Rozsah měření frekvence ................... 10 Hz ... 60 MHz
Citlivost (hodnota amplitudy) ... 0,2 ... 0,3 V
Napájecí napětí ………… .7 ... 16V
Spotřeba proudu .................... ne více než 50 mA.
Potřeba tohoto zařízení pro mě vyvstala, když bylo nutné vyrobit hlavní oscilátorový nosič pro rádiový vysílač a provést jeho další konfiguraci a koordinaci s dalšími funkčními částmi systému. Dlouho jsem na internetu hledal obvod, který by pracoval s displejem nokia 5110 a měl by měřicí rozsah, ve kterém klesla frekvence, kterou jsem potřeboval. Nakonec jsem náhodou našel obvod takového kmitočtu, kde nebyl podrobně popsán, vytvořený pro další displej a neměl soubor PCB. Ale existoval soubor s firmwarem. Nyní přejdeme k tomu, co potřebujeme:
Spotřební materiál
• oboustranná laminátová fólie
• šrouby M3 x 20 s maticemi (nejlépe ploché klobouky)
• rádiové komponenty (níže)
Kondenzátory
• 10p ¬– 1 0805
• 22p - 2 0805
• 100p - 1 0805
• 10n - 2 0805
• 100n - 5,0805
• 4 ... 20p - 1 ladění
• 22uF 25V - 2 tantal typu D
Odpory
• 100 ohmů - 1 0805
• 200 Ohmů - 1 0805
• 470 ohmů - 2 0805
• 2,2 kOhm - 4 0805
• 3,9 kOhm - 4 0805
• 10 kOhm - 1 0805
• 18 kOhm - 1 0805
• Dioda BAV99 sot23
• Sytič 10 - 82 μH (mám 82 μH) 0805
• 4MHz křemenný krystal
• Takový zobrazovací modul. Věnujte pozornost závěru závěrů (někdy se může u různých modulů lišit)
• Čipy stabilizátorů LM78L05ACM a AMS1117L-33
• MCX RF konektor (nainstaloval jsem ho, protože jsem měl sondy z kapesního osciloskopu se stejným)
• Zásuvka napájení (na desce byl nápad vyrobit ji s 12 V baterií, ale kvůli všestrannosti jsem se rozhodl vyrobit pouze zásuvku DS-261B)
• DIP patice PIC16F628A a samotný ovladač
Nástroje
• Výrobce desek plošných spojů
• pájecí vysoušeč vlasů
• páječka
• mini vrták (pro díry)
• rytec (je vhodné vyfrézovat díru pro sílu, ale můžete ji i bez ní)
• kovové nůžky
• malá pinzeta
• pic programátor
Teď začneme. Zde je náš schematický diagram.
Jumper J3 ovládáme zapnutí / vypnutí podsvícení. Dále bude snazší to vysvětlit na tabuli.
Namísto propojky J3 můžete přivést spínač na dráty. Otvory pro napájecí konektor J2 mohou být vyrobeny pomocí ryteckého nástroje nebo mini vrtačky, čímž se vytvoří několik po sobě jdoucích otvorů. Nezaměňujte polaritu zapojení tantalových kondenzátorů. Dioda BAV99 v sérii má funkci přepěťové ochrany. Pokud se ponoříte do detailů, pak pochopíte princip fungování takové ochrany vyplývá z charakteristik proud-napěťová charakteristika (proud-napěťová charakteristika) diody.
Na pravé straně grafu vidíme, že při mírném napětí téměř chybí proud, ale v určitém okamžiku proud prudce roste a další nárůst napětí nezvyšuje proud. Pokud tedy napětí na diodě překročí úbytek napětí, vede naše dioda proud.
Výňatek z dokumentace. Zde vidíte, že při napětí nad 1V a dále začne dioda vést proud. V našem případě se ukazuje, že jednoduše zkracuje vstupní signál velké amplitudy na zem.
Odpory v obvodu měřeného signálu omezují nabíjecí proud kondenzátorů. Teoreticky, když se kondenzátory nabíjejí a vybíjejí, jejich proud má sklon k nekonečnu. V praxi je tento proud omezen odporem vodičů, ale nestačí.
