Frekvenčni merilnik dveh čipov z binarnim odčitkom: 16 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

z uporabo dvanajstih svetlečih diod. Prototip ima CD4040 kot števec in CD4060 kot generator časovne baze. Signal usmerjate z uporno -diodnimi vrati. CMOS ics, uporabljeni tukaj, omogočajo napajanje instrumenta s katero koli napetostjo v razponu od 5 do 15 voltov, vendar je največja frekvenca omejena na približno 4 MHz.

4040 je dvanajststopenjski binarni števec v 16 -polnem paketu. 4060 je štirinajststopenjski binarni števec in oscilator v istem 16 -polnem paketu. Različice teh čipov 74HC ali 74HCT se lahko uporabljajo za višje frekvenčno območje, vendar je območje napajalne napetosti omejeno na največ 5,5 voltov ali več. Če želite to uporabiti za prikaz frekvence tipičnega oddajnika HAM, boste potrebovali nekakšen prednamenjevalnik in predojačevalnik. Upajmo, da bodo to predmet nadaljnjih navodil.

Korak: Dvanajst LED nizov

Začel sem s tem projektom, da bi imel preprost števec frekvenc, ki bi deloval z najmanjšimi težavami, pri čemer bi uporabil najmanj komponent in programiral NO. Za to obliko "števca frekvenc z dvema čipoma" sem se odločil, ker je bila njegova preprostost privlačna.

Prvi korak je bil ožičenje števca in njegovo delovanje. Iz svoje škatle za neželene vsebine in različnih plošč sem zaokrožil številne rdeče 3 -milimetrske lučke in jih spajal v vrsto na pladnju vezja - rezultat je prikazan tukaj poleg čipa števca. Ta posebnost je bila izvlečena iz drugega napol dokončanega projekta z gorečim upanjem, da bo vsaj ta na koncu dokončan. 74HC4040 bo boljša izbira, če to načrtujete. Lahko računa na višjo frekvenco.

2. korak: Zagon gnezda podgan

Odločeno je bilo, da ga zgradimo čim manjše, zato ni vezja. Kabli 4040 so bili obrezani in 100n keramični večplastni kondenzator je priključen na njegove napajalne kable. To mu omogoča, da bolje preživi ESD.

Žice (iz kabla CAT-5) so bile nato spajkane na robove vodnikov. Potem ko je bila ena stran tako obdelana, je bil čas, da preizkusimo, ali je čip še živ.

Korak: Preizkusite 4040

LED in čip sta se predstavila drug drugemu in hitra kontrola, ki je napajala čip in ozemljila skupne diode LED, mi je dala utripati LED, ko smo se s prstom dotaknili vhoda ure na čipu - štelo je 50 Hz glavno hrup.

Ena LED je bila preveč svetla - druge so bile v primerjavi s tem videti preveč zatemnjene. Neumorno so ga izvlekli, nato pa nežno odložili za možno samostojno uporabo. LED so krhke naprave in zlahka odpovejo, če se pregrejejo, medtem ko so vodi napeti. Moral sem zamenjati približno tri v svojem nizu. Če jih kupujete, si zagotovite nekaj dodatnih. Če jih preganjate, ne pozabite dobiti veliko več, saj jih potrebujete nekoliko podobne svetlosti.

4. korak: števec - dokončan

Na sliki je prikazan dokončan števec in zaslon. Obstaja dvanajst LED, števec, napajalni bypass kondenzator in dva upora. 1K upor nastavi svetlost zaslona. Upor 4,7 K poveže vhod za ponastavitev z maso. Nepovezani pin zraven je vhod ure.

5. korak: Omara za števec

Kovinska obloga iz D celice je bila odvita in oblikovana okoli tega sklopa. Za preprečevanje kratkega stika je bila uporabljena plastična folija.

Film prikazuje moj test števca. Šteje signal 50 Hz, ki mi ga je dal prst.

Korak 6: Časovna osnova - deli

Frekvenčni števec deluje tako, da šteje signalne impulze znani čas in prikaže to število. Števec tvori polovico frekvenčnega števca. Drugi del je vezje za podajanje natančno znanega intervala - časovne baze.

To funkcijo izvaja CD4040, oscilator in 14 -stopenjski binarni razdelilnik v 18 -polnem paketu. Da bi ga prilagodili, niso bili izvlečeni vsi izhodi delilnikov. Odločil sem se za frekvenco oscilatorja 4 MHz - ta je bil najprimernejši, ki sem ga imel v svoji škatli za smeti. Ta izbira kristala pomeni, da bo frekvenčni odčitek večkratnik megahercev.

Korak 7: Kristalni oscilator

Kristalni oscilator 4 MHz za časovno os se oblikuje. Čip -upor 10 Meg se nahaja čez dva oscilatorna zatiča, dva kondenzatorja 10 pf pa sta pritrjena na del vezja skupaj s kristalom.

8. korak: Oscilator - delitelj

To je zaključen časovni razpored. Rdeča žica povezuje najpomembnejši izhod (Q13) z vhodom za ponastavitev. Zaradi tega se na tem zatiču pojavi kratek ponastavitveni impulz pri vsakih 8192 vibracijah kristala. Naslednji izhod (Q12) bo imel kvadratni val, ki se uporablja za omogočanje števca, medtem ko je nizek, in za prikaz tega števila, ko je visok.

Nimam še diagramov vezja. To je okvirna zamisel o tem, kako naj deluje števec frekvenc, in rešetke in zaslon so bile v stanju pretoka, ko sem si prizadeval najti rešitev za minimalne komponente.

