Китайский частотомер 1гц 50мгц инструкция по применению

Обновлено: 20.05.2023

Как-то, давно, мне срочно понадобился частотомер и я собрал некогда очень популярный частотомер Денисова на PIC16F84 и индикаторе АЛС318 , вернее, его клон на PIC16F628A авторства некоего Корабельникова. И вот, по прошествии многих лет, он попался мне на глаза. Лежит себе совершенно забытый, без дела. Признаться, с самого начала была мысль ввести в него более-менее приличный функционал и избавиться от этого раздражающего мерцания, но все руки не доходили. И вот, на досуге, было решено переделать этот частотомер (жалко было выбрасывать, хотя, к тому времени я уже разработал и собрал многофункциональный частотомер похожей конструкции, который имеет несколько больший функционал, чем переделанный).

Эта статья рассчитана для тех, у кого есть частотомер подобной конструкции, и есть желание его усовершенствовать. Остальным рекомендую ознакомиться с подобным, но более совершенным прибором, который описан в моей ранее опубликованной статье. Итак, описание переделки.

Чтобы ввести режимы измерений периода и длительности импульсов, необходимо задействовать систему захвата (CCP) микроконтроллера (разумеется, если в приборе стоял PIC16F84, его придется поменять на PIC16F628A). Собственно, в основной схеме изменение только одно – поменяны местами всего два вывода МК – это выводы 2 (RA3) и 9 (RB3/CCP). Таким образом, в переделанной схеме входной сигнал подается на объединенные входы T0CKI и CCP1. Запустить и проверить прибор (а для особо ленивых и остановиться на этом) можно уже после этого. Однако, для реального улучшения параметров, необходимо почти полностью заменить примитивный и схемотехнически, на мой взгляд, не совсем грамотный входной формирователь. Родной работает плохо как на очень низких, так и на высоких частотах. Для того, чтобы иметь возможность измерять длительности низкочастотных импульсов, необходим формирователь с высоким входным сопротивлением – применим достаточно хорошо себя зарекомендовавшую схему на двухзатворном транзисторе типа BF998. Большинство деталей этого формирователя спаяны на печатной плате размерами 15х15 мм.

Для максимальной наглядности переделки привожу изначальные схему и печатную плату с первоисточника уже с нанесением всех произведенных изменений (полностью, конечная схема приведена во вложении).

И то же на печатной плате

Несколько фото переделанного частотомера

Описываемый прибор после переделки имеет следующие возможности: «обычное» измерение частоты путем счета количества импульсов в течении одной секунды; измерение частоты низкочастотных сигналов через измерение периода (F=1/T) с точностью 0.001 Гц; измерение периода сигнала, причем для высокочастотных сигналов через частоту (T=1/F); измерение длительности как положительных, так и отрицательных импульсов.

Основные характеристики прибора:

• Пределы измерения частоты ……………………..…………. 0 – 40000000 Гц
• Дискретность измерения частоты (обычный частотомер) . 1 Гц
• Дискретность измерения частоты («спец»-частотомер) …. 0.001 Гц
• Пределы измерения периода ……………………………. 0.05 – 2000000 мкс.
• Частота смены способа измерения (периода и частоты) ….. 900 — 1000 Гц
• Пределы измерения длительности импульсов
  (при периоде сигнала 8 – 2000000 мкс) ……………. 3 – 1000000 мкс.
• Амплитуда измеряемого сигнала ……..……………………… 0.1 – 100 Вольт
• Точность измерений (зависит от характеристик кварца) ….. 0.00001+ед. мл. разр
• Период индикации (длительность, период и «спец»-частота) 0.5 с
• Напряжение питания …………………………………………. 7 – 12 Вольт
• Средний ток потребления …………………… ……………….. 20 – 30 мА

Пояснения работы устройства после переделки

Прежде всего, разумеется, не могло быть и речи об использовании примененной изначально в приборе ущербной организации динамической индикации в основном цикле с одновременным отсчетом интервала измерения 1 с.

Динамическая индикация, как говорилось выше, происходит в прерываниях от TMR2 с интервалом 2 мс так, что обновление индикатора происходит с частотой примерно 63Гц. В данном случае обеспечивается ровное без мерцаний свечение индикатора во всех режимах прибора. Отсчет интервала 1 сек. так же происходит в этих прерываниях.

Настройка

При использовании указанных на схеме элементов и достаточно качественного кварцевого резонатора вышеуказанные характеристики прибора обеспечиваются без всякой регулировки. Если имеется высокоточный образцовый частотомер, имеет смысл, подав на вход прибора сигнал с частотой порядка 5-30 МГц и контролируя его значение по образцовому частотомеру, регулируя С2 добиться возможно близких показаний приборов. Так же желательно, при необходимости, подбором сопротивления R2 установить напряжение на коллекторе VT1 (нумерация элементов согласно исходной схеме) в пределах 2-3 Вольта.

