9V Batterie als Stromversorgung aus.

Weiteres in http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/ unter F.9.1. 
Labornetzteile.

Danach kannst du dich um eventuelle Vertrahtungsfehler des Displays 
kümmern.

Die letzte Stelle schwankt bei schlechtem Aufbau und nicht exakt 
Vielfachen der Netzfrequenz als Takt. Damit die stabil bleibt, muss man 
eine PLL zur Netzfrequenz oder einen abgeschirmten Aufbau hinbekommen.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Florian Rappel schrieb:

> die Segmente wurden schon drei mal von verschiedenen Personen mit dem
> Datenblatt und dem Schaltplan verglichen! Da ist nichts falsch! Es sei
> denn der Schaltplan ist von Haus aus schon falsch!
>
> und den falschen Displaytyp würde ich auch so ziemlich ausschließen!
>

Ich würde an eurer Stelle so vorgehen:
Blatt Papier raus. 7-Segment aufzeichnen.

Mit einer 5V Quelle und Widerstand alle Pins einer Anzeige 
durchklingeln, und auf dem Papier notieren, welcher Pin für welches 
Segment zuständig ist.

Dann mit dem Datenblatt des ICL vergleichen, wie dort die Bezeichnungen 
sind.

Dann auf der Schaltung nachsehen, ob die Verdrahtung mit diesen 
Informationen übereinstimmt.

> Die Pläne haben wir aus dem
> Electronic Actuell Magazin.
> Anhand dieser Pläne haben wir die Platinenlayouts entworfen,
> geätzt und einige male getestet, aber unser Fehler bleibt!
> An BEIDEN Platinen ist das selbe Problem!

Habt ihr die Schaltung mit dem Datenblatt verglichen?

Autor: Flo R. (rappl)
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Ich danke euch erst mal für die vielen schnellen Antworten! Hab mich 
ehrlich gesagt schon drauf eingestellt ne Weile zu warten!

so und nu haben wir n Fehlerchen gefunden:

wir haben wirklich alles mit allem verglichen und kontrolliert und sogar 
die platinen (nachdem sie etwas verheizt aussahen^^) nochmals neu 
geätzt! Aber wir haben nicht daran gedacht, dass schon der Schaltplan 
falsch ist!!!

Die Segmente sind jeweils gespiegelt. Darum sieht dass alles so wirr 
aus.

Wir versuchen nun mal das provisorisch zu beheben!

Die beiden Massen (Messeingang Masse und Versorgung Masse) sind nirgends 
offensichtlich miteinander verbunden. Ob wir versehentlich Lötbrücken 
gelegt haben, haben wir nun noch nicht geguckt, aber da wir das Problem 
bei den vorherigen Platinen auch hatten schließe ich das aus!

Ich werde mich dann melden wenn s funktioniert hat!
Und wenn nicht, dann sowieso^^

grüße Rappl

Autor: Tom (Gast)
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Man kann doch mit dem ICL7107 auch Spannungen messen, die eine 
gemeinsame Masse mit der Versorgungsspannung haben...

Autor: Klaus2 (Gast)
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Versorgungsspannung != DisplayMasse, da LCD mit "AC"

Klaus.

Autor: Tom (Gast)
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Das verstehe ich nicht...der Threadersteller verwendet ja einzelne 
7-Segmentanzeigen, die haben eine gemeinsame Anode und deren "Masse" 
geht über die IC-Pins. Was für eine Display-Masse meinst du?

Autor: Sebastian (Gast)
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@Klaus2: Nein, das sind LED-Anzeigen!

Autor: Klaus2 (Gast)
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Mea Culpa - habs auch gerade gesehen.

Klaus.

Autor: MaWin (Gast)
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> Man kann doch mit dem ICL7107 auch Spannungen messen, die eine
gemeinsame Masse mit der Versorgungsspannung haben...

Nein, COM ist nicht Masse vom ICL7107/7106.