9. korak: Preizkusite časovno osnovo

Zdaj je testiranje zelo zapleten proces. Moral ga bom vzeti na delo. Nato obljubite, da bo fant delal (to trdi) z osciloskopom, nebom, zemljo in pivom, da ga bo lahko uporabil. Ta tretja pa je dokaj varna, saj redko odide od tam, ko to počnemo mi ostali.

Potem bodite hitri, vstopite, ko je na kosilu, in preizkusite vezje ter hitro odtrgajte, preden se vrne. Sicer mu bom morda moral pomagati v kateri koli luknji, v katero se je zapletel, in morda zamudil kosilo. Uporaba radia je veliko enostavnejša. Poceni, srednje valovni, žepni radio, ki je bil ves bes, preden so se pojavili novi modni pripomočki mp3. Ta majhna časovna baza bo med delovanjem ustvarila razpršitev po številčnici. Z njegovo uporabo in nekaj celicami sem lahko ugotovil, da časovna baza deluje s tremi celicami in da ne deluje na dveh celicah, s čimer sem ugotovil, da bo za zagon števca frekvenc potrebnih vsaj 4,5 voltov.

10. korak: prostor za časovno bazo

To prikazuje prostor znotraj števca, rezerviran za vezje časovne baze.

11. korak: Integracija

To prikazuje dva integrirana vezja v položaju. Logiko "lepljenja", ki je potrebna med njima, da bi delovali kot frekvenčni števec, bodo uresničile diode in upori.

Na čip časovne baze je bil dodan še en ločilni kondenzator. Ne morete imeti preveč ločevanja. Nameravam se navaditi blizu občutljivih sprejemnikov, zato je treba vsak hrup zatreti blizu vira in preprečiti uhajanje. Zato omara iz reciklirane pločevine.

12. korak: Druga faza integracije

Spet sem si premislil in ureditev na tej sliki je nekoliko drugačna. Je bolj kompakten, zato je bil zaželen.

13. korak: Shema vezja

Ko je gradnja skoraj končana, je tu shema vezja. Ko sem se končno odločil, kako se bo to zgodilo, in ga zapisal na papir, so se začeli pojavljati posebnosti. Lahko bi deloval tudi kot števec, s stikalom in dvema dodatnima komponentama. Tako je zdaj števec / števec frekvenc.

Kratek utrip na Q13 ponastavi oba števca. Potem bo Q12 za določen čas (2048 xtalnih ciklov) nizek in v tem času vhodni signal deluje na 4040. Tranzistor je izklopljen, zato lučke ne svetijo. Potem se Q12 dvigne in signal potem ne pride do vhoda 4040. Tranzistor se vklopi in štetje v 4040 se prikaže na LED diodah, da jih vidi ves svet. Ponovno se po 2048 urah Q12 zniža, Q13 zviša in ostane tam, le da je povezan z vhodi za ponastavitev obeh števcev, tako da se oba štetja počisti, kar izbriše stanje Q13 in tako se cikel znova zažene. Če je nastavljen kot števec, se 4060 trajno zadrži v ponastavitvi in tranzistor se vklopi za polni čas. Vsi vnosi se preštejejo in se takoj prikažejo. Največje število je 4095, nato pa se števec znova zažene od nič. Zener dioda je namerno izdelana z višjo napetostjo od običajne napajalne napetosti. Med običajno uporabo ne kodira. Če pa se uporabi napetost, večja od običajne, bo omejila napetost na dva čipa na vrednost, ki jo lahko obvladata. In res visoka napetost bo povzročila izgorevanje upora 470 ohmov, ki bo še vedno ščitil elektroniko - no, večina jih je tako ali tako. Vsaj upam, da se bo to zgodilo, če se bo ta stvar priključila neposredno na električno omrežje.

Korak 14: Stikalo Freq / Count

Za izbiro med dvema načinoma je bilo nameščeno majhno stikalo, ki je omogočalo preprosto štetje vhodnih impulzov v primerjavi s štetjem za določeno obdobje in določanjem frekvence, opravljeno pa je bilo tudi drugo pospravljanje.

Nekatera ožičenja so bila zadušena s plastiko, zato so kratkoročno odporna (upam). Spajkanje druge pločevine iz druge celice D na vrhu bo škatlo dokončalo in zaščitilo drobovje pred zgrešenimi kosi žice in kroglicami spajkanja, ki jih je na moji delovni površini veliko.

Korak 15: Pogled od zadaj

V tem pogledu Nazaj si lahko ogledate izbiro med načini pogostosti in štetja.

Korak 16: Dokončan instrument

To je pogled na dokončan instrument. Svetleče diode prikazujejo tehtano frekvenco na naslednji način:

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 Za odčitavanje frekvence morate sešteti uteži osvetljenih LED. Nekaj podatkov o porabi toka: pri uporabljeni napajalni napetosti šest voltov (štiri celice AA) je bil porabljen tok 1 mA v načinu števca in 1,25 mA v načinu frekvence, pri čemer ni nič prikazano. Pri prikazu števcev (nekatere LED svetijo) je poraba skočila na približno 5,5 mA v načinu števca in 3,5 mA v frekvenčnem načinu. Števec je prenehal šteti, če je bila frekvenca povečana na približno 4 MHz. To je nekoliko odvisno od amplitude uporabljenega signala. Za zanesljivo štetje potrebuje polni vhod, združljiv s CMOS. Nekakšno kondicioniranje signala je zato skoraj vedno potrebno. Predojačevalec in prednapetost na vhodu bosta razširila frekvenčno območje in povečala občutljivost. Več o tej temi lahko najdete pri iskanju besed "števec frekvenc dveh čipov" brez narekovajev.