Работа с устройством

При включении прибора, после вывода приветствия, на индикаторе высвечиваются показания «обычного» частотомера (далее исходное состояние). При нажатии кнопки S1, на индикаторе появляется название текущего режима (в большинстве случаев — сразу, но редко, при измерении низкочастотных сигналов, может потребоваться удерживать кнопку до 2 с). При последующих отпускании и нажатии кнопки, названия индицируемых режимов меняются по кругу в порядке: частотомер (на индикаторе Freq_St) – спец.частотомер (Freq_SP) – измерение периода ( Period ) – измерение длительности положительного импульса (t __| — |__) — измерение длительности отрицательного импульса (t — |_| — ) – частотомер … . Нажатие кнопки S2 во время индикации на дисплее какого-либо режима приводит к переходу прибора в исходное состояние с соответствующей сменой режима. В случае же отсутствия нажатия любой кнопки в течении времени ожидания – 8 сек., прибор переходит в исходное состояние с прежним (до нажатия S1) режимом.

Описание работы прибора в разных режимах

Обычный частотомер

Работа в этом режиме стандартная – подсчет импульсов таймером TMR0, следует только отметить, что отсчет времени счета (1 секунда) происходит в прерываниях от таймера TMR2 с интервалом в 2 мс, в которых так же происходит динамическая индикация.

Во время измерения признак режима – знак “F.” в старшем разряде (не индицируется при частоте более 9999999 Гц).

Частотомер специальный

В этом режиме при измерении частоты до 1000 Гц собственно измеряется период сигнала, а частота вычисляется по формуле F=1000000000/T, где T — в микросекундах, а F – в тысячных долях герца (светится запятая в 4-м разряде справа). Если частота окажется более 1000 Гц, измерение производится аналогично обычному частотомеру (обратное переключение происходит при частоте менее 900 Гц). Данный режим позволяет для низкочастотных сигналов уменьшить дискретность измерения с 1Гц до 0.001Гц, а значит и точность (на индикаторе не менее 3-х значащих разрядов).

Признак режима – вывод “F. — ” в старших 2-х разрядах (последовательно “затираются” индицируемым значением при измерении больших частот).

Измерение периода

Режим аналогичен специальному частотомеру. В данном режиме происходит непосредственное измерение периода (таймером TMR1, тактируемым частотой 1МГц от внутреннего генератора) для сигналов с периодом более 1000 мкс, а для меньшего периода – через измерение частоты по формуле T=1000000000/F, где F — в герцах, а T – в наносекундах. На индикаторе при этом светится запятая в 3-м разряде, что позволяет считывать показания в микросекундах в обоих случаях с тремя значащими разрядами минимум.

Признак режима – вывод “P.” в старшем разряде (при вычислении периода через частоту – добавляется верхняя черта в следующем разряде).

Измерение длительности импульсов (положительных и отрицательных)

Эти два режима аналогичны и отличаются только полярностью измеряемых импульсов. Измерение производится путем прямого подсчета длительности таймером TMR1, тактируемым от внутреннего генератора (период 1 мкс) в течении входного импульса. При этом, обеспечивается достоверность измерения длительностей от 12 мкс, для более коротких импульсов длительность измеряется косвенными методами и достоверность результата снижается. Данное обстоятельство (косвенное измерение длительности) индицируется путем «зажигания» точки в младшем разряде.

Признак режима – вывод “t” в старшем разряде плюс верхний или нижний сегмент следующего разряда, в зависимости от режима регистрации положительных или отрицательных импульсов.

Следует отметить, что из-за несимметричности входной части прибора, а так же наличия на входе CCP микроконтроллера триггера Шмитта, при измерении длительности сигналов с пологими фронтами может появиться значительная погрешность. Этот эффект уменьшается при увеличении амплитуды входного сигнала. Попытка измерения сигналов с амплитудой значительно ниже 0.1 Вольт в любом режиме, может привести к индикации показаний, не соответствующих действительности (впрочем, это относится и к другим подобным приборам). При заведомо стабильном входном сигнале, косвенным признаком недостаточной амплитуды может быть большая нестабильность показаний прибора.

В случае, если временные параметры входного сигнала не позволяют данному прибору их измерить (при измерении периода и длительности), на индикаторе отображаются следующие показания: “F.too_hi” – слишком высокая частота, “P.too_big” – слишком большой период, “NO_SIG.” – нет сигнала.

