Простой измеритель частоты (частотомер) на PIC микроконтроллере (250Гц-50МГц)
Этот прибор предназначен для измерения частоты логических сигналов, а также периодических сигналов непрямоугольнойформы положительной полярности.
Он предельно прост по схеме и в работе (пределы измерений переключаются автоматически) и может найти применение в тех случаях, когда отсчета частоты с точностью до третьего знака достаточно.
Частотомер, принципиальная схема которого изображена на рисунке, позволяет измерять частоту периодических сигналов в диапазоне 250 Гц…50 МГц.
Погрешности измерений и отсчета для каждого интервала частот приведены в табл. 1. Входное сопротивление прибора — не менее 2 кОм. Уровень лог. 0 входного напряжения должен быть не более 0,2, а лог 1 — не менее 0,8Uпит , где Uпит — напряжение питания, которое может быть любым в пределах 3…6 В. Потребляемый ток не превышает 100 мА.
Как видно из схемы, основной элемент частотомера — микроконтроллер PIC16F84, осуществляющий счет импульсов внешнего сигнала, поступающего на вход прибора, обработку полученных значений и вывод результатов измерения на табло.5 = 432 000 Гц = 432 кГц и т. д.).
Таблица 1.
Интервал частот кГц (МГц) |
Времію измере-ния мс |
Погрешность Гц (кГц) |
|
измерения |
отсчета j |
||
0,25…0,999 |
500 |
±2 |
±2 |
1…9.99 |
500 |
±2 |
±5 |
10…99.9 |
500 |
±2 |
±50 |
100..127 |
500 |
±2 |
±500 |
128…999 |
1 |
(±1) |
(±1) |
(1….9.99) |
1 |
(±1) |
|
(10…50) |
1 |
(±1) |
(±50) |
Микроконтроллер PIC16F84 имеет в своем составе восьмиразрядный модуль таймера (TMR0), который может использоваться с восьмиразрядным предделителем. Последний функционирует асинхронно, поэтому таймер способен считать частоту сигналов значительно выше частоты генератора микроконтроллера, которая в данном случае равна 4 МГц.
Минимальное время высокого и низкого уровней входного сигнала — 10 нс, что позволяет модулю TMR0 функционировать от внешнего сигнала частотой до 50 МГц (а практически и выше). Предделитель задействован для повышения точности измерений. Так как его предельный коэффициент деления равен 256, максимальная разрешающая способность счетчика составляет 16 двоичных разрядов.
Однако содержимое предделителя невозможно считать программно, подобно регистру.
На примере описываемого частотомера показан метод, позволяющий «извлекать” восьмиразрядное значение предделителя. Это обеспечивает разрешающую способность измерения 16 разрядов: восемь старших разрядов считываются из TMR0, а восемь младших -из предделителя.
Таблица 2.
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
Измеряемый сигнал через резистор R2 поступает на вывод RA4 DD1, являющийся входом внешнего сигнала (Т0СК1) таймера TMR0 Этот вывод соединен с RB0, переключением которого осуществляется управление режимом счета. Перед измерением производится сброс TMR0 (при этом сбрасывается и предделитель).
Для измерения частоты вывод RB0 конфигурируется как вход на точные интервалы времени, что позволяет внешнему сигналу поступать на вход таймера. Отсчет длительности интервалов осуществляется “зашитой» в микроконтроллер программой и выполняется как точная временная задержка.
По истечении ее вывод RB0 конфигурируется как выход, TMR0 прекращает работу, поскольку на RA4 устанавливается низкий уровень, и внешний сигнал перестает поступать на его вход.
Затем считывается накопленное 16-разрядное значение числа периодов входного сигнала, в старшие восемь разрядов записывается содержимое TMR0, а в младшие — предделителя. Для получения значения предделителя выполняется дополнительная подпрограмма (с этой целью на выводе RA4 командами BSF и BCF переключается выходной уровень, т е. программно формируется последовательность коротких импульсов).
Каждый импульс инкрементирует предделитель и счетчик им пульсов N. после чего проверяется содержимое TMR0, чтобы определить, увеличилось ли оно Если оно возросло на 1, восьмиразрядное значение предделителя определяется по содержимому счетчика импульсов N как 256 — N.
Далее 16-разрядное двоичное значение частоты преобразуется в шести разрядное десятичное, которое округляется до трехзначного, а затем формируется указанный выше экспоненциальный формат для вывода на табло в динамическом режиме. Сканирование индикаторов происходит с частотой примерно 80 Гц. Высокая нагрузочная способность микроконтроллера позволила подключить индикаторы непосредственно к его выводам.
Измерение частоты производится едва этапа. Сначала формируется интервал времени (программная задержка) длительностью 1 мс, что соответствует области высоких частот. Если полученное значение частоты более 127 (старший байт — значение TMR0 -и старший разряд младшего байта — значения предделителя — не равны 0), оно преобразуется, и результат выводится на индикаторы. После этого цикл повторяется.
Если же значение частоты менее 127, выполняется второе измерение (для низких частот), при котором формируется интервал времени длительностью 0,5 с. Для оптимизации работы микро контроллера он объединен с циклом вывода результата предыдущего измерения на индикаторы. Значение частоты более 127 преобразуется для индикации, при меньшем показания индикаторов обнуляются (частота входного сигнала — вне диапазона измерений или отсутствует вообще). После этого в обоих случаях полный цикл измерения повторяется.
Коды “прошивки” ПЗУ микроконтроллера в формате MicroChip.hex приведены в табл. 2 Исходный текст программы желающие найдут на ftp-сервере редакции в Интернете (ftp.radio.ru/pub/). Скачать: r2001_01_fmeter.zip (5 Кб)
Частотомер можно значительно удешевить если выполнить его на базе PIC-контроллера с однократно программируемым ПЗУ, например, РІС16С54С стоимость которого вдвое меньше (при этом потребуется незначительная доработка программы). Применение ЖК индикатора с устройством управления, например, НТ1621, позволит снизить потребляемый ток примерно до 5 мА.
Увеличить входное сопротивление примерно до 1 МОм позволит применение буфера на одном транзисторе (см заметку М. Васильева “Повышение входного сопротивления частотомера в Радио”, 1987, № 4 с. 57). Чтобы уменьшить погрешность прибора в области средних частот, в программу достаточно ввести еще одно измерение длительностью 10 мс, в результате погрешность в диапазоне 100…999 кГц снизится до 100 Гц. А это, в свою очередь, позволит добавить разряд на индикаторе и повысить его разрешение.
Для измерения частоты синусоидальных сигналов, изменяющихся относительно 0, на входе прибора желательно установить разделительный конденсатор емкостью не менее 5 мкФ
Чтобы расширить диапазон измерений в сторону низких частот, нужно добавить в программу еще одно измерение, во время которого в течение 0,5 с в цикле программного опроса без участия таймера считается число импульсов на входе. Полученное значение преобразуется для индикации по предложенной программе. Однако в этом случае общее время изме рения превысит 1 с и станет заметным
Можно поступить иначе — сместить диапазон измерений в сторону низких частот, заменив ZQ1 на 4 МГц кварцевым резонатором на частоту 400 кГц. Диапазон частот после такой замены — 25 Гц. 500 кГц.
Время измерения возрастет до 5 с, и станет заметно мерцание индикаторов.
Д. Яблоков, В. Ульрих, г. Санкт-Петербург. Р2001, 1.
КАК СДЕЛАТЬ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ
Поводом повторения данного частотомера и приставки для определения параметров неизвестных контуров послужила конструкция приемника Р-45. В дальнейшем этот «мини комплекс» облегчит намотку и настройку ВЧ контуров, контроль опорных точек генераторов и так далее. Итак, представленный в данной статье частотомер позволяет измерять частоту от 10 Гц до 60 МГц с точностью 10 Гц. Это позволяет использовать данный прибор для самого широкого применения, например измерять частоту задающего генератора, радио приёмника и передатчика, функционального генератора, кварцевого резонатора. Частотомер обеспечивает хорошие параметры и обладает хорошей входной чувствительностью, благодаря наличию усилителя и TTL-преобразователя. Это позволяет измерять частоту кварцевых резонаторов. Если использовать дополнительный делитель частоты, максимальная частота измерения может достигать 1 ГГц и выше.
