Frequenzimetro multifunzionale economico. Schema, descrizione

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Frequenzimetro multifunzione economico. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Il vantaggio principale del dispositivo proposto è la sua semplicità, unita ad efficienza e facilità d'uso. L'aumento dell'efficienza è ottenuto mediante l'utilizzo di un display a cristalli liquidi (LCD) e di un'unità di spegnimento automatico dopo un certo periodo di inattività. Per comodità, i pulsanti di controllo della modalità di misurazione si trovano sul retro dell'indicatore e le loro funzioni sono visualizzate su di esso, ad es. modificando il programma del microcontrollore, è possibile introdurre funzionalità aggiuntive nel dispositivo.

Le principali caratteristiche tecniche del frequenzimetro descritto sono le seguenti: campo di misurazione della frequenza - 0,1 Hz ... 60 MHz (in realtà il limite superiore è superiore); soglia di sensibilità della tensione di ingresso - 0,08..0,15 V (valore di picco); il valore minimo della frequenza di un segnale sinusoidale fissato in modo affidabile dal dispositivo è 2 Hz (con un'ampiezza di 0,15 V); l'ampiezza massima del segnale di ingresso è 3 V. Il dispositivo è alimentato da una batteria Krona (è possibile utilizzare una sorgente esterna con una tensione di 7 ... 16 V), il consumo di corrente è 10 ... 12 mA . Prevede la modifica del tempo di misurazione (0,1; 1 e 10 s), la moltiplicazione delle letture per 1000 (quando si utilizza un divisore di frequenza esterno), il mantenimento delle letture, la scrittura di un valore di frequenza nella memoria non volatile e la possibilità di letture successive.

Il diagramma schematico del frequenzimetro è mostrato in fig. 1. La sua base è il microcontrollore PIC16F84A, che conta gli impulsi del segnale esterno, elabora i valori ottenuti e visualizza i risultati della misurazione sul display LCD. Le funzioni del microcontrollore comprendono anche i pulsanti di polling (SB1-SB4) e la gestione dell'alimentazione del dispositivo.

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Attivare e disattivare il frequenzimetro con il pulsante SB1. Dopo aver collegato la batteria (o aver applicato la tensione da una fonte esterna), il dispositivo rimane spento. Quando si preme il pulsante SB1, la tensione di alimentazione attraverso il diodo VD1 viene fornita al regolatore di tensione integrale DA1 e dalla sua uscita allo stadio di ingresso (VT3), al microcontrollore DD1 e all'indicatore HG1. Quindi, sul pin 1 (RA2) del microcontrollore appare un livello logico alto, che porta all'apertura dei transistor VT1 e VT2. Successivamente, il controller attende il rilascio del pulsante SB1 (controllando il segnale al pin 6). Dopo aver aperto i suoi contatti, la tensione di alimentazione viene applicata all'ingresso dello stabilizzatore DA1 attraverso il transistor aperto VT1 e inizia la misurazione della frequenza.

Tenendo premuto SB1, la schermata dell'indicatore (Fig. 2, a) visualizza le scritte "FREQUENCY" e "VERSION: 1.00" (versione del firmware del controller). Quando si preme nuovamente SB1, la tensione di alimentazione viene fornita al pin 6 (RB0) del microcontrollore, che quindi attende l'apertura dei propri contatti e, quando ciò accade, imposta un livello logico basso al pin 1 (RA2). Di conseguenza, i transistor VT1, VT2 si chiudono e il dispositivo viene diseccitato. Se nella modalità di misura l'indicatore mostra letture zero per circa 3 minuti, il microcontrollore imposta un livello logico basso al pin 1 (RA2), scollegandosi così dalla fonte di alimentazione.

Frequenzimetro multifunzionale economico

Il tempo di misurazione selezionato dal pulsante SB2 (0,1; 1 o 10 s) viene visualizzato sul lato destro della riga inferiore dell'indicatore (Fig. 2b). Il prezzo del bit meno significativo è rispettivamente di 10,1 o 0,1 Hz. Con un tempo di misurazione di 0,1; 1 e 10 s al massimo, il display LCD può visualizzare sette, otto o nove cifre, ovvero il valore massimo visualizzato è rispettivamente 99,999.99, 99,999.999 o 99,999.999.9 MHz.

Premendo il pulsante SB3, le letture della frequenza vengono moltiplicate per 1000. Questo viene fatto per comodità di lettura delle letture quando si utilizza un divisore esterno per 1000 [1, 2]. Il fattore di moltiplicazione ("x1" o "x1000") viene visualizzato al centro della riga inferiore.

Per mantenere (fissare) le letture, premere il pulsante SB4 ("Memoria"). Allo stesso tempo, il valore della frequenza che era al momento della pressione del pulsante rimane sul display LCD. Può essere memorizzato nella memoria non volatile del microcontrollore utilizzando il pulsante SB2, la cui funzione in questo caso è "Ricorda" (Fig. 2, c). Il valore precedente viene quindi perso. Se hai bisogno di leggere la frequenza dalla memoria, clicca su SB3 (la sua nuova funzione è "Leggi"). Per uscire dalla modalità memoria, utilizzare il pulsante SB4 (nuova funzione - "Esci"). In modalità memoria, il frequenzimetro si spegne automaticamente circa 3 minuti dopo aver premuto un pulsante qualsiasi, indipendentemente dalle letture dell'indicatore. Dopo lo spegnimento dell'alimentazione, gli ultimi parametri di misurazione (tempo di misurazione e moltiplicatore) vengono memorizzati nella memoria non volatile.

Come VT1, VT2 nel dispositivo, è possibile utilizzare qualsiasi transistor della serie indicata nello schema. Sostituiremo lo stabilizzatore KR1157EN502A con 78L05, LM2931Z (quando si utilizza quest'ultimo, il limite inferiore della tensione di alimentazione scenderà a 5,5 V e il consumo di corrente diminuirà di 2 mA).

L'LCD deve avere un controller integrato con un sistema di comando compatibile con i comandi del controller HD44780 e caratteri russi nella tabella del generatore di caratteri (quasi tutti gli LCD che sintetizzano i caratteri soddisfano questa condizione). Adatti, ad esempio, indicatori DV-16210, DV-16230, DV-16236, DV-16244, DV-16252 (DataVision), ITM-1602 (Intech), PC-1602 (PowerTip).

Nella tabella sono riportati i codici "firmware" del microcontrollore in formato HEX, codice sorgente del programma.

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Il frequenzimetro è calibrato utilizzando un oscillatore di riferimento utilizzando un condensatore sintonizzato C10. Selezionando il resistore R5, si ottiene la massima sensibilità alla tensione del dispositivo. Il contrasto delle letture dell'indicatore visualizzato viene regolato selezionando il resistore R11.

Se le funzioni di spegnimento automatico e gestione dell'alimentazione con un solo pulsante non sono necessarie, il dispositivo può essere semplificato eliminando i transistor VT1, VT2, il diodo VD1, i resistori R1, R3, R4, R7, R8, R10 e il pulsante SB1. Il pin 6 del microcontrollore in questo caso è collegato a un filo comune e la tensione di alimentazione viene applicata direttamente all'ingresso DA1.

Letteratura

Slinchenkov A. Miglioramento del divisore di frequenza preliminare. - Radio, 1999, n. 10, pag. 29.
Beetle V. Divisore di frequenza per la gamma di 1 ... 5 GHz. - Radio, 2001, n. 12, pag. 28, 29.

Autore: A. Sharypov, Vladimir

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