Во вложенном файле, кроме вышеуказанной схемы, имеются: исходный код в Ассемблере, прошивка – HEX, Proteus – модель, плата формирователя в формате LAY.

Воплощение давней детской мечты из 80-х годов прошлого века, в версии 2021-го года и в реализации года 2022-го, простой частотомер на микроконтроллере PIC сегодня можно свободно приобрести на AliExpress .

Он представлен в виде радиоконструктора, что снимает необходимость в поиске отдельных комплектующих, изготовлении печатной платы и деталей корпуса, сокращает время на сборку конструкции и делает процесс сборки доступным и простым даже для начинающих радиолюбителей.

А главное, собирать его более интересно, чем просто купить готовое устройство.

В этой статье рассказывается о личном опыте пайки данного радиоконструктора, в следующей части описывается запуск его в работу.

По окончании сборки получаем работающий частотомер в корпусе, способный измерять значения частоты в диапазоне от 1 Гц до 50 мГц при подаче на вход сигнала логических уровней.

Измеренная частота отображается на пятиразрядном светодиодном индикаторе.

Килогерцы от мегагерц отличаются по частоте мигания разделительной точки на индикаторе.

Питается прибор при помощи входящего в комплект поставки дополнительного шнура с USB-разъёмом от внешнего источника питания с напряжением 5 вольт.

(Используемый в схеме интегральный линейный стабилизатор напряжения HT7550A-1 позволяет применять и отличные в большую сторону значения напряжения питания, до 24 вольт по справочнику , а реально до 12 вольт ‒ в пределах потребляемой устройством мощности и не более 250 мВт).

Ток потребления частотомера составляет от 5 мА в ждущем режиме до 20 мА в процессе измерения.

Помимо измерения частоты сигнала прибор может работать в качестве определителя частоты кварцевых резонаторов в диапазоне от 4 мГц до 40 мГц.

А также в качестве цифровой шкалы, в режиме программно-задаваемой корректировки измеренной частоты на заданное значение.

Впоследствии можно дополнить устройство автономным источником питания, схемой формирователя входного сигнала и схемой входного делителя частоты.

В этом случае к конструкции корпуса добавляются отдельные платы, собранные с помощью латунных стоек в некое подобие этажерки.

В итоге планируется получить устройство, сопоставимое по отдельным характеристикам и функциональности с отечественным частотомером FC50 , но по цене в несколько раз дешевле.

Но это всё в неопределённом будущем, а пока начинаем с распаковки.

1. Распаковка

Радиоконструктор приехал ко мне в небольшой картонной коробке.

Внутри находился антистатический пакет из толстой металлизированной плёнки с застёжкой-молнией.

В пакете все необходимые комплектующие. Детали корпуса частотомера там же, но в отдельном прозрачном пакетике.

Когда-то я собрал очень популярный на то время частотомер Денисова, вернее, его клон на PIC16F628A и индикаторе АЛС318. И вот по прошествии многих лет он попался мне на глаза. Измеряет он частоту вроде исправно, но уж больно примитивен, да к тому же показания постоянно мерцают. На досуге было решено на основе той схемы (изменено подключение двух выводов микроконтроллера, входные цепи и цепи питания) создать современный, качественный, но очень недорогой прибор, лишенный недостатков своего прототипа, а также дополненный множеством функций и режимов.

Описываемый ниже прибор имеет следующие возможности: «обычное» измерение частоты путем счета количества импульсов в течении одной секунды; измерение частоты низкочастотных сигналов через измерение периода (F=1/T) с точностью 0.001 Гц; измерение периода сигнала, причем для высокочастотных сигналов через частоту (T=1/F); измерение длительности как положительных, так и отрицательных импульсов. Так же имеется возможность сохранения в энергонезависимой памяти по одному измеряемому значению для каждого режима, с последующим просмотром при необходимости. Предусмотрено оперативное изменение ряда настроек прибора и автоматическое выключение при отсутствии воздействия на прибор в течении определенного времени.

Основные характеристики прибора:

• Пределы измерения частоты ……………………..……. ……. 0 – 40000000 Гц
• Дискретность измерения частоты (обычный частотомер) . 1 Гц
• Дискретность измерения частоты («спец»-частотомер) …. 0.001 Гц
• Пределы измерения периода …………………………. …. 0.05 – 2000000 мкс.
• Частота смены способа измерения (периода и частоты) ….. 900 — 1000 Гц
• Пределы измерения длительности импульсов
  (при периоде сигнала 2 – 2000000 мкс) …………. …. 1 – 1000000 мкс.
• Амплитуда измеряемого сигнала ……..………………. ……… 0.1 – 100 Вольт
• Точность измерений (зависит от характеристик кварца) ….. 0.00001+2ед. мл. разр
• Период индикации (длительность, период и «спец»-частота) 0.25; 0.5; 1; 2 сек.
• Время без воздействия до выключения прибора …………… 8; 16; 32; 64 мин.
• Число запоминаемых значений измерений …………………. 5
• Сохранение всех параметров при выключении питания ..… да
• Напряжение питания ………………………………………. …. 5.5 – 10 Вольт
• Средний ток потребления в рабочем режиме ……………….. 15 – 25 мА
• Ток потребления в спящем режиме не более ………………. 10 мкА

Рассмотрим работу с устройством более подробно (схему и конструкцию рассмотрим ниже).