Autor: Flo R. (rappl)
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also,

Problem provisorisch behoben! Es sind klare Zahlen erkennbar und die 7 
Segmentanzeige lässt sich auch grob kalibrieren. Aber:

Der Wert schwankt extrem!

bei einer gemessenen Spannung von 1V schwankt das Display zwischen 0,0 
und 3,0!

Es wird schon größtenteils ca 1V angezeigt, aber plötzlich gehn die LEDs 
kurz ganz aus, und der Wert schwankt extrem.

Momentan haben wir einen Spannungsteiler von 1:100, aber nur mit 
normalen Kohleschichtwiderständen, keinen Messwiderständen vor den 
Messeingang geschalten. Wir haben zwar noch einige sehr lange Leitungen, 
aber ich kann mir nicht vorstellen, dass es dadurch so extrem schwankt.

Autor: Ich (Gast)
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Noch einen Kondensator parallel zum unteren Widerstand des 
Spannungsteilers schalten. Da der 7107 während des Messens Strom am 
Eingang zieht, entstehen solche Effekte.

Autor: Tom (Gast)
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@MaWin:

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/intersil...

Bitte sieh dir mal Seite 12 an.

Da steht:"Values shown are for 200mV full scale, 3 readings/sec. IN LO 
may
be tied to either COMMON for inputs floating with respect to
supplies, or GND for single ended inputs. (See discussion under Analog 
COMMON)."

Ich lasse mich gerne berichtigen, aber heißt das nicht, das man entweder 
Signale Messen kann, die eine gemeinsame Masse mit der 
Versorgungsspannung haben ODER Signale, die galvanisch von der 
Versortungsspannung getrennt sind.

Autor: Ich (Gast)
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Der 7107 kann bei Betrieb mit +/- Versorgungsspannung auf Masse bezogene 
Eingangsspannungen messen. Dazu muß die gestrichelte Verbindung im 
rechten Bild auf Seite 12 vorhanden sein.

Autor: Ulrich (Gast)
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Der Eingangsstrom beim ICL7107 hält sich sehr in Genzen (im pA Bereich), 
aber daruch ist ein offener Eingang aber auch sehr empfindlich. Ein 
Kondensator an Eingang ist trotzdem nicht schlecht, um HF Störungen fern 
zu halten. Wenn die Schaltung in ordung ist, sollte man bei 0 V am 
Einang nur eine Schwanken zwischen +0 und -0 kreigen, sonst in den 
meisten fällen auch nur Schwankungen zwischen 2 benachbarten Werten.


Die Eingänge sind differentiell. Die zu messende Spannung muß also nicht 
relativ zur Masse der Versorgung sein. Bei einigen schaltungen ist da 
aber eine Verbindung vorgesehen (oft als Brücke). Man muß aber auf den 
Gleichtaktbereich achten, ganz ohne Verbindung der Spannungen geht es 
also nicht.

Autor: Ich (Gast)
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>Der Eingangsstrom beim ICL7107 hält sich sehr in Genzen (im pA Bereich)

Verwechsle das nicht mit leakage current input.
beim Messvorgang ist es im µA-Bereich. Deswegen darf der 
Eingangsspannungsteiler auch nicht zu hochohmig ausgelegt sein.

Autor: MaWin (Gast)
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Tom, warum nicht weiterlesen? Da steht: See discussion under Analog 
COMMON.

Dort steht wiederum: WENN man als Versorgungsspannung nicht 9V beträge, 
sondern man die 2 Versorgungsspannungen +5V und +5V hat, und WENN man 
dann die Verbindung zwischen IN LO und COM auftrennt, DANN kann man 
Spannung(sdifferenz)en zwischen IN HI und IN LO Messen, die zwischen 
-5.5V und +6V liegen.

Das setzt also Erstens voraus, daß Florian dem ICL7107 2 
Betriebsspannungen zur Verfügung stellt, eine positive und eine 
negative, und Zweitens, dass er den Schaltplan abändert damit keine 
Verbindung zwischen COM und IN LO existiert.

