ორი ჩიპის სიხშირის მეტრი ორობითი მაჩვენებლით: 16 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

თორმეტი შუქდიოდის გამოყენებით. პროტოტიპს აქვს CD4040 როგორც მრიცხველი და CD4060 როგორც დროის ბაზის გენერატორი. სიგნალის გაცემა ხდება რეზისტორ - დიოდური კარიბჭით. აქ გამოყენებული CMOS საშუალებები საშუალებას აძლევს ინსტრუმენტს იკვებებოდეს ნებისმიერი ძაბვით 5 -დან 15 ვოლტამდე, მაგრამ მაქსიმალური სიხშირე შემოიფარგლება დაახლოებით 4 MHz.

4040 არის თორმეტი ეტაპის ორობითი მრიცხველი 16 პინ პაკეტში. 4060 არის თოთხმეტი ეტაპის ორობითი მრიცხველი და ოსცილატორი, იგივე 16 პინ პაკეტში. ამ ჩიპების 74HC ან 74HCT ვერსიები შეიძლება გამოყენებულ იქნას უფრო მაღალი სიხშირის დიაპაზონისთვის, მაგრამ მიწოდების ძაბვის დიაპაზონი მაშინ შემოიფარგლება მაქსიმუმ 5,5 ვოლტამდე. იმისათვის, რომ ეს გამოვიყენოთ ტიპიური HAM გადამცემის სიხშირის დასანახად, საჭიროა გარკვეული სახის წინასწარგამრიცხველი და წინასწარი გამაძლიერებელი. ვიმედოვნებთ, რომ ეს იქნება შემდგომი სწავლების საგანი.

ნაბიჯი 1: თორმეტი LED მასივი

მე დავიწყე ეს პროექტი იმისათვის, რომ მქონოდა მარტივი სიხშირის მრიცხველი, რომელიც იმუშავებდა მინიმალური უსიამოვნებით, ყველაზე მცირე რაოდენობის კომპონენტების და NO პროგრამირების გამოყენებით. მე დავთანხმდი ამ "ორი ჩიპის სიხშირის მრიცხველის" დიზაინს, რადგან მისი სიმარტივე მიმზიდველი იყო.

პირველი ნაბიჯი იყო მრიცხველის მავთულხლართები და მუშაობა. ჩემი ნაგვის ყუთიდან და სხვადასხვა დაფებიდან მოვაგროვე წითელი 3 მმ -იანი ლამდები და ჩავამაგრე ისინი რიგში მიკროსქემის დაფაზე - შედეგი ნაჩვენებია აქ მრიცხველის ჩიპის გვერდით. ეს კონკრეტული ic ამოღებულია სხვა ნახევრად დასრულებული პროექტიდან, მხურვალე იმედით, რომ მინიმუმ ეს მაინც დასრულდება. 74HC4040 უკეთესი არჩევანი იქნება, თუ თქვენ აპირებთ ამის აშენებას. მას შეუძლია ჩაითვალოს უფრო მაღალი სიხშირით.

ნაბიჯი 2: ვირთხების ბუდის დაწყება

გადაწყდა მისი მაქსიმალურად პატარა აშენება და ამიტომ არ არის მიკროსქემის დაფა. 4040 -ის სადენები ამოჭრილია და 100n კერამიკული მრავალშრიანი კონდენსატორი უკავშირდება მის დენის წყაროს. ეს არის იმის საშუალება, რომ უკეთ გადარჩეს ESD.

მავთულები (CAT-5 კაბელიდან) შემდეგ შეაერთეს ტყვიის ღეროებზე. მას შემდეგ რაც ერთი მხარე ასე მოექცა, დრო იყო შეამოწმოთ ცოცხალი იყო თუ არა ჩიპი.

ნაბიჯი 3: ტესტირება 4040

LED და ჩიპი ერთმანეთთან გაეცნენ და სწრაფმა შემოწმებამ, ჩიპზე სიმძლავრის გამოყენებამ და LED- ების საერთო დამიწებამ, მომცა მოციმციმე LED- ები, როდესაც ჩიპის საათის შეყვანას თითი შეეხო - ის ითვლიდა 50 -ს Hz mains hum.