Схема простого частотомера
Схема частотомера довольно простая, большинство функций выполняет микроконтроллер. Единственное, для микроконтроллера необходим усилительный каскад, чтобы увеличить входное напряжения с 200-300 мВ до 3 В. Транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, обеспечивает псевдо-TTL сигнал, поступающий на вход микроконтроллера. В качестве транзистора необходим какой-нибудь «быстрый» транзистор, я применил BFR91 — отечественный аналог КТ3198В.
Напряжение Vкэ устанавливается на уровне 1.8-2.2 вольта резистором R3* на схеме. У меня это 22 кОм, однако может потребоваться корректировка. Напряжение с коллектора транзистора прикладывается к входу счетчика/таймера микроконтроллера PIC, через последовательное сопротивление 470 Ом. Для выключения измерения, в PIC задействываются встроенные pull-down резисторы. В PIC реализован 32-битный счетчик, частично аппаратно, частично софтово. Подсчет начинается после того, как выключаются встроенные pull-down резисторы микроконтроллера, продолжительность составляет точно 0.4 секунды. По истечении этого времени, PIC делит полученное число на 4, после чего прибавляет или отнимает соответствующую промежуточную частоту, для получения реальной частоты. Полученная частота конвертируется для отображения на дисплее.
Для того, чтобы частотомер работал правильно, его необходимо откалибровать. Проще всего это сделать так: подключить источник импульсов с заранее точно известной частотой и вращая подстроечный конденсатор выставить необходимые показания. Если данный метод не подходит, то можно воспользоваться «грубой калибровкой». Для этого, выключите питание прибора, а 10 ножку микроконтроллера подсоедините на GND. Затем, включите питание. МК будет измерять и отображать внутреннюю частоту.
Если вы не можете подстроить отображаемую частоту (путем подстройки конденсатора 33 пФ), то кратковременно подсоедините вывод 12 или 13 МК к GND. Возможно, что это нужно будет сделать несколько раз, так как программа проверяет эти выводы только один раз за каждое измерение (0.4 сек). После калибровки, отключите 10 ногу микроконтроллера от GND, не выключая при этом питания прибора, чтобы сохранить данные в энергонезависимой памяти МК.
Печатную плату рисовал под свой корпус. Вот что получилось, при подаче питания выскакивает кратковременно заставка и частотомер переходит в режим измерения, тут на входе нет ни чего:
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.
Форум по частотомерам
Форум по обсуждению материала КАК СДЕЛАТЬ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ
9-12 В постоянного тока Простой измеритель частоты транзисторов 160×128 LCD PWM Квадратный генератор во
Внедрение продукции:
Модель продукта | LTDZ_M328_7735 |
Размер | 69mm*69mm*33mm |
Дисплей | используйте полноцветный экран 160 * 128 |
Рабочее напряжение тестера | Источник питания постоянного тока 9-12 В постоянного тока (батарея 9 В) |
Текущий | 30mA |
После выключения | 20mA |
Дисплей | 160×128 пикселей |
Глубина цвета | 16 bits |
частота | От 1 Гц до 4 МГц |
Функциональные характеристики:
1. Символ графического символа дисплея, rotary, и одним ключевым измерением и автоматическим выключением.
2. Он может автоматически обнаруживать трикод NPN и PNP, полевую трубку, диод, двойной диод, тиристор, тиристор и автоматически различать вышеупомянутое распределение контактов транзистора.
3. Тест NPN и коэффициент усиления общего тока эмиттера PNP триода, пороговое напряжение основного излучателя, ток утечки коллектор-эмиттер через пороговое напряжение основного излучателя и коэффициент усиления большого тока. Определите мощность обнаружения Дарлингтонского транзистора. Тестовый и FET встроенный защитный диодный тест Порог напряжения проводки источника входного сигнала FET, сопротивление утечки стока, емкость затвора-источника.
4. Одновременно можно измерять до 2 резисторов, поэтому можно также измерить регулируемые резисторы трех футов. Если регулируемый резистор настроен на конечную точку, можно измерить только одно значение резистора для измерения максимального разрешения 0,01 Ом. Возможность измерения до 50MΩ конденсаторов от 25pF до 100mF с разрешением 1pF. Для конденсаторов, превышающих 90 нФ, эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) измеряется одновременно, а разрешение эквивалентного последовательного сопротивления составляет до 0,01 Ом. Для конденсаторов, превышающих 5000 пФ, также отображается частота падения напряжения после зарядки. Это значение может отражать коэффициент качества конденсатора.
5. Измеряйте до двух диодов за раз, показывая положительные и отрицательные полюса, напряжение на входе и светодиоды также отображаются в виде графических символов диодов. Напряжение включения намного выше, чем диод Зенера с обратным пробивным напряжением общего диода ниже 4,5 В. Он также может быть обнаружен и отображен как символ двойного диода. Положительные и отрицательные полюса имеют диодный символ с включенным напряжением около 700 мВ, а напряжение включения, соответствующее другому диодному символу, является регулируемым значением. Поэтому не тестируйте один диод с общим диодом и диодом Зенера одновременно, а одновременно проверяйте емкость обратного соединения PN-соединения. Можно также проверить емкость PN-перехода триода. В это время только триод может быть размещен одновременно. Конденсаторы с базой и эмиттером, или базовая и коллекторная пара ниже 25 пФ также могут быть протестированы. Для этого теста требуется конденсатор 30pF, сначала проверьте конденсатор 30pF, а затем подключите конденсатор, который будет проверяться параллельно и снова измерьте. Полученный результат вычитается из измеренного значения конденсатора 30pF. Сопротивление измеряется одновременно для резистора ниже 2100 Ом. Диапазон измерения составляет от 0,01 до 20H, а процесс испытания занимает около 2 секунд. Большой конденсатор и индуктор занимают больше времени.
6. Дополнительные функции включают измерение частоты, генератор прямоугольных волн, генератор PWM, выбор цвета, калибровку отладки, непрерывное тестирование и тест емкости.
7. Диапазон измерения частоты от 1 Гц до 4 МГц. Когда измеренная частота ниже 25 кГц, она может отображать цикл, и разрешение может достигать 0,001 МГц.
8. Можно выбрать несколько частот. Самая высокая выходная частота составляет 2 МГц.
9. Он может выводить фиксированную частоту, регулируемый импульсный сигнал рабочего цикла, регулировку рабочего цикла от 1% до 99%.
10. Тиристоры и тиристоры могут распознавать только их распиновки, а также требуют, чтобы тиристор или тиристор имели более низкий ток срабатывания, чем тестер может обеспечить. Тестер может обеспечивать только до 6 мА пускового тока.Заметка:
Сначала разрядить конденсатор перед испытанием конденсатор, В противном случае это может повредить сингл-чип тестера.
В пакет включено:
1 x Транзисторный тестер
Простой измеритель индуктивности | NiceTV
На одной интегральной микросхеме можно построить простой и недорогой испытательный прибор индуктивности.
Л. Бруно (Италия) предложил использовать в схеме буферизировонного генератора Пирса тестируемую катушку индуктивности вместо обычного кварцевого резонатора (см. рисунок). Генератор использует один КМОП инвертор микросхемы 74НС04. Резистор R1 обеспечивает смещение в линейной области для формирования инвертирующего усилителя с большим коэффициентом усилением. Схема реагирует на маломощные сигналы.
LC цепь формирует параллельный резонатор, который идеально резонирует на частоте
F0=1/[2*PI*(LxCs)1/2],
где Cs=C1||С2=50 nF. Из этой формулы можно вычислить индуктивность Lx, измерив резонансную частоту F0 или период T=1/F0.
На резонансной частоте LC цепь обеспечивает сдвиг фаз но 180° между входом и выходом. Для генерации сдвиг фаз но частоте F0 в контуре генератора должен быть 360° и коэффициент усиления контура генератора больше единицы. Инвертор IC1A обеспечивает дополнительные 180° сдвига фаз от входа до выхода и высокое усиление, чтобы компенсировать затухание цепи. Величина сопротивления резистора R1 не критична и может быть от 1 до 10 МОм. Резистор R2 изолирует выход инвертора IC1A от LC контура, что улучшает прямоугольность сигнала на выходе и повышает устойчивость частоты, увеличивая крутизну сдвига фаз около резонансной частоты. Для улучшения работы схемы следует использовать прецизионные плёночные конденсаторы с низкой собственной индуктивностью, типа МКР1837 из серии полипропиленовых конденсаторов Vishay (с допуском 1 %).
В работе схема потребляет незначительный ток питания, что позволяет использовать миниатюрную батарею или аккумулятор в качестве источника питания.
