Честотен измервател с два чипа с двоично отчитане: 16 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:55

с помощта на дванадесет светодиода. Прототипът има CD4040 като брояч и CD4060 като генератор на времевата база. Регулирането на сигнала е чрез резистор - диодна порта. Използваните тук CMOS ics позволяват на устройството да се захранва от всяко напрежение в диапазона от 5 до 15 волта, но максималната честота е ограничена до около 4 MHz.

4040 е дванадесетапен двоичен брояч в 16 -пинов пакет. 4060 е четиринадесетичен двоичен брояч и осцилатор, в същия 16 -пинов пакет. Версиите 74HC или 74HCT на тези чипове могат да се използват за по -висок честотен диапазон, но тогава обхватът на захранващото напрежение е ограничен до максимум 5,5 волта или така. За да се използва това за показване на честотата на типичен HAM предавател, ще са необходими някакъв предусилвател и предусилвател. Да се надяваме, че това ще бъде предмет на последващи инструкции.

Стъпка 1: Дванадесет LED масива

Започнах този проект, за да имам прост честотен брояч, който да работи с минимум караница, използвайки най -малък брой компоненти и без програмиране. Аз се спрях на този дизайн с брояч на честоти с два чипа, защото неговата простота беше привлекателна.

Първата стъпка беше да свържете брояча и да го накарате да работи. Закръглех няколко червени 3 мм светодиоди от моята кутия за боклуци и различни платки и ги запоявах в една линия на парче платка - резултатът е показан тук до чипа на брояча. Този конкретен IC е извлечен от друг полузавършен проект, с горещата надежда поне този да свърши завършен. 74HC4040 ще бъде по -добър избор, ако планирате да изградите това. Може да брои до по -висока честота.

Стъпка 2: Стартиране на плъховото гнездо

Беше решено да се изгради възможно най -малък и затова няма платка. Кабелите на 4040 бяха изрязани и 100n керамичен многослоен кондензатор, свързан през захранващите му проводници. Това трябва да му позволи да оцелее по -добре при ОУР.

След това проводниците (от кабел CAT-5) бяха запоени към щифтовете на проводниците. След като едната страна беше обработена така, беше време да се провери дали чипът все още е жив.

Стъпка 3: Тестване на 4040

Светодиодът и чипът бяха представени един на друг и бърза проверка, прилагане на захранване към чипа и заземяване на общите светодиоди, ми даде мигащи светодиоди, когато входът на часовника на чипа беше докоснат с пръст - това беше броенето на 50 Hz главно бръмчене.

Един светодиод беше твърде ярък - караше другите да изглеждат твърде слаби за сравнение. Той беше безмилостно изваден, след което нежно оставен настрана за възможно самостоятелно използване. Светодиодите са крехки устройства и лесно се провалят при прегряване, докато проводниците са напрегнати. Трябваше да заменя около три в моя масив. Ако ги купувате, не забравяйте да вземете няколко допълнителни. Ако ги изхвърляте, не забравяйте да получите много повече, тъй като имате нужда от малко сходни по яркост.

Стъпка 4: Броячът - завършен

Картината показва завършения брояч и дисплея. Има дванадесет светодиода, чип на брояча, кондензатор за байпас на захранването и два резистора. Резисторът 1K задава яркостта на дисплея. Резисторът 4.7 K свързва входа за нулиране към земята. Несвързаният щифт до него е входът на часовника.

Стъпка 5: Шкаф за брояч

Металната облицовка от D клетка беше разгъната и оформена около този възел. За предотвратяване на късо съединение е използван пластмасов филм.

Филмът показва моя тест на брояча. Той брои 50 Hz сигнал, осигурен от пръста ми.

Стъпка 6: Времевата база - части

Честотният брояч работи, като преброява сигналните импулси за известно време и показва този брой. Брояч формира половината от честотния брояч. Друга част е верига за доставяне на точно известен интервал - времевата база.

Тази функция се изпълнява от CD4040, осцилатор и 14 -степенен двоичен делител в 18 -пинов пакет. За да бъде тя подходяща, не са изведени всички изходи на разделителя. Взех решение за честота на осцилатора от 4 MHz - това беше най -подходящият, който имах в кутията си за боклуци. Този избор на кристал означава, че отчитането на честотата ще бъде кратно на мегагерц.

Стъпка 7: Кристалният осцилатор

4 MHz кристален осцилатор за времевата база се оформя. 10 Meg чип резистор е разположен през двата осцилаторни щифта, а двата 10 pf кондензатора са фиксирани към скрап от платка заедно с кристала.

Стъпка 8: Осцилатор - разделител

Това е завършената времева база. Червеният проводник свързва най -значимия изход (Q13) към входа за нулиране. Това води до появата на кратък импулс за нулиране на този щифт на всеки 8192 вибрации на кристала. Следващият изход (Q12) ще има квадратна вълна и това се използва за активиране на брояча, докато е ниско, и за показване на този брой, когато е високо.

Все още нямам схеми. Това е приблизителна представа за това как трябва да работи честотният брояч, а решетките и разположението на дисплея бяха в състояние на промяна, докато се стремях да намеря решение за минимален компонент.

