Частотомер

Точность прибора

Основным фактором, влияющим на точность частотомера является точность используемого кварцевого резонатора. Т.е., имеем проблему добывания где-то
эталонного кварца. При производстве кварцы разделяются на группы по отклонению их частоты от заявленной. Разумеется, стоимость у резонаторов
с минимальным отклонением будет намного выше, чем у остальных. Все точные кварцы будут использованы в критичном оборудовании, менее точные — в менее
критичном оборудовании, а весь оставшийся «мусор» с максимальным отклонением частоты будет распродан где-нибудь на Алиэкспрессе по 50 рублей за ведро.

Кроме точности частоты, не меньшее значение имеет её термостабильность. Если температура в помещении в течение года может изменятсья в диапазоне
около 15°С, то и частота резонатора может значительно «уплывать».

Для достижения максимально высокой точности измерения потребуется либо точный кварц на 16 МГц, либо другой поверенный частотомер, которым
можно будет измерить реальную частоту используемого кварца и сделать на это поправку (в коде прошивки, либо вручную пересчитывать результат
измерений).

Но как быть, если нет ни первого, ни второго? Тут мне видится такое решение: вместо эталонного источника частоты можно использовать системные часы
компьютера. Если часы синхронизируются по протоколу NTP, а в версии 4 этот протокол способен обеспечить точность до 10 мс (1/100 с) при работе через
Интернет (и до 0.2 мс и лучше внутри локальных сетей). Имея такой точный источник времени, можно написать прошивку, реализующие часы для частотомера.
Если запустить такие часы на длительное время, то погрешность их хода будет накапливаться, и рано или поздно достигнет легко измеряемой величины.
Тогда не составит труда вычислить погрешность кварца по погрешности хода часов, что позволит либо попробовать отобрать кварц с частотой,
максимальной близкой к 16МГц, либо скомпилировать прошивку для измеренной частоты кварца. Подробнее об этом тут

Излишки печатных плат есть в магазине сайта.

Схема приставки контур

Автор статьи схему доработал относительно первоисточника, посему оригинал не прилагаю, плата и файл прошивки в общем архиве. Теперь возьмем неизвестный нам контур — приставка для измерения резонансной частоты контура.

Вставляем в не совсем пока удобную панельку, для проверки девайса сойдет, смотрим результат измерений:

Частотомер калибровался и тестировался на кварцевом генераторе 4 МГц, результат был зафиксирован такой: 4,00052 МГц. В корпусе частотомера решил вывести питание и на приставку +9 Вольт, для этого был сделан простой стабилизатор +5 В, +9 В, его плата на фото:

Забыл добавить, плата частотомера разведена немного к верху задом — для удобства съёма pic микроконтроллера, вращении подстроечного конденсатора, минимальной длины дорожек на LCD.

Теперь частотомер выглядит вот так:

Единственное, не стал исправлять пока ошибку в надписи мгГц, а так всё на 100% рабочее. Сборка и испытание схемы — ГУБЕРНАТОР.

   Обсудить статью КАК СДЕЛАТЬ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Простой регулятор мощности на pic16F628A

Внимание: данный регулятор был переработан, обновленная схема и прошивка по этой ссылке.

Основное назначение — регулятор температуры для паяльника

Регуляция мощности не фазовая, а широтно-импульсная: один цикл в 10 секунд, 20 ступеней регулировки. Удерживание в нажатом состоянии любой кнопки при включении включает полную мощность — режим форсированного разогрева. Через 5 минут или при нажатии на любую кнопку загружается из памяти последний запомненный уровень мощности. Нажатие двух кнопок одновременно — запомнить текущий уровень мощности.

Контроллер был подселён в корпус к паяльной станции. Теперь можно паять сразу обеими руками.

Розетка для подключения нагрузки выходит на заднюю стенку.

Пока принципиальная схема и прошивка. Более подробное описание добавлю позже. Светодиоды HL1-HL10 — индикатор уровня мощности. HL11 — индикатор включения нагрузки, светится вместе с подачей напряжения на нагрузку.

