אוסילוסקופ-מולטימטר בגודל קטן דו-קרני. תכנית, תיאור

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

אוסילוסקופ-מולטימטר בגודל קטן דו-קרני. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה

אוסילוסקופ הוא אחד ממכשירי המדידה הנחוצים ביותר במתחם במקום העבודה של חובב רדיו, אך יחד עם זאת אחד היקרים שבציוד. לכן הרצון לעצב מוצר כזה בקרב חובבי רדיו אף פעם לא מתייבש. במאמר זה, הקוראים מוזמנים להכיר את הבנייה המקורית של אוסילוסקופ דו-קרני קטן בגודלו, אשר לא קשה להכין לבד.

עיון במגזיני הרדיו, לא מצאתי מכשיר אחד המשתמש במחוונים גרפיים של גביש נוזלי. לכן, אני מציע את הפיתוח שלי כבסיס (יחידת בסיס) לשימוש בעיצובי רדיו חובבים שונים. אני רוצה להזהיר אותך מיד שהאוסילוסקופ הזה לא נוצר כמכשיר מדידה מוכן, אלא כמכשיר המאפשר לך להדגים את האפשרויות העיקריות של שילוב מיקרו-בקרים ומחוונים גרפיים. זה יכול להסביר את היעדר פונקציות שירות בתוכנית המיקרו-בקר, כגון חיווי של מצב הפעולה, מימד הערכים הנמדדים ומצב מדידות הסמן. אני מקווה שפרסום הפיתוח הזה יהווה דחף ליצירתם של חובבי רדיו של מספר עיצובים מקוריים ושימושיים.

характеристики Технические

רגישות של ערוצי סטייה אנכיים על כל המסך עם מחלק הקלט במצב "x1" ומצב הרווח של התאמת התוכנה "x1" (10 mV בין נקודות המסך), mV ...... 640
מצבי בקרת רווח תוכנה ("מגדיל אלקטרוני") .... x0,25 (מצב 0) x0,5 (מצב 1) x1 (מצב 2)
התחלה טאטא...... אות קוטביות חיובית ברמת TTL ידנית או חיצונית
משך הסריקה (לפי הטבלה), s......0,005...500
טווחי מדידת התנגדות, אוהם. . x100, x10, x1
טווחי מדידת קיבולת, uF ...... x0,01, x0,1, x1
מרווח של מתחים נמדדים (כולל מחלקים), V......(0...63)-103
מספר הספרות המוצגות במצב מדידת מתח......2
ספק כוח (סוללה), V ...... 3,6
צריכת זרם (ללא תאורה אחורית), mA......40
מידות, מ"מ......135x90x30

החלק העיקרי של דיאגרמת המעגל מוצג באיור. 1. הוא מכיל שני מגברים זהים A1 ו-A2, המורכבים על מגבר תפעולי כפול DA1, מיקרו-בקר DD1, מד R, C (A3). כאינדיקטור, נעשה שימוש במודול גביש נוזלי ברזולוציה של 128x64 פיקסלים מסוג MT12864A-1 עם בקר מובנה ומנהל התקן של ספק כוח (-8 V) של ה-LCD [1]. הנגד 1R6 (2R6) נועד להטות את ה"אלומות", המתג הכפול 1SA1 (2SA1) קובע את ההגבר של המגבר התפעולי DA1.

(לחץ להגדלה)

מחלק הקלט מורכב מבני על מחבר בגודל קטן 1XS-1XS5 (2XS -2XS5). האותות מהיציאות של התקנים A1, A2 ו-A3 מוזנים לכניסות RAO, RA1 ו-RA3 של המיקרו-בקר DD1, המוגדרים ככניסות אנלוגיות של ה-ADC. מתג SA1 משמש להפעלת תאורת ה-LCD האחורית. מתג SA2 מגדיר את מצב ההפעלה "אוסצילוסקופ - מולטימטר". לחצן SB1 - "התחל", לטאטא במצב אוסילוסקופ או למדוד "R" במצב מולטימטר. לחצן SB2 - "CLS", מנקה את המסך. לחצן SB3 - "kY", הגדרת תוכנה של הגבר לאורך ציר Y במצב אוסילוסקופ או מדידה "C" במצב מולטימטר. לחצן SB4 - "kX", הגדרת מהירות הסריקה. אות חיצוני להפעלת הסוויפ ("התחל") חייב להיות בעל קוטביות חיובית עם רמת TTL, הוא מוזן דרך שקעי הכניסה XS1 ו-XS2 לטרנזיסטור VT1.