Стъпка 9: Тестване на времевата база

Сега тестването е много сложен процес. Ще трябва да го взема на работа. След това обещайте на този човек да работи (това е, което твърди, че прави) с осцилоскопа, небето, земята и бирата, за да може да го използва. Тази трета обаче е сравнително безопасна, тъй като той рядко излиза оттам през останалото време.

След това побързайте, включете се, докато той е навън, за да обядва и тествайте веригата, и изрежете бързо, преди да се върне. В противен случай може да се наложи да му помогна в каквато дупка е попаднал и може би ще пропусна обяда. Много по -лесно е да използвате радио. Евтино джобно радио със средни вълни, което беше на мода, преди да се появят новомодните mp3 джаджи. Тази малка времева база ще създаде хеш по целия циферблат, когато работи. Използвайки го и няколко клетки, успях да установя, че времевата база работи с три клетки и че не работи с две клетки, като по този начин установих, че най -малко 4,5 волта ще са необходими за задействане на моя честотен брояч.

Стъпка 10: Пространство за времева база

Това показва пространството вътре в брояча, запазено за веригата на времевата база.

Стъпка 11: Интеграция

Това показва двете интегрални схеми в положение. Логиката "лепило", необходима между тях, за да ги накара да работят като честотен брояч, ще бъде реализирана от диоди и резистори.

Друг кондензатор за отделяне беше добавен към чипа на времевата база. Не можете да отделите твърде много. Възнамерявам това да се използва в близост до чувствителни приемници, така че всеки шум трябва да бъде потиснат близо до източника и да се предотврати избягването му. Оттук и рециклираният шкаф с ламарина.

Стъпка 12: Втора фаза на интеграция

Отново промених решението си и подредбата на тази снимка е малко по -различна. Той е по -компактен и затова е предпочитан.

Стъпка 13: Схемата

Сега, когато конструкцията е почти завършена, ето една електрическа схема. Когато най -накрая се спрях на това как ще бъде направен и го записах на хартия, започнаха да се прокрадват черти. Мога да го накарам да работи и като брояч, с превключвател и два допълнителни компонента. Така че сега това е брояч / честотен брояч.

Кратък импулс на Q13 нулира и двата брояча. Тогава Q12 ще бъде нисък за определен период от време (2048 xtal цикъла) и през това време входящият сигнал генерира 4040. Транзисторът е изключен, така че светодиодите не светят. Тогава Q12 се повишава и след това сигналът не преминава към входа на 4040. Транзисторът се включва и броят в 4040 се показва на светодиодите, за да може цял свят да ги види. Отново след 2048 часовниците Q12 се понижават, Q13 върви високо и ще остане там, с изключение на това, че е свързан към входовете за нулиране на двата брояча, така че и двата броя се изчистват, което изчиства състоянието на Q13 и така цикълът започва отново. Ако е зададен като брояч, 4060 се задържа постоянно в нулиране и транзисторът се включва на пълен работен ден. Всички въведени данни се броят и веднага се показват. Максималният брой е 4095 и след това броячът започва от нула отново. Този ценеров диод умишлено е направен с по -високо напрежение от нормалното захранващо напрежение. Не се кодуцира при нормална употреба. Ако, обаче, бъде приложено по -голямо от нормалното напрежение, това ще ограничи напрежението до двата чипа до стойност, която могат да обработят. И наистина високо напрежение ще доведе до изгаряне на този резистор от 470 ома, който все още защитава електрониката - добре, повечето от тях, така или иначе. Поне това се надявам да се случи, ако това нещо се свърже директно към електрическата мрежа.

Стъпка 14: Превключвател за честота / броене

Малък превключвател беше монтиран за избор между двата режима, обикновен преброяване на входящите импулси в сравнение с преброяването им за период и определяне на честотата, както и всякакви други подреждания.

Някои от кабелите са задушени в пластмаса, за да ги направят краткотрайни (надявам се). Запояването на друга ламарина от друга D клетка отгоре ще направи кутията пълна и ще предпази вътрешността от разсеяни парчета тел и кълба от спойка, и двете изобилстват на работния ми плот.

Стъпка 15: Изглед отзад

Превключването за избор между режими на честота и броене може да се види в този изглед назад.

Стъпка 16: Завършеният инструмент

Това е изглед на завършения инструмент. Светодиодите показват честотата, претеглена, както следва:

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 Трябва да съберете теглото на светещите светодиоди, за да прочетете честотата. Някои данни за консумацията на ток: при приложено захранващо напрежение от шест волта (четири АА клетки) изтегленият ток е 1 mA в режим Counter и 1,25 mA в Frequency mode, без да се показва нищо. При показване на броя (някои светодиоди светят) консумацията скочи до около 5,5 mA в режим брояч и 3,5 mA в режим на честота. Броячът спря да брои, ако честотата се увеличи до над около 4 MHz. Това зависи малко от амплитудата на подадения сигнал. Той изисква пълен CMOS съвместим вход, за да може да брои надеждно. Следователно почти винаги е необходим някакъв вид кондициониране на сигнала. Предварителният усилвател и предусилвателят на входа ще разширят честотния диапазон и ще повишат чувствителността. Повече по тази тема може да се намери за търсене на думите "брояч на честота с два чипа" без кавички.