İkili Okumalı İki Çipli Frekans Ölçer: 16 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

on iki ışık yayan diyot kullanarak. Prototip, sayaç olarak bir CD4040'a ve zaman tabanı üreteci olarak bir CD4060'a sahiptir. Sinyalin geçişi bir direnç - diyot kapısı ile yapılır. Burada kullanılan CMOS ics, enstrümanın 5 ila 15 volt aralığındaki herhangi bir voltajla çalıştırılmasına izin verir, ancak maksimum frekans yaklaşık 4 MHz ile sınırlıdır.

4040, 16 pinli bir pakette on iki aşamalı bir ikili sayaçtır. 4060, aynı 16 pinli pakette on dört aşamalı bir ikili sayaç ve osilatördür. Bu yongaların 74HC veya 74HCT versiyonları daha yüksek bir frekans aralığı için kullanılabilir, ancak besleme voltajı aralığı daha sonra maksimum 5,5 volt ya da öylesine ile sınırlandırılır. Bunu tipik bir HAM vericisinin frekansını görüntülemek için kullanmak için, bir çeşit ön ölçekleyici ve bir ön yükselticiye ihtiyaç duyulacaktır. Umarım bunlar sonraki bir talimatın konusu olacaktır.

Adım 1: On İki LED Dizisi

Bu projeye, minimum güçlükle, en az sayıda bileşen ve NO programlama kullanarak çalışacak basit bir frekans sayacına sahip olmak için başladım. Sadeliği çekici olduğu için bu "iki çipli frekans sayacı" tasarımına karar verdim.

İlk adım, sayacı kablolamak ve çalışmasını sağlamaktı. Çöp kutumdan ve çeşitli kartlardan bir dizi kırmızı 3mm led'i yuvarladım ve bunları bir şerit devre kartı üzerinde aynı hizada lehimledim - sonuç burada sayaç çipinin yanında gösterilmektedir. Bu özel ic, en azından bunun biteceğine dair hararetli bir umutla, başka bir yarı-bitmiş projeden çıkarıldı. Bunu yapmayı planlıyorsanız 74HC4040 daha iyi bir seçim olacaktır. Daha yüksek bir frekansa kadar sayabilir.

2. Adım: Sıçan Yuvasını Başlatmak

Mümkün olduğunca küçük yapılmasına karar verildi ve bu nedenle devre kartı yok. 4040'ın kabloları kesildi ve güç kaynağı kablolarına 100n seramik çok katmanlı kapasitör bağlandı. Bu, ESD'den daha iyi hayatta kalmasını sağlamak içindir.

Kablolar (CAT-5 kablosundan) daha sonra uçların uçlarına lehimlendi. Bir taraf bu şekilde tedavi edildikten sonra, çipin hala canlı olup olmadığını test etme zamanı geldi.

Adım 3: 4040'ı test etme

LED ve çip birbirine tanıtıldı ve çipe güç uygulayan ve LED'lerin ortak noktasını topraklayan hızlı bir kontrol, çipin saat girişine parmakla dokunulduğunda yanıp sönen LED'ler verdi - 50'yi sayıyordu. Hz şebeke uğultu.

Bir LED çok parlaktı - karşılaştırıldığında diğerlerini çok loş gösteriyordu. Acımasızca dışarı çekildi, sonra tek başına olası kullanım için şefkatle bir kenara bırakıldı. LED'ler kırılgan cihazlardır ve kablolar stres altındayken aşırı ısınırsa kolayca arızalanır. Dizimdeki yaklaşık üç kişiyi değiştirmek zorunda kaldım. Onları satın alıyorsanız, birkaç tane daha aldığınızdan emin olun. Onları tarıyorsanız, parlaklıkta biraz benzerlerine ihtiyacınız olduğundan çok fazla aldığınızdan emin olun.

Adım 4: Sayaç - Tamamlayın

Resim, tamamlanmış sayacı ve ekranı gösterir. On iki LED, sayaç çipi, besleme baypas kondansatörü ve iki direnç vardır. 1K direnç, ekranın parlaklığını ayarlar. 4,7 K direnç, sıfırlama girişini toprağa bağlar. Yanındaki bağlanmamış pin ise saat girişidir.

Adım 5: Sayaç Dolabı

Bir D hücresinden gelen metal kaplama açıldı ve bu düzeneğin etrafında oluşturuldu. Kısa devreleri önlemek için plastik film kullanılmıştır.

