Az áramkör működése:

Az áramkör kétféle tápfeszültség-forrásról képes működni. Egyrészt 12V váltakozófeszültségről, melyet a nyákon a JP3-as csatlakozón kapcsolunk a panelra. D7, D8 diódák ezt kétszer félutasan egyenirányítják, majd C12, C13 elektrolit-kondenzátorok pufferolják, C8, C10 fóliakondenzátorok pedig szűrik. A negatív ágban az IC6-os 79L05-ös integrált feszültség-stabilizátor -5V-ra stabilizál, a pozitív ágban pedig az IC5-ös 7805. Előbbi TO-92, utóbbi pedig TO-220 tokozású, mert a pozitív ág terhelése lényegesen nagyobb. C9 és C11 fóliakondenzátorok ismételten szűrnek, s így már előállnak a ±5V-os tápfeszültségek. R8 és R9 0Ω-os ellenállások az analóg és digitális földek, illetve az analóg és digitális +5V-os tápfeszültségek különválasztására szolgálnak.
A tápellátás másik módja, amikor a PIC-es panelmérő a működéséhez elengedhetetlen ±5V-os tápfeszültségeket nem önmaga állítja elő hanem kívülről kapja azt. E célt szolgálja a JP6-os csatlakozó. Ha a labortápegység amelybe a PIC-as panelmérőt építjük már előállít magának ±5V-ot, akkor azt a panelmérő ezen a csatlakozón kaphatja meg. A csatlakozó lábkiosztása a következő: -5V, DGND, AGND, digitális +5V, analóg +5V. Az analóg és digitális +5V-ok, illetve az AGND és a DGND vezetékek kizárólag a labortápegység ±5V-os segédtáp-stabilizátorainál találkozhatnak, csillagpontban! További elvárás külső tápforrás esetén, hogy a labortáp GND-je a labortáp pozitív kimeneti pontja kell hogy legyen (úgynevezett "lebegőtáp"), illetve az áramfigyelő sönt ellenállásnak továbbra is a labortáp pozitív ágában kell lennie. A PIC-es panelmérőt a jelen cikk írásakor még csak folyamatban lévő "Labortápegység II." áramkör kiegészítő moduljaként szántam, az a labortáp majd fel lesz készítve jelen panelmérő közvetlen 'fogadására', amikor is a labortápegység saját ±5V-os segédtápját fogja használni saját maga működtetésére.

A két mérendő jel (feszültség és áram) a JP2-es csatlakozón kerül a panelra. A mérendő feszültség az R18, P1, R17 és az R22, P4, R21-es ellenállásokból álló két osztóra kerül, melyek közül a K2-es kis reed-relé választja ki hogy melyik kerüljön az IC4 (OP07) bemenetére. A két helitrimmer (P1, P4) a két feszültség-méréshatár pontos beállítására szolgál. Ha nem akarunk méréshatár-váltást választani, akkor az R22, P4, R21 és K2 alkatrészeket be sem kell forrasztanunk a nyákba. Ez azért jó mert a kis Hamlin reed-relé elég drága és jócskán megdobja a műszer anyagköltségét. Ennek kihagyása esetén viszont a J3-as jumpert, ami a nyákon van kialakítva két egymás mellett lévő kis fóliasziget formájában, egy ónhíddal rövidre kell zárnunk. A mérendő feszültséggel arányos jelet ez után C7 fóliakondenzátor még megszűri, majd az IC4 bemenetére jut. IC4 típusa OP07, amely egy viszonylag alacsony offsetű és driftű műveleti erősítő, melynek offsetje is állítható a P2-es helitrimmerrel. Ennek nagy jelentőssége van, de erről majd később. IC4 erősítése valamivel több mint -1. Azért, mert a két osztóra kerülő jel negatív előjelű, a PIC belső A/D-ja pedig csak pozitív jelet képes mérni. Erősítése pedig azért több mint 1, hogy a legkisebb 4V-os méréshatárban is be lehessen állítani a pontos kijelzést. Az IC4 kimeneti jelét az R16-C6 alkatrészekből álló integráló tag szűri, D3 dióda pedig megakadályozza hogy a műszer bekapcsolásakor tranziens formájában negatív feszültség kerüljön a PIC AN1-es bemenetére.
A labortápegység áramkörében lévő áramfigyelő söntellenállást használja fel a PIC-es panelmérő az áram mérésére azért, hogy ne kelljen egy külön söntöt még az áram útjába tenni. Ettől egyrészt nőne a labortáp disszipációja, kisebb lenne a hatásfoka és nem utolsó sorban romlana a szabályozási viselkedése. Ezért a PIC-es panelmérőnek nincs saját árammérő söntje. A labortáp söntjének 4A kimenő áramig 0,1Ω-nak, 4A feletti kimenő áram esetén pedig 0,01Ω-nak kell lennie. Ha netán más értékű lenne, akkor az IC2 visszacsatoló ágaiban lévő ellenállások értékeinek változtatásával ez módosítható. A labortápegység söntjéről a jel a JP2 csatlakozó középső lábán jut el az IC2 nem invertáló bemenetére. A jel erősítését R23, P5 és R25, P6 állítják be a két méréshatárhoz. Ha nem akarunk méréshatár-váltást választani, akkor az R25, P6 és K1 alkatrészeket be sem kell forrasztanunk a nyákba. Ez azért jó mert a kis Hamlin reed-relé elég drága és jócskán megdobja a műszer anyagköltségét. Ennek kihagyása esetén viszont a J4-es jumpert, ami a nyákon van kialakítva két egymás mellett lévő kis fóliasziget formájában, egy ónhíddal rövidre kell zárnunk. P3 trimmerrel az IC2 offsetjét tudjuk beállítani, de erről majd később. Az IC2 kimeneti jelét az R26-C15 alkatrészekből álló integráló tag illetve C5 szűri, D4 dióda pedig megakadályozza hogy a műszer bekapcsolásakor tranziens formájában negatív feszültség kerüljön a PIC AN0-ás bemenetére.
A precizitás miatt a PIC külső referenciaforrást használ IC3 formájában. Ez egy viszonylag drága (kb. 800Ft), de cserébe 10ppm/C°-os, 4096mV±0,24%-os referenciaforrás. Ez adja a PIC-nek a referenciát a VREF- és VREF+ lábaira. A PIC AN0 és AN1 bemeneteinek végkitérése így 4096mV, valójában viszont csak kereken 4000mV lesz. C3 és C4 kondenzátorok feladata a szűrés.