מכיוון שהאוסילוסקופ פועל במצב סוויפ עם התחלה יחידה עם אחסון נוסף של האות על מסך התצוגה, אין צורך להשתמש בסנכרון בעת בחינת אותות תקופתיים, מה שמפשט מאוד את המעגל. דרך הנגד R4, הספק מסופק (כ-8 V) ל-LCD. על ידי בחירת ההתנגדות של הנגד הזה, הניגודיות של התמונה על המחוון נקבעת.

יציאה C (יציאות RC0-RC7) של המיקרו-בקר משמשת להעברת נתונים למחוון. נגדי "משיכה" פנימיים מחוברים באופן פרוגרמטי ליציאות RB0-RB4.

כאשר פועל במצב אוסילוסקופ, המיקרו-בקר DD1 מדגים בתורו את האות מהיציאות של המגברים A1 ו-A2 (ערוצים 1 ו-2) ומפעיל את הנקודות המתאימות במחוון (128 נקודות לאורך ציר X). כדי להגביר את מהירות הסוויפ בשלושת מצבי הסריקה הראשונים, נעשה שימוש בערוץ ראשון אחד בלבד (בשביל זה, אלגוריתם הפעולה של המיקרו-בקר שונה). הערכים הדיגיטליים של האות של הערוץ הראשון נרשמים ב-RAM של המיקרו-בקר, ולאחר מכן לאחר הקלטת כל 120 (ל-8 האחרונים לא היו מספיק RAM) הנקודות מוצגות על המחוון. המיקרו-בקר בו נעשה שימוש משתמש ב-ADC של 10 סיביות, ולמחוון יש בסך הכל 64 נקודות לאורך ציר ה-Y, המקבילות ל-6 ספרות. זה משמש לשליטה ברווחי תוכנה.

שמונה ספרות נבחרות לתצוגה על המסך: במצב 2 (x1) שש הספרות הגבוהות ביותר מתוך שמונה מוצגות על המסך, במצב 1 (x0,5) נעשה שימוש בשש הספרות האמצעיות, שהן מקבילות ל-2 עלייה של פי רגישות, במצב 0 (x0,25, 6) - 4 הספרות התחתונות, מה שמקביל לעלייה של פי 4,6 בהגבר. מקור מתח הייחוס של ה-ADC מחובר באופן תכנותי לספק הכוח +1024V, כך ש"מחיר החלוקה" של ה-ADC שווה ל-Ucc/XNUMX. מידע על מצבי בקרת רווח התוכנה וזמן הסריקה מוצג כמספר חד ספרתי בפינה השמאלית העליונה של המחוון כאשר הלחצן המתאים נלחץ לחיצה קצרה. במקביל, המצבים עוברים "במעגל".

במצב מולטימטר, ה-ADC מחובר לפלט של הערוץ הראשון של האוסילוסקופ, הוא מציג מעת לעת קוד המתאים לאות הכניסה בצורה של מספר דו ספרתי בחלק השמאלי העליון של המחוון (מ-63 עד 1), המתאים למיקום הנקודה לאורך ציר Y במצב אוסילוסקופ. כאשר אתה לוחץ על כפתור SB1 (איור 3) "התחל / R" בחלק העליון המרכזי של המחוון, מוצג מספר תלת ספרתי המתאים לערך ההתנגדות הנמדד (בהתחשב במכפיל שהוגדר על ידי מתג 1SA800) . הערך המרבי של המספר מוגבל בערך השווה ל-3, הנובע מהגבלת המתח במוצא המקור הנוכחי, המורכב על הטרנזיסטור 1VT2 (איור XNUMX).

