Két chipes frekvenciamérő bináris leolvasással: 16 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:44

tizenkét fénykibocsátó dióda segítségével. A prototípus egy CD4040 mint számláló és egy CD4060 mint az időbázis generátor. A jel átadása ellenállás -dióda kapun keresztül történik. Az itt használt CMOS -ika lehetővé teszi, hogy a műszert bármilyen, 5–15 voltos feszültséggel táplálja, de a maximális frekvencia körülbelül 4 MHz -re korlátozódik.

A 4040 egy tizenkét fokozatú bináris számláló egy 16 tűs csomagban. A 4060 egy tizennégy fokozatú bináris számláló és oszcillátor, ugyanabban a 16 tűs csomagban. Ezeknek a chipeknek a 74HC vagy 74HCT verziója használható magasabb frekvenciatartományban is, de a tápfeszültség tartománya legfeljebb 5,5 voltra korlátozódik. Ahhoz, hogy ezt egy tipikus HAM távadó frekvenciájának megjelenítéséhez használhassuk, szükség van valamilyen előskálázóra és előerősítőre. Remélhetőleg ezek egy későbbi tanulság tárgyát képezik.

1. lépés: Tizenkét LED tömb

Azért kezdtem bele ebbe a projektbe, hogy legyen egy egyszerű frekvenciaszámlálóm, amely minimális gond nélkül működne, a legkevesebb komponenst és NO programozást használva. Azért döntöttem ezen a "két chipes frekvenciaszámláló" kialakításon, mert egyszerűsége vonzó volt.

Az első lépés a pult bekötése és működésbe hozása volt. Összegyűjtöttem számos piros 3 mm -es ledet a szemétládámból és a különböző táblákból, és sorba forrasztottam őket egy áramköri lapra - az eredmény itt látható a számláló chip mellett. Ezt a sajátos ic-t egy másik félkész projektből nyerték ki, remélve, hogy legalább ez végül befejeződik. A 74HC4040 jobb választás lesz, ha ezt tervezi. Magasabb frekvenciára számíthat.

2. lépés: A Patkányfészek elindítása

Úgy döntöttek, hogy a lehető legkisebbre építik, és így nincs áramköri lap. A 4040 vezetékét levágták, és egy 100n kerámia többrétegű kondenzátort csatlakoztattak a tápvezetékekhez. Ez lehetővé teszi, hogy jobban túlélje az ESD -t.

A huzalokat (a CAT-5 kábelből) forrasztották a vezetékek csonkjaihoz. Miután az egyik oldalt ilyen módon kezelték, ideje volt tesztelni, hogy a chip még él -e.

3. lépés: A 4040 tesztelése

A LED -et és a chipet bemutatták egymásnak, és egy gyors ellenőrzés, a chip áramellátása és a LED -ek közös vonalának földelése villogó LED -eket adott, amikor a chip órajel bemenetét ujjal megérintették - ez az 50 Hz hálózati zúgás.

Az egyik LED túl világos volt - a többiek túlságosan halványnak tűntek ehhez képest. Kíméletlenül kihúzták, majd gyengéden félretették az esetleges egyéni használatra. A LED -ek törékeny eszközök, és könnyen meghibásodhatnak, ha túlmelegednek, miközben a vezetékek feszültség alatt vannak. Körülbelül hármat kellett cserélnem a tömbömben. Ha megvásárolja őket, feltétlenül szerezzen be néhány pluszt. Ha megcsúfolja őket, győződjön meg róla, hogy sok pluszt kap, mivel valamennyire hasonló fényerőre van szüksége.

4. lépés: A számláló - teljes

A képen a kész számláló és kijelző látható. Tizenkét LED, a számláló chip, a tápegység bypass kondenzátora és két ellenállás található. Az 1K ellenállás beállítja a kijelző fényerejét. A 4,7 K ellenállás a reset bemenetet a földhöz köti. A mellette lévő, nem csatlakoztatott csap az óra bemenete.

5. lépés: A számláló szekrénye

A D -cellából készült fémburkolatot kibontották, és e szerkezet körül alakították ki. A rövidzárlat megelőzésére műanyag fóliát használtak.