Радиосхема 2008 №4
Схемы электроники на микроконтроллерах своими руками. Частотный преобразователь для асинхронного двигателя на AVR
Эта декоративная звезда состоит из 50 специальных светодиодов RGB, которые контролируются ATtiny44A . Все светодиоды непрерывно изменяют цвет и яркость в случайном порядке. Также есть несколько разновидностей эффектов, которые также активируются случайно. Три потенциометра могут изменять интенсивность основных цветов. Положение потенциометра индицируется светодиодами при нажатии кнопки, а изменение цвета и скорость эффекта можно переключать в три этапа. Этот проект был полностью построен на компонентах SMD из-за специальной формы печатной платы. Несмотря на простую схему, структура платы довольно сложная и вряд ли подойдет для новичков.
В этой статье описывается универсальный трехфазный преобразователь частоты на микроконтроллере(МК) ATmega 88/168/328P . ATmega берет на себя полный контроль над элементами управления, ЖК-дисплеем и генерацией трех фаз. Предполагалось, что проект будет работать на готовых платах, таких как Arduino 2009 или Uno, но это не было реализовано. В отличие от других решений, синусоида не вычисляется здесь, а выводится из таблицы. Это экономит ресурсы, объем памяти и позволяет МК обрабатывать и отслеживать все элементы управления. Расчеты с плавающей точкой в программе не производятся.
Частота и амплитуда выходных сигналов настраиваются с помощью 3 кнопок и могут быть сохранены в EEPROM памяти МК. Аналогичным образом обеспечивается внешнее управление через 2 аналоговых входа. Направление вращения двигателя определяется перемычкой или переключателем.
Регулируемая характеристика V/f позволяет адаптироваться ко многим моторам и другим потребителям. Также был задействован интегрированный ПИД-регулятор для аналоговых входов, параметры ПИД-регулятора могут быть сохранены в EEPROM. Время паузы между переключениями ключей (Dead-Time) можно изменить и сохранить.
Этот частотомер с AVR микроконтроллером позволяет измерять частоту от 0,45 Гц до 10 МГц и период от 0,1 до 2,2 мкс в 7-ми автоматически выбранных диапазонах. Данные отображаются на семиразрядном светодиодном дисплее. В основе проекта микроконтроллер Atmel AVR ATmega88/88A/88P/88PA, программу для загрузки вы можете найти ниже. Настройка битов конфигурации приведена на рисунке 2 .
Принцип измерения отличается от предыдущих двух частотомеров. Простой способ подсчета импульсов через 1 секунду, используемый в двух предыдущих частотомерах(частотомер I, частотомер II), не позволяет измерять доли Герц. Вот почему я выбрал другой принцип измерения для своего нового частотомера III. Этот метод намного сложнее, но позволяет измерять частоту с разрешением до 0,000 001 Гц.
Это очень простой частотомер на микроконтроллере AVR. Он позволяет измерять частоты до 10 МГц в 2-х автоматически выбранных диапазонах. Он основан на предыдущем проекте частотомера I , но имеет 6 разрядов индикатора вместо 4-х. Нижний диапазон измерения имеет разрешение 1 Гц и работает до 1 МГц. Более высокий диапазон имеет разрешение 10 Гц и работает до 10 МГц. Для отображения измеренной частоты используется 6-разрядный светодиодный дисплей. Прибор построен на основе микроконтроллера Atmel AVR ATtiny2313A или ATTiny2313
Микроконтроллер тактируется от кварцевого резонатора частотой 20 МГц (максимально допустимая тактовая частота). Точность измерения определяется точностью этого кристалла, а также конденсаторов C1 и C2. Минимальная длина полупериода измеряемого сигнала должна быть больше периода частоты кварцевого генератора (ограничение архитектуры AVR). Таким образом, при 50% рабочем цикле можно измерять частоты до 10 МГц.
Это, вероятно, самый простой частотомер на микроконтроллере AVR. Он позволяет измерять частоты до 10 МГц в 4-х автоматически выбранных диапазонах. Самый низкий диапазон имеет разрешение 1 Гц. Для отображения измеренной частоты используется 4-разрядный светодиодный дисплей. Прибор построен на основе микроконтроллера Atmel AVR ATtiny2313A или ATtiny2313 . Настройку битов конфигурации вы можете найти ниже.
Микроконтроллер тактируется от кварцевого резонатора частотой 20 МГц (максимально допустимая тактовая частота). Точность измерения определяется точностью этого кристалла. Минимальная длина полупериода измеряемого сигнала должна быть больше периода частоты кварцевого генератора (ограничение архитектуры MCU). Таким образом, при 50% рабочем цикле можно измерять частоты до 10 МГц.
Вариант 1: ATmega8 + Nokia 5110 LCD + питание 3V
В схеме используются Atmega8-8PU (внешний кварц частотой 8MHz), Nokia 5110 LCD и транзистор для обработки импульсов от геркона. Регулятор напряжения на 3,3V обеспечивает питание для всей цепи.
Все компоненты были смонтированы на макетной плате, включая разъемы для: ISP — программатора (USBAsp), 5110 Nokia LCD, питания (5V, подаваемого на 3.3V — регулятор), геркона, кнопки сброса и 2-контактный разъем, используемый для считывания полярности обмотки двигателя привода станка, чтобы знать, увеличивать или уменьшать счетчик.
Дозатор предназначен для автоматической подачи в аквариум жидких удобрений. Подача удобрений может осуществляться по четырем независимым каналам. Каждый канал может осуществлять подачу удобрений один раз в сутки с выбором любых дней недели. Объем подаваемых удобрений настраивается для каждого канала в отдельности.
Исполнительным устройством дозатора являются насосы-помпы вибрационного типа линейки ULKA. В связи с возможностью использования разных моделей данных насосов в устройстве предусмотрена калибровка производительности каждого канала и регулировка подводимой мощности методом ШИМ. В моем устройстве применены насосы широко распространенной модели ULKA EX5 230V 48W .
В данном радиоприемнике используется готовый модуль на чипе TEA5767 . Информация отображается на красивом OLED-дисплеем (SSD1306 ), разрешением 128×64 пикселя. Модулем приемника и дисплеем управляет микроконтроллер ATmega8 , тактируется от внутреннего генератора частотой 8MHz. Печатная плата приемника (наряду с батареей от телефона Samsung L760) была спроектирована так, чтобы она могла вписаться в спичечную коробку. Имеются 4 клавиши управления + клавиша сброса. В настоящее время радио не имеет аудиоусилителя (планируется установка соответствующего усилительного модуля).
Поделки с микроконтроллерами – вопрос, как никогда актуальный и интересный. Ведь мы живем в 21 веке, эпохе новых технологий, роботов и машин. На сегодняшний день каждый второй, начиная с малого возраста, умеет пользоваться интернетом и различного рода гаджетами, без которых порою и вовсе сложно обойтись в повседневной жизни.
Поэтому в этой статье мы будем затрагивать, в частности, вопросы пользования микроконтроллерами, а также непосредственного применения их с целью облегчения миссий, каждодневно возникающих перед всеми нами. Давайте разберемся, в чем ценность этого прибора, и как просто использовать его на практике.
Микроконтроллер − это чип, целью которого является управление электрическими приборами. Классический контроллер совмещает в одном кристалле, как работу процессора, так и удаленных приборов, и включает в себя оперативное запоминающее устройство. В целом, это монокристальный персональный компьютер, который может осуществлять сравнительно обыкновенные задания.
Разница между микропроцессором и микроконтроллером заключается в наличии встроенных в микросхему процессора приборов «пуск-завершение», таймеров и иных удаленных конструкций. Применение в нынешнем контроллере довольно сильного вычисляющего аппарата с обширными способностями, выстроенного на моносхеме, взамен единого комплекта, существенно уменьшает масштабы, потребление и цену созданных на его основе приборов.
Из этого следует, что применить такое устройство можно в технике для вычисления, такой, как калькулятор, материнка, контроллеры компакт-дисков. Используют их также в электробытовых аппаратах – это и микроволновки, и стиральные машины, и множество других. Также микроконроллеры широко применяются в индустриальной механике, начиная от микрореле и заканчивая методиками регулирования станков.
Микроконроллеры AVR
Ознакомимся с более распространенным и основательно устоявшимся в современном мире техники контроллером, таким как AVR. В его состав входят высокоскоростной RISC-микропроцессор, 2 вида затратной по энергии памяти (Flash-кэш проектов и кэш сведений EEPROM), эксплуатационная кэш по типу RAM, порты ввода/вывода и разнообразные удаленные сопряженные структуры.