אוסילוסקופ-מולטימטר בגודל קטן כפול-קרן

LED 3HL1 משמש כמקור מתח ייחוס. נגדים 3R3-3R5 קובעים את הזרמים של מקור הזרם בכל טווח. טרנזיסטור 3VT3 משמש לפריקת הקבל הנמדד. כאשר אתה לוחץ על כפתור SB3 "kY / C", הטרנזיסטור 3VT3 סוגר את הקיבול הנמדד. כאשר הכפתור משוחרר, הטרנזיסטור נסגר והמתח על פני הקיבול הנמדד מתחיל לעלות. המיקרו-בקר סופר את זמן טעינת הקבל עד למתח של 0,287 V. זמן זה, שווה מספרית לקיבול הנמדד (בהתחשב במכפיל המתג 3SA1), מוצג בחלק העליון האמצעי של המחוון ונשמר עד ללחיצה הבאה של כפתור SB3. מכיוון שהמתח על הקבל הנמדד אינו עולה על 0,287 וולט, ברוב המקרים ניתן לבצע מדידות ללא ביטול הלחמת הקבל מהמכשיר.

אספקת החשמל (איור 3) מסובכת במקצת בגלל הרצון להשתמש בסוללה מטלפון סלולרי עם מתח נומינלי של 3,6 וולט (הספק מחוון 4,5 ... 5,5 וולט). ממיר המתח בטרנזיסטורים VT1, VT2 מגביר את מתח האספקה ל-5 V. המייצב בטרנזיסטורים VT6-VT8 מגביל את המתח לרמה הקרובה למינימום המותר לעבודת המחוון - 4,6 V. LED HL1 משמש מקור מתח לדוגמה וכמחוון הפעלה. המייצב בטרנזיסטורים VT3-VT5 יוצר מתח של -0,7 V כדי להזיז את ה"אלומות" במסך המחוון.

(לחץ להגדלה)

כדי להגביר את מהירות הסוויף של האוסילוסקופ, אתה יכול להשתמש ב-ADC חיצוני מהיר עם זיכרון חיץ או להשתמש באפקט הסטרובוסקופי [2]. מפרטים ופקודות תכנות עבור מחוון MT12864A-1 ניתנים ב-[1]. ניתן להחליף את המיקרו-בקר ב-PIC16F876 באמצעות אותה קושחה.

תיאורים של מיקרו-בקרים אלה ברוסית ניתן למצוא באינטרנט [3]. תכנות מיקרו-בקר ומעגל מתכנת מתוארים ב-[4]. הקושחה של המיקרו-בקר בקובץ hex (Oscil873.hex) וקוד המקור של התוכנית ב-assembler (Oscil873.asm) עם הערות באנגלית כמעט (MPLAB IDE 6.0.20 "מעכל" את השפה הרוסית בצורה גרועה): להוריד.

רצוי מאוד להשתמש במגבר תפעולי מסדרת KR1446.

שנאי T1 מלופף על טבעת K16x8x5 מ"מ עשויה פריט בדרגת M2000NM. פיתול I מכיל 2x65 סיבובים עם ברזים מהסיבוב ה-45, ספירה מנקודת האמצע, של חוט PELSHO 0,5. מתפתל II מכיל 15, ו-III - 30 סיבובים של חוט PELSHO 0,1.

גוף המכשיר עשוי מפיברגלס פויל וצבוע בפריימר רכב אפור באריזת אירוסול. המכשיר מותקן על פלטה מלבנית במידות 130X86 מ"מ עשויה פיברגלס נייר כסף דו צדדי. רכיבי ההרכבה של המכשיר מקובעים על ידי הלחמה על נקודות הייחוס של לוחות הרכבה בודדים, בשילוב על לוח מלבני משותף. לייצור לוחות לחם, אתה יכול לקחת רצועות פיברגלס מצופה בנייר כסף ברוחב מתאים; מסילות חשמל נחתכות דרכן (בדרך כלל לאורך הקצוות). מהיחידות הפונקציונליות המתקבלות בדרך זו, כמו מקוביות, מרכיבים מכשיר מוגמר.

ההתאמה צריכה להתחיל עם מקורות מתח, מכיוון ש+4,6 וולט משמש כנקודת ייחוס עבור ה-ADC. ניתן לפשט מאוד את מעגל אספקת החשמל על ידי שימוש בסוללה של ארבע סוללות או יותר. במקרה זה, ניתן להוציא את ממיר המתח מהמעגל, וניתן לקחת את המתח השלילי להסטת הקורות מהפין 18 HG1 (כ-8 V). בשינויים אחרים של מחוונים, מתח זה עשוי להיות נעדר, ואז תצטרך לעשות ממיר נוסף כדי להפעיל את המחוון (פין 3). נגד R4 (ראה איור 1) בחר את ניגודיות התמונה הנדרשת על המסך.