A film bemutatja a számláló tesztjét. 50 Hz jelet számol az ujjam.

6. lépés: Az időbázis - részek

A frekvenciaszámláló úgy működik, hogy megszámolja a jelimpulzusokat egy ismert ideig, és megjeleníti ezt a számot. A számláló a frekvenciaszámláló egyik felét alkotja. A másik része egy pontosan ismert intervallumot - az időalapot - szolgáltató áramkör.

Ezt a funkciót a CD4040, egy oszcillátor és egy 14 fokozatú bináris elosztó végzi egy 18 tűs csomagban. Annak érdekében, hogy illeszkedjen, nem minden osztó kimenet került elő. A 4 MHz -es oszcillátor frekvencia mellett döntöttem - ez volt a legalkalmasabb a szemétládámban. Ez a kristályválasztás azt jelenti, hogy a frekvencia leolvasása megahertzes többszörös lesz.

7. lépés: A kristályoszcillátor

Az időbázis 4 MHz -es kristályoszcillátora formálódik. A 10 oszlopos ellenállás a két oszcillátor csapján helyezkedik el, és a két 10 pf kondenzátort a kristályokkal együtt egy áramköri lapra rögzítik.

8. lépés: Oszcillátor - elválasztó

Ez a befejezett időalap. A piros vezeték a legjelentősebb kimenetet (Q13) köti össze a reset bemenettel. Ez azt eredményezi, hogy a kristály 8192 -es rezgésekor rövid nullázási impulzus jelenik meg ezen a csapon. A következő kimeneten (Q12) négyszöghullám lesz, és ez lehetővé teszi a számláló engedélyezését alacsony állapotban, és a szám megjelenítését, ha magas.

Egyelőre nincs kapcsolási rajzom. Ez egy durva elképzelés arról, hogy a frekvenciaszámlálónak hogyan kell működnie, és a kapu és a kijelző elrendezése ingadozó állapotban volt, amikor minimális komponensmegoldást kerestem.

9. lépés: Az időalap tesztelése

Most a tesztelés nagyon sok folyamatot jelent. Muszáj elvinnem dolgozni. Akkor ígérd meg, hogy a fickó oszcilloszkóppal, mennyországgal, földdel és sörrel dolgozik (ezt állítja), hogy alkalmazza. Ez a harmadik azonban meglehetősen biztonságos, mivel ritkán megy el onnan, amíg mi, többiek.

Akkor légy gyors, csípj be, amíg ő ebédelni készül, és teszteld az áramkört, és vágj neki gyorsan, mielőtt visszajön. Különben lehet, hogy segítenem kell neki bármilyen lyukba, amibe került, és talán kihagyom az ebédet. Sokkal egyszerűbb a rádió használata. Egy olcsó, közepes hullámú, zsebrádió, ami nagy divat volt az újdonsült mp3 kütyük megjelenése előtt. Ez a kis időalap hash -t hoz létre a tárcsán, amikor működik. Ezzel és néhány cellával meg tudtam győződni arról, hogy az időalap három cellával működik, és hogy két cellán nem, így megállapítottam, hogy legalább 4,5 volt szükséges a frekvenciamérőm bekapcsolásához.

10. lépés: Hely az időbázis számára

Ez mutatja a számláló belsejében az időbázis áramkör számára fenntartott helyet.

11. lépés: Integráció

Ez mutatja a két integrált áramkört a helyükön. A közöttük lévő "ragasztó" logikát ahhoz, hogy frekvenciaszámlálóként működjenek, a diódák és az ellenállások valósítják meg.

Egy másik leválasztó kondenzátort adtak hozzá az időbázis chiphez. Nem lehet túl sok a leválasztás. Szándékomban áll, hogy az érzékeny vevőkészülékek közelében megszokjam, így minden zajt el kell nyomni a forrás közelében, és meg kell akadályozni a kiszökését. Ezért az újrahasznosított ónszekrény.

12. lépés: Második integrációs fázis

Megint meggondoltam magam, és ezen a képen egy kicsit más az elrendezés. Kompaktabb, ezért előnyben részesítették.