При включении прибора, после вывода приветствия, на индикаторе высвечиваются показания согласно ранее выбранному пределу (далее исходное состояние). При нажатии кнопки S1, на индикаторе появляется название текущего режима (в большинстве случаев — сразу, но редко, при измерении низкочастотных сигналов, может потребоваться удерживать кнопку до 2 с). При последующих отпускании и нажатии кнопки, названия индицируемых режимов меняются по кругу в порядке: частотомер (на индикаторе Freq_St) – спец.частотомер (Freq_SP) – измерение периода ( Period ) – измерение длительности положительного импульса (t __| — |__) — измерение длительности отрицательного импульса (t — |_| — ) – частотомер … . Нажатие кнопки S2 во время индикации на дисплее какого-либо режима приводит к переходу прибора в исходное состояние с соответствующей сменой режима. В случае же отсутствия нажатия любой кнопки в течении времени ожидания (3-10 сек — оперативно регулируется), прибор переходит в исходное состояние с прежним (до нажатия S1) режимом.

Если после появления на индикаторе названия режима удерживать не отпуская кнопку S1 в течении 3 сек., на индикаторе появится надпись «to_SLEEP». При этом нажатие кнопки S2, так же как и отсутствие нажатия кнопок в течении времени ожидания, переводит прибор в спящий режим, выход из которого производится нажатием на любую кнопку. Нажатие же в этом режиме кнопки S1 (разумеется, предварительно ее отпустив) приводит к попеременному появлению на дисплее надписей «to_SLEEP» и «SETTINGS». Нажимая кнопку S2 в пункте «SETTINGS», осуществляется переход в подменю установок. Здесь “P_IND x.xx” – период индикации, “t_butt xx” – время ожидания нажатия кнопок в сек., “t_OFF xx” – время до выключения в минутах, при этом xx – непосредственно текущее значение параметра (моргает для заметности). В этом пункте нажатие S1 так же последовательно переключает подпункты, а нажатие кнопки S2 – изменяет текущий параметр (новое значение сразу же индицируется). Выход с сохранением текущих параметров – по истечении времени ожидания без нажатия кнопок.

Нажатие кнопки S2 в исходном состоянии (тоже, как отмечалось выше, длительностью до 2 секунд в некоторых режимах) приводит к появлению на дисплее надписи “ LOAD “. Отпускание кнопки сразу после появления надписи приводит к выводу на дисплей ранее сохраненного измеренного значения в течении 8 секунд (моргает для отличия от текущего измеряемого значения). Если же при появлении надписи “LOAD”, удерживая кнопку S2 нажатой, нажать кнопку S1, то происходит запись в энергонезависимую память текущего измеряемого значения, что подтверждается появлением на индикаторе моргающей надписи “ SAVE “.

Переход в спящий режим происходит также при отсутствии воздействия на кнопки в исходном состоянии в течении 8 – 64 минут (меняется оперативно).

Описание работы прибора в разных режимах

Обычный частотомер

Работа в этом режиме стандартная – подсчет импульсов таймером TMR0, следует только отметить, что отсчет времени счета (1 секунда) происходит в прерываниях от таймера TMR2 с интервалом в 2 мс, в которых так же происходит динамическая индикация.

Во время измерения признак режима – знак “F.” в старшем разряде (не индицируется при частоте более 9999999 Гц).

Частотомер специальный

В этом режиме при измерении частоты до 1000 Гц собственно измеряется период сигнала, а частота вычисляется по формуле F=1000000000/T, где T — в микросекундах, а F – в тысячных долях герца (светится запятая в 4-м разряде справа). Если частота окажется более 1000 Гц, измерение производится аналогично обычному частотомеру (обратное переключение происходит при частоте менее 900 Гц). Данный режим позволяет для низкочастотных сигналов уменьшить дискретность измерения с 1Гц до 0.001Гц, а значит и точность (на индикаторе не менее 3-х значащих разрядов).

Признак режима – вывод “F. — ” в старших 2-х разрядах (последовательно “затираются” индицируемым значением при измерении больших частот).