ერთი LED ძალიან კაშკაშა იყო - ის სხვებს ზედმეტად დაბნელებულს ხდიდა შედარებით. იგი დაუნდობლად გაიყვანეს, შემდეგ კი სათუთად გადაიდო შესაძლო სოლო გამოყენებისათვის. LED- ები არის მყიფე მოწყობილობები და ადვილად ვერ ხერხდება, თუკი გადახურებულია, სანამ წამყვანი ხაზს უსვამს. მე უნდა შევცვალო დაახლოებით სამი ჩემს მასივში. თუ ყიდულობთ მათ, დარწმუნდით, რომ მიიღებთ რამდენიმე დამატებით. თუ თქვენ არხევთ მათ, დარწმუნდით, რომ მიიღებთ ბევრს, რადგან თქვენ გჭირდებათ მათი სიკაშკაშე.

ნაბიჯი 4: მთვლელი - დაასრულეთ

სურათზე ნაჩვენებია დასრულებული მრიცხველი და ჩვენება. არის თორმეტი LED, მრიცხველის ჩიპი, მიწოდების შემოვლითი კონდენსატორი და ორი რეზისტორი. 1K რეზისტორი განსაზღვრავს ეკრანის სიკაშკაშეს. 4.7 K რეზისტორი აკავშირებს გადატვირთვის შეყვანას მიწასთან. მის გვერდით დაუკავშირებელი არის საათის შეყვანა.

ნაბიჯი 5: კაბინეტი მრიცხველისთვის

ლითონის საფარი D უჯრედიდან გაიხსნა და ჩამოყალიბდა ამ შეკრების გარშემო. პლასტიკური ფილმი გამოიყენებოდა მოკლე ჩართვის თავიდან ასაცილებლად.

ფილმში ნაჩვენებია მრიცხველის ტესტი. ის ითვლის ჩემი თითის მიერ მოწოდებულ სიგნალს 50 Hz.

ნაბიჯი 6: დროის ბაზა - ნაწილები

სიხშირის მრიცხველი მუშაობს ცნობილი დროისათვის სიგნალის იმპულსების დათვლით და ამ რიცხვის ჩვენებით. მრიცხველი ქმნის სიხშირის მრიცხველის ნახევარს. მეორე წრე არის ზუსტად ცნობილი ინტერვალის - დროის ბაზის - გადაცემის სქემა.

ამ ფუნქციას ასრულებს CD4040, ოსცილატორი და 14 საფეხურიანი ორობითი გამყოფი 18 პინ პაკეტში. იმისათვის, რომ ის მორგებული იყოს, ყველა გამყოფი შედეგი არ არის გამოტანილი. მე გადავწყვიტე ოსცილატორის სიხშირე 4 MHz - ეს იყო ყველაზე შესაფერისი რაც მქონდა ჩემს უსარგებლო ყუთში. ბროლის ეს არჩევანი ნიშნავს, რომ სიხშირის წაკითხვა იქნება მეგაჰერცის ჯერადი.

ნაბიჯი 7: ბროლის ოსცილატორი

4 MHz კრისტალური ოსცილატორი დროის ბაზისთვის ფორმას იღებს. 10 მეგაპიანიანი ჩიპური რეზისტორი ზის ორ ოსცილატორის ორ ქინძისთავზე და ორი 10 pf კონდენსატორი კრისტალთან ერთად ფიქსირდება მიკროსქემის ჯართზე.

ნაბიჯი 8: ოსცილატორი - გამყოფი

ეს არის დასრულებული დროის ბაზა. წითელი მავთული აკავშირებს ყველაზე მნიშვნელოვან გამომავალს (Q13) გადატვირთვის შეყვანისას. ეს იწვევს მოკლე გადატვირთვის პულსის ამ პინზე კრისტალის ყოველ 8192 ვიბრაციას. მომდევნო გამომავალს (Q12) ექნება კვადრატული ტალღა, და ეს გამოიყენება მრიცხველის დაბალ დონეზე ჩართვისთვის და ამ რიცხვის საჩვენებლად მაღალია.

ჯერ არ მაქვს წრიული სქემა. ეს არის უხეში წარმოდგენა იმის შესახებ, თუ როგორ უნდა იმუშაოს სიხშირის მრიცხველმა, ხოლო გარსაცმისა და ჩვენების მოწყობა იყო ცვალებად მდგომარეობაში, როდესაც ვცდილობდი მეპოვა მინიმალური კომპონენტის გადაწყვეტა.

ნაბიჯი 9: დროის ბაზის ტესტირება

ახლა, მისი ტესტირება ძალიან ჩართული პროცესია. სამსახურში უნდა წავიყვანო. შემდეგ დაჰპირდი იმ ბიჭს, რომელიც მუშაობს (ეს არის ის, რასაც იგი აცხადებს, რომ აკეთებს) ოსცილოსკოპით, სამოთხით, მიწით და ლუდით, რომ გამოიყენოს იგი. ეს მესამე, თუმცა, საკმაოდ უსაფრთხოა, რადგან ის იშვიათად არის იქიდან გარეთ, როდესაც ჩვენ დანარჩენები ვაკეთებთ.

