ここでは、簡単な電圧計を設計します。ICチップが1つだけ含まれているので簡単です -LM3914。LM3914は、線形入力電圧値に基づいて10個のLEDを駆動するチップです。
ICは、入力電圧の値に基づいて必要なLEDを点灯することにより、10進出力を提供します。最大測定入力電圧は、基準電圧と電源電圧によって異なります。これについては、記事の後半で説明します。
このチップは、バッテリー保護回路、電流計回路などに変更できますが、ここでは電圧計に使用しています。LM3914は10段電圧計であり、10ビットモードで変動を示します。チップは測定入力電圧をパラメータとして検出し、基準と比較します。電圧が基準の特定の部分を超えるたびに、対応するLEDが点灯します。
チップはLEDを直接駆動するようにプログラムされているため、追加の抵抗は必要ありません。
コンポーネント
電源（5v）
1K抵抗（3個）
10K抵抗（2個）
LM3914 IC
10個のLED
0.1µFコンデンサ（2個）。
ブレッドボードと接続線
回路図と動作
LM3914の内部回路を下図に示します。
説明したように、LM3914は10段階の測定ユニットです。これは上記の内部回路に示されています。LM3914は、基本的に10個のコンパレータの組み合わせです。各コンパレータはオペアンプであり、負端子でリファレンス電圧を取得します。
ここで重要なことは、測定電圧が基準電圧またはチップ供給電圧より高くなることはできないということです。これは常に心に留めておく必要があります。入力を一定に保ちながらより高い測定電圧を実現するために、抵抗分圧回路を使用します。抵抗に基づいて電圧を分割するだけです。
図に示すネットワークによって形成される回路について考えてみます。
したがって、入力電圧が15V、R1 = 11K、R2 = 1Kの場合、Vout = 15（1/11）= 1.5V（約）になります。
基準電圧は要件に基づいて選択されます。基準値は、チップに印加する最大測定電圧でなければなりません。ピーク電圧が20Vの可変電圧を測定する場合は、20Vの基準を選択する必要があります。
参照は次の式で選択されます。
0〜15の電圧を測定するため、R2 = 11K = 10K + 1K、R1 = 1Kを選択する必要があります。
これにより、Vref = 1.25 * 12 = 15Vへの基準電圧を選択しました。したがって、最大入力電圧は15Vになります。
ただし、基準値が高いほどステップ電圧が高くなり、分解能が低くなることを覚えておくことが重要です。20Vを基準にして2Vのステップがあるとすると、2V〜4Vの間の電圧は測定できません。したがって、電圧が高くなると、精度が低下します。
チップは10ステージのものであり、電圧は0〜15Vなので、1.5Vのステップがあります。したがって、測定電圧が1.5V増加するごとに、追加のLEDが点灯します。
LM3914電圧計回路に対して行われる接続を以下に示します。
PIN3 ---------------------------- + 5v電源
PIN2 --------------------------------グラウンド
PIN5 ----------------------------- +可変電圧
PIN1,10,11,12,13,14,15,16,17,18 ------------------- LEDに接続
LEDの測定レベルは次のようになります。
+ 1.5V、+ 3.0V、+ 4.5V、+ 6.0V、+ 7.5V、+ 9.0V、+ 10.5V、+ 12.0V、+ 13.5V、+ 15.0V。
測定電圧が10Vであるとすると、6番目のLEDが点灯します。測定電圧が12.5Vであるとすると、9番目のLEDが点灯します。したがって、1.5Vの増分で、最大15Vを測定できます。