Измерение периода

Режим аналогичен специальному частотомеру. В данном режиме происходит непосредственное измерение периода (таймером TMR1, тактируемым частотой 1МГц от внутреннего генератора) для сигналов с периодом более 1000 мкс, а для меньшего периода – через измерение частоты по формуле T=1000000000/F, где F — в герцах, а T – в наносекундах. На индикаторе при этом светится запятая в 3-м разряде, что позволяет считывать показания в микросекундах в обоих случаях с тремя значащими разрядами минимум.

Признак режима – вывод “P.” в старшем разряде (при вычислении периода через частоту – добавляется верхняя черта в следующем разряде).

Измерение длительности импульсов (положительных и отрицательных)

Эти два режима аналогичны и отличаются только полярностью измеряемых импульсов. Измерение производится путем прямого подсчета длительности таймером TMR1, тактируемым от внутреннего генератора (период 0.25 мкс) в течении входного импульса. При этом, обеспечивается достоверность измерения длительностей от 3 мкс, для более коротких импульсов длительность измеряется косвенными методами и достоверность результата снижается. Данное обстоятельство (косвенное измерение длительности) индицируется путем моргания буквы “t” на индикаторе.

Для сигнала, длительностью менее 32768 мкс, результат отображается с точностью 0.25 мкс, в противном случае — точность (дискретность) равна 1 мкс.

Признак режима – вывод “t” в старшем разряде плюс верхний или нижний сегмент следующего разряда, в зависимости от режима регистрации положительных или отрицательных импульсов.

Следует отметить, что из-за несимметричности входной части прибора, а так же наличия на входе CCP микроконтроллера триггера Шмитта, при измерении длительности сигналов с пологими фронтами может появиться значительная погрешность. Этот эффект уменьшается при увеличении амплитуды входного сигнала. Попытка измерения сигналов с амплитудой значительно ниже 0.1 Вольт в любом режиме, может привести к индикации показаний, не соответствующих действительности (впрочем, это относится и к другим подобным приборам). При заведомо стабильном входном сигнале, косвенным признаком недостаточной амплитуды может быть большая нестабильность показаний прибора.

В случае, если временные параметры входного сигнала не позволяют данному прибору их измерить (при измерении периода и длительности), на индикаторе отображаются следующие показания: “F.too_hi” – слишком высокая частота, “P.too_big” – слишком большой период, “NO_SIG.” – нет сигнала.

Принципиальная схема и работа устройства

Микроконтроллер PIC16F628A (DD2) выводами порта В (кроме RB2) и выводом RA3 через ограничительные резисторы (R5-R12) управляет соответственно сегментами и запятой индикатора, в качестве которого используются два 4-х разрядных LED индикатора FYQ3641A с общим катодом (выводы сегментов и децимальной точки индикаторов соединены попарно). Управление разрядами происходит с выходов дешифратора DD1 (74HC138), на входы которого управляющий сигнал подается с выводов RA0-RA2 DD2. Выводами RA0 и RA1 так же производится контроль состояния кнопок управления S1 и S2 при помощи резисторов R1-R4. Тактирование микроконтроллера происходит от кварцевого генератора частотой 16 МГц, который включает внешние элементы Z1, C1-C3. Вывод MCLR включен в качестве вывода сброса и на него подан потенциал +5В. Динамическая индикация, как говорилось выше, происходит в прерываниях от TMR2 с интервалом 2 мс так, что обновление индикатора происходит с частотой примерно 63Гц. В данном случае обеспечивается ровное без мерцаний свечение индикатора во всех режимах прибора.

На включенных в этом режиме как входы выводах 17 и 18 (RA0,RA1) МК, а значит и входах 1, 2 DD1, благодаря резисторам R1, R2 тоже присутствует высокий потенциал. При этом, появляется уровень логического 0 на выходе 7 DD1 и через резистор R13 подается на включенный в данном случае в качестве входа вывод RB7 DD2. При нажатии любой кнопки, меняется код на входах дешифратора и на его выводе 7 появляется уровень логического 1, что так же передается через R13 на вывод МК RB7. Так как в этом режиме включено прерывание по изменению уровня на этом входе, микроконтроллер по нажатию любой кнопки выходит из спящего режима (SLEEP).

Схема питается от интегрального стабилизатора DA1 типа NCP551SN50 с выходным напряжением 5 Вольт. Данная микросхема характеризуется малым падением напряжения и экстремально малым собственным потребляемым током (типовое значение 4 мкА). Применение вместо использованного стабилизатора обычного 78L05 сведет смысл спящего режима на нет из-за высокого тока потребления последнего – около 3 мА.