- рабочая температура составляет от -55 до +125 градусов Цельсия;
- температура хранения составляет от -60 до +150 градусов;
- наибольшая напряженность на выводе RESET, в соответствии GND: максимально 13 В;
- максимальное напряжение питания: 6.0 В;
- наибольший электроток линии ввода/вывода: 40 мА;
- максимальный ток по линии питания VCC и GND: 200 мА.
Возможности микроконтроллера AVR
Абсолютно все без исключения микроконтроллеры рода Mega обладают свойством самостоятельного кодирования, способностью менять составляющие своей памяти драйвера без посторонней помощи. Данная отличительная черта дает возможность формировать с их помощью весьма пластичные концепции, и их метод деятельности меняется лично микроконтроллером в связи с той либо иной картиной, обусловленной мероприятиями извне или изнутри.
Обещанное количество оборотов переписи кэша у микроконтроллеров AVR второго поколения равен 11 тысячам оборотов, когда стандартное количество оборотов равно 100 тысячам.
Конфигурация черт строения вводных и выводных портов у AVR заключается в следующем: целью физиологического выхода имеется три бита регулирования, а никак не два, как у известных разрядных контроллеров (Intel, Microchip, Motorola и т. д.). Это свойство позволяет исключить потребность обладать дубликатом компонентов порта в памяти с целью защиты, а также ускоряет энергоэффективность микроконтроллера в комплексе с наружными приборами, а именно, при сопутствующих электрических неполадках снаружи.
Всем микроконтроллерам AVR свойственна многоярусная техника пресечения. Она как бы обрывает стандартное течение русификатора для достижения цели, находящейся в приоритете и обусловленной определенными событиями. Существует подпрограмма преобразования запрашивания на приостановление для определенного случая, и расположена она в памяти проекта.
Когда возникает проблема, запускающая остановку, микроконтроллер производит сохранение составных счетчика регулировок, останавливает осуществление генеральным процессором данной программы и приступает к совершению подпрограммы обрабатывания остановки. По окончании совершения, под шефствующей программы приостановления, происходит возобновление заранее сохраненного счетчика команд, и процессор продолжает совершать незаконченный проект.
Поделки на базе микроконтроллера AVR
Поделки своими руками на микроконтроллерах AVR становятся популярнее за счет своей простоты и низких энергетических затрат. Что они собой представляют и как, пользуясь своими руками и умом, сделать такие, смотрим ниже.
«Направлятор»
Такое приспособление проектировалось, как небольшой ассистент в качестве помощника тем, кто предпочитает гулять по лесу, а также натуралистам. Несмотря на то, что у большинства телефонных аппаратов есть навигатор, для их работы необходимо интернет-подключение, а в местах, оторванных от города, это проблема, и проблема с подзарядкой в лесу также не решена. В таком случае иметь при себе такое устройство будет вполне целесообразно. Сущность аппарата состоит в том, что он определяет, в какую сторону следует идти, и дистанцию до нужного местоположения.
Построение схемы осуществляется на основе микроконтроллера AVR с тактированием от наружного кварцевого резонатора на 11,0598 МГц. За работу с GPS отвечает NEO-6M от U-blox. Это, хоть и устаревший, но широко известный и бюджетный модуль с довольно четкой способностью к установлению местонахождения. Сведения фокусируются на экране от Nokia 5670. Также в модели присутствуют измеритель магнитных волн HMC5883L и акселерометр ADXL335.
Беспроводная система оповещения с датчиком движения
Полезное устройство, включающее в себя прибор перемещения и способность отдавать, согласно радиоканалу, знак о его срабатывании. Конструкция является подвижной и заряжается с помощью аккумулятора или батареек. Для его изготовления необходимо иметь несколько радиомодулей HC-12, а также датчик движения hc-SR501.
Прибор перемещения HC-SR501 функционирует при напряжении питания от 4,5 до 20 вольт. И для оптимальной работы от LI-Ion аккумулятора следует обогнуть предохранительный светодиод на входе питания и сомкнуть доступ и вывод линейного стабилизатора 7133 (2-я и 3-я ножки). По окончанию проведения этих процедур прибор приступает к постоянной работе при напряжении от 3 до 6 вольт.
Внимание: при работе в комплексе с радиомодулем HC-12 датчик временами ложно срабатывал. Во избежание этого необходимо снизить мощность передатчика в 2 раза (команда AT+P4). Датчик работает на масле, и одного заряженного аккумулятора, емкостью 700мА/ч, хватит свыше, чем на год.
Минитерминал
Приспособление проявило себя замечательным ассистентом. Плата с микроконтроллером AVR нужна, как фундамент для изготовления аппарата. Из-за того, что экран объединён с контроллером непосредственно, то питание должно быть не более 3,3 вольт, так как при более высоких числах могут возникнуть неполадки в устройстве.
Вам следует взять модуль преобразователя на LM2577, а основой может стать Li-Ion батарея емкостью 2500мА/ч. Выйдет дельная комплектация, отдающая постоянно 3,3 вольта во всём трудовом интервале напряжений. С целью зарядки применяйте модуль на микросхеме TP4056, который считается бюджетным и достаточно качественным. Для того чтобы иметь возможность подсоединить минитерминал к 5-ти вольтовым механизмам без опаски сжечь экран, необходимо использовать порты UART.
Основные аспекты программирования микроконтроллера AVR
Кодирование микроконтоллеров зачастую производят в стиле ассемблера или СИ, однако, можно пользоваться и другими языками Форта или Бейсика. Таким образом, чтобы по факту начать исследование по программированию контроллера, следует быть оснащенным следующим материальным набором, включающим в себя: микроконтроллер, в количестве три штуки — к высоковостребованным и эффективным относят — ATmega8A-PU, ATtiny2313A-PU и ATtiny13A- PU.
Чтобы провести программу в микроконтроллер, нужен программатор: лучшим считают программатор USBASP, который дает напряжение в 5 Вольт, используемое в будущем. С целью зрительной оценки и заключений итогов деятельности проекта нужны ресурсы отражения данных − это светодиоды, светодиодный индуктор и экран.
Чтобы исследовать процедуры коммуникации микроконтроллера с иными приборами, нужно числовое приспособление температуры DS18B20 и, показывающие правильное время, часы DS1307. Также важно иметь транзисторы, резисторы, кварцевые резонаторы, конденсаторы, кнопки.
С целью установки систем потребуется образцовая плата для монтажа. Чтобы соорудить конструкцию на микроконтроллере, следует воспользоваться макетной платой для сборки без пайки и комплектом перемычек к ней: образцовая плата МВ102 и соединительные перемычки к макетной плате нескольких видов — эластичные и жесткие, а также П-образной формы. Кодируют микроконтроллеры, применяя программатор USBASP.
Простейшее устройство на базе микроконтроллера AVR. Пример
Итак, ознакомившись с тем, что собой представляют микроконтроллеры AVR, и с системой их программирования, рассмотрим простейшее устройство, базисом для которого служит данный контроллер. Приведем такой пример, как драйвер низковольтных электродвигателей. Это приспособление дает возможность в одно и то же время распоряжаться двумя слабыми электрическими двигателями непрерывного тока.
Предельно возможный электроток, коим возможно загрузить программу, равен 2 А на канал, а наибольшая мощность моторов составляет 20 Вт. На плате заметна пара двухклеммных колодок с целью подсоединения электромоторов и трехклеммная колодка для подачи усиленного напряжения.
Устройство выглядит, как печатная плата размером 43 х 43 мм, а на ней сооружена минисхемка радиатора, высота которого 24 миллиметра, а масса – 25 грамм. С целью манипулирования нагрузкой, плата драйвера содержит около шести входов.
Заключение
В заключение можно сказать, что микроконтроллер AVR является полезным и ценным средством, особенно, если дело касается любителей мастерить. И, правильно использовав их, придерживаясь правил и рекомендаций по программированию, можно с легкостью обзавестись полезной вещью не только в быту, но и в профессиональной деятельности и просто в повседневной жизни.
В данной статье предлагается схема цифрового термометра на микроконтроллере AVR ATtiny2313, датчике температуры DS1820 (или DS18b20), подключенному к микроконтроллеру по протоколу 1-wire, и ЖК-дисплее 16×2 на контроллере HD44780. Описываемое устройство может найти широкое применение среди радиолюбителей.
