| |||||||||||||||
Простой частотомер. Схема
Частотомеры, построенные по “медленной” схеме популярны среди радиолюбителей потому, что их схема проще и не требует применения регистров или триггеров для запоминания данных предыдущего измерения.
Но, недостаток таких частотомеров в их медленности. Многоразрядный частотомер без переключателя пределов на процесс измерения тратит не менее секунды, плюс ещё несколько секунд на время индикации. Такое продолжительное время измерения не только неудобно тем, что если вы устанавливаете частоту генератора подстройкой контуров или резисторов и одновременно измеряете частоту, то на показание прибора оказывает влияние так же и сам процесс регулировки частоты, поскольку, если во время измерения частота изменяется, то оказания частотомера вообще непредсказуемы. То есть, нужно подстроить частоту и ждать как минимум два цикла измерения чтобы посмотреть результат. А можно просто забыть об этом и получить неправильный результат.
Будет удобнее, если процессом измерения управлять вручную, – при помощи кнопки “ПУСК”, после нажатия которой начинается измерение. Таким образом, каждый раз, желая измерить частоту нужно нажимать эту кнопку.
Принципиальная схема частотомера по такой схеме показана на Рис.
1. Это низкочастотный шестиразрядный частотомер, измеряющий частоту до 999999 Гц. Конечно, используя входной делитель можно измерять и более высокие частоты.
Чувствительность прибора около 50 mV. Входной сигнал подаётся на разъём Х1. На микросхеме D1 выполнен усилитель-ограничитель и управляемый формирователь логических импульсов. Блокировка прохождения импульсов производится подачей единицы на вывод 13 D1.4. При этом триггер Шмитта фиксируется.Измерительный счётчик выполнен на шести счётчиках – дешифраторах D4-D9 и шести семисегментных индикаторах Н1-Н6.
Устройство управления и генератор образцовой частоты выполнено на D2 и D3. Микросхема D2 – К176ИЕ12, она предназначена для часов и имеет множество функций. Но здесь работает только кварцевый мультивибратор ( на резонаторе Q1 ) и счётчик – формирователь импульсов частотой 1 Гц.
Вход обнуления этого счётчика ( вывод 5 ) служит для его блокировки по завершению цикла измерения. Триггер D3.1 делит частоту 1 Гц на два, а триггер D3.2 управляет запуском и остановкой измерения.
В исходном состоянии на выходе D3.2 будет логическая единица. В этом положении входной триггер Шмитта закрыт и схема находится в режиме индикации результата предыдущего измерения.
Нажав на кнопку S1 мы устанавливаем
Далее происходит запуск D2 и на его выводе формируется один импульс периодом 1 Гц. В течении этого времени идёт измерение так как триггер Шмитта открыт.
После завершения импульса триггер D3.1 переходит в единичное состояние, которое длится недолго, так как единица с прямого выхода D3.1 поступает на вход S D3.2 блокирует и переключает его в единичное состояние. Единица, возникшая на выходе выводе 13 D3.2 блокирует триггер Шмитта, возвращает D3.1 в нулевое положение и обнуляет и фиксирует счётчик D2. Диод VD5 ускоряет этот процесс.
В результате, подсчёт импульсов прекращается и на индикаторах Н1-Н6 отображается результат измерения.
Питается прибор от сетевого адаптера для “Денди“ или подобных. L1 – 50 витков ПЭВ – 0,53 на ферритовом кольце диаметром 10 мм.
Печатная плата не приводится, так как устройство собиралось на макете.
Налаживание практически не требуется. Если будут сбои в обнулении D4-D9 нужно немного увеличить ёмкость С10. Установка точности – конденсаторами С6 и С7.
источник: ” РАДИОКОНСТРУКТОР “, 01 – 2005, стр.21-22.
Автор Андрей МаркеловОпубликовано Рубрики Измерительные приборыМетки частотомерыИзготовление системного частотомера своими руками
Подпишитесь на ElectroRoute Insights
Изготовление системного частотомера своими руками
Хорошо известно, что ирландская сеть передает мощность переменного тока с частотой 50 Гц, но так ли это на самом деле? Не вдаваясь в философию по поводу систем отсчета и непостоянства измерений, фактическая частота системы сильно колеблется в районе среднего значения 50 Гц. В предыдущих сообщениях обсуждались захватывающие эффекты, которые могут иметь значительные события спроса на частоту сети, и то, как на прошлой неделе в некоторых частях Великобритании отключился свет после падения частоты.
