Pri navrhovaní amatérskeho vysokofrekvenčného vysielača a prijímača na vzdialenosť 160 metrov bola úloha, napríklad navigácia pri nastavovaní. Výroba dostatočne presnej, pohodlnej a príťažlivej mechanickej stupnice sa v tom čase javila ako neprimerane ťažká a bolo rozhodnuté urobiť digitálne meradlo s veľkou vôľou. To, okrem nedostatočnej presnej mechaniky, zaberalo málo miesta, dobre zapadalo do predného panelu navrhovaného zariadenia a prakticky nebolo rozhodujúce pre umiestnenie inštalácie v puzdre zariadenia, čo výrazne zjednodušilo rozloženie zariadenia.
V súčasnosti veľké množstvo elektronický váhy a merače frekvencie, ktorých vývoj využíva mikročipy s rôznym stupňom integrácie. Často sú to zložité zariadenia s niekoľkými desiatkami mikroobvodov. Tieto návrhy sa pomerne ťažko opakujú, pretože v zložitej schéme existuje oveľa väčšia šanca urobiť chybu vo všetkých fázach - od vývoja až po inštaláciu. Pozornosť bola zameraná na zariadenia vyrobené na báze moderných mikrokontrolérov (ich programovanie je celkom jednoduché).
Študovali sme možné možnosti dostupné na internete, z ktorých bola vybraná možnosť, ktorá bola vhodná pre dostupnosť rádiových prvkov a zložitosť. Ukázalo sa, že ide o pomerne dobre známy návrh frekvenčného merača digitálnej stupnice A. Denisova. Pozrite sa na ňu.
Srdcom obvodu je centrálny procesor U1, ktorý vykonáva funkcie merania, výpočtu, transformácie, riadenia dynamickej indikácie a dynamického prieskumu vstupných signálov. Kolíky J3 a J4 sa používajú na výber režimu digitálnej stupnice. Frekvencia hodín procesora je určená kremenným rezonátorom Y1 a môže sa meniť v rámci malých limitov kondenzátormi C3 a C4.
Čip U3 - dekóduje polohu zobrazenej číslice.
Zoslabenie vstupného signálu na tranzistore VT1. Meraný frekvenčný signál privedený na vstup J5 je obmedzený, zosilnený a privedený na vstup PIC procesora na meranie.
špecifikácie:
Maximálna nameraná frekvencia ……………… 30 MHz
Maximálne rozlíšenie nameranej frekvencie ... 10 Hz,
Vstupná citlivosť …………………………. 250 mV
Napájacie napätie ……………………………………. 8 ... 12 V,
Prúdová spotreba ........................................... 35 mA,
Funkcie zariadenia sú implementované nasledovne:
Keď sú výstupy deaktivované, J3 a J4 pracujú ako merač frekvencie (režim merania);
Pri odosielaní denníka. „0“ na pin J3 pridá namerané hodnoty do konštanty zapísanej v energeticky nezávislej pamäti (digitálna stupnica);
Pri odosielaní denníka. „0“ na pin J4 modulo odpočíta túto konštantu od nameranej hodnoty (digitálna stupnica);
Pri odosielaní denníka. „0“ súčasne na kolíky J3 a J4 po 1 sekunde. stupnica sa prepne do režimu konštantného záznamu, zobrazí sa písmeno „F“ a nameraná frekvencia.
Znovu vložte denník. "0" na J3 a J4 povedie k zaznamenaniu nameranej hodnoty do energeticky nezávislej pamäte procesora a návratu do meracieho režimu. Potom sa nová konštanta použije ako hodnota strednej frekvencie.
Tento režim je navrhnutý tak, aby používatelia mohli nastavovať hodnotu IF vo svojej vlastnej mierke bez preprogramovania procesora PIC. V predvolenom nastavení sa do programového textu zaznamená hodnota IF rovnajúca sa 5,5 MHz.
Pribl. logické „0“ zodpovedá potenciálu 0 voltov („uzemnenie“).
Čo bolo použité.
Nástroje.
Spájkovačka s príslušenstvom. Nástroj na inštaláciu rádia. Nástroje na kreslenie dosiek s plošnými spojmi. Niečo na vŕtanie, vrátane tenkých (0,8 mm) dier. Multimeter. Vyžaduje sa prístup k počítaču. Použité tavné lepidlo.
