Pengukur Frekuensi Dua Chip Dengan Pembacaan Biner: 16 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

menggunakan dua belas dioda pemancar cahaya. Prototipe memiliki CD4040 sebagai counter dan CD4060 sebagai generator timebase. Gating sinyal adalah dengan resistor - gerbang dioda. IC CMOS yang digunakan di sini memungkinkan instrumen diberi daya oleh tegangan apa pun dalam kisaran 5 hingga 15 volt, tetapi frekuensi maksimum dibatasi sekitar 4 MHz.

4040 adalah penghitung biner dua belas tahap dalam paket 16 pin. 4060 adalah penghitung biner dan osilator empat belas tahap, dalam paket 16 pin yang sama. Versi 74HC atau 74HCT dari chip ini dapat digunakan untuk rentang frekuensi yang lebih tinggi, tetapi rentang tegangan suplai kemudian dibatasi hingga maksimum 5,5 volt atau lebih. Untuk menggunakan ini untuk menampilkan frekuensi pemancar HAM yang khas, semacam prescaler dan preamplifier akan diperlukan. Mudah-mudahan ini akan menjadi subjek instruksi berikutnya.

Langkah 1: Dua Belas LED Array

Saya memulai proyek ini untuk memiliki penghitung frekuensi sederhana yang akan bekerja dengan kerumitan minimum, menggunakan jumlah komponen paling sedikit dan pemrograman NO. Saya memilih desain "penghitung frekuensi dua chip" ini karena kesederhanaannya menarik.

Langkah pertama adalah menghubungkan penghitung dan membuatnya berfungsi. Saya mengumpulkan sejumlah led 3mm merah dari kotak sampah saya dan berbagai papan dan menyoldernya sesuai garis pada sepotong papan sirkuit - hasilnya ditampilkan di sini di sebelah chip penghitung. IC khusus ini diekstraksi dari proyek setengah jadi lainnya, dengan harapan kuat bahwa setidaknya proyek ini akan selesai. 74HC4040 akan menjadi pilihan yang lebih baik jika Anda berencana membangun ini. Itu dapat menghitung ke frekuensi yang lebih tinggi.

Langkah 2: Memulai Sarang Tikus

Diputuskan untuk membuatnya sekecil mungkin, sehingga tidak ada papan sirkuit. Kabel 4040 dipotong, dan kapasitor multilayer keramik 100n terhubung di kabel catu dayanya. Ini untuk memungkinkannya bertahan ESD lebih baik.

Kabel (dari kabel CAT-5) kemudian disolder ke stub dari lead. Setelah satu sisi diperlakukan begitu, saatnya untuk menguji apakah chip itu masih hidup.

Langkah 3: Menguji 4040

LED dan chip diperkenalkan satu sama lain, dan pemeriksaan cepat, menerapkan daya ke chip dan membumikan LED yang sama, memberi saya LED berkedip ketika input jam chip disentuh dengan jari - itu menghitung 50 Hz listrik dengung.

Satu LED terlalu terang - membuat yang lain tampak terlalu redup jika dibandingkan. Itu ditarik keluar dengan kejam, lalu dengan lembut disisihkan untuk kemungkinan penggunaan solo. LED adalah perangkat yang rapuh dan mudah gagal jika terlalu panas saat kabel ditekan. Saya harus mengganti sekitar tiga di array saya. Jika Anda membelinya, pastikan untuk mendapatkan beberapa tambahan. Jika Anda mencarinya, pastikan untuk mendapatkan lebih banyak karena Anda membutuhkannya dalam kecerahan yang agak mirip.

Langkah 4: Penghitung - Selesai

Gambar menunjukkan penghitung dan tampilan yang sudah selesai. Ada dua belas LED, chip penghitung, kapasitor bypass suplai, dan dua resistor. Resistor 1K mengatur kecerahan layar. Resistor 4,7 K menghubungkan input reset ke ground. Pin yang tidak terhubung di sebelahnya adalah input jam.

Langkah 5: Kabinet untuk Konter

Kelongsong logam dari sel D dibuka dan dibentuk di sekitar rakitan ini. Film plastik digunakan untuk mencegah korsleting.