Компоновка

Все детали прибора размещены на печатной плате из стеклотекстолита с односторонней металлизацией размерами 63х64 мм. На прилагаемых чертежах изображены соответственно конфигурация печатных дорожек, размещение деталей со стороны металлизации и размещение деталей со стороны без металлизации.

Размеры платы позволяют удобно ее разместить в корпусе от мультиметра типа D-830, предварительно срезав в нем пластмассовые стойки. При этом, в нем остается достаточно места для различных вариантов питания – от «кроны» до 5-6 элементов типа ААА. Тот факт, что все элементы (включая кнопки, входной разъем и винтовую колодку для подачи питания), компактно размещены на плате, позволяет использовать прибор даже без корпуса. Следует обратить внимание на расположение индикаторов в нижней части платы. Такая компоновка, несмотря на необычность, на мой взгляд, более выгодна с точки зрения угла обзора индикатора.

Детали

Индикаторы можно заменить на CPD-03641 с общими катодами. Дешифратор меняется на 74AC138, причем, в этом случае, при необходимости можно до двух раз увеличить ток, а значит и яркость индикаторов, уменьшив сопротивления резисторов R5-R12 вплоть до 390 Ом. Но тогда пропорционально увеличится ток потребления прибора в рабочем режиме (мое мнение – яркость индикаторов достаточна и при значениях резисторов, указанных на схеме). Кварцевый резонатор можно использовать и на 4МГц, но при этом минимально регистрируемая длительность увеличивается в 4 раза. Прошивка для этого случая тоже прилагается. Кнопки S1 и S2 – тактовые, с боковым нажатием. Транзистор VT1 можно использовать BF998R, VT2 –IRLML6401, а VT3 – любой n-p-n с граничной частотой не менее 300 МГц. Конденсатор C4 – на напряжение не менее 100В. Все диоды можно заменить отечественными КД521, КД522. В качестве входного применен разъем для блоков питания (диаметр – 5.5 мм). К ее ответной части через отрезок экранированного кабеля длиной 50 см припаяны соответственно щуп и зажим типа «крокодил».

Для уменьшения габаритов конденсаторы и резисторы применены преимущественно SMD, типоразмера 0805 (C6 можно применить танталовый). На печатные проводники, в месте прохождения под SMD-элементами, для исключения замыканий предварительно приклеены полоски, вырезанные из бумажного скотча. Выводные резисторы применены в позициях, где это выгодно с точки зрения удобства разводки платы. На плату сначала необходимо впаять SMD компоненты, потом проволочные перемычки и, в последнюю очередь, выводные компоненты.

Стабилизатор DA1, в крайнем случае, можно заменить менее дефицитным LP2950CZ-5.0. Для него на плате предусмотрено место (на фотографиях изображен именно этот вариант), однако, в этом случае ток в спящем режиме увеличится до 70-100 мкА.

Внешний вид собранной платы с обеих сторон приведен на фотографиях.

Настройка

При использовании указанных на схеме элементов и достаточно качественного кварцевого резонатора вышеуказанные характеристики прибора обеспечиваются без всякой регулировки. Если имеется высокоточный образцовый частотомер, имеет смысл, подав на вход прибора сигнал с частотой порядка 5-30 МГц и контролируя его значение по образцовому частотомеру, регулируя С3 добиться возможно близких показаний приборов. Так же желательно, при необходимости, подбором сопротивления R21 установить напряжение на коллекторе VT3 в пределах 2-3 Вольта.

Программное обеспечение

Программа для микроконтроллера написана на Ассемблере. Приведенные HEX-файлы для прошивки микроконтроллера (для случаев использования кварцевого резонатора на 16 и 4 МГц) получены путем трансляции программы в среде MPASM. Слово конфигурации заносится в программы для прошивки автоматически при загрузке файла. При использовании кварца на 4МГц, необходимо в начале программы изменить в строке «X_16 EQU 1» значение 1 на 0 и заново оттранслировать. Следует отметить, что для полноценного использования всех возможностей, предпочтительно использование кварца на 16 МГц.

Вложенные файлы

Во вложении, кроме вышеуказанных кода и прошивки, имеются Proteus-модель и плата в формате LAY.

Обратите внимание, что в модели резистор R2 исключен из моделирования, так как он вносит искажения в индикацию (особенность Proteus). Однако, он необходим для выхода из спящего режима и для наблюдения этого действия следует в свойствах R2 снять «птичку» с пункта «исключить из моделирования».

Могут быть впаены косяковые индикаторы,должны алс с общим катодом,выпаивать и смотреть,может и маркировка левая быть с ихнего заводика

Не. Не. Так-то цифры кажет правильные, когда измеряет. Только яркость сегментов, при показаниях, явно снижается.

