Nasz szkolny miernik panelowy jest wyposażony w woltomierz, dlatego zbudowanie przystawki mierzącej napięcia nie powinno być specjalnie trudne. Niestety przetwornik analogowo cyfrowy wbudowany w układ Atmega8 potrafi mierzyć jedynie napięcia dodatnie a przy odwrotnym połączeniu – wskazuje 0. To pewna niedogodność gdy podczas lekcji podłączymy przyrząd odwrotnie i zamiast napięcia pokaże jego brak. Tym bardziej, że wiele mierników cyfrowych radzi sobie z odwrotna polaryzacją.

W pierwszym podejściu, zarówno woltomierz jak i amperomierz przygotowane do naszego miernika miały w razie zauważenia zerowego sygnału odwracać sobie polaryzację przy pomocy przekaźnika

Jednak w przypadku woltomierza, prądy jakie płyną są niewielki i zamiast mechanicznych przełączników możemy użyć przełączników półprzewodnikowych – tańszych i znacznie trwalszych – bo nie posiadających żadnych elementów mechanicznych. Takie cztery niezależne przełączniki zawiera układ scalony 4066. Niestety nie zawiera on przełączników pozwalających na wybór jednego z dwóch sygnałów a jedynie cztery włączniki sterowane sygnałem cyfrowym. Dlatego schemat połączeń będzie nie =co bardziej skomplikowany.

W naszym układzie zastosowaliśmy dzielnik oporowy składający się w sumie z czterech oporników które oprócz podziału separują miernik od napięcia wejściowego. Potencjometr montażowy pozwala na dostrojenie miernika napięcia. Sygnał sterujący przełącznikami jest ponadto używany do sterowanie dwukolorową dioda świecącą pozwalając na pokazanie polaryzacji mierzonego napięcia.

Modelowy moduł woltomierza przygotowano w technice SMD na kawałku dwustronnej płytki drukowanej o wymiarach 30x26mm. Użyto tu laminatu o grubości 1mm, który daje się wcisnąć między blaszki kontaktowe wtyku IDE.

Płytkę drukowaną możemy wykonać samodzielnie techniką termotransferu używając drukarki laserowej i papieru kredowego¹. Po wytrawieniu płytki warto ją jeszcze chemicznie ocynować, co bardzo ułatwia lutowanie elementów SMD. Montaż elementów zaczynamy od wlutowania czterech zworek łączących obie strony płytki drukowanej. Następnie lutujemy złącza – IDE oraz złącza bananowe. Do ich lutowania, że względu na słabą przyczepność cyny do powłok niklowanych musimy użyć kwasu lutowniczego który nanosimy cienkim pędzelkiem na lutowane powierzchnie, po czym od razu lutujemy.

Tu istotna uwaga – kwas lutowniczy, jak każdy elektrolit – przewodzi, i jeśli nawet niewielka ilość kwasu dostanie się do wnętrza złącza IDE – będzie zakłócać działanie układu, dlatego po lutowaniu złącz należy płytkę umyć w około 70% spirytusie (wystarczy zmieszać trochę wody z kranu z denaturatem, denaturolem czy innym rozpuszczalnikiem spirytusowym). Po wysuszeniu, miejsca w których będziemy lutować elementy pokrywamy kalafonią rozpuszczoną w spirytusie a następnie lutujemy elementy.

Lutowanie elementów SMD przy pierwszym podejściu wydaje się bardzo trudne, i wymagające precyzji szczególnie w przypadku układów scalonych. Jednak przy odrobinie wprawy możemy lutować je nawet lutownicą transformatorową rozprowadzając spoiwo lutownicze po kolei po nóżkach układu scalonego. Jeśli nie nabraliśmy zbyt dużo spoiwa² na grot lutownicy i jeśli pola lutownicze są dobrze przygotowane, cyna pozostanie jedynie w miejscach połączeń.

Gotową przystawkę podłączamy do zaprogramowanego modułu pomiarowego oraz do zasilacza o regulowanym napięciu i miernika który będzie wskazywał napięcie mierzone przez moduł. Teraz wystarczy ustawić potencjometr montażowy tak, by napięcie pokazywane przez moduł było bliskie napięciu wskazywanemu przez miernik dla kilku napięć dostarczanych przez zasilacz, i nasz moduł jest gotowy do użycia.

Warto przygotować sobie kilka egzemplarzy przystawki (jeśli dysponujemy kilkoma modułami pomiarowymi)– pozwoli to nam na pomiar jednocześnie kilku napięć w czasie prowadzenia doświadczenia co jest przydatne na przykład przy demonstrowaniu drugiego prawa Kirchoffa.