Materiálov.
Na výrobu dosiek s plošnými spojmi boli okrem rádiových prvkov potrebné aj kus laminátu zo sklenených vlákien, montážny drôt, chemikálie.
V schéme sa použil dobrý, ale zastaraný ukazovateľ ALS-318. Indikátor bol špeciálne vytvorený na použitie s mikroobvodmi s malým výstupným prúdom. Čísla, ktoré tam boli, boli pre neho malé a dosť. Aby bolo možné tieto čísla vidieť, bola nad každým z nich plastová šošovka. Normálne to bolo viditeľné, ale zorný uhol je, samozrejme, malý. Takýto špecifický ukazovateľ. ALS-318 je blok 9 takýchto číslic. Už nie je k dispozícii.
Musel som hľadať náhradu za neho. Bohužiaľ, v miestnom horskom obchode s rádiovým tovarom neboli sedemsegmentové ukazovatele neobvyklé, ale najmenej 4 boli rovnaké ... Keď som sa vysporiadal s určitým sklamaním, rozhodol som sa tieto ukazovatele sám vyrobiť - ponúkali sa LED, celý výklad. Ukázalo sa, že medzi nimi je celkom vhodné na zostavovanie čísel, s obdĺžnikovým pretiahnutým telom. Ale keď vyšlo prekrytie, greeny nestačili na osem čísel, musel som s vlnou ruky na estetiku zdvihnúť tie červené, ale ani to nestačilo. Po zabezpečení prísahy predajcov, že „to nebude neskôr ako v pondelok“, prinesú sklápač rovnakého typu, išli na svoje miesto, aby vykonali nanotechnológiu.
V milovanom AutoCADe bolo nakreslených niekoľko variantov „značenia“ číslic zložených z LED. Vyberte najroztomilejší.
Doska plošných spojov samotného merača frekvencie sa rozhodla opustiť autorské práva a doska plošných spojov s indikátormi, vzhľadom na inštaláciu na prednej stene zariadenia, vynesenú do toho istého AutoCADu.
Ach áno, binárny dekodérový čip má výstupný prúd iba 8 mA, musel som sa pokaziť s tranzistorovými kľúčmi.
Osem tranzistorov KT361, každý pre každú kategóriu, aby nedošlo k redistribúcii dosky s obvodmi merača frekvencie, je nainštalovaných na doske ukazovateľov na strane koľajníc. Do nich sa privádzajú kontaktné vankúšiky.
Doska na meranie frekvencie bola pripevnená k indikátorom na stojanoch vyrobených zo skrutiek M3, akési sendviče. Na obrázku vyššie je to modrý obrys.
Programátor pre radiče PIC bol zostavený a nakonfigurovaný. Zastavil som sa pri možnosti, keď sa na programovanie dodáva „vysoké“ napätie (13 V). Pripojenie k paralelnému portu počítača.
Prax preukázala svoju spoľahlivosť a dobrý výkon.
Náš radič PIC16F84 bol úspešne „zablikaný“. Dosky, samotná riadiaca jednotka a nie úplne indikátor, boli zostavené. Všetky pripojenia sú vytvorené na živom vlákne, skúste.
Ožil ako roztomilý. Pravda, spočiatku som vôbec ničomu nerozumel, ukazovatele sa nečítajú veľmi dobre, mierne povedané, ale stále tomu rozumiete. A „blikanie“ ich konštanty, trochu v rozpakoch.
Signál pochádza zo zvukovej karty počítača. Program generátora programov funguje. Na ukazovateli 178 Hz.Bohužiaľ, s blikaním sa nedá nič robiť - dynamická indikácia.
Zlá čitateľnosť, čiastočne kvôli viditeľnosti nesvietivých segmentov číslice, čiastočne kvôli vystaveniu svetelného segmentu susedných segmentov. Po prvé, je neutralizovaný klasicky - dostatočne hustým svetelným filtrom. Napríklad hárok papiera pre tlačiareň umiestnený na vrchnej časti kontroliek LED túto nepríjemnosť prakticky eliminuje.
Pri nasledujúcom behu do mesta bol chýbajúci počet LED diód zakúpený a nainštalovaný na doske ukazovateľa.
Z tej istej expozície sa rozhodlo radikálnejšie sa zbaviť.