Die Tatsache, dass er nun von "Der Wert schwankt extrem!" redet, zeigt 
aber, dass er jegliche Hinweise in dieser Richtung ignoriert hat.

Autor: Flo R. (rappl)
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>Die Tatsache, dass er nun von "Der Wert schwankt extrem!" redet, zeigt
>aber, dass er jegliche Hinweise in dieser Richtung ignoriert hat.

Das weise ich aber von mir zurück! Ich ignoriere keine Hinweise! Es viel 
mir nur schwer das Datenblatt zu verstehen, bis ihr hier angefangen habt 
darüber zu diskutieren. Ich versuche schon alles in die Tat um zu 
setzen, nur geht nicht alles auf einmal, vor allem wenn man sich schwer 
tut, das ganze Fachenglisch zu verstehn!

Und zu beginn haben wir überhaupt nicht mit dem Datenblatt gearbeitet, 
sondern wir haben auf den Vorliegenden Schaltplan vertraut, was im 
Nachhinein gesehn wohl ein Fehler war!

Hoffentlich sind die Pläne für die Hauptplatine besser!

Und wie groß ist "nicht so hochohmige Widerstände am Spannungsteiler"?

wir haben 1k zu 100k!

jetz setzen wir uns nochmal mit dem Datenblatt auseinander, und 
versuchen dass mit dem Kondensator!

Autor: Tom (Gast)
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Ich habe im Datenblatt sehr wohl weiter gelesen, aber mit dem Englisch 
habe ich so meine Probleme...:( Ich hoffe das ändert sich noch, wenn ich 
häufiger mal ein Datenblatt lesen muss, momentan brauche ich bei jedem 
2. Wort ein Wörterbuch.

Autor: Flo R. (rappl)
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Wir haben nun, wie empfohlen, das ganze mit einer 9V 
Versorgungsspannung, nach Figure 11 auf Seite 11 aufgebaut und getestet!

An den Pins 30 und 31 befindet sich bei uns (vom Schaltplan her) 100kOhm 
(anstatt 1MOhm) und 0,1µF (anstatt 0,01µF). Die restlichen Bauteile und 
Verbindungen sind identisch! Auch die Brücke von COMMON zu IN LO haben 
wir gesetzt.

In diesem Aufbau haben wir das Display fast perfekt eingestellt 
bekommen! Nur wie oben schon erwähnt pendelt die letzte Ziffer teilweise 
zwischen zwei Werten. Das wäre so auch vollkommen in Ordnung!

Nun haben wir das Selbe nach Figur 12 auf Seite 11 aufgebaut, da wir 
laut Schaltplan eine +5V/-5V Spannungsversorgung haben.

Nun haben wir drei Möglichkeiten getestet, dass die letzte Ziffer nicht 
so Stark schwankt.

1: IN LO und GND gebrückt. ---> am schlechtesten, die Ziffer schwankt 
+/- 3 Stellen!

2: IN LO und COMMON gebrückt. ---> die letzte Ziffer schwankt um +/- 1 
(also bei einem Wert von 2,2V pendelt sie von 2,1V bis 2,3V)

3: Wir haben zwischen IN + und GND einen 1M Ohm Widerstand gelötet, als 
Pull Down Widerstand. Die Möglichkeit steht nicht im Datenblatt, die 
haben wir einfach mal getestet, dass wir eine "richtige" 00,0V Spannung 
hinbekommen, und das Ergebnis ist so ziemlich das Selbe wie bei 2:!

1 fällt nun schonmal weg, aber wir wissen nicht welche der beiden 
anderen Möglichkeiten die Bessere wäre!

Und was können wir noch machen dass die Werte noch etwas weniger 
schwanken? Wir haben parallel zum kleineren Spannungsteilerwiderstand 
einen 100nF Folienkondensator gesetzt, sind aber der Ansicht, dass es 
keinen Unterschied macht.

