Divi mikroshēmu frekvences mērītāji ar bināro nolasījumu: 16 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

izmantojot divpadsmit gaismas diodes. Prototipam ir skaitītājs CD4040 un laika bāzes ģenerators - CD4060. Signāla pārslēgšana notiek ar rezistora - diode vārtiem. Šeit izmantotās CMOS ics ļauj darbināt instrumentu no jebkura sprieguma diapazonā no 5 līdz 15 voltiem, bet maksimālā frekvence ir ierobežota līdz aptuveni 4 MHz.

4040 ir divpadsmit pakāpju binārais skaitītājs 16 kontaktu iepakojumā. 4060 ir četrpadsmit pakāpju binārais skaitītājs un oscilators tajā pašā 16 kontaktu iepakojumā. Šo mikroshēmu versijas 74HC vai 74HCT var izmantot augstākam frekvenču diapazonam, taču barošanas sprieguma diapazons ir ierobežots līdz maksimāli 5,5 voltiem. Lai to izmantotu, lai parādītu tipiska HAM raidītāja frekvenci, būs nepieciešami sava veida prescaler un priekšpastiprinātāji. Cerams, ka par tiem tiks sniegta turpmāka pamācība.

1. darbība: divpadsmit LED masīvs

Es sāku šo projektu, lai būtu vienkāršs frekvenču skaitītājs, kas darbotos ar minimālu problēmu, izmantojot vismazāko komponentu skaitu un bez programmēšanas. Es apmetos pie šī "divu mikroshēmu frekvenču skaitītāja" dizaina, jo tā vienkāršība bija pievilcīga.

Pirmais solis bija saskaitīt skaitītāju ar vadu un likt tam darboties. Es noapaļoju vairākus sarkanus 3 mm gaismas diodes no savas nevēlamās kastes un dažādus dēļus un pielodēju tos rindā uz shēmas plates šķipsnas - rezultāts ir redzams šeit blakus skaitītāja mikroshēmai. Šis īpašais ic tika iegūts no cita puspabeigta projekta, ar dedzīgu cerību, ka vismaz šis beidzot būs pabeigts. 74HC4040 būs labāka izvēle, ja plānojat to būvēt. To var saskaitīt augstākā frekvencē.

2. darbība. Žurku ligzdas palaišana

Tika nolemts to uzbūvēt pēc iespējas mazāku, un tāpēc nav shēmas plates. 4040 vadi tika apgriezti, un 100n keramikas daudzslāņu kondensators tika pievienots barošanas avotiem. Tas ļauj labāk izdzīvot ESD.

Vadi (no CAT-5 kabeļa) tika pielodēti pie vadu spraugām. Pēc vienas puses apstrādes bija pienācis laiks pārbaudīt, vai mikroshēma joprojām ir dzīva.

3. darbība. Pārbaudiet 4040

Gaismas diodes un mikroshēmas tika iepazīstinātas viena ar otru, un ātra pārbaude, pielietojot mikroshēmas barošanu un iezemējot gaismas diodes kopējo, man iedeva mirgojošas gaismas diodes, kad ar pirkstu tika pieskāries mikroshēmas pulksteņa ievadam - tas skaitīja 50 Hz tīkla dūkšana.

Viena gaismas diode bija pārāk gaiša - salīdzinājumā ar to citi šķita pārāk blāvi. Tas tika nežēlīgi izvilkts, pēc tam maigi nolikts malā iespējamai lietošanai atsevišķi. Gaismas diodes ir trauslas ierīces un viegli neizdodas, ja tās tiek pārkarsētas, kamēr tiek sasprindzināti vadi. Man bija jāaizstāj apmēram trīs manā masīvā. Ja jūs tos pērkat, noteikti iegādājieties dažus papildus. Ja jūs tos skrāpējat, noteikti iegūstiet daudz papildu, jo jums tie ir nepieciešami nedaudz līdzīgā spilgtumā.

4. solis: Skaitītājs - pabeigts

Attēlā redzams pabeigtais skaitītājs un displejs. Ir divpadsmit gaismas diodes, skaitītāja mikroshēma, barošanas apvedceļa kondensators un divi rezistori. 1K rezistors nosaka displeja spilgtumu. 4,7 K rezistors savieno atiestatīšanas ieeju ar zemi. Blakus esošā nesaistītā tapa ir pulksteņa ievade.