Protože náš displej je napájen 3,3 V prostřednictvím regulátoru napětí, děliče napětí se používají, aby odpovídaly úrovním. Někdy obrazovka funguje dobře i bez nich, ale pak aktuální zatížení padá na piny regulátoru, z nichž každý má svůj vlastní vnitřní odpor.
Induktor (v mém případě indukčnost smd 0805 při 82 μH) poskytuje dodatečnou ochranu proti vysokofrekvenčnímu rušení v napájecím zdroji, což přidává regulátoru další stabilitu.
Tak nějak vyřešil hlavní body v ovladači. Podle měřícího algoritmu to neumím říct, protože zdroj, kde se mi podařilo najít neúplné informace, neměl zdrojový kód. A znovu, samotný web nebyl nalezen. Takže teď pojďme k tomu, co jsem udělal.
Protože nemám laserovou tiskárnu, ale mám inkoustovou tiskárnu, vyrábím desku pomocí fotorezistu. Šablona se skládá ze 4 listů průhledné fólie (2 kombinované filmy pro horní vrstvu a 2 pro spodní část). Poté spojíme horní a dolní vrstvu tak, aby se do ní mohla vložit deska s naneseným fotorezistem.
Horní vrstva
Spodní vrstva
Po leptání vytvořil pomocí svého motoru díry z magnetofonu s upínací kleštinou. Nejprve to přišrouboval, protlačil jím otvory a pak to vrtal.
Horní fotografie nevykazuje žádné významné odchylky v některých dírách, ale je to spíše kvůli skutečnosti, že byla vyvrtána rukou a mohla by nedokonale držet mikrodrift ve svislé poloze.
Na vrcholu fotografie naší nové desky po pocínování a dole je moje stará verze (byla to její fotografie práce, kterou jsem předvedl). Stará verze se mírně liší od nové (je vidět, kde byl pájen červeno-bílý vodič a zapomněl nakreslit stopu a nová zohledňuje nedostatky v kabeláži). Mimochodem, rád bych poznamenal, jak bych doporučil pájení součástí (v jakém pořadí). Nejprve pájejte průchody (zde jsou 2 z nich), pak pájejte smd rezistory na horní vrstvu. Dále pájecí panel ponořte pod čip tak, aby jeho nohy zavíraly horní a dolní otvory desky (mám 1,5 mm laminát a připájel k desce s určitou vůlí pro hrot páječky). Po instalaci konektoru pro displej.
A nyní nejzajímavější: pro spolehlivější upevnění našeho displeje potřebujeme udělat 2 otvory o průměru 3 mm pro šrouby M3x20. Chcete-li to provést, vložte displej do konektoru a pomocí awl skrz otvory označte místa pro vrtání na desce plošných spojů.
Pak jsme pájeli křemenný rezonátor (našel jsem podlouhlý, ale tady to není kritické) a pájeli všechny ostatní komponenty. Namísto vysokofrekvenčního konektoru můžete pájet koaxiální kabel nebo, v extrémních případech, pouze přivést 2 dráty.
Po sestavení desky je třeba zablokovat mikrokontrolér PIC16F628A. Zde si myslím, že můžete vidět informace na internetu, protože neexistují žádné zvláštní momenty (na rozdíl od avr, kde stále musíte správně nastavit pojistky).Naprogramoval jsem programátor picKit3.
Dále by bylo hezké nejprve připojit displej pomocí vodičů ke konektoru, abyste mohli upravit kondenzátor pomocí šroubováku. Ke konfiguraci použijeme na vstup obdélníkový signál a zajistíme, aby hodnoty byly co nejpřesnější, i když některé body závisí na samotném generátoru signálu. Použil jsem generátor z dso quad osciloskopu, ale nemusel jsem utahovat kapacitu, protože měřič frekvence okamžitě dal přesné hodnoty.
Nyní pár fotek z práce
To je vše. Stojí za zmínku, že frekvence signálů ve formě pily a trojúhelníkových pulzů ukazuje nesprávně. Ale sinusoidní, pravoúhlé. S tím jsem experimentoval s kapacitním tříbodovým a krystalovým oscilátorem.
Soubory obvodů, PCB a firmwaru jsou připojeny