Film ini menunjukkan pengujian saya terhadap penghitung. Ini menghitung sinyal 50 Hz yang diberikan oleh jari saya.

Langkah 6: Basis Waktu - Bagian

Penghitung frekuensi bekerja dengan menghitung pulsa sinyal untuk waktu yang diketahui, dan menampilkan hitungan ini. Sebuah counter membentuk setengah dari frekuensi counter. Sirkuit untuk memberikan interval yang diketahui secara akurat - basis waktu - adalah bagian lainnya.

Fungsi ini dilakukan oleh CD4040, osilator dan pembagi biner 14 tahap dalam paket 18 pin. Agar pas, tidak semua keluaran pembagi dikeluarkan. Saya memutuskan frekuensi osilator 4 MHz - itu yang paling cocok yang saya miliki di kotak sampah saya. Pilihan kristal ini berarti bahwa pembacaan frekuensi akan dalam kelipatan megahertz.

Langkah 7: Osilator Kristal

Osilator kristal 4 MHz untuk basis waktu mulai terbentuk. Sebuah resistor chip 10 Meg duduk di dua pin osilator, dan dua kapasitor 10 pf dipasang pada secarik papan sirkuit bersama dengan kristal.

Langkah 8: Osilator - Pembagi

Ini adalah basis waktu yang telah selesai. Kabel merah menghubungkan output paling signifikan (Q13) ke input reset. Hal ini menyebabkan pulsa reset pendek muncul pada pin ini setiap 8192 getaran kristal. Output berikutnya (Q12) akan memiliki gelombang persegi di atasnya, dan ini digunakan untuk mengaktifkan penghitung saat rendah, dan untuk menampilkan hitungan itu saat tinggi.

Saya belum memiliki diagram sirkuit. Ini adalah gambaran kasar tentang bagaimana penghitung frekuensi harus beroperasi, dan pengaturan gerbang dan tampilan berada dalam keadaan fluks saat saya berusaha menemukan solusi komponen minimum.

Langkah 9: Menguji Timebase

Sekarang, mengujinya adalah proses yang sangat terlibat. Aku harus membawanya bekerja. Kemudian berjanjilah bahwa pria itu bekerja (itulah yang dia klaim lakukan) dengan osiloskop, surga, bumi, dan bir untuk kesempatan menggunakannya. Namun, yang ketiga itu cukup aman karena dia jarang keluar dari sana seperti yang kita lakukan.

Kemudian cepatlah, gigit saat dia keluar untuk makan siang dan uji sirkuit, dan gigit cepat sebelum dia kembali. Kalau tidak, saya mungkin harus membantunya keluar dari lubang apa pun yang dia alami dan mungkin melewatkan makan siang. Jauh lebih mudah menggunakan radio. Radio saku murah, gelombang sedang, yang populer sebelum gadget mp3 bermodel baru muncul. Timebase kecil ini akan membuat hash di seluruh dial saat bekerja. Menggunakannya dan beberapa sel, saya dapat memastikan bahwa basis waktu bekerja dengan tiga sel, dan itu tidak bekerja pada dua sel, sehingga menetapkan bahwa setidaknya 4,5 volt diperlukan untuk menjalankan penghitung frekuensi saya.

Langkah 10: Ruang untuk Timebase

Ini menunjukkan ruang di dalam penghitung yang disediakan untuk rangkaian basis waktu.

Langkah 11: Integrasi

Ini menunjukkan dua sirkuit terintegrasi dalam posisinya. Logika "lem" yang diperlukan di antara mereka untuk membuatnya bekerja sebagai penghitung frekuensi akan direalisasikan oleh dioda dan resistor.

Kapasitor decoupling lain ditambahkan di seluruh chip timebase. Anda tidak dapat memiliki terlalu banyak decoupling. Saya bermaksud ini untuk digunakan di dekat penerima yang sensitif, jadi kebisingan apa pun harus ditekan dekat dengan sumbernya dan dicegah agar tidak keluar. Oleh karena itu kabinet lembaran timah daur ulang.

Langkah 12: Integrasi Fase Dua

Saya berubah pikiran lagi, dan susunan di gambar ini sedikit berbeda. Ini lebih kompak, dan lebih disukai.