Autor: Z8 (Gast)
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zu 2: den Rest macht vermutlich eine saubere Masseführung und
      geeignete Schirmung!

Herzlichen Glückwunsch Z8

Autor: MaWin (Gast)
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Oh Mann, den ICL7107 gibt es seit 1978, und seit dem gibt es jede Menge 
Artikel zum Thema "Die letzte Stelle steht!".

Die meisten kleinen Multimeter sind mit dem ICL7106 aufgebaut, und du 
kannst an ihnen demonstriert bekommen, wie man ohne super teure 
Sonderbauteile, einfach nur richtiges Platinenlauout eine Alufolie und 
richtige Bauteilauswahl, eine halbwegs stabile letzte Stelle hinbekommt. 
Du baust Messetchnik, mit 0.05% Aufloesung, da kann man schon mal ein 
Augenmerk auf die Qualitaet der Sache werfen und nicht glauben, der 
schludrigste Aufbau mit Teilen aus der Grabbelkiste wird schon 
hinkommen.

Das nuetzt aber alles nichts, wenn dein Eingangssignal schwankt, dann 
sind Ziffernschwankungen um mehr als +/-1 moeglich UND RICHTIG !

Viele Schwankungen entstehen durch die Einstreeung der 50Hz 
Netzfrequenz, und dagegen kann man entweder den Takt des ICL per PLL an 
die Netzfrequenz koppeln, oder (wenn man keine Netzverbindung hat, etwas 
schlechter, geht aber auch weil die Netzfrequnz nur wenig schwankt) den 
Takt des ICL quartzstabil machen.

Natuerlich kann man auch einfach versuchen, die Einstreuungen 
abzuschirmen, statt sie wegfiltern zu lassen.

Richtige Schwankungen (vorletzte Stelle bis erste Stelle) entstehen aber 
durch Beeinflussing der Referenzspannung weil man COM und IN LO und GND 
falsch verbunden hat. Das Problem hast du scheinbar nun geloest.

Mir ist noch unklar, warum du einmal von 9V, und ein mal von +5V/-5V 
redest, wenn beides moeglich ist (weil noch nichts fest aufgebaut ist), 
nimm doch die (potentialgetrennten) 9V mit denen es klappt.

Klar ist, dass bei mehrerebn Spannungsversorgungen auch mal ein 
Augenmerk auf die Masseführung bzw. Massekopplung getan werden sollte, 
damit nicht Fehlerstroeme darueber zu Messergebnisschwankungen führen.

Also: +/-1 ist in Ordnung für einen rohen ICL7106, bei +/-3 oder so 
solltest du an deinem Aufbau feilen.

Autor: Flo R. (rappl)
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@MaWin

zu deiner Frage, warum einmal 9V und einmal +5V/-5V!

Laut dem Plan, nachdem wir unser Netzgerät bauen, werden die Displays 
mit den 5V/-5V versorgt. Zum test haben wir es nun einmal mit einer 9V 
Blockbatterie versucht. Da war dann kein Schwanken mehr zu erkennen. Wir 
können aber in unser Netzgerät keine Batterien einbauen! Wäre leicht 
unpraktisch und auch unprofessionel.

Nun haben wir uns aber vom eigentlichen Schaltplan weg bewegt und haben 
uns unsere eigene 9V Versorgungsspannung entwickelt! Nach längeren 
Messungen und Versuchen mit dem Oszilloskop haben wir dann rausgefunden, 
dass die starken Schwankungen vom Versorgungsnetz kommen.

Wir haben dann nach dem Trafo und dem Gleichrichter größere 
Kondensatoren verwendet und nun produziert unser LM350 eine konstante 
Spannung mit der unser IC wunderbar arbeiten kann!

Ich danke euch noch mal vielmals für eure Hilfe!

Grüße Rappl

Autor: Johannes (Gast)
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hallo,


das mit der spannungsteilung habe ich schon gehört, aber wo soll diese 
sein?

johannes

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