Принципиальная схема

  • DD1 — pic16F628A
  • DA2 — MOC3061
  • VS2 — MAC15N
  • C8 — 1n-10n 600V
  • R27 — 39 Ohm 0.5W
  • HL1-HL4 — зеленые
  • HL5-HL7 — желтые
  • HL8-HL10 — красные
  • HL11 — зеленый

Update 18.01.2011: чуть поправил код, новая прошивка v2.00.

Скрин с протеуса: полет нормальный!

Для надежности и в железе проверяем: тоже работает.

Прошивка

Версия 1.00 от 17.01.2010: (доступно зарегистрированным пользователям)

Версия 2.00 от 18.01.2011: (доступно зарегистрированным пользователям)

Использование прибора

Для измерения достаточно только подать сигнал на вход (аналоговый, либо цифровой, либо установить кварц) и выбрать энкодером режим.
В верхней строке экрана отображается результат измерения, в нижней — название режима.

РежимИзмеряемая величинаМетодФормат отображения
1.Frequency (16)ЧастотаПодсчёт с предделителем на 16F=99,999,999 Hz
2.FrequencyЧастотаПодсчёт без предделителемf=9,999,999 Hz
3.Time HL, fЧастотаДлительность периодаv= 9,999.999 Hz
4.Time HL, rpmИзменений в минутуДлительность периодаu= 9,999,999 rpm
5.Time HL, usДлительность периода следованияДлительность периодаt=99,999,999 us
6.Time HДлительность «высокой» части периодаДлительность периодаh=99,999,999 us
7.Time LДлительность «низкой» части периодаДлительность периодаl=99,999,999 us
8.PW ratio HДоля «высокой» части периодаДлительность периодаP=100.0%
9.PW ratio LДоля «низкой» части периодаДлительность периодаp=100,0%

В режиме тестера кварцев прибор успешно работал с разными резонаторами от 4 МГц до 27МГц.
С часовыми кварцами генератор, увы, совсем не запускается, для них придётся делать отдельную приблуду.

О приборе

Частотомер — полезный прибор в лаборатории радиолюбителя (особенно, при отсутствии осциллографа).
Кроме частотомера лично мне часто недоставало тестера кварцевых резонаторов — слишком много стало приходить брака из Китая. Не раз случалось такое,
что собираешь устройство, программируешь микроконтроллер, записываешь фьюзы, чтобы он тактировался от внешнего кварца и всё — после записи фьюзов
программатор перестаёт видеть МК. Причина — «битый» кварц, реже — «глючный» микроконтроллер (или заботливо перемаркированый китайцами с добавлением,
например, буквы “А» на конце). И таких неисправных кварцев мне попадалось до 5% из партии.
Кстати, достаточно известный китайский набор частотомера с тестером кварцев на PIC-микроконтроллере и светодиодном дисплее с Алиэкспресса мне
категорически не понравился, т.к. часто вместо частоты показывал то ли погоду в Зимбабве, то ли частоты «неинтересных» гармоник
(ну или это мне не повезло).

Прибор имеет 9 режимов измерения:

  1. Измерение частоты с предделителем на 16, время измерения — 0.25 сек, результат в Гц.
  2. Измерение частоты без предделителя, время измерения — 0.25 сек, результат в Гц.
  3. Измерение периода следования импульсов и вычисление частоты на его основе, результат в 0.01 Гц.
  4. Изменение циклов в минуту (без предделителя), вычисляемых по измеренному периоду, результат в rpm.
  5. Измерение длительности полного цикла, результат в микросекундах.
  6. Измерение длительности высокого полупериода, результат в микросекундах.
  7. Измерение длительности низкого полупериода, результат в микросекундах .
  8. Длительность высокого полупериода в процентах.
  9. Длительность низкого полупериода в процентах.

РадиоКот :: Часы — будильник на микроконтроллере PIC16F628A.

