Zakres pomiaru częstotliwości ................... 10 Hz ... 60 MHz
Czułość (wartość amplitudy) ... 0,2 ... 0,3 V.
Napięcie zasilania ………… .7 ... 16 V.
Pobór prądu .................... nie więcej niż 50 mA.
Potrzeba tego urządzenia pojawiła się dla mnie, gdy konieczne było wykonanie głównego nośnika oscylatora dla nadajnika radiowego oraz jego dalszej konfiguracji i koordynacji z innymi funkcjonalnymi częściami systemu. Długo szukałem w Internecie obwodu, który działałby z wyświetlaczem Nokia 5110 i miałby zakres pomiarowy pasujący do częstotliwości, której potrzebowałem. Wreszcie przypadkowo znalazłem obwód takiego miernika częstotliwości, w którym nie był on szczegółowy, wykonany na inny wyświetlacz i nie miał pliku PCB. Ale był plik oprogramowania układowego. Cóż, przejdźmy teraz do tego, czego potrzebujemy:
Materiały eksploatacyjne
• dwustronna folia z włókna szklanego
• Śruby M3 x 20 z nakrętkami (najlepiej płaskie czapki)
• komponenty radiowe (poniżej)
Kondensatory
• 10p ¬– 1,0805
• 22p - 2 0805
• 100p - 1,0805
• 10n - 2 0805
• 100n - 5,0805
• Strojenie 4 ... 20p - 1
• 22uF 25V - 2 tantal typu D
Rezystory
• 100 omów - 1,0805
• 200 omów - 1,0805
• 470 omów - 2 0805
• 2,2 kOhm - 40805
• 3,9 kOhm - 40805
• 10 kOhm - 1,0805
• 18 kOhm - 1,0805
• Dioda BAV99 sot23
• Dławik 10 - 82 μH (mam 82 μH) 0805
• Kryształ kwarcowy 4 MHz
• Taki moduł wyświetlacza. Zwróć uwagę na wyciągnięcie wniosków (czasami może się różnić w zależności od modułu)
• Wióry stabilizatorów LM78L05ACM i AMS1117L-33
• Złącze MCX RF (zainstalowałem je, ponieważ miałem sondy z oscyloskopu kieszonkowego z tym samym)
• Gniazdo zasilania (wpadł na pomysł, aby zrobić to z akumulatorem 12 V na płycie, ale dla wszechstronności postanowiłem zrobić tylko gniazdo DS-261B)
• Gniazdo DIP PIC16F628A i sam sterownik
Narzędzia
• Producent płytek drukowanych
• lutowana suszarka do włosów
• lutownica
• mini wiertło (do otworów)
• grawer (wygodnie jest wyfrezować otwór pod kątem mocy, ale możesz też bez niego)
• metalowe nożyczki
• małe pincety
• programator pic
Teraz zacznijmy. Oto nasz schemat.
Zworka J3 kontrolujemy włączanie / wyłączanie podświetlenia. Ponadto łatwiej będzie to wyjaśnić na tablicy.
Zamiast zworki J3 możesz przynieść przełącznik na przewodach. Otwory na złącze zasilania J2 można wykonać za pomocą grawera lub mini wiertarki, wykonując kilka kolejnych otworów. Nie należy mylić polaryzacji włączenia kondensatorów tantalu. Dioda szeregowa BAV99 pełni funkcję zabezpieczenia przed przepięciem. Jeśli zagłębisz się w szczegóły, zrozum, że zasada działania takiego zabezpieczenia wynika z właściwości charakterystyki prądowo-napięciowej (charakterystyki prądowo-napięciowe) diody.
Po prawej stronie wykresu widzimy, że przy niewielkim napięciu prąd jest prawie nieobecny, ale w pewnym momencie prąd gwałtownie rośnie, a dalszy wzrost napięcia nie zwiększa prądu. Tak więc, jeśli napięcie na diodzie przekracza spadek napięcia, wówczas nasza dioda przewodzi prąd.
Fragment dokumentacji. Tutaj widać, że przy napięciu powyżej 1 V i dalej dioda zaczyna przewodzić prąd. W naszym przypadku okazuje się, że po prostu zwiera sygnał wejściowy o dużej amplitudzie do ziemi.
Rezystory w obwodzie mierzonego sygnału ograniczają prąd ładowania kondensatorów. Rzeczywiście, teoretycznie, gdy kondensatory ładują się i rozładowują, ich prąd zmierza do nieskończoności. W praktyce prąd ten jest ograniczony przez rezystancję przewodów, ale to nie wystarczy.
