Medidor de frequência multifuncional econômico. Esquema, descrição

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A principal vantagem do dispositivo proposto é a sua simplicidade, aliada à eficiência e facilidade de controle. O aumento da eficiência é alcançado usando uma tela de cristal líquido (LCD) e uma unidade de desligamento automático após um certo período de inatividade. Por conveniência, os botões de controle do modo de medição estão localizados na parte traseira do indicador e suas funções são exibidas nele, ou seja, alterando o programa do microcontrolador, recursos adicionais podem ser introduzidos no dispositivo.

As principais características técnicas do medidor de frequência descrito são as seguintes: faixa de medição de frequência - 0,1 Hz ... 60 MHz (na verdade, o limite superior é maior); limite de sensibilidade da tensão de entrada - 0,08...0,15 V (valor de pico); o valor mínimo da frequência de um sinal senoidal fixado de forma confiável pelo dispositivo é de 2 Hz (com uma amplitude de 0,15 V); a amplitude máxima do sinal de entrada é de 3 V. O dispositivo é alimentado por uma bateria Krona (é possível usar uma fonte externa com tensão de 7 ... 16 V), o consumo de corrente é de 10 ... 12 mA . Ele permite alterar o tempo de medição (0,1; 1 e 10 s), multiplicar as leituras por 1000 (ao usar um divisor de frequência externo), manter as leituras, gravar um valor de frequência na memória não volátil e a possibilidade de leitura posterior.

O diagrama esquemático do medidor de frequência é mostrado na fig. 1. Sua base é o microcontrolador PIC16F84A, que conta os pulsos de sinal externo, processa os valores obtidos e exibe os resultados da medição no LCD. As funções do microcontrolador também incluem botões de polling (SB1-SB4) e gerenciamento de energia do dispositivo.

(clique para ampliar)

Ligue e desligue o contador de frequência com o botão SB1. Depois de conectar a bateria (ou aplicar tensão de uma fonte externa), o dispositivo permanece no estado desligado. Ao pressionar o botão SB1, a tensão de alimentação através do diodo VD1 é fornecida ao regulador de tensão integral DA1 e de sua saída para o estágio de entrada (VT3), o microcontrolador DD1 e o indicador HG1. Em seguida, surge um nível lógico alto no pino 1 (RA2) do microcontrolador, o que leva à abertura dos transistores VT1 e VT2. Em seguida, o controlador aguarda a liberação do botão SB1 (controlando o sinal no pino 6). Depois de abrir seus contatos, a tensão de alimentação é aplicada na entrada do estabilizador DA1 através do transistor aberto VT1 e a medição de frequência começa.

Enquanto segura SB1, a tela indicadora (Fig. 2, a) exibe as inscrições "FREQUENCY" e "VERSION: 1.00" (versão do firmware do controlador). Ao pressionar SB1 novamente, a tensão de alimentação é fornecida ao pino 6 (RB0) do microcontrolador, que então aguarda a abertura de seus contatos e, quando isso acontece, coloca um nível lógico baixo no pino 1 (RA2). Como resultado, os transistores VT1, VT2 fecham e o dispositivo é desenergizado. Se no modo de medição o indicador mostrar leituras zero por cerca de 3 minutos, o microcontrolador define um nível lógico baixo no pino 1 (RA2), desconectando-se assim da fonte de alimentação.

Medidor de frequência multifuncional econômico

O tempo de medição selecionado pelo botão SB2 (0,1; 1 ou 10 s) é exibido no lado direito da linha inferior do indicador (Fig. 2b). O preço do bit menos significativo é 10,1 ou 0,1 Hz, respectivamente. Com um tempo de medição de 0,1; 1 e 10 s no máximo, o LCD pode exibir sete, oito ou nove dígitos, ou seja, o valor máximo exibido é 99,999.99, 99,999.999 ou 99,999.999.9 MHz, respectivamente.

Ao pressionar o botão SB3, as leituras de frequência são multiplicadas por 1000. Isso é feito para facilitar a leitura das leituras ao usar um divisor externo por 1000 [1, 2]. O fator de multiplicação ("x1" ou "x1000") é exibido no meio da linha inferior.

Para reter (fixar) as leituras, pressione o botão SB4 ("Memória"). Ao mesmo tempo, o valor da frequência que estava no momento em que o botão foi pressionado permanece no LCD. Ele pode ser armazenado na memória não volátil do microcontrolador usando o botão SB2, cuja função neste caso é "Lembrar" (Fig. 2, c). O valor anterior é então perdido. Se precisar ler a frequência da memória, clique em SB3 (sua nova função é "Ler"). Para sair do modo de memória, use o botão SB4 (nova função - "Sair"). No modo de memória, o medidor de frequência desliga automaticamente aproximadamente 3 minutos após pressionar qualquer botão, independentemente das leituras do indicador. Após o desligamento da energia, os últimos parâmetros de medição (tempo de medição e multiplicador) são armazenados na memória não volátil.

Como VT1, VT2 no dispositivo, você pode usar qualquer transistor da série indicada no diagrama. Substituiremos o estabilizador KR1157EN502A por 78L05, LM2931Z (ao usar o último, o limite inferior da tensão de alimentação diminuirá para 5,5 V e o consumo de corrente diminuirá em 2 mA).

O LCD deve ter um controlador embutido com um sistema de comando compatível com os comandos do controlador HD44780 e caracteres russos na tabela geradora de caracteres (quase todos os LCDs sintetizadores de caracteres atendem a essa condição). Adequado, por exemplo, indicadores DV-16210, DV-16230, DV-16236, DV-16244, DV-16252 (DataVision), ITM-1602 (Intech), PC-1602 (PowerTip).

Os códigos de "firmware" do microcontrolador no formato HEX são mostrados na tabela, código fonte do programa.

(clique para ampliar)

O medidor de frequência é calibrado usando um oscilador de referência usando um capacitor sintonizado C10. Ao selecionar o resistor R5, a sensibilidade máxima à tensão do dispositivo é alcançada. O contraste das leituras do indicador exibido é ajustado selecionando o resistor R11.

Se as funções de desligamento automático e gerenciamento de energia com um botão não forem necessárias, o dispositivo pode ser simplificado eliminando os transistores VT1, VT2, diodo VD1, resistores R1, R3, R4, R7, R8, R10 e o botão SB1. O pino 6 do microcontrolador neste caso é conectado a um fio comum e a tensão de alimentação é aplicada diretamente na entrada DA1.

Literatura

Slinchenkov A. Melhoria do divisor de frequência preliminar. - Rádio, 1999, n.º 10, p. 29.
Beetle V. Divisor de frequência para a faixa de 1 ... 5 GHz. - Rádio, 2001, n.º 12, p. 28, 29.

Autor: A. Sharypov, Vladimir

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