מד תדר - משקל דיגיטלי על PIC16CE625. תרשים, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מד תדר - משקל דיגיטלי על PIC16CE625. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה

המכשיר המוצע ממשיך מספר פיתוחים חובבניים בנושאי מיקרו-מעבדים ויכול לשמש כמד תדרים במעבדה ביתית או כקנה מידה דיגיטלי לציוד תקשורת ורדיו מכל הסוגים. למרות העיצוב הפשוט, המכשיר שונה מעיצובים שפורסמו בעבר ביכולת למדוד תדרים עד לטווח המיקרוגל, ברזולוציה גבוהה וביכולת להזין ערכים של מספר תדרי ביניים לזיכרון הבקר.

המכשיר מאפשר למדוד את תדר האות בטווח של 0,1 הרץ עד 40 מגה-הרץ. רמת אות הכניסה יכולה להיות בטווח של 100...200 mV. הרזולוציה של המכשיר היא 100,1, 0,1 הרץ עם זמן מדידה של 0,1, 1, 10 שניות, בהתאמה. מספר ספרות המחוון הוא 8. מתח אספקת המכשיר הוא 7,5 ... 14 V, וצריכת הזרם תלויה במספר מקטעי ההפעלה, אך אינה עולה על 130 mA.

באמצעות מחלק מיקרוגל חיצוני עם מקדם חלוקה שנע בין 1 ל-255, ניתן למדוד תדרים מעל 40 מגה-הרץ.

עקרון הפעולה של מד התדרים הוא קלאסי: מדידת מספר הפולסים של אות הכניסה על פני מרווח זמן מסוים. מגבלת 10 שניות נועדה לאפשר מדידות מדויקות בתדר נמוך. במצב קנה מידה דיגיטלי, זמן המדידה של המכשיר הוא 0,1 או 1 שניות.

ניתן לאחסן עד 15 ערכי תדר ביניים בטווח שבין 0 ל-99 הרץ בזיכרון הלא נדיף של הסולם הדיגיטלי. במקרה זה, קריאות המחוון ייקבעו על ידי הנוסחה

כאשר סנפיר - תדר כניסה; Kd - מקדם חלוקה של המחלק החיצוני; Ff - תדר ביניים. החיסור מתבצע בערך מוחלט, כלומר, ערך קטן יותר מופחת מערך גדול יותר.

ניתן להגדיר ולשנות את ערכי תדרי הביניים, מקדם החלוקה של המחלק החיצוני בשימוש, כמו גם קבועי כיול ללא שימוש במכשירים נוספים. כל הנתונים האלה מאוחסנים בזיכרון הלא נדיף של בקר ה-PIC.

כמו כן ניתנת אפשרות לכיול תדר תוכנה המאפשר שימוש במהוד קוורץ ייחוס במכשיר בטווח התדרים של 3,9...4,1 מגה-הרץ.

התרשים הסכמטי של המכשיר מוצג באיור 1.

(לחץ להגדלה)

האות של התדר הנמדד מסופק לדרייבר הקלט, שנעשה על טרנזיסטור VT1 ואלמנט מיקרו-מעגל DD1. דיודות VD1 ו-VD2 מגבילות את משרעת אות הכניסה ל-0,7 V. עבור אות כניסה סינוסואיד, הגבול התחתון של התדרים הנמדדים נקבע על ידי הקיבול של הקבלים C4 ו-C5, ועם הערכים המצוינים ב- תרשים, זה שווה ל-10 הרץ. מהפלט של שבב ה-DDI, הפולסים שנוצרו נשלחים לבקר PIC DD2. יכולת העומס הגבוהה מספיק של היציאות שלו אפשרה לחבר את הקתודות של מחוון HG1 ישירות אליו. אנודות המחוון מחוברות באמצעות עוקבי פולט מרוכבים בטרנזיסטורים VT2-VT17 ליציאות של מונה ה-DD3, אשר סורק את הפריקות. מעגל זה מאפשר להפעיל את המחוון במתח לא מיוצב, מה שמקל באופן משמעותי על המשטר התרמי של המיקרו-מעגל DA1 ומבטל למעשה את השפעת עליות הזרם בעת החלפת סיביות המחוון על פעולת מנהל התקן הקלט.

עכבת הכניסה של הנהג נמוכה, לכן, כדי להרחיב את היכולות של המכשיר ולמנוע את השפעת קיבול הכבלים, מחובר אליו בדיקה חיצונית. התרשים שלו מוצג באיור. 2.