Az áramkör lelke természetesen az IC1, azaz a PIC18F2423. Minden dolgot ami nem analóg, azt ő végzi. A PIC18F2423 jelen áramkörben fontos tulajdonsága, hogy saját belső A/D átalakítója 12 bites. Ezt kihasználva tud 3¾ digites lenni a PIC-es panelmérő. A PIC belső oszcillátort használ, ezért nincs az áramkörben kvarc oszcillátor. Ezen megoldásra azért volt szükség, mert szűkében voltam az I/O lábakkal. A LED kijelző szegmensei a PORTB -re vannak kötve, az egyes digiteket pedig a PORTC vezérli. Ezen két port a panel szélén lévő csatlakozósoron kapcsolódik a hétszegmenses kijelző-mátrix panelra egy 17. vezeték kíséretében. Ennek a 17. vezetéknek a potenciálját a J2 nevű, a nyákon fóliaszigetek formájában kialakított jumper segítségével választhatjuk ki hogy DGND vagy +5V legyen-e. Ez a vezeték aztán a digiteket kapcsoló tranzisztorok emitterére kerül. Erre azért van szükség, hogy közös anódos és közös katódos kijelzőket is lehessen használni. A 17. vezetősáv a tranzisztorok emitterén kívül a PIC PORTA5-ös bemenetére is odakerül, a mikrovezérlő innen tudja hogy közös anódos vagy közös katódos kijelzőket kell-e vezérelnie. Közös anódos esetén ugyanis értelem-szerűen a szegmensek jelét negáltan adja ki. A PORTA6 és PORTA7-es lábakon a PIC a méréshatár-váltásért felelős K1 és K2 reed-reléket kapcsolja. Azonban ezekre a lábakra vannak még kötve a J5-ös és a J6-os, nyákon kialakított jumperek. Ezekkel a panelmérő maximális mérendő feszültsége és árama állítható be. A PORTE3 láb egyrészt a programozásért felelős, másrést viszont a J1-es jumper segítségével beállítható, hogy a panelmérő váltson-e automatikusan méréshatárt vagy sem. A most felsorolt J1, J2, J5 és J6 jumperek mind a PIC-es panelmérő működési módjának beállítására szolgálnak. Ezen állapotokat a PIC rögtön a bekapcsolása után gyorsan beolvassa, majd eszerint beállítja magát. PORTA6 és PORTA7 lábak ezek után kimenetté konfigurálódnak és így vezérlik K1 és a K2 reléket. A JP4-es csatlakozón keresztül a PIC-et tudjuk felprogramozni. A JP5-ös csatlakozóra egy külső kapcsolót köthetünk, mellyel a panelmérő kijelzés-módját változtathatjuk meg. LED kijelző esetén ugyanis a mikrovezérlő a felső kijelzőre a feszültséget írja ki, az alsóra pedig az áramot. Ha viszont a JP5 csatlakozóra kötött kapcsolót átkapcsoljuk, akkor a kijelzés átvált és a felső kijelzőn a labortáp kimeneti teljesítményét, az alsó kijelzőn pedig a terhelés ellenállás-értékét írja ki. LCD kijelző használata esetén alapból kiírja mind a négy értéket a PIC, a kapcsoló átkapcsolásával viszont az alsó sorban 'analóg' vonalkijelzéssel jelenik meg az áram.