Программа для микроконтроллера написана на ассемблере в среде AVR Studio. Монтаж выполнен на макетной плате, кварцевый резонатор на 4МГц, микроконтроллер ATtiny2313 можно заменить на AT90S2313, предварительно перекомпилировав исходный код программы. Погрешность датчика DS1820 около 0,5 С. В архиве также находится прошивка для случая если используется датчик DS18B20. Опрос датчика производится каждую секунду.
WAV-плеер собран на микроконтроллере AVR ATtiny85 (можно использовать ATtiny25/45/85 серии). У микроконтроллеров этой серии всего восемь ножек и два ШИМ (Fast PWM) с несущей 250kHz. Для управления картой памяти достаточно всего 6 проводов: два для питания и четыре сигнальные. Восемь ножек микроконтроллера вполне достаточно для работой с картой памяти, вывода звука и кнопки управления. В любом случае данный плеер очень прост.
С помощью данного измерителя ёмкости можно легко измерить любую ёмкость от единиц пФ до сотен мкФ. Существует несколько методов измерения емкости. В данном проекте используется интеграционный метод.
Главное преимущество использования этого метода в том, что измерение основано на измерении времени, что может быть выполнено на МК довольно точно. Этот метод очень подходит для самодельного измерителя ёмкости, к тому же он легко реализуем на микроконтроллере.
Данный проект был сделан по просьбе друга для установки на дверь в складское помещение. В дальнейшем было изготовлено ещё несколько по просьбе друзей и знакомых. Конструкция оказалась простой и надёжной. Работает данное устройство так: пропускает только те RFID-карты, которые были заранее занесены в память устройства.
Предоставляю вам схему спец сигнала (Крякалка), для самостоятельной сборки. Решил поставить ребенку на велосипед (пусть прохожих под домом пугает), но так же можно и в автомобиль поставить (если есть связи в ГАИ). Данное устройство состоит из минимум деталей, а так же простая в сборке и под силу каждому.
Часы на лампах ИН своими руками
В интернете цены на часы основанные на лампах ИН-14 если и попадаются еще, то цены на них весьма дороговаты. Мы рассмотрим как спаять часы на лампах ИН своими руками , так как это намного дешевле чем купить готовые,при этом они всегда будут радовать ваши глаза.
JDM программатор своими руками с внешним питанием
Пришло время еще раз затронуть тему изготовление программатора, так как цены на них не такие и маленькие,и при этом гарантии нет что он заработает. Рассмотрим схему программатора jdm с внешним питанием ,с помощью которого програмируются микросхемы PIC и подключаемому к стационарному компьютеру через COM(rs232) порт.
Список прошиваемых PIC микроконтроллеров в статье.
Простое ИК управление своими руками
Простое ИК управление своими руками
Управление устройствами по ИК каналу может пригодиться для разных нужд, как в квартире так и за ее пределами. Например приспособить для открытия или закрытия дверей автомобиля, включение и выключения люстры с пульта и т.д. Данная схема ИК управления является лишь главным устройством передатчика и приемника.
Данное устройство предназначено для управления на небольшой дистанции. За основу взят дешевый, миниатюрный ПДУ с eBay. К нему был изготовлен дешифратор на микроконтроллере PIC12F675. Режим работы — кнопка. Состояние на выходе дешифратора удерживается до тех пор, пока нажата кнопка на пульте.
Схема новогодней гирлянды на микроконтроллере своими руками
Гирлянда на микроконтроллере своими руками
С наступающим вас дорогие пользователи. И к предстоящему празднику решил порадовать вас схемой- новогодняя гирлянда на микроконтроллере pic.
И прошу к просмотру подробнее данной статьи.
Полицейская крякалка своими руками на PIC
Полицейская крякалка своими руками на PIC
Предлагаю вам для повторения схему звукового устройства, имитирующего сигнал «Милицейской Сирены». Устройство сделано на микроконтроллере PIC16F628 . Схема имеет две различные сирены и «Крякалку».
В основном полицейскую крякалку ставят в автомобиль,так что смотрите еще другие схемы для авто
Так же вам понадобиться программатор для PIC, вот схема
Схема простого измерителя емкости
Простой измеритель емкости и индуктивности
Вы скажите что современные измерительные приборы имеют функцию измерять емкость и индуктивность . Но не так давно такие приборы очень много весили так как микросхемы только появлялись и требовали особого навыка работы.
В статье предлагается проверенная схема своими руками измерителя емкости и индуктивности катушки.Если вы задавались вопросом как измерить емкость или индуктивность .То вам сюда.Схема собрана на микроконтроллере PIC 16F84A.
Дубликатор(копировальщик) ключей от домофона своими руками
Схема копирования ключей от домофона
Бывает что нам нужно изготовить ключ от всех домофонов,но в интернете есть не всех шифровки, и для копирования предлогаю схему копирования или как называют копирщика домофонных ключей на микроконтроллере pic
Цифровой измеритель частоты — Русские Блоги
Цифровой измеритель частотыВступление
Счетчик может работать на номере.ЭтоЭто дисплей, который не имеет способов отображения результата расчета.Счетчик также известен как интеллектуальный счетчик, умный счетчик — это количество импульсов, проходящих через технологию цифровой схемы, а цифровой инструмент, который отображает результат количества, интеллектуальный счетчик является основой цифрового прибора, а также цифровой счетчик частоты также является своего рода интеллектуальным счетчиком.,
Существует более одного счетчика в счетчике, который можно разделить на функции.Генеральный счетчик、Частотный счетчик、Рассчитать счетчик、Микроволновая счетчикЖдать, ноЦифровая форма отображения частоты частотыЦифровой частотный счетчик. Цифровая частотаЦифровая цепьТехнологии иРеализация периодических измененийЧастота сигналаИзмерительный инструмент,Это цифровой инструмент.Цифровой частотный счетчик относится к электронному счетчику счетчика,ПолезныйИзмерение синусоида,Прямоугольная волна,Треугольная волнаИ частотное значение сигнала цикла, такого как импульс наконечникаТакже можно использовать какИзмерение сигнального цикла иШирина импульса。
вЦифровая цепь и интегральная схемаПриложение разработки,Применение счетчика также более широко, используя цифровой частотный счетчик, измерениеВысокая частотная точность、Интуитивно понятный дисплей、измерениебыстрый.Цифровой измеритель частотыСтавитьПодсчет подразделения,В правилахКоличество импульсов сигнала, измеренного во времени, отображается в цифровой форме.,Этот метод измеренияТочностьВысокий, быстрый, подходящий для разных частот, различные измерения точноститребоватьОтказ Цифровой счетчик счетчикаОсновной принцип, как показано на рисунке:
Цифровой измеритель частоты в качестве основного измерительного прибора,С высокой точностью измерения, быстрой скоростью, простой эксплуатацией, цифровым дисплеем и т. Д.В области электронных технологий.Syn5636 универсальный счетчикВЦифровая форма отображения частоты частоты,а такжеСогласно «JJG 349-2014 Общую процедуру проверки счетчика», инструмент тестирования частоты времени, производительность надежна, функция завершена, точность широкая, чувствительность высока, динамический диапазон широко, и стоимость Производительность высока, которая может применяться к аэрокосмической, ракету, измерению времени и кристалле в полях оружия, может применяться к электронным компонентам, научным исследованиям, измерениям, измерениям частоты.
Цифровой измеритель частотыМожет измеритьМного физических величин, таких как температура, давление, поток, уровень жидкости, рН, вибрация, смещение, скорость и т. Д., Преобразуются вЧастота сигнала,Цифровой измеритель частотыс участиеммикропроцессорСостоящий из оборудования,можетРеализуйте многофункционализацию, программирование и интеллект измерений。вТехнологияПостоянноразвитиепод, Цифровой счетчик частотыМгновенноесостоит изоборудование,Измерительный прибор, оборудование для управления, система мониторинга в реальном времениБылзаявлениеВ различных областях.
Эта статья является авторским правом к синхронному Синхронному, уважаю оригинал, строго запрещенного скраба, несанкционированного, не воспроизводимого, авторским правом, нарушением должно быть вложенно
Ignite Руководство пользователя | Измерение частоты пульса на запястье
Вы здесь: Тренировка > Измерение частоты пульса на запястьеЧасы измеряют частоту сердечных сокращений на запястье с помощью технологии сочетания датчиков Polar Precision Prime™. Это новшество в измерении частоты сердечных сокращений сочетает в себе оптическое измерение частоты сердечных сокращений и измерение контакта с кожей, исключая любые помехи для сигнала частоты сердечных сокращений. Он точно отслеживает частоту сердечных сокращений даже в самых трудных условиях и во время изнурительных тренировок.