Ponieważ nasz wyświetlacz jest zasilany napięciem 3,3 V za pośrednictwem regulatora napięcia, dzielniki napięcia służą do dopasowania poziomów. Czasami ekran działa dobrze nawet bez nich, ale wtedy obciążenie prądowe spada na piny kontrolera, z których każdy ma swój wewnętrzny opór.
Cewka indukcyjna (w moim przypadku indukcyjność smd 0805 przy 82 μH) zapewnia dodatkową ochronę przed zakłóceniami wysokiej częstotliwości w zasilaczu, co dodaje kontrolerowi dodatkową stabilność.
Tak więc uporządkowałem główne punkty w kontrolerze. Zgodnie z algorytmem pomiarowym nie mogę powiedzieć, ponieważ źródło, w którym udało mi się znaleźć niepełne informacje, nie miało kodu źródłowego. I znowu nie można znaleźć samej witryny. Przejdźmy teraz do tego, co zrobiłem.
Ponieważ nie mam drukarki laserowej, ale mam drukarkę atramentową, tworzę planszę przy użyciu fotorezystu. Szablon składa się z 4 arkuszy przezroczystej folii (2 połączone folie dla górnej warstwy i 2 dla dolnej). Następnie łączymy górną i dolną warstwę, aby włożyć płytkę z nałożoną fotorezystem.
Górna warstwa
Dolna warstwa
Po wytrawieniu wykonał otwory swoim silnikiem z magnetofonu z uchwytem zaciskowym. Najpierw wkręcił go, wbijając w niego dziury za pomocą szydła, a następnie wiercił w nim.
Górne zdjęcie pokazuje nieznaczne odchylenia w niektórych otworach, ale jest to bardziej związane z faktem, że zostało ono wywiercone ręcznie i mogło niedokładnie utrzymywać mikroprobówkę pionowo.
Na górze zdjęcia naszej nowej planszy po cynowaniu, a na dole moja stara wersja (to było jej zdjęcie pracy, którą pokazałem). Stara wersja różni się nieco od nowej (widać, gdzie lutowano czerwono-biały drut i zapomniałem narysować ścieżkę, a nowe okablowanie zostało wzięte pod uwagę). Nawiasem mówiąc, chciałbym zauważyć, jak poleciłbym lutowanie komponentów (w jakiej kolejności). Najpierw wlutuj przelotki (są ich tutaj 2), a następnie wlutuj rezystory smd na górnej warstwie. Następnie przylutuj panel zanurzeniowy pod mikroukładem, aby jego nogi zamknęły górny i dolny otwór płyty (mam 1,5 mm włókno szklane i przylutowałem do płyty z pewnym odstępem dla końcówki lutownicy). Po zainstalowaniu złącza wyświetlacza.
A teraz najciekawsze: musimy wykonać 2 otwory o średnicy 3 mm dla śrub M3x20, aby zapewnić bardziej niezawodne mocowanie naszego wyświetlacza. Aby to zrobić, włóż wyświetlacz do złącza i szydłem przez otwory zaznaczamy miejsca do wiercenia na płytce drukowanej.
Cóż, następnie lutujemy rezonator kwarcowy (znalazłem wydłużony, ale nie jest to tutaj krytyczne) i lutujemy wszystkie pozostałe elementy. Zamiast złącza RF możesz przylutować kabel koncentryczny lub, w skrajnych przypadkach, po prostu zabrać 2 przewody.
Po zmontowaniu płytki musimy sflashować mikrokontroler PIC16F628A. Myślę, że tutaj można zobaczyć informacje w Internecie, ponieważ nie ma specjalnych momentów (w przeciwieństwie do AVR, gdzie nadal musisz poprawnie ustawić bezpieczniki).Zaprogramowałem programator picKit3.
Ponadto dobrze byłoby najpierw podłączyć wyświetlacz za pomocą przewodów do złącza, aby można było wyregulować kondensator za pomocą śrubokręta. Do strojenia przykładamy prostokątny sygnał do wejścia i upewniamy się, że odczyty są tak dokładne, jak to możliwe, chociaż niektóre punkty zależą od samego generatora sygnału. Użyłem generatora z oscyloskopu poczwórnego dso, ale nie musiałem dokręcać pojemności, ponieważ miernik częstotliwości natychmiast podał dokładne odczyty.
Teraz kilka zdjęć pracy
Cóż, to wszystko. Warto zauważyć, że częstotliwość sygnałów w postaci piły i trójkątnych impulsów pokazuje nieprawidłowo. Ale z pewnością sinusoidalny, prostokątny. Dzięki temu eksperymentowałem z pojemnościowym trzypunktowym i kryształowym oscylatorem.
Pliki obwodów, PCB i oprogramowania układowego są dołączone