Часы — будильник на микроконтроллере PIC16F628A.

Вашему вниманию предлагаются часы на МК PIC16F628A с точностью хода 30 секунд в год.

Давайте посмотрим схему, а потом будет длинный расказ о том, что есть в этих часах и как ими пользоваться.

Ну а теперь — обещанный расказ, итак:
-Реализовано 2 режима отображения часы-минуты и минуты-секунды. Переключение кнопкой «Инкремент«.

-При нажатии кнопки «Коррекция» часы переходят в режим коррекции секунд (секунды обнуляются кнопкой «Инкремент«). Следующее нажатие кнопки «Коррекция» переводит часы в режим коррекции минут (минуты увеличиваются кнопкой «Инкремент«). Ещё одно нажатие кнопки «Коррекция» — переход к коррекции часов (часы увеличиваются кнопкой «Инкремент«). Следующее нажатие кнопки «Коррекция» — возврат в режим отображения часов-минут.

-При нажатии кнопки «Будильник» часы переходят в режим отображения уставки будильника. В этом режиме кнопкой «Инкремент» включаем будильник. Включение подтверждается коротким звуковым сигналом и включается мигающая точка. Корректируется уставка будильника после нажатия кнопки «Коррекция«. После первого нажатия — минуты, после второго — часы (увеличиваются кнопкой «Инкремент«). После третьего нажатия — переход в обычный режим.

-В часах реализована функция коррекции посредством подстройки константы (режим подстройки включается при удержании кнопки «

ИнкрементБудильник

-Возврат в обычный режим осуществляется из режимов коррекции через 3 минуты после последнего нажатия любой из кнопок.

-При срабатывании будильника подаётся звуковой сигнал, который отключается нажатием любой из кнопок или автоматически через примерно 4 минуты (за 4 минуты вполне можно проснуться (Ох не факт, не факт… Прим. Кота.))

-При установке батареек соответственно схеме, часы продолжают идти при отключении от сети. Использованы 3 батарейки А3 для наручных часов.

Прошивку берем тут.
Исходники тут.
Печатная плата для индикатора 5620 тут.(от maverick5334)
Печатная плата для индикатора АЛС324 тут.(от maverick5334)

Все вопросы в Форум.

Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Встраиваемый частотомер до 65 МГц PLJ-6LED с 6 — разрядным цифровым дисплеем

Для измерения частот сигналов любой формы, в диапазоне от 100 кГц до 65 МГц, востребованном в радиолюбительской и ремонтной практике, удобно использовать простой, светодиодный, малогабаритный и точный цифровой частотомер на микроконтроллере PIC16F648A. Частоты, выходящие за пределы диапазона, используются редко: ниже 100 кГц — практически, звуковые, а выше 65 МГц — FM приемники и GSM. Благодаря коротким стойкам с резьбой прибор удобно встраивается в передние панели приборов.

Особенности измерений

Схема измерений такова, что многофункциональный частотомер из Китая может предлагать, что именно отображать на шкале: вычитаемое или прибавляемое значение частоты, сравнённое с введённым вручную. Частота, устанавливаемая для сравнения, в специальном режиме меню, может лежать в пределах от 0 до 99,9999 МГц. Точность установки — шаги через 100 Гц, а погрешность измерений — 10 Гц. Разумеется, что при установленной вручную частоте, равной нулю, прибор будет измерять «frequency» на входе без оглядки на какие-либо ориентиры частот.

Несколько слов о точности измерений

Частотомер на пике PIC16F648A и LED индикатором (в лексиконе радиолюбителей пик — PIC— контроллер) имеет кварцевый, температурно-компенсированный генератор частоты, управляемый напряжением, амплитудное значение которого мало и равно 2,5 мВ. Так как измеряемая частота сравнивается с частотой кварцевого генератора, которая, в некоторой степени, зависит от температуры, то для уменьшения погрешности используется схемотехническое решение VC-TCXO, корректирующее уход частоты кварца при изменении внешних условий.