Хотя и существует множество субъективных показателей того, как отвечает ваше тело на тренировки (восприятие нагрузки, частота дыхания, физические ощущения), ни один из них не является таким же достоверным показателем, как ЧСС. Этот показатель объективен и зависит от комбинации внутренних и внешних факторов. Вы сможете проследить зависимость своего физического состояния от них.
Ношение часов во время измерения частоты пульса на запястье или отслеживания сна
Чтобы получить точные результаты измерения ЧСС на запястье во время тренировки при использовании функции Непрерывное отслеживание ЧСС и Nightly Recharge или при отслеживании сна Sleep Plus Stages, убедитесь, что вы правильно закрепили часы:
- Наденьте часы на запястье, отступив как минимум на ширину пальца от кости запястья (см. рисунок ниже).
- Плотно затяните браслет на запястье. Датчик, расположенный на обратной стороне часов, должен постоянно соприкасаться с кожей, а часы необходимо закрепить так, чтобы они не двигались на руке. Есть простой способ проверить, не ослаблен ли браслет: обхватите браслет с обеих сторон руки и слегка подтолкните вверх — датчик не должен приподниматься над кожей. Приподнимая браслет вверх, вы не должны видеть свет светодиода датчика.
- Для максимально точных измерений частоты сердечных сокращений рекомендуем надеть часы за несколько минут до начала измерения ЧСС. Если ваши руки и кожа быстро мерзнут, лучше разогреть кожу. Перед началом тренировки ускорьте кровообращение!
Во время тренировки переместите устройство Polar выше косточки запястья и носите ремень потуже, чтобы минимизировать движения устройства. Дайте коже несколько минут привыкнуть к устройству Polar, прежде чем начать тренировку. После тренировки немного ослабьте браслет.
Если у вас на запястье есть татуировки, не носите датчик прямо на них, так как это может привести к искажению данных.
В тех видах спорта, где более целесообразно, чтобы датчик находился на запястье неподвижно или если датчик находится рядом с мышцами или сухожилиями, которые движутся или на которые оказывается давление, для более достоверных значений частоты пульса рекомендуется носить датчик частоты сердечных сокращений Polar с нагрудным ремнем. Ваши часы также совместимы с датчиками частоты сердечных сокращений Bluetooth®, как Polar h20. Датчик частоты сердечных сокращений POLAR h20 более четко реагирует на быстро увеличивающуюся или уменьшающуюся частоту сердечных сокращений, поэтому это также идеальный вариант для интервальных тренировок с быстрыми забегами.
Для обеспечения наилучшей возможной эффективности измерения частоты сердечных сокращений на запястье поддерживайте часы в чистоте и избегайте царапин. После напряженной тренировки рекомендуется промывать часы слабым мыльным раствором под проточной водой. После этого обтирайте его мягким полотенцем. Пусть они полностью высохнут после зарядки.
Ношение часов, когда частота пульса на запястье не измеряется и не отслеживается сон/Nightly recharge
Немного ослабьте браслет: так вам будет комфортней, и ваша кожа сможет дышать. Носите часы так, как вы бы носили обычные часы.
Имеет смысл периодически снимать устройство с запястья, особенно если у вас чувствительная кожа. Cняв часы, зарядите их. Таким образом, ваша кожа и часы смогут отдохнуть и подготовиться к следующей тренировке.
Простой цифровой частотомер
Простой цифровой частотомер Введение: Простой цифровой частотомер имеет множество применений. Может быть эксперимент для новичков, лабораторное оборудование
или счетчик, встроенный в какое-то устройство. Идеален везде, где необходимо измерить и отобразить частоту в цифровом виде.
Описание схемы: Частотомер построен только из общих компонентов (логики), без микропроцессора (микроконтроллера), который необходимо программировать.Основа — двойной десятичный счетчик 74390 (74HC390 — CMOS, 74LS390 — биполярный). Осциллятор с IO1 (555) определяет время счета.
При значениях компонентов, перечисленных на схематической диаграмме ниже, время счета составляет 1 с. Поэтому частотомер измеряет с разрешением 1 Гц.
Отображаются DIS1417 или TIL311. Они уже построили схемы LATCH и декодеры от BCD до 7 сегментов.
Это избавляет от необходимости использовать внешние. Если вы хотите использовать стандартный 7-сегментный дисплей, необходимо использовать
внешний LATCH (например, 4-битный 7475 / 74HC75 / 74LS75, 8-битный или 74373) и декодеры (например, 7447 или 4543).Схема 555 (IO1) выдает прямоугольный сигнал на своем выходе (вывод 3), сохраняющийся в log 1 в течение 1 секунды, за которым следует короткий импульс log 0.
Во время журнала 1 счетчики ведут счет, во время отрицательного импульса данные на дисплеях обновляются, а счетчики сбрасываются.
Это выполняется в два этапа: на заднем фронте функция LATCH отключается, и значения счетчиков передаются на дисплеи,
и нарастающий фронт счетчика затем сбрасывает счетчики, чтобы подготовиться к следующему циклу счета.Частотомер на схеме измеряет в диапазоне от 0 до 9999 Гц с разрешением 1 Гц. Однако можно выбрать любое количество цифр.
а также вы можете выбрать разные периоды измерения. Если мы выберем 0,1 с, он будет измерять до 99,99 кГц с разрешением 10 Гц.
Если мы выберем 0,01 с, частотомер будет измерять частоту до 999,9 кГц с разрешением 100 Гц.
Когда мы выбираем более короткий интервал подсчета, целесообразно расширить журнал 0, чтобы уменьшить частоту обновления.Если дисплей обновляется 10 или даже 100 раз в секунду, значение может быть нечитаемым во время измерения переменной частоты.
Преимуществом управления временем измерения с помощью RC-генератора со схемой 555 является его простота. Недостаток
немного худшая точность. Для более точных измерений
кварцевый генератор может быть использован.
Корректировка: Регулировка частотомера проста. Подключите его к источнику питания (около 5 В)
и подключите известную входную частоту.Затем установите подстроечный резистор P1 на отображение правильного значения.
Принципиальная схема простого цифрового частотомера.
Частотомер в макете.
Частотомер испытывается в макете.
Видео — Тестирование цифрового частотомера.
Добавлен: 13. 2. 2012
дом
Дешевая схема частотомера с использованием 555 и CA3140
Электроника все еще используется для использования схемы генератора частоты, потому что это важно.И часто используются в электронных схемах, как синусоидальные, так и прямоугольные и другие. Во всяком случае, связано с частотой. Мы хотим знать, какова частота.
Для общих стандартов лаборатории. У нас есть много инструментов для измерения частоты. например Осциллограф и Цифровой частотомер) А вот те инструменты. Обычно слишком дорого. Для небольших лабораторий. Обычно мы хотим знать, как часто, только приблизительно.
Эта недорогая схема частотомера, которую мы вам покажем.Подходит для общего использования в небольших лабораториях. Потому что дешево, легко построить. И достаточно квалифицированный. Для приложений большая часть любителей электроники. Можно показать, что частота считывается прямо с измерителя. Может измерять частоту от 100 Гц (полная шкала) до 100 кГц (полная шкала). По характеристикам волны не влияют на точность схемы. Даже низкие уровни могут быть измерены до ста милливольт. (100 мВ)
Принцип работы
Принцип работы дешевого частотомера прост.Внутренний ее имеется генерирующий узкий импульсный контур. По той же частоте, что и измеряемый сигнал. Эти импульсы будут заставлять стрелку счетчика более или менее качаться. В среднем вызвано импульсами тока.
Какое среднее значение будет пропорционально количеству импульсов, происходящих за период времени. Измеряемый сигнал имеет низкую частоту, и количество импульсов будет небольшим. Текущий средний расходомер меньше. Но если измеряемый сигнал имеет высокую частоту, слишком большое количество импульсов будет иметь высокий средний ток, и стрелка измерителя будет качаться вверх.
Итак, мы можем установить ширину каждого импульса постоянной, тогда поворот стрелки измерителя пропорционален частоте сигнала, который там измеряется. Мы так настраиваем шкалу измерителя, чтобы считывать значение как частоту. Это непосредственно с линейной шкалой. (каждый канал шкалы расположен равномерно.)