Да с яркостью — не важно. Важно:Есть ли у кого рабочая прошивка?
Как он меряет частоты около 1Гц? Какой диапазон измерения для кварцев?
Честно сказать пару-тройку резисторов и кондёров проверил и всё. Но, так-то схема работает, только «криво».

Может есть у кого-то полная схема девайса. Сложновато с платы перерисовывать, да и тяжко это при впаяных деталях. В интернете нашёл для частотомера, но она не полная для всего прибора.

Добавлено (22.10.2017, 20:23)
———————————————
Раиогубитель, подскажи, в этом МК есть калибровочный бит? Надо его сохранять?

Добавлено (22.10.2017, 21:00)
———————————————
Раиогубитель, не удержался. Пытался слить свою прошивку — похоже защита от считывания. Подскажи, пожалуйста, какой фьюз за это отвечает? И вообще — какие фьюзы нужно установить?
Спасибо.
Прошу простить за назойливость. В МК до сих пор не опытен.

Добавлено (22.10.2017, 21:09)
———————————————
daimonds, фьюзы не трогай. они установятся автоматом из прошивки

Предлагаемый для самостоятельной сборки частотомер сравнительно низкочастотный, тем не менее позволяет измерять частоты до нескольких мегагерц. Разрядность измерителя частот зависит от количества установленных цифровых индикаторов. Чувствительность входа — не хуже 0,1V, максимальное входное напряжение, которое он может выдерживать без повреждения — порядка 100V. Время индикации и время измерения чередуются, длительность одного цикла — 1 сек. измерение и 1 сек. — индикация. Собран он по классической схеме, с генератором частоты 1 Гц на специализированных микросхемах-счётчиках, применяемых в частности в схемах цифровых часов:

На К176ИЕ5 собран «секундный» генератор по типовой схеме, с кварцевым «часовым» резонатором 16,384 Гц. Конденсатор С2 — подстроечный, позволяет в некоторых пределах подстраивать частоту с необходимой точностью. Резистор R1 подбирается при настройке по наиболее устойчивому запуску и генерации схемы. Цепь С3 VD1 R2 формирует короткий импульс «сброса» всей схемы в начале каждого секундного периода счёта.

Транзистор VT2 работает как ключ: когда на его коллектор поступает постоянное напряжение питания от схемы «счёта» (уровень логической «1») — он пропускает импульсы от входного формирователя, которые затем поступают на десятичные счетчики и цифровые светодиодные индикаторы. Когда же на его коллекторе появляется уровень логического «0» — коэффициент усиления транзистора резко снижается и счёт входных импульсов прекращается. Эти циклы повторяются каждую 1 сек.

Вместо К176ИЕ5 можно применить также аналогичную по функциям микросхему К176ИЕ12:

В обоих случаях используется часовой кварц на частоту 16 348 Гц (такие часто применяются, например, в «китайских» электронных часах разных размеров и видов). Но можно поставить и отечественный кварц на 32768 Гц, тогда необходимо понизить частоту в два раза. Для этого можно использовать типовую схему «делителя на 2» на триггере К561ТМ2 (имеет два триггера в корпусе). Например, как показано на рисунке выше (обведено пунктиром). Таким образом на выходе получим необходимую нам частоту (секундные импульсы).

К коллектору транзистора-ключа (КТ315 на первой схеме) подключается узел счёта и индикации на микросхемах — десятичных счётчиках-дешифраторах и цифровых светодиодных индикаторах:

Вместо индикаторов АЛС333Б1 можно без каких-то изменений в схеме использовать АЛС321Б1 или АЛС324Б1. Или любые другие подходящие индикаторы, но с соблюдением их цоколёвки. Цоколёвку можно определить по справочной литературе или же просто «прозвонить» индикатор «батарейкой» на 9V с последовательно включенным резистором 1 кОм (по засвечиванию). Количество микросхем-дешифраторов и индикаторов может быть любым, в зависимости от общей необходимой разрядности счётчика (количества цифр в показаниях).