Вариативность напряжений питания

Инструкция предлагает один диапазон питания: от 6 до 15 В. Подключение — интерфейс на плате. Если вам удобнее использовать напряжение 5 В от USB выхода устройства, то частотомер допускает это, в случае проведения определенной аппаратной настройки. У прибора имеется 6-pin программный вход (ICSP).

PIC16F628A — Страница 3 — Меандр — занимательная электроника

Однажды я  купил недорогой напольный вентилятор, у которого было два больших минуса: 1. Нет удаленного управления. 2. Нет таймера на отключение (а я не хочу, чтобы он гудел всю ночь). Итак, что есть под рукой: 1. Микроконтроллер pic16f628a в soic корпусе; 2. Два реле 5В на несколько ампер; 3. Вентилятор; Неплохо, вроде бы есть где …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение:

Большинство из нас проводят много времени в руках с паяльником. Не секрет, что хорошая пайка компонентов является залогом успешной работы электронного устройства. Качество пайки определяется по характерному блеску. Сероватая и неровная пайка является потенциальной причиной плохой работы схемы. Другая важная задача заключается в том, чтобы произвести пайку не перегревая компонентов. Хорошее качество пайки обеспечивают цифровые …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/10413

Вашему вниманию хочу представить таймер на 24 часа. Выполнен таймер на ЖКИ WH-0802 и на МК PIC16F628A. Таймер очень прост в повторении при правильной сборке, не каких настроек не надо. При подаче питании на ЖКИ появится: Кнопкой S1 заходим в меню и выбираем часы, минуты или секунды. Затем кнопками S2 и S3 выставляем нужное время, …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/7222

Эта поделка является «побочным продуктом» после разборок с файловой системой FAT16. Все делалось «для себя» и предоставляется «как есть». Основная задача была сделать замену входному звонку на УМС8, поэтому применено батарейное питание. Все разрабатывалось на отладочной плате с более серьезным МК и было успешно перенесено на платформу 16F628A, поэтому схема отдельно не рисовалась, за отсутствием …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение:

Наверное у каждого есть маленькие родственники – дети. Ребёнок рано или поздно начинает осваивать счёт. Обучение наиболее эффективно проводить в форме игры. Для этих целей существуют различные настольные игры, в которых количество ходов определяется с помощью игральных кубиков (костей). Моя маленькая племянница проявляет большой интерес к электронным игрушкам, особенно к тем, у которых есть кнопки …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/3422

Схема

Исходная схема прибора была доработана следующим образом (схема кликабельна):

  1. Добавлен альтернативный входной формирователь (блок Analog-1), схема найдена на просторах интернета (к сожалению, не смог определить первоисточник).
    Имеет вход для проверки кварцевых резонаторов (работает с кварцами от 1МГц до 40МГц). Исходный входной формирователь тоже сохранён (блок Analog-2) и
    разведён на печатной плате, но распаять можно только один из этих формирователей.
  2. Переменный резистор выбора режимов заменён на более долговечный энкодер
  3. Питается прибор от USB. На вход добавлены LC-фильтр помех и предохранитель
  4. RS232 и преобразователь MAX232 из схемы убраны, вместо них добавлен разъём для подключения преобразователя USB-UART для связи с ПК (если
    захочется управлять прибором с ПК)
  5. Вольтметр 0..5В из исходной схемы также убран, т.к., учитывая обилие дешёвых китайских мультиметров, смысла в нём не видится никакого.

Аналоговый входной сигнал поступает на усилитель, а затем на формирователь на основе триггер Шмитта 74HCT132. Далее, этот сигнал подаётся на вход
микроконтроллера непосредственно, либо через делитель на 16, выполненный на 74HCT93. Делитель этот управляется сигналом от пина PC5: высокий уровень на
пине отключает предделитель, низкий уровень, соответственно, включает деление на 16.