מד תדר - משקל דיגיטלי על PIC16CE625

התנגדות הכניסה של הגשושית היא כ-500 קילו אוהם, התנגדות היציאה היא 50...100 אוהם. הרווח הוא בערך 2, והגבול העליון של רוחב הפס הוא 100...150 מגה-הרץ. דיודות VD1, VD2 מגנות על טרנזיסטור אפקט השדה מפני כשל כאשר מתח גבוה מופעל על הקלט.

המכשיר נשלט באמצעות שלושה כפתורים הממוקמים בפאנל הקדמי וחמישה מתגים. באמצעות הלחצנים SB1, SB2, SB3, בחר את זמן המדידה של 0,1, 1 או 10 שניות, בהתאמה. ערך התדר החדש יופיע על המחוון במרווח שנבחר לאחר שחרור הכפתור. אם תלחץ והחזק את אחד מהלחצנים הללו, ערך התדר הנוכחי יקבע במחוון.

כאשר משתמשים במחלק חיצוני, המחיר של הספרה הפחות משמעותית של מד התדר משתנה. אם מקדם החלוקה שלו הוא בטווח שבין 3 ל-20, עלות הפריקה מופחתת פי 10, אם Kd מעל 20, אז פי 100 בכל זמן מדידה. אם Kd = 2, מחיר ההפרשה לא משתנה.

המצב הסגור של מתג SA1 מתאים לפעולה של המכשיר עם מחלק מיקרוגל חיצוני, והמצב הפתוח מתאים לפעולה בלעדיו. מתגים SA2-SA5 משמשים לבחירת אחד מ-15 ערכי IF מתוכנתים מראש. מספר הכונן המתאים מחויג בקוד בינארי (1-2-4-8). אם המתגים SA2-SA5 פתוחים, IF = 0 (מצב מד תדרים). ניתן לחבר את היציאות של מתג SA1 למגעים החופשיים של המחבר שאליו מחובר מחלק המיקרוגל. יש להתקין מגשר על החלק המשויך של המחבר בין המגעים הללו. כך חיבור המפריד יזוהה אוטומטית. אם יש צורך לשנות את מספר ה-IF מרחוק, למשל, בעת החלפת טווחי מקלטים, ניתן להשתמש בממסרים אלקטרומגנטיים כ-SA2-SA5.

מד התדר מורכב על מעגל מודפס בגודל 107X46 מ"מ מפיברגלס נייר כסף חד צדדי. החיווט וסידור החלקים על הלוח מוצגים באיור. 3.

(לחץ להגדלה)

כל הנגדים הקבועים הם MLT 0,125, גוזם - SPZ-19a. קבלים קבועים - KM, טרימר - KT4-21, קבלים תחמוצת - K50-35.

טרנזיסטור VT1 הוא כל n-p-n עם תדר חיתוך של לפחות 600 מגה-הרץ. טרנזיסטורים VT10 - VT17 עם זרם מותר של לפחות 300 mA. מחוון HG1 הוא נורית LED בעלת שמונה ספרות, עם נקודות עשרוניות מימין למספרים. העיצוב שלו יכול להיות שרירותי, למשל, מורכב מחוונים חד ספרתיים עם אנודה משותפת. ניתן להחליף את שבב DD1 KR1554TL2 בשבב KR1554TLZ, אך הדבר ידרוש התאמות לעיצוב המעגל המודפס. יש לחבר פינים שאינם בשימוש של רכיבי המיקרו-מעגלים ל-+5 V השימוש באנלוגים של TTL במעגל זה מפחית את הגבול העליון של תדרי ההפעלה של המכשיר ל-10-60 מגה-הרץ.

טרנזיסטור VT1 של הגשושית המרוחקת - אפקט שדה עם שער מבודד, ערוץ מסוג n ומתח מקור השער 0...2 V בזרם ניקוז של 5 mA - KP305A, B, V; KP313A, B; VT2 - עם תדר חיתוך של לפחות 600 מגה-הרץ. הנגד R1 מותקן ישירות בחלק הפין של מחבר XP1.

ציור של המעגל המודפס של הגשושית ומיקום החלקים מוצגים באיור. 4.

מד תדר - משקל דיגיטלי על PIC16CE625

הבדיקה מותקנת במארז מתכת. כמו כן, רצוי להגן על מד התדרים, במיוחד אם המכשיר ישמש כקנה מידה דיגיטלי.

ספק הכוח יכול להיות כל אחד לא מיוצב עם מתח מוצא של 7,5...14 V וזרם עומס של עד 150 mA.

בעת הגדרת מד תדרים, התאמת הנגד R2 משיגה רגישות מקסימלית של המכשיר בתדרים גבוהים. המתח בקולט של הטרנזיסטור VT1 צריך להיות כ-2,5 V. הקמת בדיקה מרחוק כרוכה בהגדרת הזרם של כל טרנזיסטור לכ-5 mA. הם נחשפים על ידי איסוף R3. המתח בקולט VT2 צריך להיות 4 V.