В свете таких событий нарушения частоты может быть интересно наблюдать за ростом и падением частоты сети в ответ на динамику выработки и спроса системы.
Для этого можно легко приобрести готовый сетевой частотомер, но что, если вы в конечном итоге хотите отобразить его на большом экране на стене в офисе? Ну, вы, вероятно, можете купить тот, который тоже будет делать это — дело в том, что мы хотели, чтобы сделал одним.
Прежде чем обсуждать конструкцию и сборку нашего частотомера, важно отметить, что это было выполнено в контролируемой среде в лаборатории электрических машин Университетского колледжа Дублина, и мы хотели бы выразить нашу искреннюю благодарность персоналу Школа электротехники и электронной инженерии, которая помогла нам в кратком обзоре физической стороны энергетических систем. Также следует отдать должное electroniclinic.com, аналогичный проект которого был полезен и информативен при адаптации и разработке нашего собственного частотомера. [1]
Вкратце, мощность переменного тока от сети «понижается» с 230 В до 9 В с помощью трансформатора, этот сигнал более низкого напряжения проходит через биполярный переходной транзистор или «биполярный транзистор».
Эффект биполярного транзистора состоит в том, чтобы преобразовывать сигнал переменного тока в постоянный ток, пульсирующий от 0 до 9 В на той же частоте, что и сеть (традиционный преобразователь переменного тока в постоянный состоит из биполярного транзистора, соединенного с конденсаторами для «сглаживания» импульсное поведение в постоянный постоянный ток.) Именно эти импульсы мы хотим посчитать, чтобы рассчитать частоту системы.
Результирующий пульсирующий постоянный ток, выходящий из биполярного транзистора, затем понижается по напряжению, чтобы соответствовать номинальному напряжению наших компонентов. Сигнал снижается до прибл. 3 В с помощью делителя напряжения, состоящего из 3 резисторов по 10 кОм.
После деления напряжения сигнал подается на базовую пластину NPN-транзистора 2N2222, который усиливает сигнал и защищает микроконтроллер Arduino Uno, к которому он подключен через коллекторную ветвь. Микроконтроллер запрограммирован на подсчет количества «импульсов» и, следовательно, соответствующих циклов переменного тока.
Регистрируется время, необходимое для подсчета 50 циклов, и исходя из этого рассчитывается средняя частота за этот период (приблизительно 5 секунд).
Тебе нужен сейчас, не так ли?
Ссылки
[1]. electroniclinic.com, «Частомер сети своими руками», 12 августа 2019 г. [Онлайн]. Доступно: https://www.electroniclinic.com/diy-mains-frequency-meter-for-110-220vac-using-arduino/
Все, что вам нужно знать
Вам нужно подходящее устройство, которое поможет вам измерить системные частоты? Приобретите себе частотомер, чтобы помочь вам с измерением.
Вы можете заказать себе такой в магазине или сделать простой для себя.
И, к счастью для вас, здесь, в OurPCB, мы создали пост, который поможет вам в вашем проекте.
В этой статье показаны различные конфигурации счетчиков частоты, их принципиальные схемы и области применения.
Принцип работы схемы частотомера
Рис. 1. Лабораторный частотомер
Частотомер или частотомер подсчитывает количество событий в течение заданного периода.
Импульсы, например, от генератора прямоугольных импульсов, подаются на таймер/счетчик.
Затем счетчик вызывает временную задержку, считает и накапливает импульсы входного сигнала через заданные интервалы времени. Затем на дисплее отображается выходная частота счетчика в герцах.
Таким образом, использование частотомера является точным методом измерения частоты.
Схема счетчика частоты
Схема счетчика частоты 8051 состоит из микроконтроллера 8051, ЖК-дисплея и тактового генератора IC 555. Другие аксессуары включают генератор прямоугольных импульсов, счетчики и потенциальные резисторы.
Таймеры IC 555 генерируют высокоточные сигналы с интервалом в одну секунду. Рис. 2. Схема счетчика частоты с использованием таймеров Мы будем использовать таймер IC 555 для создания колебательных сигналов с наибольшим временным интервалом формы выходного сигнала.