5. solis: skapis skaitītājam

Metāla apšuvums no D šūnas tika iesaiņots un izveidots ap šo mezglu. Lai novērstu īssavienojumus, tika izmantota plastmasas plēve.

Filmā redzams mans skaitītāja tests. Tiek skaitīts 50 Hz signāls, ko nodrošina mans pirksts.

6. solis: laika bāze - daļas

Frekvenču skaitītājs darbojas, skaitot signāla impulsus zināmu laiku un parādot šo skaitu. Skaitītājs veido pusi no frekvences skaitītāja. Ķēde, lai piegādātu precīzi zināmu intervālu - laika bāzi - ir otra daļa.

Šo funkciju veic CD4040, oscilators un 14 pakāpju binārais sadalītājs 18 kontaktu iepakojumā. Lai tas būtu piemērots, ne visi dalītāju izvadi ir parādīti. Es nolēmu izvēlēties 4 MHz oscilatora frekvenci - tā bija vispiemērotākā, kas man bija atkritumu kastē. Šī kristāla izvēle nozīmē, ka frekvences rādījums būs megaherca reizinājums.

7. solis: Kristāla oscilators

4 MHz kristāla oscilators laika bāzei veidojas. 10 Meg mikroshēmas rezistors atrodas pāri abām oscilatora tapām, un abi 10 pf kondensatori kopā ar kristālu ir piestiprināti pie shēmas plates lūžņiem.

8. solis: Oscilators - dalītājs

Šī ir pabeigta laika bāze. Sarkanais vads savieno vissvarīgāko izeju (Q13) ar atiestatīšanas ieeju. Tas izraisa īsu atiestatīšanas impulsu uz šīs tapas ik pēc 8192 kristāla vibrācijām. Nākamajai izejai (Q12) būs kvadrātveida vilnis, un to izmanto, lai ieslēgtu skaitītāju, kamēr tas ir zems, un parādītu šo skaitli, kad tas ir augsts.

Man vēl nav shēmu shēmas. Tas ir aptuvens priekšstats par to, kā vajadzētu darboties frekvenču skaitītājam, un vārtu un displeja izkārtojums bija plūsmas stāvoklī, kad es centos atrast minimālo komponentu risinājumu.

9. darbība. Laika bāzes pārbaude

Tagad tā pārbaude ir ļoti iesaistīts process. Man tas būs jānes uz darbu. Tad apsoliet, ka puisis strādā (tā viņš apgalvo, ka dara) ar osciloskopu, debesīm, zemi un alu, lai to varētu izmantot. Tomēr šis trešais ir diezgan drošs, jo viņš reti izbrauc no turienes laikā, kad mēs pārējie.

Tad esiet ātrs, iesitiet, kamēr viņš gatavojas pusdienot, un pārbaudiet ķēdi, un ātri atgriezieties, pirms viņš atgriežas. Pretējā gadījumā man, iespējams, nāksies viņam palīdzēt jebkurā bedrē, kurā viņš ir nokļuvis, un varbūt izlaist pusdienas. Radio lietošana ir daudz vienkāršāka. Lēts, vidēja viļņa kabatas radio, kas bija ļoti populārs, pirms parādījās jaunie mp3 sīkrīki. Šī mazā laika bāze radīs jaukšanu visā ciparnīcā, kad tā darbosies. Izmantojot to un dažas šūnas, es varēju pārliecināties, ka laika bāze darbojas ar trim šūnām un ka tā nedarbojas divās šūnās, tādējādi nosakot, ka, lai aktivizētu manu frekvences skaitītāju, būs nepieciešami vismaz 4,5 volti.

10. darbība: vieta laika bāzei

Tas parāda skaitītāja iekšpusē esošo vietu, kas rezervēta laika bāzes shēmai.

11. solis: integrācija

Tas parāda abas integrētās shēmas pozīcijā. Starp tām nepieciešamo "līmes" loģiku, lai tās darbotos kā frekvenču skaitītājs, realizēs diodes un rezistori.

Laika bāzes mikroshēmā tika pievienots vēl viens atvienošanas kondensators. Jūs nevarat būt pārāk daudz atsaistīšanas. Es plānoju to pierast pie jutīgiem uztvērējiem, tāpēc jebkurš troksnis ir jāsamazina tuvu avotam un jānovērš tā izplūšana. Tādējādi pārstrādātais skārda skapis.

12. darbība: otrā integrācijas fāze

Es atkal pārdomāju, un izkārtojums šajā attēlā ir nedaudz atšķirīgs. Tas ir kompakts, tāpēc tam tika dota priekšroka.