לאחר מכן השתמש בלחצני SB1-SB3 כדי להגדיר את הערכים הנדרשים של פרמטרי מד התדר במצב השירות. כדי להיכנס למצב זה, לחץ על שלושה לחצנים בו-זמנית. במקרה זה, המחוון יציג את ערך זמן המדידה, אשר ייבחר כברירת מחדל כאשר המכשיר יופעל. על ידי לחיצה על כפתור SB1 או SB2, אתה יכול לבחור אחד משלושה ערכים - 0,1 שניות, 1 שניות או 10 שניות. לאחר מכן, לחץ על כפתור SB3. במקרה זה, הערך הנבחר מוזן לזיכרון לא נדיף, וערך מקדם החלוקה של מחלק המיקרוגל שישמש את המכשיר מופיע על המחוון. ניתן לשנות את ערכו על ידי לחיצה על SB1 או SB2, ולאחר מכן לאשר את הבחירה על ידי לחיצה על SB3. אם אחד או יותר מהמתגים SA2-SA5 סגורים, המספר של המהפך המופעל והסימן שלו (סטייל + או -) מופיעים על המחוון. השלט נבחר על ידי לחיצה על כפתור SB1 או SB2, לחיצה על SB3 מאשרת את הבחירה, וערך ה-IF מופיע על המחוון, אותו ניתן לשנות על ידי לחיצה נוספת על SB1 או SB2. קצב השינוי יגדל בהתאם לזמן הלחיצה על הכפתור, כלומר ככל שתחזיק את הכפתור ממושך יותר, כך הקריאות ישתנו מהר יותר. המחיר של הספרה הפחות משמעותית הוא 1 הרץ. אישור הבחירה דומה למצבים הקודמים - לחיצה על SB3. לאחר מכן, "SETUP" מופיע על המחוון. אם לא תלחץ על אף אחד מהלחצנים, לאחר כ-3 שניות המכשיר יעבור למצב מדידה עם הפרמטרים החדשים שנבחרו.

כדי להיכנס ל-"SETUP" הקש SB3. במצב זה, כיול תוכנה של המכשיר מתבצע עבור המהוד הספציפי שבו נעשה שימוש. זה עשוי להיות נחוץ, מכיוון שבמעגל זה הוא נרגש בתדר התהודה המקבילה, והמהודים מציינים בדרך כלל את התדר הטורי, שיכול להיות שונה בכמה קילו-הרץ. הכיול מתבצע על ידי בחירת תשעה קבועים הקובעים את אורך מרווחי המדידה. הקבועים C1, C2 ו-C3 מגדירים את המרווח של 0,1 שניות; C4, C5 ו-C6 - 1 שניות, ו-C7, C8 ו-C9 - 10 שניות.

C1, C4, C7 מיועדים לכיול מרווח מדויק; C2, C5 ו-C8 - לאמצע; C3, C6 ו-C9 - עבור גס.

C1, C4 ו-C7 יכולים להשתנות מ-0 ל-17. הגדלה או הקטנה שלהם באחד מגדילה או מקטינה את המרווח המתאים ב-1 מיקרומטר (במחזור מכונה אחד). C2, C5 ו-C8 לוקחים ערכים מ-0 עד 255. שינוים באחד משנה את המרווח ב-18 µs. C3, C6 ו-C9 יכולים להיות גם מ-0 עד 255 ולבצע שינוי גס עוד יותר במרווח. הערכים של כל הקבועים מוזנים ברצף, בדומה למצבים הקודמים. לאחר הכניסה ל-C9, המכשיר עובר למצב מדידה.

אם תדר התנודה של מהוד הקוורץ הוא בדיוק 4 מגה-הרץ, הקבועים צריכים לקבל את הערכים הבאים:

С1=9, С2=99, C3=2, С4=13, С5=17, С6=199, С7=17, С8=215, С9=117.

בגרסת המחבר, תדר הקוורץ הוא 4 הרץ והקבועים מעט שונים:

С1=1, С2=101, C3=2, С4=5, С5=33, С6=199, С7=5, С8=117, С9=118.