В данном случае были использованы три имеющихся в наличии малогабаритных знакосинтезирующих индикатора типа К490ИП1 — индикаторы управляемые цифровые, красного цвета свечения, предназначенные для применения в радиоэлектронной аппаратуре. Схема управления выполнена по КМОП технологии. Индикаторы имеют 7 сегментов и децимальную точку, позволяют воспроизвести любую цифру от 0 до 9 и децимальную точку. Высота знака 2,5 мм):

Данные индикаторы удобны тем, что имеют в своём составе не только сам индикатор, но и счётчик-дешифратор, что позволяет значительно упростить схему и сделать её очень малогабаритной. Ниже приведена схема счёта-индикации на таких микросхемах:

Как видно из схемы, эти МС требуют два отдельных питания — для самих светодиодных индикаторов и для схемы счётчиков-дешифраторов. Однако напряжения питания обоих «частей» МС одинаковы, поэтому и запитать их можно от одного источника. Но от напряжения питания «индикатора» (выводы 1) зависит яркость свечения «цифр», а величина напряжения питания схемы дешифраторов (выводы 5) оказывает некоторое влияние на чувствительность и стабильность работы этих МС в целом. Поэтому при настройке эти напряжения следует подбирать экспериментально (при питании от 9 вольт можно использовать дополнительные «гасящие» резисторы, чтобы несколько понизить напряжение). При этом следует обязательно зашунтировать все выводы питания микросхем конденсаторами ёмкостью 0,1-0,3 мкФ.

Для гашения «точек» на индикаторах следует отключить напряжение +5. 9 V от выводов 9 индикаторов. Светодиод HL1 — это индикатор «переполнения» счётчика. Он загорается при достижении счёта цифры 1000 и в данном случае (при наличии трёх МС-индикаторов как на этой схеме) соответственно показывает количество единиц килогерц — в данном варианте счётчик в целом может посчитать и «показать» частоту 999 Гц. Для увеличения разрядности счётчика следует, соответственно увеличить количество микросхем дешифраторов-индикаторов. В данном случае подобных микросхем было в наличии только три, поэтому пришлось добавить дополнительный узел деления частоты на 3-х микросхемах К176ИЕ4 (или аналогичных микросхемах счётчиков-делителей на 10) и соответствующий переключатель. В целом схема получилась такая:

Переключатель также управляет включением/гашением «точек» на индикаторах для лучшего визуального восприятия отображаемого значения измеряемой частоты. Он ползунковый, сдвоенный, на четыре положение (такие применяются, например, в импортных магнитолах). Таким образом при разных положениях переключателя измерение и отображение частоты имеет следующие значения и вид:

«999 Гц» — «9.99 кГц» — «99.9 кГц» — «999. кГц». При превышении значения частоты 1 МГц загорится светодиод HL2, 2 МГц — загорится дважды и т. д.

Схема входной цепи

Большое значение при измерениях частоты имеет качество входного каскада — формирователя сигнала. Он должен иметь высокое входное сопротивление чтобы не оказывать влияния на измеряемую цепь и преобразовывать сигналы любой формы в последовательность прямоугольных импульсов. В данной конструкции применена схема согласующего каскада с полевым транзистором на входе:

Эта схема частотомера, конечно, не лучшая из возможных, но всё-таки обеспечивает более-менее приемлемые характеристики. Она была выбрана в основном исходя из общих габаритов конструкции, которая получилась очень компактная. Вся схема собрана в пластиковом корпусе-футляре от зубной щётки:

Микросхемы и прочие элементы запаяны на узкой полоске макетной платы и все соединения сделаны с помощью проводов типа МГТФ. При настройке входного каскада-формирователя сигнала следует подбором сопротивлений R3 и R4 добиться установления напряжения 0,1. 0,2 вольт на истоке полевого транзистора. Транзисторы здесь можно заменить на аналогичные, достаточно высокочастотные.

Дополнения

Для питания частотомера можно использовать любой сетевой адаптер с выходным стабилизированным напряжением 9 вольт и током нагрузки не менее 300 мА. Либо установить в корпус частотомера стабилизатор на микросхеме типа КРЕН на 9 вольт и питать от адаптера с выходным напряжением 12 вольт, либо брать питание непосредственно от измеряемой схемы, если там напряжение питания не менее 9 вольт. Каждую микросхему необходимо зашунтировать по питанию конденсатором порядка 0,1 мкФ (можно подпаять конденсаторы прямо на ножки «+» и «-» питания). В качестве входного щупа можно использовать стальную иглу, припаянную к входной «площадке» платы, а «общий» провод снабдить зажимом типа «крокодил».

Данная конструкция была «создана» в 1992 году и успешно работает до сих пор. Андрей Барышев.

Форум по обсуждению материала ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР СВОИМИ РУКАМИ

Обзор ещё нескольких схем и готовых конструкций Gauss Gun с Алиэкспресс.

Про использование технологии беспроводного питания различных устройств.

Теория и практика применения суперконденсаторов в различных системах беспроводной связи IoT.

Схема с полевым транзистором контроллера вентилятора высокой мощности на 12 В.

Читайте также:

  

• Lego ninjago master chen

  

• Как сделать силовую броню из fallout 4 из лего

  

• Lego суперзлодеи dc прохождение

  

• Все минифигурки lego star wars

  

• Конструктор металлический колесо обозрения