Микроконтроллер подключён по типовой схеме и тактируется от кварцевого резонатора 16 МГц. Кстати, о кварце — его качество (точность, термостабильность)
целиком определяет точность прибора. Т.е., возникает проблема добычи эталонного кварца (ну или точное измерение его частоты с последующим введением
поправки в вычислении). Но об этом чуть позже..

Я не стал разводить на плате разъём ISP-программатора, т.к. микросхема всё равно стоит на панели, а для обновления прошивки можно использовать
загрузчик. Неиспользуемые выводы микроконтроллера разведены так, что в будущем к ним можно было что-нибудь подключить. Например, джампер для
активации того же bootloader-а. Или термодатчик, чтобы в будущем учитывать температурное изменение частоты кварцевого резонатора. Или ещё что-нибудь.
Все выводы от miniUSB-разъёма также разведены на плате. Это сделано для того, чтобы можно было легко установить USB-UART-преобразователь внутри
прибора (если он будет нужен).

Печатная плата

Двухсторонняя печатная плата имеет размеры 109 × 23 мм. В бесплатной версии среды проектирования печатных плат Eagle в библиотеке компонентов отсутствуют семисегментные светодиодные индикаторы, поэтому они были нарисованы автором вручную. Как видно на фотографиях (Рисунки 5, 6, 7) авторского варианта печатной платы, дополнительно необходимо выполнить несколько соединений монтажным проводом. Одно соединение на лицевой стороне платы – питание на вывод Vcc микроконтроллера (через отверстие в плате). Еще два соединения на нижней стороне платы, которые используются для подключения выводов сегмента десятичной точки индикаторов в 4 и 7 разряде через резисторы 330 Ом на «землю». Для внутрисхемного программирования микроконтроллера автор использовал 6-выводный разъем (на схеме это разъем изображен в виде составного JP3 и JP4), расположенный в верхней части печатной платы. Этот разъем не обязательно припаивать к плате, микроконтроллер можно запрограммировать любым доступным способом.

Рисунок 5.Расположение светодиодных индикаторов и транзисторных ключей на плате. Видна перемычка монтажным проводом для подачи питания на микроконтроллер
Рисунок 6.Микроконтроллер Attiny2313, разъем внутрисхемного программирования и перемычки для подключения выводов сегмента десятичной точки индикатора
Рисунок 7.Вид нижней стороны печатной платы

Разрешение и точность измерений

Точность измерений зависит от источника тактовой частоты для микроконтроллера. Сам по себе программный код может вносить погрешность (добавление одного импульса) на высоких частотах, но это практически не влияет на результат измерений. Кварцевый резонатор, который используется в приборе, должен быть хорошего качества и иметь минимальную погрешность. Наилучшим выбором будет резонатор, частота которого делится на 1024, например 16 МГц или 22.1184 МГц. Чтобы получить диапазон измерения до 10 МГц необходимо использовать кварцевый резонатор на частоту 21 МГц и выше (для 16 МГц, как на схеме, диапазон измерений становится немного ниже 8 МГц). Кварцевый резонатор на частоту 22.1184 МГц идеально подходит для нашего прибора, однако приобретение именно такого с минимальной погрешностью для многих радиолюбителей будет сложной задачей. В таком случае можно использовать кварцевый резонатор на другую частоту (например, 25 МГц), но необходимо выполнить процедуру  калибровки задающего генератора с помощью осциллографа с поддержкой аппаратных измерений и подстроечного конденсатора в цепи кварцевого резонатора (Рисунок 3, 4).

Рисунок 3.Установленный на плате подстроечный конденсатор для калибровки частоты кварцевого резонатора 25 МГц
Рисунок 4.Калибровка и сравнение результатов измерения частоты осциллографом и частотомером на AVR микроконтроллере

В секции загрузок доступны для скачивания несколько вариантов прошивок для различных кварцевых резонаторов, но пользователи могут скомпилировать прошивку под имеющийся кварцевый резонатор самостоятельно (см. комментарии в исходном коде).

Оцените статью:
Оставить комментарий
Adblock
detector