Film benim sayaç testimi gösteriyor. Parmağımın verdiği 50 Hz sinyali sayıyor.

Adım 6: Zaman Tabanı - Parçalar

Bir frekans sayacı, bilinen bir süre için sinyal darbelerini sayarak ve bu sayımı görüntüleyerek çalışır. Bir sayaç, frekans sayacının yarısını oluşturur. Diğer kısım ise kesin olarak bilinen bir aralığı (zaman tabanı) ileten bir devredir.

Bu işlev, 18 pimli bir pakette bir osilatör ve 14 aşamalı ikili ayırıcı olan CD4040 tarafından gerçekleştirilir. Sığması için tüm bölücü çıkışları çıkarılmamıştır. 4 MHz'lik bir osilatör frekansına karar verdim - çöp kutumda sahip olduğum en uygun frekans buydu. Bu kristal seçimi, frekans okumasının bir megahertz'in katlarında olacağı anlamına gelir.

Adım 7: Kristal Osilatör

Zaman tabanı için 4 MHz kristal osilatör şekilleniyor. İki osilatör piminin karşısına 10 Meg çipli bir direnç oturur ve iki 10 pf kapasitör, kristalle birlikte bir devre kartına sabitlenir.

Adım 8: Osilatör - Bölücü

Bu tamamlanmış zaman tabanıdır. Kırmızı kablo, en önemli çıkışı (Q13) sıfırlama girişine bağlar. Bu, kristalin her 8192 titreşiminde bu pimde kısa bir sıfırlama darbesinin görünmesine neden olur. Bir sonraki çıktının (Q12) üzerinde bir kare dalga olacaktır ve bu, sayacı düşükken etkinleştirmek ve yüksek olduğunda bu sayımı görüntülemek için kullanılır.

Henüz devre şemalarım yok. Bu, frekans sayacının nasıl çalışması gerektiğine dair kaba bir fikir ve minimum bileşen çözümü bulmaya çalışırken geçit ve ekran düzenlemeleri bir değişim halindeydi.

9. Adım: Zaman Tabanını Test Etme

Şimdi, test etmek çok ilgili bir süreçtir. İşe götürmem gerekecek. O zaman o adama osiloskop, cennet, dünya ve bira ile onu kullanma şansı için çalıştığına (bunu yaptığını iddia ettiği) söz verin. Bununla birlikte, üçüncüsü, geri kalanımızın yaptığı zaman nadiren oradan çıktığı için oldukça güvenlidir.

O zaman çabuk ol, o dışarıda öğle yemeği yerken kıstır ve devreyi test et ve o geri gelmeden önce çabucak çık. Yoksa içine düştüğü delikte ona yardım etmem gerekebilir ve belki de öğle yemeğini kaçırabilirim. Radyo kullanmak çok daha kolay. Yeni moda mp3 cihazları çıkmadan önce çok moda olan ucuz, orta dalga, cep radyosu. Bu küçük zaman tabanı, çalışırken kadranın her yerinde karma oluşturacaktır. Onu ve birkaç hücreyi kullanarak, zaman tabanının üç hücreyle çalıştığını ve iki hücrede çalışmadığını tespit edebildim, böylece frekans sayacımı ateşlemek için en az 4,5 volt gerekeceğini belirledim.

Adım 10: Zaman Tabanı için Alan

Bu, zaman tabanı devresi için ayrılan sayacın içindeki alanı gösterir.

Adım 11: Entegrasyon

Bu, iki entegre devreyi yerinde gösterir. Frekans sayıcı olarak çalışabilmeleri için aralarında ihtiyaç duyulan "tutkal" mantığı diyotlar ve dirençler tarafından gerçekleştirilecektir.

Zaman tabanı çipine başka bir ayrıştırma kondansatörü eklendi. Çok fazla ayrıştırma yapamazsınız. Bunu hassas alıcıların yakınında kullanmayı düşünüyorum, bu nedenle kaynağa yakın herhangi bir gürültü bastırılmalı ve kaçması önlenmelidir. Bu nedenle geri dönüştürülmüş teneke kutu.

Adım 12: Entegrasyon Aşaması İki

Yine fikrimi değiştirdim ve bu resimdeki düzenleme biraz farklı. Daha kompakt olduğu için tercih edilmiştir.