Langkah 13: Diagram Sirkuit

Sekarang, ketika konstruksi hampir selesai, berikut adalah diagram sirkuitnya. Ketika saya akhirnya memutuskan bagaimana hal itu akan dilakukan, dan meletakkannya di atas kertas, fitur mulai merayap masuk Saya bisa membuatnya bekerja sebagai counter juga, dengan saklar dan dua komponen tambahan. Jadi sekarang adalah Counter/Frequency counter.

Sebuah pulsa pendek pada Q13 me-reset kedua counter. Kemudian Q12 akan rendah untuk jangka waktu tertentu (2048 xtal siklus) dan selama waktu itu sinyal masuk jam 4040. Transistor mati, sehingga led tidak menyala. Kemudian Q12 menjadi tinggi dan sinyal kemudian tidak masuk ke input 4040. Transistor menyala dan hitungan pada 4040 ditampilkan pada LED untuk dilihat seluruh dunia. Sekali lagi setelah 2048 jam Q12 menjadi rendah, Q13 menjadi tinggi dan akan tetap di sana, kecuali bahwa itu terhubung ke input reset dari kedua penghitung, sehingga kedua penghitungan dihapus yang menghapus status Q13 dan siklus dimulai lagi. Jika diatur sebagai penghitung, 4060 ditahan secara permanen di reset dan transistor dihidupkan penuh waktu. Semua input dihitung dan segera ditampilkan. Hitungan maksimum adalah 4095 dan kemudian penghitung dimulai dari nol lagi. Dioda zener itu sengaja dibuat dengan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan suplai normal. Itu tidak coduct selama penggunaan normal. Namun, jika tegangan yang lebih besar dari normal diterapkan, itu akan membatasi tegangan ke dua chip ke nilai yang dapat mereka tangani. Dan tegangan yang sangat tinggi akan menyebabkan resistor 470 ohm terbakar, masih melindungi elektronik - yah, kebanyakan dari mereka. Setidaknya, itulah yang saya harap akan terjadi, jika benda ini terhubung langsung ke listrik.

Langkah 14: Frekuensi / Hitungan Beralih

Sebuah sakelar kecil dipasang untuk memilih di antara dua mode, penghitungan biasa dari pulsa yang masuk versus menghitungnya untuk suatu periode dan menentukan frekuensi, dan berbagai pembersihan lainnya dilakukan.

Beberapa kabel telah ditutup dengan plastik untuk membuatnya tahan pendek (saya harap). Menyolder pelat timah lain dari sel D lain di bagian atas akan membuat kotak itu lengkap dan melindungi bagian dalamnya dari potongan kawat dan gumpalan solder, yang keduanya berlimpah di meja kerja saya.

Langkah 15: Tampilan Belakang

Tombol untuk memilih antara mode Frekuensi dan hitungan dapat dilihat pada tampilan Kembali ini.

Langkah 16: Instrumen Selesai

Ini adalah tampilan instrumen yang telah selesai. LED menunjukkan frekuensi tertimbang sebagai berikut:

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 Anda harus menjumlahkan bobot led yang menyala untuk membaca frekuensi. Beberapa data tentang konsumsi arus: pada tegangan suplai yang diterapkan enam volt (empat sel AA) arus yang ditarik adalah 1 mA dalam mode Penghitung, dan 1,25 mA dalam mode Frekuensi, tanpa apa pun yang ditampilkan. Saat menampilkan hitungan (beberapa LED menyala) konsumsi melonjak menjadi sekitar 5,5 mA dalam mode penghitung, dan 3,5 mA dalam mode frekuensi. Penghitung berhenti menghitung jika frekuensi dinaikkan hingga di atas sekitar 4 MHz. Ini sedikit tergantung pada amplitudo sinyal yang diterapkan. Ini membutuhkan input penuh yang kompatibel dengan CMOS agar dapat dihitung dengan andal. Oleh karena itu, semacam pengkondisian sinyal hampir selalu diperlukan. Preamp dan prescaler pada input akan memperpanjang rentang frekuensi dan meningkatkan sensitivitas. Lebih lanjut tentang topik ini dapat ditemukan untuk mencari kata-kata "penghitung frekuensi dua chip" tanpa tanda kutip.