შემდეგ იჩქარეთ, ჩაეფლო სანამ ის ლანჩს გადის და შეამოწმე წრე, და ჩქარა გაუშვი სანამ დაბრუნდება. სხვაგვარად, შეიძლება დამჭირდეს მისი დახმარება ნებისმიერ ხვრელში, სადაც თვითონ მოხვდა და შესაძლოა გამოტოვოს სადილი. ბევრად უფრო ადვილია რადიოს გამოყენება. იაფი, საშუალო ტალღის ჯიბის რადიო, რომელიც მძვინვარებდა სანამ ახალგაფართოებული mp3 გაჯეტები მოვიდოდა. ეს პატარა დროის ბაზა შექმნის ჰეშს მთელ აკრიფეთ, როდესაც ის მუშაობს. მისი და რამდენიმე უჯრედის გამოყენებით შევძელი დავრწმუნდე, რომ დროის ბაზა მუშაობდა სამ უჯრედთან ერთად და რომ ის არ მუშაობდა ორ უჯრედზე, რითაც დავადგინე რომ მინიმუმ 4.5 ვოლტი იქნებოდა საჭირო ჩემი სიხშირის მრიცხველის გასათბობად.

ნაბიჯი 10: სივრცე დროის ბაზისთვის

ეს გვიჩვენებს ადგილს მრიცხველის შიგნით, რომელიც დაცულია დროის ბაზის წრედისთვის.

ნაბიჯი 11: ინტეგრაცია

ეს გვიჩვენებს ორი ინტეგრირებული სქემის პოზიციას. მათ შორის საჭირო "წებოვანი" ლოგიკა, რათა მათ იმუშაონ სიხშირის მრიცხველად, გაიაზრება დიოდებითა და რეზისტენტებით.

კიდევ ერთი დაშლის კონდენსატორი დაემატა დროის ბაზის ჩიპს. არ შეიძლება ზედმეტი დაშლა. მე ვაპირებ, რომ ეს შეეგუოს მგრძნობიარე მიმღებებს, ასე რომ ნებისმიერი ხმაური უნდა ჩაქრეს წყაროსთან ახლოს და თავიდან იქნას აცილებული გაქცევა. აქედან გამომდინარე, გადამუშავებული tinsheet კაბინეტი.

ნაბიჯი 12: ინტეგრაციის მეორე ეტაპი

მე კვლავ გადავიფიქრე და ამ სურათზე მოწყობა ცოტა სხვაგვარადაა. ის უფრო კომპაქტურია და ასე იყო სასურველი.

ნაბიჯი 13: წრიული დიაგრამა

ახლა, როდესაც მშენებლობა თითქმის დასრულებულია, აქ არის წრიული დიაგრამა. როდესაც საბოლოოდ განვსაზღვრე როგორ უნდა გაკეთებულიყო და დავწერე ქაღალდზე, დაიწყო მახასიათებლების მცოცავი შემოსვლა. მე შემეძლო გამეკეთებინა ის ასევე მრიცხველად, გადამრთველით და ორი დამატებითი კომპონენტით. ახლა ეს არის მრიცხველი / სიხშირის მრიცხველი.