Na začiatku boli indikačné LED diódy natierané čiernym bitúmenovým lakom. Nepáčilo sa mi to a lak sa rozžiaril. Pokiaľ je to možné, utrel ho rozpúšťadlom a vyplnil priestor medzi LED diódami čiernym tavným lepidlom. Och, to je ďalšia vec! Žiadna translucencia pre vás. Šmuhy z tvrdeného lepidla, rezané ostrým nožom pod pravítkom.
Vyčnievajúce LED diódy sú odrezané veľkým brúsnym papierom nalepeným na tyč. Toto okrem vzhľadu tiež dodalo matným povrchom konce „segmentov“, čo viedlo k oveľa rovnomernejšej žiare. Stručne povedané, stalo sa to veľmi dobre.
Bol nastavený frekvenčný merač, ktorý spočíva v dodávaní viac alebo menej presnej frekvencie na vstup zariadenia a naladení kondenzátora C3, kým sa nezískajú správne hodnoty na indikátore. Jeden orezávací kondenzátor nebol vykonaný, stále som musel zmeniť kapacitu C4, C5.
Riadiaca doska je pripevnená na veľký „indikátor“, dĺžky pripojovacích vodičov sú uvedené na mieste. Ovládacie tlačidlá režimu „Hodiny“ sú nalepené na zadnú stranu dosky ukazovateľa pomocou tavného lepidla.
Frekvenčný merač je namontovaný na prednej stene montovaného transceivera. Zvnútra von. Vonkajšie čísla sú pokryté širokou doskou tenkého vlnitého plexiskla (kus zásobníka tlačiarne), mierne zafarbené riedeným asfaltovým lakom. Pod filtrom je vrstva hrubej mosadlovej fólie so štrbinovým obdĺžnikovým oknom oproti číslam. Mimochodom, pri práci ako súčasť transceiveru boli posledné dve číslice inej farby veľmi pohodlné. Dôležité pri ladení bolo prvých päť číslic a posledné dve - stovky a desiatky hertzov, nie. A s rôznymi farbami stačil krátky pohľad na ukazovateľ pochopiť jeho náznaky.
Stabilizátor 7805 je vybavený hliníkovým chladičom.
Na nejaký čas pracoval vysielač a prijímač v „rádiovom“ režime, pričom časť vysielača nebola naladená (zatiaľ nemám volací znak), potom sa digitalizovala jeho digitálna stupnica.
Pozostávala predovšetkým z modernizácie, výmeny procesora z PIC16F84 na PIC16F628A (1, pozri obrázok) a zavedenia nového jednoduchého vstupného ovládača na dvojpásmový tranzistor s efektom poľa, plus niekoľko jednoduchých prepínaní (2, pozri obrázok) na hlavnej doske a je to jasné, “ firmvér “nového procesora.
Po všetkých vývojoch môže merač frekvencie okrem iného merať periódu a trvanie impulzov. Áno, najviac, podľa môjho vkusu, príjemné - trochu nepríjemné blikanie ukazovateľa prakticky zmizlo.
Potreba rádia zmizla a bolo rozhodnuté vytvoriť samostatný prípad pre merač frekvencie, navyše je teraz s nami tak silný.
Puzdro je vyrobené z 8 mm preglejky, predný panel je tlačený na farebnej tlačiarni, na hustý fotografický papier, na neho je položená priehľadná doska z tenkého plexiskla. Svetelný filter na indikátoroch sú dve vrstvy plastu vyrezané z tmavého jednorázového baklažánu.
Vstupný kryt je upevnený za vstupnou zásuvkou a je uzavretý v škatuľke z tieneného plechu na tienenie. S hlavnou doskou je pripojený tenkým koaxiálnym káblom. Okrem hlavného napájacieho zdroja so stabilizátorom +5 V je vo vnútri puzdra ďalší malý transformátor s usmerňovačom a stabilizátorom +12 V.Je určený na napájanie rôznych konzol do merača frekvencie - meranie rezonančných frekvencií obvodov, meranie indukčnosti, kapacitancie, teploty, napätia.
V archíve sa nachádzajú súbory s podrobnejším popisom merača frekvencie, jeho vylepšenia a programátora.
Nájdete tu tiež firmvér a dosku plošných spojov merača frekvencie.