Adım 13: Devre Şeması

Şimdi, inşaat neredeyse bittiğinde, işte bir devre şeması. Sonunda nasıl yapılacağına karar verdiğimde ve kağıda koyduğumda, özellikler sızmaya başladı. Bir anahtar ve iki ek bileşenle onu bir sayaç olarak da çalıştırabilirim. Yani şimdi bir Sayaç/Frekans sayacıdır.

Q13'te kısa bir darbe her iki sayacı da sıfırlar. Daha sonra Q12 belirli bir süre (2048 xtal döngü) düşük olacaktır ve bu süre zarfında gelen sinyal 4040'ı saatleyecektir. Transistör kapalıdır, bu nedenle ledler yanmaz. Sonra Q12 yükselir ve sinyal 4040'ın girişine geçmez. Transistör açılır ve tüm dünyanın görmesi için 4040'taki sayı LED'lerde görüntülenir. Yine 2048 saatinden sonra Q12 alçalır, Q13 yükselir ve her iki sayacın sıfırlama girişlerine bağlı olması dışında orada kalır, böylece her iki sayım da Q13 durumunu temizleyen ve böylece döngü yeniden başlar. Bir sayaç olarak ayarlanırsa, 4060 kalıcı olarak sıfırlamada tutulur ve transistör tam zamanlı olarak açılır. Tüm girişler sayılır ve hemen görüntülenir. Maksimum sayı 4095'tir ve ardından sayaç tekrar sıfırdan başlar. Bu zener diyotu kasıtlı olarak normal besleme voltajından daha yüksek bir voltajdan yapılmıştır. Normal kullanım sırasında iletmez. Bununla birlikte, normalden daha büyük bir voltaj uygulanırsa, iki çipin voltajını kaldırabilecekleri bir değerle sınırlayacaktır. Ve gerçekten yüksek bir voltaj, 470 ohm'luk rezistörün yanmasına neden olur ve yine de elektroniği korur - her neyse, çoğu. En azından, bu şey doğrudan şebekeye bağlanırsa, olacağını umduğum şey bu.

Adım 14: Frekans / Sayım Anahtarı

İki mod arasında seçim yapmak için küçük bir anahtar takıldı, gelen darbeleri bir süre için saymak ve frekansı belirlemek yerine doğrudan saymak ve çeşitli diğer düzeltmeler yapıldı.

Kabloların bir kısmı kısa devre yapmaları için plastikle boğulmuş (umarım). Üstte başka bir D hücresinden başka bir teneke lehimlemek, kutuyu tamamlayacak ve iç kısımları, her ikisi de tezgahımda bol miktarda bulunan başıboş tel parçalarından ve lehim kürelerinden koruyacaktır.

Adım 15: Arkadan Görünüm

Frekans ve sayım modları arasında seçim yapmak için geçiş bu Arka görünümde görülebilir.

Adım 16: Tamamlanmış Enstrüman

Bu, tamamlanmış enstrümanın bir görünümüdür. LED'ler aşağıdaki gibi ağırlıklı frekansı gösterir:

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 Frekansı okumak için yanan ledlerin ağırlıklarını toplamanız gerekir. Akım tüketimine ilişkin bazı veriler: altı voltluk (dört AA hücresi) uygulanan bir besleme voltajında, çekilen akım Sayaç modunda 1 mA ve Frekans modunda hiçbir şey gösterilmeden 1,25 mA idi. Sayıları görüntülerken (bazı LED'ler yanar) tüketim sayaç modunda yaklaşık 5,5 mA'ya ve frekans modunda 3,5 mA'ya sıçradı. Frekans yaklaşık 4 MHz'in üzerine çıkarsa sayaç saymayı durdurdu. Bu, uygulanan sinyalin genliğine biraz bağlıdır. Güvenilir bir şekilde sayması için tam CMOS uyumlu giriş gerektirir. Bu nedenle, bir tür sinyal koşullandırma neredeyse her zaman gereklidir. Girişteki bir ön yükseltici ve ön ölçekleyici hem frekans aralığını genişletecek hem de hassasiyeti artıracaktır. Bu konuyla ilgili daha fazla bilgi, "iki çipli frekans sayacı" kelimesini tırnak işaretleri olmadan aramak için bulunabilir.