Q13– ზე მოკლე პულსი აღადგენს ორივე მრიცხველს. შემდეგ Q12 იქნება გარკვეული დროის განმავლობაში დაბალი (2048 xtal ციკლი) და ამ დროის განმავლობაში შემომავალი სიგნალი იბლოკება 4040. ტრანზისტორი გამორთულია, ამიტომ led- ები არ ანათებენ. შემდეგ Q12 მაღლა იწევს და სიგნალი არ აღწევს 4040 -ის შესასვლელში. ტრანზისტორი ირთვება და 4040 -ის რიცხვი ნაჩვენებია LED- ებზე, რათა დაინახოს მთელმა მსოფლიომ. 2048 საათის შემდეგ Q12 დაბლა იწევს, Q13 მაღლა იწევს და იქ დარჩება, გარდა იმისა, რომ იგი დაკავშირებულია ორივე მრიცხველის გადატვირთვის საშუალებებთან, ასე რომ ორივე რიცხვი იწმინდება, რაც ასუფთავებს Q13 მდგომარეობას და ციკლი იწყება თავიდან. თუ ის მითითებულია როგორც მრიცხველი, 4060 მუდმივად გადატვირთულია და ტრანზისტორი ჩართულია სრულ განაკვეთზე. ყველა შეყვანა ითვლება და დაუყოვნებლივ გამოჩნდება. მაქსიმალური რაოდენობაა 4095 და შემდეგ მრიცხველი თავიდან იწყება ნულიდან. ეს ზენერული დიოდი დელიბრატურად დამზადებულია უფრო მაღალი ძაბვისგან, ვიდრე ნორმალური მიწოდების ძაბვა. ნორმალური გამოყენებისას ის არ კოდუკდება. თუ, თუმცა, ჩვეულებრივზე დიდი ძაბვა გამოიყენება, ის ზღუდავს ძაბვას ორ ჩიპს იმ მნიშვნელობამდე, რომელსაც მათ შეუძლიათ გაუმკლავდნენ. მართლაც მაღალი ძაბვა გამოიწვევს 470 ოჰმეტიანი რეზისტორის დაწვას, რომელიც კვლავ იცავს ელექტრონიკას - ყოველ შემთხვევაში, მათი უმეტესობა. ყოველ შემთხვევაში, ეს არის ის, რაც მე ვიმედოვნებ, რომ მოხდება, თუკი ეს რამ პირდაპირ ქსელთან იქნება დაკავშირებული.

ნაბიჯი 14: Freq / Count Switch

მცირე ზომის ჩამრთველი იყო შერჩეული ორ რეჟიმს შორის, შემომავალი პულსის უბრალო დათვლა და მათი პერიოდული დათვლა და სიხშირის დადგენა და სხვადასხვა სახის მოწესრიგება.

ზოგიერთი გაყვანილობა პლასტმასშია ჩაბნელებული, რათა მოკლე გამძლე იყოს (იმედი მაქვს). ზემოდან სხვა D უჯრედისგან სხვა კალის ფირფიტის შედუღება გახდის ყუთს სრულყოფილად და დაიცავს შიგნითა ნაწილს მავთულის მაწანწალა ნაჭრებისა და შედუღების გლობუსებისგან, რაც ორივე უხვადაა ჩემს სამუშაო მაგიდაზე.

ნაბიჯი 15: უკანა ხედი

სიხშირისა და დათვლის რეჟიმებს შორის შერჩევის სვიჩი ჩანს ამ უკანა ხედში.

ნაბიჯი 16: დასრულებული ინსტრუმენტი

ეს არის დასრულებული ინსტრუმენტის ხედი. LED- ები აჩვენებენ შეწონილ სიხშირეს შემდეგნაირად:

2 MHz 1 MHz 500 KHz 250 KHz 125 KHz 62.5 KHz 31.25 KHz 15.625 KHz 7.8125 KHz 3.90625 KHz 1.953125 KHz 0.9765625 KHz თქვენ უნდა დაამატოთ ერთად განათებული led– ების წონა სიხშირის წასაკითხად. ზოგიერთი მონაცემი მიმდინარე მოხმარების შესახებ: ექვსი ვოლტიანი ძაბვის (ოთხი AA უჯრედი) ძაბვის დროს, მიმდინარე დენი იყო 1 mA მრიცხველის რეჟიმში და 1.25 mA სიხშირის რეჟიმში, არაფერი ნაჩვენები. რიცხვების ჩვენებისას (ზოგიერთი შუქდიოდური შუქდიოდური შუქი) მოხმარება მრიცხველში გაიზარდა დაახლოებით 5.5 mA– მდე, ხოლო სიხშირის რეჟიმში 3.5 mA– მდე. მრიცხველმა შეწყვიტა დათვლა, თუ სიხშირე გაიზარდა 4 MHz– ზე ზემოთ. ეს ოდნავ არის დამოკიდებული გამოყენებული სიგნალის ამპლიტუდაზე. იგი მოითხოვს სრულ CMOS თავსებადი შეყვანის მას საიმედოდ ითვლიან. ამიტომ სიგნალის კონდიცირება თითქმის ყოველთვის აუცილებელია. შეყვანისას გამაძლიერებელი და წინასწარგამრიცხველი გაფართოვდება სიხშირის დიაპაზონი და გაზრდის მგრძნობელობას. ამ თემაზე მეტი შეგიძლიათ იხილოთ სიტყვების "ორი ჩიპის სიხშირის მრიცხველის" მოსაძებნად ბრჭყალების გარეშე.