13. darbība: shēmas shēma

Tagad, kad būvniecība ir gandrīz pabeigta, šeit ir shēma. Kad es beidzot nokārtoju, kā tas tiks darīts, un uzliku to uz papīra, sāka iezagties featurisms. Es varētu likt tam darboties arī kā skaitītājam, ar slēdzi un divām papildu sastāvdaļām. Tātad tagad tas ir skaitītāju / frekvenču skaitītājs.

Īss impulss uz Q13 atiestata abus skaitītājus. Tad Q12 noteiktu laiku (2048 xtal cikli) būs zems, un šajā laikā ienākošais signāls pulksteņo 4040. Tranzistors ir izslēgts, tāpēc gaismas diodes nedeg. Tad Q12 kļūst augsts, un signāls nenonāk 4040 ievadē. Tranzistors ieslēdzas un 4040 skaitlis tiek parādīts gaismas diodēs, lai to redzētu visa pasaule. Atkal pēc 2048. Ja tas ir iestatīts kā skaitītājs, 4060 tiek pastāvīgi atiestatīts un tranzistors tiek ieslēgts visu laiku. Visa ievade tiek saskaitīta un tiek nekavējoties parādīta. Maksimālais skaits ir 4095, un tad skaitītājs atkal sākas no nulles. Šī Zener diode ir apzināti izgatavota no augstāka sprieguma nekā parastais barošanas spriegums. Normālas lietošanas laikā tas neveidojas. Tomēr, ja tiek pielietots lielāks par parasto spriegums, tas ierobežos spriegumu līdz divām mikroshēmām līdz vērtībai, ko viņi var apstrādāt. Un patiešām augsts spriegums izraisīs 470 omu rezistora sadedzināšanu, joprojām aizsargājot elektroniku - labi, lielākā daļa no tiem. Vismaz, es ceru, ka tas notiks, ja šī lieta tiks pievienota tieši elektrotīklam.

14. darbība: biežuma / skaitīšanas slēdzis

Tika uzstādīts neliels slēdzis, lai izvēlētos starp abiem režīmiem, vienkārša ienākošo impulsu skaitīšana, salīdzinot tos ar noteiktu laika posmu un frekvences noteikšana, kā arī tika veikta cita veida sakārtošana.

Daļa elektroinstalāciju ir apslāpēta plastmasā, lai padarītu tās īslaicīgas (es ceru). Lodējot citu skārda plāksni no citas D šūnas augšpusē, kaste būs pilnīga un aizsargās iekšējās daļas no noklīdušiem stieples gabaliem un lodēšanas lodītes, kuru abas ir manā darba virsmā.

15. darbība. Skats no aizmugures

Pārslēgšanās, lai izvēlētos starp frekvences un skaitīšanas režīmiem, ir redzama šajā aizmugurējā skatā.

16. solis: pabeigtais instruments

Šis ir pabeigta instrumenta skats. Gaismas diodes parāda frekvenci šādi:

2 MHz 1 MHz 500 KHz 250 KHz 125 KHz 62.5 KHz 31.25 KHz 15.625 KHz 7.8125 KHz 3.90625 KHz 1.953125 KHz 0.9765625 KHz Lai nolasītu frekvenci, jums ir jāsaskaita izgaismoto gaismas diožu svars. Daži dati par strāvas patēriņu: pie pievadīta barošanas sprieguma, kas ir seši volti (četras AA šūnas), strāva tika uzņemta 1 mA skaitītāja režīmā un 1,25 mA frekvences režīmā, un nekas netika parādīts. Rādot skaitļus (dažas gaismas diodes deg), patēriņš skaitītāja režīmā pieauga līdz aptuveni 5,5 mA un frekvences režīmā - 3,5 mA. Skaitītājs pārtrauca skaitīšanu, ja frekvence tika palielināta līdz aptuveni 4 MHz. Tas ir nedaudz atkarīgs no pielietotā signāla amplitūdas. Tam nepieciešama pilnīga ar CMOS saderīga ievade, lai to varētu droši skaitīt. Tāpēc gandrīz vienmēr ir nepieciešama sava veida signālu kondicionēšana. Priekšpastiprinātājs un prescaler pie ieejas gan paplašinās frekvenču diapazonu, gan palielinās jutību. Vairāk par šo tēmu var atrast, meklējot vārdus "divu mikroshēmu frekvenču skaitītājs" bez pēdiņām.