Генератор прямоугольных импульсов и таймер IC 555 можно настроить как нестабильный мультивибратор.
Вы можете настроить разрядный и пороговый резисторы на 9Рабочий цикл 9% для получения предпочтительной формы сигнала.
Идеальная формула рабочего цикла:
Микроконтроллер 8051 имеет два таймера, которые позволяют ему работать в двух режимах — режиме 0 и режиме 1. Здесь таймер режима 0 создает временную задержку, в то время как выход генератора прямоугольных импульсов импульсы подсчитываются в режиме 1.
На приведенной ниже принципиальной схеме показана конфигурация частотомера на базе IC 555.
Рис. 3. Схема частотомера Ic 555
Две простые схемы частотомера
В этом разделе мы рассмотрим две элементарные схемы частотомера.
Частотомер с использованием IC 74LS47
Настройка IC 555 в режиме AMV (режим нестабильного мультивибратора) позволяет ему генерировать попеременно низкие и высокие импульсы.
В этом случае частотомер использует для работы ровно 5 вольт от цепи питания.
Рис. 4. Принципиальная схема частотомера с использованием микросхемы 74LS47
Подключите резисторы 470 Ом к светодиодам дисплея, чтобы поддерживать постоянное свечение и защитить светодиоды дисплея. Для подсчета импульсов мы подключим счетчики IC 74LS47 и IC 74LS90 к контакту 3 IC 555.
IC 74LS90 использует свой входной контакт 14 для считывания сигнала с таймера IC 555. Затем он преобразует вызов в двоичную форму, которую может декодировать IC74LS47. Таким образом, он выводит его через свои выходные контакты 12, 9., 8 и 11.
Декодер IC 74LS47 принимает двоичный сигнал через свои входные контакты 7, 1, 2 и 6. Затем он декодирует двоичные данные и передает их на ЖК-дисплей (справа) от 1 до 9.
На левом дисплее отображается цифра 0, пока на правом дисплее не будет достигнута цифра девять.
Чтобы счетчик считал больше 9, десятый импульс переполняется. Это происходит от контакта 11 первой IC74LS90 до контакта 14 левой или второй IC 74LS90.
Вышеописанный процесс повторяется, при этом левый дисплей соединяется с дисплеем до тех пор, пока максимальное число не станет равным 9.9. То есть на обоих экранах отображаются цифры 9 и 9.
Поэтому, чтобы увеличить показания счетчика, подключите другую пару IC 74LS90 и IC 74LS47 в той же последовательности, что и выше.
Контакт 14 первой микросхемы 74LS90 является входным контактом. Таким образом, вы можете подключить любой пульс, который хотите считать или контролировать.
Схема частотомера с использованием одной микросхемы 4033
Частотомер IC 4033 более прост, поскольку в нем используется одна микросхема IC 4033 и стандартный катодный дисплей.
Он имеет внутренний двоично-десятичный код в 7-сегментный декодер для преобразования входного тактового импульса в сигнал дисплея. Кроме того, он использует один стандартный катодный дисплей для вывода от 0 до 9, соответствующего тактовому сигналу.
Кнопка сбрасывает IC 4033, если вы хотите начать подсчет заново.
Вы используете первый контакт IC 4033 в качестве входа для последовательности импульсов от часов.
Для подсчета одноразрядных сигналов, таких как двузначные, подключите дополнительную схему следующим образом.
- Подключите контакт 5 модуля 1 (оригинал) к тактовому входу второго модуля, чтобы считать больше 9.
- Затем аналогичным образом подключите еще один модуль для измерения трехразрядных тактовых сигналов. Это подключение контакта 5 второго модуля к тактовому входу третьего модуля.
- Подключите 15-й контакт всех микросхем, чтобы можно было использовать одну кнопку сброса. Также убедитесь, что все линии электропитания подключены к общей шине.
- Наконец, прикрепите конденсатор емкостью 0,1 мкФ к шине питания для развязки.
Применение схемы частотомера
Рис. 5: Спутниковые параболические антенны
- Измерение частот прямоугольных сигналов.
- Для измерения частоты сигнала, когда требуется высокая степень точности.