Для прототипа использован аналоговый измеритель постоянного тока (или гальванометр
) 100uA (полная шкала) Считайте удобную частоту. Поскольку здесь сделан полномасштабный диапазон, 4 диапазона: 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц и 100 кГц.
Как работает схема
-На рис. 1 изображена полная схема дешевого частотомера. В этой схеме используются две микросхемы: CA3130, и LM555. Первый — это операционный усилитель Ic, он работает быстрее и имеет очень высокое входное сопротивление. Эта микросхема подключена как схема триггера Шмитта, чтобы расширить входной сигнал, чтобы он действовал и заставлял вас преобразовывать входной сигнал в прямоугольную волну с фиксированной высотой. Для второй микросхемы в качестве таймера IC NE555 подключена по схеме моностабильного мультивибратора.Он будет обеспечивать ширину импульса на выходе каждый раз, когда на входе завершается 1 волна. Этот импульс будет вводиться для управления измерителем с подвижной катушкой. Стрелка измерителя показывает среднее значение напряжения импульса. Которая стрелка указывает более или менее пропорционально частоте входного сигнала.
-Когда вы знаете принцип примерно, просматривать детали работ. Входной сигнал будет поступать на IC1 через конденсатор C1, чтобы блокировать постоянный ток, который может поступать в кемпинг.Они R1, D1 и D2 будут действовать ограничивая размер входного сигнала не слишком большим, чем падение напряжения на диоде. Пока направлено смещение не на высокое до тех пор, пока не произойдет повреждение IC1, R6 и R5 действуют в положительном режиме обратной связи, чтобы создать гистерезис в области около нулевого уровня напряжения входного сигнала. Наличие гистерезиса позволяет схеме иметь меньше помех от шумового сигнала.
-Синус в этой схеме для удобства используется один источник питания, поэтому необходимо подключить R2 и R3 для смещения к входному контакту IC1, что составляет примерно половину источника питания.Выходной сигнал с вывода 6 микросхемы IC1 будет прямоугольным. Частота которого равна входному сигналу. Прямоугольный сигнал будет дифференцирован на узкие импульсы в форме иглы с C3, R7 и R8. Их значение присваивается ширине игольчатого импульса, меньшей, чем импульс, который будет создан IC2. Чтобы гарантировать правильную работу IC2 и высокую надежность.
-Этот игольчатый импульс действует как сигнал, который входит в триггер для работы цепи моностабильного мультивибратора. Ширина импульса, поступающего на вывод 3 IC2, зависит от значения C4 и резисторов R9-R12, которые используются для определения диапазона частот, который необходимо измерить.Диапазон частот, в котором эти измерения будут обеспечивать рабочий цикл около 75% при частоте 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц и 100 кГц (выбирается с помощью S1).
— Импульс, который выходит из IC2, будет обрезан до постоянной величины 5,6 В. С помощью стабилитрона 5,6 В D3 для точного считывания показаний времени. Напряжение аккумулятора уменьшится.
Примечание: Вы можете использовать входной 2 канал «Высокий» или «Низкий» в качестве входа напряжения, и эта схема рассчитана на низкую частоту от 10 Гц до высокой — 100 кГц.
Другие схемы измерителя
Схема точного аналогового измерителя частоты
Чтобы измерить частоту, не обязательно сразу «переходить на цифровой».Аналоговый подход всегда будет проще и дешевле, особенно когда аналоговый индикатор (мультиметр) уже есть под рукой.
Все, что нужно, — это подключаемое устройство, «переводчик», который будет давать измерителю ввод, который он может «понять».
Эта конструкция основана на интегрированном преобразователе частоты в напряжение, Raytheon 4151.
Устройство a фактически описывается как преобразователь частоты t0 напряжения; но из примечаний к применению становится ясно, что дело не только в этом.
Линейность ИС преобразователя составляет около 1%, так что достаточно хороший мультиметр позволит проводить довольно точные измерения частоты.
Поскольку 4151 немного придирчив к форме волны и амплитуде входного сигнала, входной каскад этой конструкции представляет собой ограничитель-усилитель (компаратор).
Этот каскад будет обрабатывать сигнал любой формы, имеющий амплитуду не менее 50 мВ, в форму, пригодную для подачи на 4151.
Вход этого каскада защищен (диодами) от напряжений до 400 V стр.Питание мультиметра обеспечивается устойчивым к коротким замыканиям усилителем с единичным усилением.
Схема
На рисунке 1 показана полная схема частотного модуля. Вход безопасен для входов переменного тока с размахом 400 В только при подходящем номинале разделительного конденсатора постоянного тока. Диоды предотвращают попадание чрезмерного напряжения возбуждения на вход компаратора IC1.
Входы этой ИС смещены на половину напряжения питания делителем R3 / R4.
Ток смещения, протекающий в R2, приведет к насыщению выхода ICI в отрицательном направлении.
Входной сигнал достаточной амплитуды для преодоления этого смещения вызовет изменение состояния выхода, фактическое переключение ускоряется положительной обратной связью через C3.
При обратном отклонении входного сигнала компаратор снова переключится обратно, так что большая прямоугольная волна будет подаваться на вход 4151.
4151 теперь выдает выходное напряжение постоянного тока, соответствующее частоте входного сигнала. Соотношение между напряжением и частотой определяется выражением:
U / f = R9.R11.C5 / 0,486 (R10 + p1) В / Гц
Значения схемы были выбраны из расчета 1 В на кГц.
Это означает, что 10 Вольт полной шкалы. будет соответствовать 10 кГц.
Счетчики с другим отклонением полной шкалы, например, 6 В, также могут использоваться.
Есть две возможности: либо одна использует существующие калибровки шкалы для считывания частот до 6 кГц, либо другая устанавливает P1 для достижения выходного напряжения 6 вольт (т.е. полной шкалы в нашем примере), когда частота составляет 10 кГц.
Последний вариант, конечно же, подразумевает, что каждое чтение потребует небольшой умственной гимнастики!
Для некоторых счетчиков может потребоваться изменить значения P1 и / или R10; однако значение R10 + P1 всегда должно быть больше 500E ·
Выход буферизируется другим 3130 (IC3).
Схема представляет собой точный повторитель напряжения, поэтому низкие частоты можно легче считывать (без потери точности), установив мультиметр на более низкий диапазон (например.грамм. 1 В f.s.d.).
Выход защищен от короткого замыкания R12.
Чтобы устранить ошибку, которая в противном случае возникла бы из-за падения напряжения на этом резисторе, обратная связь повторителя напряжения берется сзади R12;
Чтобы обеспечить получение полного выходного напряжения 10 В, несмотря на падение R12 (которое должно быть компенсировано IC), используемый измеритель должен иметь внутреннее сопротивление не менее 5 кОм).
Это означает номинальную чувствительность 500 Ом / В в диапазоне 10 В.
Наверняка не может быть много счетчиков с чувствительностью ниже этой.
Если имеется отдельный миллиамперметр с подвижной катушкой, он может быть оснащен последовательным резистором, который доводит его внутреннее сопротивление до значения, требуемого для вольтметра, дающего полную шкалу. на входе 10 вольт.
Эта альтернатива делает частотомер независимым от мультиметра, поэтому его можно использовать для контроля выходного сигнала генератора, который по какой-то причине может иметь сомнительную шкалу или калибровку ручки.
Конструкция
Никаких проблем не ожидается, если схема построена с использованием схемы печатной платы, приведенной на рисунке 2. Помните, что человеческое тело не обязательно выдержит контакт с входными напряжениями, которые могут не повредить должным образом номинальные. входной блокирующий конденсатор.
Если есть возможность измерить частоту таких высоких напряжений, схема должна быть собрана в хорошо изолированной коробке! Блок питания не требует регулирования, поэтому его можно сделать очень простым.
Вторичная обмотка трансформатора на 12 В, мостовой выпрямитель и резервуарный электролизер 470 мкФ / 25 В отлично справятся с этой задачей. Хотя схема, потребляющая 25 мА, не слишком хорошо подходит для питания от батареи, это может потребоваться или может потребоваться.
В этом случае батарея должна быть замкнута перемычкой с малой утечкой (например, танталовой) конденсатором 10 мкФ / 25 В для обеспечения низкого импеданса источника переменного тока.
Калибровка
Калибровка действительно может быть выполнена только с помощью точного генератора.