כדי לכייל את המכשיר, עליך להיות בעל מד תדר ייחוס וגנרטור. ראשית, עליך להשתמש במכשיר סטנדרטי כדי למדוד את תדירות הייצור של מהוד הקוורץ במכשיר. במקרה זה, הרוטור של הקבל C7 צריך להיות במצב האמצעי. מד התדר מחובר לנקודה X1. הערך הנמדד מעוגל לכפולה הקרובה ביותר של 40 הרץ, לדוגמה, 4, 000, 000 וכו'. לאחר מכן, הגשש המרוחק של המכשיר מחובר לנקודה X4 והקריאות נרשמות בכל שלושת הגבולות. אם הקריאות שונות מהערך הנמדד, היכנס למצב השירות, ואז הזן "SETUP" ושנה את ערכי הקבועים. במקרה זה, עליך להקפיד על הכלל - שינוי משך המרווח 000 שניות ב-040 מיקרון, יש לשנות את משך המרווח 4 שניות ב-000 מיקרומטר, ו-080 שניות ב-1 מיקרון. אחרת, קריאות המכשיר במגבלות שונות עשויות שלא להתאים זו לזו. לאחר מספר ניסויים וטעויות, מתבררת השפעת הקבועים על הקריאות. בדרך זו מתקבלות קריאות של תדר הדור האמיתי. כפי שהוזכר לעיל, זה חייב להיות כפולה של 0,1 הרץ. בגרסת המחבר, קריאות המכשיר עם מרווח מדידה של 1 שניות הן 1; עם מרווח של 10 s - 10; ובמרווח של 100 שניות - 40.

לאחר הכיול, עליך לחבר מכשיר זה ומד תדר ייחוס למחולל אותות בתדר של 20...40 מגה-הרץ ובמשרעת של 0,2...0,5 וולט ולהשוות את הקריאות בכל הגבולות. אם הקריאות במגבלות שונות אינן תואמות זו לזו, פירוש הדבר שנפלה שגיאה בעת הזנת הקבועים ויש לחזור על הפעולה הזו. לבסוף, התאמה מדויקת של הקריאות לתדר מושגת על ידי התאמת הקבל C7. אם טווח השינוי שלו אינו מספיק, יש להתאים את הקבועים כמתואר לעיל.

תהליך הכיול מורכב למדי, אך הצורך בו עשוי להתעורר רק פעם אחת לאחר ייצור המכשיר. ניתן לשחזר את הערכים המקוריים של כל הקבועים והפרמטרים בזיכרון לא נדיף, במידת הצורך, על ידי הקלדת ערך C3 בטווח שבין 128 ל-255.

אחד מחלקי המיקרוגל האפשריים ב-10 מעגלים זמין באתר האינטרנט של המחבר .

קודי תוכנית בקרת מיקרו-בקר

מחבר: N. Hlyupin

ראה מאמרים אחרים סעיף טכנולוגיית מדידה.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

עמעום עולמי 08.08.2005

בנוסף להתחממות הגלובלית, אנו מאוימים גם מהחשיכה הגלובלית. למסקנה זו הגיעו גיאופיזיקאים, וסיכמו את התוצאות של חצי מאה של מדידות של תאורת אור יום בחלקים שונים של כדור הארץ.

המדען הבריטי ג'רי סטנהיל, העובד בישראל, מצא שבמהלך 50 השנים האחרונות, ירדה תאורת היום באזור זה ב-22%. לאחר שעיין בנתונים ממדינות אחרות, הוא גילה שבזמן זה בארה"ב החשיך ב-10%, באזורים מסוימים בברית המועצות לשעבר - בכמעט 30%, באי הבריטי ירדה התאורה ב-16%. מסקנה זו מאושרת על ידי מומחים אוסטרלים.

נראה כי התופעה קשורה לזיהום אוויר. חלקיקי פיח זעירים מפלטי מכוניות ומארובות מפעל חוסמים חלק מאור השמש ומגבירים את השתקפות העננים והאווירה בכלל.

עד כה, ההשפעה הזו לא מורגשת בעין בלתי מזוינת, אבל היא ללא ספק תשפיע על היבטים רבים של החיים על פני כדור הארץ - מאקלים ועד תחנות כוח סולאריות ואפילו פוטוסינתזה של צמחים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ שירותים של פרה

▪ טלפון נייד SAMSUNG SCH-X820

▪ אוזניות ביטול רעשים עם מדידת דופק

▪ חוט חלב

▪ BGA5L1BN6 - מגבר רעש נמוך לפס 868 מגה-הרץ

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר טכנולוגיות חובבני רדיו. בחירת מאמרים

▪ מאמר מעבדת חלל מאתר נתיב מאדים. היסטוריה של המצאות וייצור

▪ מאמר על הסמל של איזו רפובליקה, במקום פטיש, בקומפוזיציה עם מגל, צוירה מגרפה? תשובה מפורטת

▪ מאמר מנטה מתולתל. אגדות, טיפוח, שיטות יישום