To -chip frekvensmåler med binær avlesning: 16 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

ved hjelp av tolv lysdioder. Prototypen har en CD4040 som teller og en CD4060 som tidsbasegenerator. Gating signalet er av en motstandsdiodeport. CMOS -ics som brukes her, lar instrumentet drives av en hvilken som helst spenning i området 5 til 15 volt, men maksimal frekvens er begrenset til omtrent 4 MHz.

4040 er en tolv -trinns binær teller i en 16 -pinners pakke. 4060 er en fjorten trinns binær teller og oscillator, i den samme 16 -pinners pakken. 74HC- eller 74HCT -versjonene av disse brikkene kan brukes for et høyere frekvensområde, men forsyningsspenningsområdet er da begrenset til maksimalt 5,5 volt eller så. For å kunne bruke dette for å vise frekvensen til en typisk HAM -sender, vil det være nødvendig med en forkalkning og en forforsterker. Forhåpentligvis vil disse bli gjenstand for en påfølgende instruks.

Trinn 1: Tolv LED -matriser

Jeg begynte på dette prosjektet for å ha en enkel frekvensmåler som ville fungere med et minimum av bry, med færrest antall komponenter og ingen programmering. Jeg bestemte meg for denne "to -brikke -frekvensmåler" -designen fordi enkelheten var tiltalende.

Det første trinnet var å koble telleren og få den til å fungere. Jeg rundet opp et antall røde 3 mm lysdioder fra søppelfeltet mitt og forskjellige brett og loddet dem opp på linje med et stykke kretskort - resultatet er vist her ved siden av motbrikken. Denne spesielle ic ble hentet fra et annet halvferdig prosjekt, med det inderlige håpet at i det minste denne vil ende opp. 74HC4040 vil være et bedre valg hvis du planlegger å bygge dette. Det kan telle til en høyere frekvens.

Trinn 2: Start rottereden

Det ble besluttet å bygge det så lite som mulig, og det er derfor ikke noe kretskort. Ledningene til 4040 ble beskåret, og en 100n keramisk flerlagskondensator koblet på tvers av strømforsyningsledningene. Dette er for å gjøre det mulig å overleve ESD bedre.

Ledninger (fra CAT-5-kabel) ble deretter loddet til stubber på ledningene. Etter at den ene siden var så behandlet, var det på tide å teste om brikken fortsatt var i live.

Trinn 3: Test 4040

Lysdioden og brikken ble introdusert for hverandre, og en rask sjekk, strømforsyning til brikken og jording av LED -lampene, ga meg blinkende lysdioder når klokkeinngangen på brikken ble berørt med en finger - det teller 50 Hz strømnettet.

En LED var for lys - den fikk de andre til å virke for svake til sammenligning. Det ble hensynsløst trukket ut og deretter ømt lagt til side for mulig bruk alene. Lysdioder er skjøre enheter og svikter lett hvis de blir overopphetet mens ledningene er stresset. Jeg måtte bytte ut omtrent tre i matrisen min. Hvis du kjøper dem, sørg for å få noen ekstra. Hvis du scrounging dem, sørg for å få mye ekstra siden du trenger dem noe lignende i lysstyrke.

Trinn 4: Telleren - Fullført

Bildet viser den ferdige telleren og displayet. Det er tolv lysdioder, motbrikken, forsyningskontaktkondensatoren og to motstander. 1K -motstanden angir lysstyrken på displayet. Motstanden på 4,7 K kobler tilbakestillingsinngangen til bakken. Den ikke -tilkoblede pinnen ved siden av er klokkeinngangen.

Trinn 5: Skap for teller

Metallbekledningen fra en D -celle ble pakket ut og dannet rundt denne enheten. Plastfilm ble brukt for å forhindre kortslutning.

Filmen viser min test av disken. Det teller 50 Hz signal levert av fingeren min.

Trinn 6: Tidsbasen - Deler

En frekvensmåler fungerer ved å telle signalpulsene i en kjent tid og vise denne tellingen. En teller danner halvparten av frekvenstelleren. En krets for å levere et nøyaktig kjent intervall - tidsbasen - er den andre delen.

Denne funksjonen utføres av CD4040, en oscillator og 14 -trinns binær devider i en 18 -pinners pakke. For at den skal passe, er ikke alle skillelinjeutganger hentet ut. Jeg bestemte meg for en oscillatorfrekvens på 4 MHz - den var den mest passende jeg hadde i søppelfeltet. Dette valget av krystall betyr at frekvensavlesningen vil være i et multiplum på megahertz.

Trinn 7: Krystalloscillatoren

4 MHz krystalloscillatoren for tidsbasen tar form. En 10 Meg -chip -motstand sitter på tvers av de to oscillatorpinnene, og de to 10 pf -kondensatorene er festet til et stykke kretskort sammen med krystallet.

Trinn 8: Oscillator - Divider

Dette er den ferdige tidsbasen. Den røde ledningen kobler den mest signifikante utgangen (Q13) til tilbakestillingsinngangen. Dette får en kort tilbakestillingspuls til å vises på denne pinnen hver 8192 vibrasjon av krystallet. Den neste utgangen (Q12) vil ha en firkantbølge på den, og denne brukes til å aktivere telleren mens den er lav, og for å vise den tellingen når den er høy.

Jeg har ikke noen kretsdiagrammer ennå. Dette er en grov ide om hvordan frekvenstelleren skal fungere, og portene og visningsarrangementene var i flytende tilstand da jeg prøvde å finne en minimumskomponentløsning.

Trinn 9: Test av tidsbasen

Nå er det en veldig involvert prosess å teste det. Jeg må ta det på jobb. Lov deretter fyren som jobber (det er det han påstår å gjøre) med oscilloskopet, himmelen, jorden og ølet for en sjanse til å bruke det. Den tredje er imidlertid ganske trygg, ettersom han sjelden er ute av tiden den andre vi gjør.

Så vær rask, napp inn mens han er ute for å spise lunsj og test kretsen, og napp ut raskt før han kommer tilbake. Ellers må jeg kanskje hjelpe ham på det hullet han har satt seg inn i og kanskje savne lunsj. Det er mye enklere å bruke radio. En billig, middels bølge, lommeradio som var rasende før de nye mp3 -gadgetene kom. Denne lille tidsbasen vil lage hash over hele skiven når den fungerer. Ved å bruke den og noen få celler, var jeg i stand til å fastslå at tidsbasen fungerte med tre celler, og at den ikke fungerte på to celler, og dermed konstatere at det ville være nødvendig med minst 4,5 volt for å starte opp min frekvensmåler.

Trinn 10: Plass til tidsbase

Dette viser plassen inne i telleren reservert for tidsbase -kretsen.

Trinn 11: Integrasjon

Dette viser de to integrerte kretsene i posisjon. "Lim" -logikken som trengs mellom dem for å få dem til å fungere som en frekvensmåler, vil bli realisert av dioder og motstander.

En annen avkoblingskondensator ble lagt på tvers av tidsbasen. Du kan ikke ha for mye avkobling. Jeg har til hensikt at dette skal bli brukt nær følsomme mottakere, så all støy må undertrykkes nær kilden og forhindres i å rømme. Derav det resirkulerte tinnarkskapet.

Trinn 12: Integreringsfase to

Jeg ombestemte meg igjen, og arrangementet i dette bildet er litt annerledes. Den er mer kompakt, og ble derfor foretrukket.

Trinn 13: Kretsdiagrammet

Nå, når konstruksjonen er nesten ferdig, her er et kretsdiagram. Da jeg endelig bestemte meg for hvordan det skulle gjøres, og la det ned på papiret, begynte det å komme smaker inn. Jeg kunne få det til å fungere som en teller også, med en bryter og to ekstra komponenter. Så nå er det en teller / frekvens teller.

En kort puls på Q13 tilbakestiller begge tellerne. Da vil Q12 være lav i en viss tid (2048 xtalsykluser) og i løpet av den tiden klokker det innkommende signalet 4040. Transistoren er av, så lysdiodene lyser ikke. Da går Q12 høyt og signalet kommer da ikke gjennom til inngangen til 4040. Transistoren slås på og tellingen i 4040 vises på lysdiodene for hele verden å se. Etter at klokken 2012 går ned igjen i 2048, går Q13 høyt og vil forbli der, bortsett fra at den er koblet til tilbakestillingsinngangene til begge tellere, slik at begge tellinger blir slettet, noe som fjerner tilstanden til Q13 og at syklusen starter på nytt. Hvis den er satt som en teller, holdes 4060 permanent i tilbakestilling og transistoren slås på på heltid. All input telles og vises umiddelbart. Maksimaltallet er 4095, og deretter starter telleren fra null igjen. Denne zenerdioden er delibritivt laget av en høyere spenning enn den normale forsyningsspenningen. Det koder ikke under normal bruk. Hvis imidlertid en større enn normal spenning blir påført, vil den begrense spenningen til de to brikkene til en verdi de kan håndtere. Og en virkelig høy spenning vil føre til at den 470 ohm motstanden brenner opp, og fortsatt beskytter elektronikken - vel, de fleste av dem uansett. Det er i det minste det jeg håper kommer til å skje hvis denne tingen kobles direkte til strømnettet.

Trinn 14: Freq / Count Switch

Det ble montert en liten bryter for å velge mellom de to modusene, vanlig telling av de innkommende pulser kontra å telle dem i en periode og bestemme frekvensen, og diverse annen opprydding ble gjort.

Noen av ledningene har blitt kvalt i plast for å gjøre dem korttette (håper jeg). Lodding av en annen tinnplate fra en annen D -celle over toppen vil gjøre boksen komplett og beskytte innmaten mot løse biter av ledning og kuler av loddetinn, som begge florerer på benkeplaten min.

Trinn 15: Sett bakfra

Sveitsen for å velge mellom frekvens- og tellemoduser kan sees i denne bakvisningen.

Trinn 16: Det ferdige instrumentet

Dette er en visning av det ferdige instrumentet. Lysdiodene viser frekvensen vektet som følger:

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 Du må legge sammen vektene til de opplyste lysdiodene for å kunne lese frekvensen. Noen data om strømforbruk: ved en påført forsyningsspenning på seks volt (fire AA -celler) var strømmen som ble trukket 1 mA i tellermodus, og 1,25 mA i frekvensmodus, uten at noe ble vist. Når du viser tellinger (noen lysdioder lyser) steg forbruket til rundt 5,5 mA i tellermodus, og 3,5 mA i frekvensmodus. Telleren sluttet å telle hvis frekvensen ble økt til over 4 MHz. Dette er litt avhengig av amplituden til det påførte signalet. Den krever full CMOS -kompatibel inngang for at den skal telle pålitelig. En slags signalkondisjonering er derfor nesten alltid nødvendig. En forforsterker og forkalkning ved inngangen vil både utvide frekvensområdet og øke følsomheten. Mer om dette emnet kan bli funnet for å søke etter ordene "to brikke frekvens teller" uten anførselstegn.