13. lépés: Az áramkör diagramja

Most, amikor az építkezés majdnem kész, itt van egy kapcsolási rajz. Amikor végül eldöntöttem, hogyan fogom elkészíteni, és papírra vetettem, elkezdtek kúszni a featurizmusok. Én is működtethetném számlálóként, egy kapcsolóval és két kiegészítő elemmel. Tehát most egy számláló / frekvencia számláló.

A Q13 rövid impulzusa visszaállítja mindkét számlálót. Ekkor a Q12 alacsony lesz egy bizonyos ideig (2048 xtal ciklus), és ez idő alatt a bejövő jel a 4040 -et éri. A tranzisztor ki van kapcsolva, így a LED -ek nem világítanak. Ezután a Q12 magas lesz, és a jel nem jut el a 4040 bemenetére. A tranzisztor bekapcsol, és a 4040 -es szám megjelenik a LED -eken, hogy az egész világ lássa. Ismét 2048 óra után a Q12 alacsony, a Q13 magas és ott marad, kivéve, hogy mindkét számláló nullázó bemenetéhez van csatlakoztatva, így mindkét szám törlődik, ami törli a Q13 állapotát, és így a ciklus újra kezdődik. Ha számlálóként van beállítva, a 4060 -at állandóan visszaállítják, és a tranzisztor teljes időre be van kapcsolva. Minden bemenet megszámlálásra kerül és azonnal megjelenik. A maximális szám 4095, majd a számláló újraindul a nulláról. Ez a Zener dióda szándékosan magasabb feszültségből készül, mint a normál tápfeszültség. Normál használat során nem termel. Ha azonban a szokásosnál nagyobb feszültséget alkalmaznak, akkor a feszültség a két chipre korlátozza az általuk kezelhető értéket. És egy igazán magas feszültség miatt ez a 470 ohmos ellenállás felgyullad, még mindig védi az elektronikát - nos, a legtöbbjük. Legalábbis remélem, hogy ez meg fog történni, ha ez a dolog közvetlenül a hálózathoz kapcsolódik.

14. lépés: Frekvencia / számláló kapcsoló

Egy kis kapcsolóval választották ki a két üzemmódot, a bejövő impulzusok egyszerű megszámlálását, szemben az egy bizonyos időtartamig történő számlálással és a frekvencia meghatározásával, valamint minden egyéb rendbetételt.

A vezetékek egy részét műanyagba fojtották, hogy rövid ideig ellenálljanak (remélem). Ha egy másik bádoglemezt forraszt egy másik D cellából a tetején, akkor a doboz teljes lesz, és megvédi a belsejét a kóbor drótfoszlányoktól és a forrasztógömböktől, mindkettő bőven megtalálható a munkalapomon.

15. lépés: Hátulnézet

A frekvencia- és számlálási módok közötti váltás ebben a hátsó nézetben látható.

16. lépés: A befejezett eszköz

Ez az elkészült műszer nézete. A LED -ek a frekvenciát az alábbiak szerint súlyozzák:

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 A frekvencia leolvasásához össze kell adnia a világító ledek súlyát. Néhány adat az áramfogyasztásról: hat voltos tápfeszültségnél (négy AA cella) az áram 1 mA volt számláló üzemmódban, és 1,25 mA frekvencia üzemmódban, és semmi sem volt látható. A számlálók megjelenítésekor (néhány LED világít) a fogyasztás számláló módban 5,5 mA -re, frekvencia üzemmódban 3,5 mA -re ugrott. A számláló leállította a számlálást, ha a frekvenciát körülbelül 4 MHz fölé emelték. Ez kissé függ az alkalmazott jel amplitúdójától. A megbízható számításhoz teljes CMOS -kompatibilis bemenetre van szükség. Ezért szinte mindig szükség van valamilyen jel kondicionálásra. A bemeneten lévő előerősítő és előskála növeli a frekvenciatartományt és növeli az érzékenységet. Ebben a témában többet találhat a "két chipes frekvenciaszámláló" szavak keresésére az idézőjelek nélkül.