Сигнал 10 кГц подается на вход, и Pl настраивается так, чтобы мультиметр отклонялся на полную шкалу (например,грамм. 10 В).
На этом калибровка завершена, хотя разумно проверить правильность работы схемы, используя более низкие входные частоты и наблюдая, являются ли показания счетчика (пропорционально) ниже.
Несколько характеристик:
Диапазон частот: 10 Гц. . 0,10 кГц
входное сопротивление:> 560 кОм Чувствительность
: 50 мВ пик.
максимальное входное напряжение: 400 В пиковое
минимальная нагрузка на выходе: 5 кОм (если требуется выходное напряжение 10 В)
Еще одна простая схема частотомера
На изображении показана другая конструкция схемы частотомера, которая даже более проста, чем рассмотренная выше схема.
Показанная конструкция включает всего пару микросхем IC 741, а выход может быть подключен к любой цепи вольтметра для получения показаний.
MadLab Electronic Kits — Цифровой частотомер
Простой недорогой цифровой частотомер
от MadLab
В этой статье представлена конструкция простого и недорогого цифрового частотомера со следующими характеристиками:
- рабочий диапазон от 15 Гц до 8 МГц (достаточно высокий, чтобы сделать измеритель полезным для поиска и устранения неисправностей цифровых схем, микроконтроллеров и т. Д.)
- внутренняя точность 1 Гц
- 4 цифры отображаемой точности (достаточной точности для большинства ситуаций)
- адаптивный (без переключателя диапазонов)
- усилитель входной стабилизации, чувствительный к 50 мВ
- защита входа
- кварцевый (поэтому калибровка не требуется)
- питание от одной щелочной батареи 9 В
Схема построена на микроконтроллерах семейства PIC от Arizona Microchip.Фактически самый младший член этого семейства — 16C54. В этой статье мы надеемся дать некоторое представление о методологии разработки программного обеспечения для микроконтроллеров и, в частности, о программировании PIC. Задача заключалась в том, чтобы найти решение с минимумом оборудования, перенеся функциональные возможности в программное обеспечение. Основание схемы на микроконтроллере вместо выбора более традиционной электронной конструкции дает большую степень гибкости. Программное обеспечение более адаптируемо, чем оборудование, гораздо проще изменить одну или две строки в исходном коде, чем добавить еще одну дорожку на плату.
PIC — отличный микроконтроллер для такого типа проектов. Он надежен, прост для взаимодействия с внешним миром и относительно прост в программировании (или, по крайней мере, не сложнее, чем любой другой микроконтроллер или микропроцессор, с которыми мы сталкивались). Мы используем этот чип уже несколько лет и ни разу не видели, чтобы он был поврежден статическим электричеством при обращении с ним (не беспокойтесь о заземляющих ремнях или о том, есть ли в одежде синтетические волокна). Мы видели, как они выживают, когда их помещают в розетки задом наперед и на них подается питание.Мы даже видели, как их вытаскивали и вставляли обратно в розетки с подключенной батареей без повреждений! Мы не хотим поощрять такое обращение, особенно потому, что статическое повреждение чипов может проявиться после длительного периода использования, но это дань их надежности.
У всех процессоров есть свои особенности в наборах команд, и PIC не исключение. Для PIC необходимо выучить как минимум 33 инструкции, так что ситуация не так уж плоха. Одна из самых запутанных — это инструкция вычитания, которая на самом деле представляет собой сложение с отрицательным числом.Это меняет флаг переноса на противоположный от того, что можно было бы ожидать!
Отдельные инструкции представлены мнемоникой, которую легче запомнить, чем двоичными кодами, которые фактически понимает процессор. Мнемоника показывает, что делает инструкция. Например, инструкция retlw k
re переходит из подпрограммы с итерационным значением или константой l , помещенным в регистр управления w . Программный инструмент, называемый ассемблером , преобразует мнемонику (исходный код) в двоичный (объектный код).
PIC 16C54 имеет 13 контактов ввода / вывода, из которых 12 являются общими. Эти контакты используются для управления четырьмя 7-сегментными светодиодами, отображающими измеренную частоту. Оставшийся вывод ввода / вывода подключен к внутреннему регистру PIC, который называется RTCC (часы / счетчик реального времени). Этот регистр может подсчитывать либо внутренние инструкции, либо внешние импульсы. В этом случае мы используем его способность считать импульсы. Вывод RTCC подключен к внешнему датчику измерителя через некоторую схему для обработки входного сигнала.RTCC может запускаться по нарастающему или спадающему фронту, в этой конструкции мы традиционно выбрали запуск по нарастающему фронту. Существует также предварительный делитель, связанный с RTCC, который может предварительно масштабировать входные данные счетчика от 1: 2 до 1: 256.
Требуемая точность 1 Гц исключает использование RC-генератора для управления микроконтроллером. Необходимо использовать кристаллический или керамический резонатор. Частотомер должен измерять входной сигнал с частотой до 8 МГц, поэтому процессор должен быть быстрым. Резонаторные версии чипа работают до 4 МГц, кварцевые — до 20 МГц.Поэтому была выбрана высокоскоростная версия с кристаллом 20 МГц. Для выполнения каждой инструкции PIC требуется 4 тактовых цикла, поэтому производительность PIC 20 МГц составляет 5 миллионов инструкций в секунду или MIPS! (хотя каждая инструкция сама по себе ничего не делает, это все же очень впечатляющая цифра).
Как измерить частоту сигнала? Просто подсчитав общее количество импульсов за фиксированный период времени, обычно 1 секунду. Это всегда будет давать показания с точностью до 1 Гц.Для высоких частот (выше 10 кГц) измеритель можно сделать более чувствительным, выбрав более короткий период времени, скажем, 1/8 с. Это снижает точность до 8 Гц, но поскольку в любом случае отображаются только 4 значащих цифры, это не имеет значения.
RTCC не может подсчитать более одного импульса за цикл команды (за 4 такта). С кристаллом 20 МГц он может считать максимум 5 миллионов импульсов в секунду. Поэтому для частот сигнала выше 5 МГц необходимо использовать предварительный делитель. Это приводит к делению входной частоты на счетчике.С предварительным масштабированием 2 частотомер может работать с сигналами до 10 МГц.
Одной из целей дизайна было отказаться от переключателей диапазонов или аналогичных. Следовательно, программное обеспечение должно быть адаптировано к любой частоте входного сигнала, с которой оно подается, от нескольких десятков Гц до МГц — диапазон 6 порядков! Первая проблема, которую необходимо было решить, заключалась в том, как отобразить такой диапазон частот, используя всего четыре цифры (то есть без возможности отображать единицы измерения, будь то Гц, кГц или МГц).Решение состояло в том, чтобы всегда отображать частоту сигнала в кГц с положением десятичной точки, эффективно указывающим единицы измерения. В таблице 1 приведены отображаемые значения для диапазона частот. Более сложным (и дорогостоящим) подходом было бы использование буквенно-цифрового ЖК-дисплея, который мог бы отображать как единицы, так и цифры.
Недополнение (частоты менее 1 Гц) или отсутствие сигнала отображаются как один ноль, а переполнения (частоты более 8 МГц) отображаются как буква E (для ошибки).
Таблица 1 — Как частотомер отображает разные частоты
Частота | Дисплей |
---|---|
<1 Гц | 0 |
0,001 | |
10 Гц | 0,010 |
100 Гц | 90.100 |
1.000 кГц | 1.000 |
10,00 кГц | |
1.000MHz | 1000. |
> 8MHz | 9024 902 Использование небольших микроконтроллеров означает, что контакты ввода-вывода на микросхемах выполняют несколько различных задач (так как их так мало).В этой конструкции один и тот же набор из 8 контактов управляет четырьмя 7-сегментными дисплеями, каждый из которых может отображать разные цифры одновременно. Как это можно сделать, спросите вы? Ответ заключается в методе, известном как мультиплексирование , при котором только один из 7-сегментных дисплеев фактически включается в любой момент времени. Программа очень быстро отображает цифру на каждом из четырех дисплеев по очереди, но поскольку это происходит очень быстро (фактически тысячу раз в секунду!), Вы не замечаете никакого мерцания.Это явление известно как постоянство зрения, и это тот же метод, который используется в телевизорах. Любое мерцание с частотой выше 72 Гц не может быть воспринято человеческим глазом. Остальные 4 контакта ввода-вывода определяют, какой 7-сегментный дисплей включен в данный момент.