כיול האוסילוסקופ נקשר לנקודות על המסך מתוך ציפייה שבעתיד יוכנס לתוכנית מצב מדידת הסמן, ללא מצב זה עדיף להשתמש ברשת על המסך. הדרך הקלה ביותר לקבוע את גודלו היא על ידי הקלטת אות מכויל על המסך, למשל, פיתול. בעת כוונון מגבר הקלט, יש לקחת בחשבון שההתנגדות של הנגד 1R11 (2R11) משפיעה הן על ההגבר של המגבר התפעולי 1DA1 (2DA1) והן על הסטת האלומה על המסך ("רגישות" של בקר ההטיה 1R6 ו-2R6), והנגדים 1R8-1R10 (2R8 - 2R10) - רק להגברה [4].

ניתן לשלוט על מהירות הסריקה על ידי השהיית תוכנה בין דגימות ADC. בשלושת מצבי ה"מהירות" הראשונים, קו הסוויפ מתקצר מעט מימין. זאת בשל העובדה שהאות מוקלט דרך זיכרון ה-buffer RAM ול-PIC16F873 אין מספיק זיכרון. בעת שימוש ב-P1C16F876, בעיות כאלה אינן מתעוררות, אך יש לתקן את התוכנית (העבר חלק מזיכרון המאגר מבנק 0 לבנק 2 או 3).

במצב מולטימטר, בעת מדידת מתח, אות הכניסה עובר דרך מחלק ומגבר תפעולי של ערוץ 1 (יש להגדיר את בקרת ההטיה לאפס). ה-ADC מאפשר לך להגדיל את דיוק מדידת המתח לשלוש ספרות, אבל אז תצטרך לנקוט באמצעים כדי לבטל את השפעת הרגולטור ההטיה ולבחור את נגדי מחלק הכניסות בדיוק המתאים. לאחר מכן, באמצעות נגדים לדוגמה, הכיול מתבצע במצב מדידת התנגדות עם נגדים 3R3-3R5 בטווח המתאים, ו-3R1 - בסך הכל.

כיול מד הקיבול מתבצע על ידי עיכובי תוכנה (אם נעשה שימוש בקוורץ בתדר שונה).

ספרות

.
Khabarov A. קידומת גרפית של אוסילוסקופ דו-ערוצי למחשב. - רדיו. 2003. מס' 4, עמ'. 23-25.
<Microchip.ru>.
Frolov D. טיימר רב תוכניות - שעון - מדחום. - רדיו, 2003, מס' 3, עמ' 18-21.
Gutnikov VS אלקטרוניקה משולבת במכשירי מדידה. - ל.: Energoatomizdat, 1998, עמ' 36.

מחבר: A.Kichigin, פודולסק, אזור מוסקבה

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

מתמטיקאים לעתיד מלחינים היטב 14.10.2008

כיצד לזהות סימנים לכישרון מתמטי עתידי אצל ילד קטן?

פסיכולוגים מאוניברסיטת ווטרלו (קנדה), בראשות דניאלה אוניל, נתנו לילדים תמונות וביקשו מהם לכתוב סיפור על סמך התמונות הללו. הנסיינים העריכו פרמטרים רבים של חיבורים בעל פה, כמו אורך הביטויים, עושר אוצר המילים. כמה שנים מאוחר יותר, הושוו תוצאות החוויה הזו להצלחה בבית הספר.

התברר שאת הציונים הטובים ביותר בחשבון קיבלו אותם ילדים שחיברו את הסיפורים המורכבים ביותר. יתרה מכך, הם לא הראו בהכרח תוצאות טובות בקריאה, כתיבה והתפתחות כללית.

עוד חדשות מעניינות:

▪ תמונות פנטום של מולקולות

▪ סמארטפון HTC EVO 3D

▪ הסכנה של שינה מרובה מדי

▪ רובוט שפירית

▪ מציאות חלופית לצופים

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר עבור חובב הרדיו. בחירת מאמרים

▪ מאמר מאת סופוקלס. פרשיות מפורסמות

▪ מאמר לפי איזה קריטריון הגדיר לאונרדו דה וינצ'י אמן אמיתי? תשובה מפורטת

▪ מאמר עבודה עם מתנול. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה