» » Лабораторный частотометр на микросхемах 555 серии, с намёком на стимпанк.

Лабораторный частотометр на микросхемах 555 серии, с намёком на стимпанк.

Лабораторный частотометр на микросхемах 555 серии, с намёком на стимпанк.


Частотометр – первейший, после вульгарного тестера, прибор в измерительной лаборатории радиолюбителя. Действительно, при конструировании и настройке аппаратуры, работа которой основана на явлении резонанса в колебательных контурах, жизненно важно иметь возможность измерения основных параметров этих самых контуров. Более того, частотометр, оснащенный несложными приставками, позволяет проводить измерения емкостей конденсаторов, индуктивностей катушек, что весьма полезно в радиолюбительской практике. Существуют конструкции приставок-преобразователей, позволяющих превратить частотометр в вольтметр-милливольтметр, термометр. Не сложно дополнить частотометр на микросхемах, режимом секундомера. Весьма точного.

В аэроплан залезь не глядя.
Начни роман со слов "Мой дядя".
Луди, паяй, чуди безбожно.
Но не гуляй, куда не можно.

Михаил Щербаков «Заклинание».


Что сказать, эта конструкция у меня зародилась давненько. Была изготовлена печатная плата основного модуля – авторский вариант из описания, плата индикации своя, для других индикаторов. Дорожки рисовал от руки самодельным рейсфедером из иглы от медицинского шприца. К несчастью, разводка довольно плотная, да еще и не до травил. Самую малость. Остались кое-где мельчайшие проводнички, как паутинки, практически невидимые невооруженным глазом. Словом, с самого начала не задалась конструкция. Платы были собраны, но разумеется, прибор не заработал, повозился с ним немного и бросил – было лето, строительный сезон, а это я для души по вечерам возился. Ну вот. Собранная плата, постепенно стала расползаться на запчасти, и пока не расползлась окончательно, решил ее, таки одолеть. Вдумчиво, шаг за шагом.

Итак. Что касается схемы. Схемы приборов подобного типа неоднократно описывались в радиолюбительской литературе. Каждая из них отличается нюансами – типом индикации и количеством разрядов, построением отдельных каскадов, входным формирователем. Принцип же, работы отдельных узлов практически одинаков. Описываемый прибор, в сущности – некая компиляция из трех подобных. Взглянем, что получилось.



Схема основного блока [1]. Кроме изменений отраженных в схеме, уменьшено количество разрядов индикатора до пяти, и введены транзисторные ключи для управления более крупными индикаторами [2] по схеме ниже.



Индикаторы применены КЛЦ 202А с общим анодом, ключевые транзисторы КТ503.

Схема входного формирователя взята из [3], там же самое подробное описание работы узлов и настройки такого типа частотометра.



Что использовалось.

Инструменты, приборы.
Набор инструментов для радиомонтажа, понятно паяльник с принадлежностями, мультиметр. Столярный инструмент для изготовления корпуса, пригодился ювелирный лобзик. Мелкий слесарный инструмент. Что нибудь для сверления отверстий, в том числе и мелких (~0,8мм) на печатных платах, лучше, если это будет специальная микродрель или станочек для таких целей, плюс сверла. Пользовался термоклеем. Строительный фен для работы с термотрубками. Паяльник мощностью около 60 ватт, для конструктивной пайки. Для подачи испытательного сигнала, удобно пользоваться ВЧ генератором. Кое-где пригодилась бормашина, небольшая газовая горелка.

Материалы.
Кроме радиоэлементов, использовались – кусочки фольгированного материала для печатных плат, термотрубки разные, монтажный провод, крепеж. Фанера для корпуса. Листовая оцинкованная сталь для передней панели, кусочек латуни для декоративной накладки. Соответствующие химикаты, доступ к компьютеру с принтером.



Плата, основного блока частотометра. Почти растащена на запчасти.



Задающий генератор на 155ЛА3. Примечателен кварцевый резонатор на 1МГц. Он чудовищного размера и помещен в металлический корпус от радиолампы 6П9. Поверх выдавленной маркировки «6П9», белой краской нанесено «кварц» «1000кГц», ну и звезды там всякие. Октальный цоколь, все дела. Цоколь, правда, оторван и висел на проводках-выводах, видимо, предыдущий хозяин тоже глазам своим не поверил и расковырял, чтоб заглянуть. Но емкость с кристаллом не разгерметизирована. Цоколь оторвал, на его место термоклеем влепил спиной микросхему. И за нежные выводы спокойнее и в смысле компоновки правильнее.



Самые плотные и подозрительные шлейфы дорожек, счистил бормашинкой в пользу навесного монтажа, оставил от них только контактные площадки для выводов элементов.



Начал восстанавливать плату.



Пространственный монтаж вместо плоского – «печатного», выглядит на удивление лаконично, что объясняется возможностью перехлестывания проводников.



Включение. Вдумчиво, последовательно блок за блоком, методично проверяя работу каждого.



Решено было все же попробовать задействовать все разряды.



Немного потыркал им – нет, все таки такая иллюминация не слишком удобна. Сложновато ориентироваться в показаниях индикатора. Привыкнуть можно, но вроде как незачем – важны только первые три цифры после запятой, остальные только мешаются и нужны только для исключения из схемы переключателя диапазонов измерений. Более того, такое количество довольно мощных индикаторов, электричество жрет, как свинья помои – +5 В, больше ампера. 7805 от этого не в восторге, сильно греется. Пришлось для нее задействовать внешний регулирующий транзистор [4].



Схема не содержит редких элементов, как например токоизмерительные резисторы и хорошо работает. Напряжение стабилизации VD3 – 6.8 В. Транзистор и диоды, желательно установить на один радиатор, вблизи друг от друга.



Вот так выглядит мое исполнение. Стрелочкой отмечены диоды VD1,2 – IN5822, для более плотного прилегания к радиатору, их цилиндрические корпуса опилены на наждаке до квадратного сечения. Не забывать под соприкасающиеся с радиатором поверхности, плюхнуть немного термопасты, для уменьшения теплового сопротивления.
Стабилизатор хорошо показал себя в работе, нагрев микросхемы существенно уменьшился.

По результатам испытаний, решено было уменьшить количество индикаторов до 5 и ввести переключатель двух диапазонов, как в [5]. Это позволит при удобной индикации, не уменьшать диапазон измеряемых частот. Сильно уменьшится и потребляемый ток.



Здесь же на кусочке макетной платы, был собран и настроен входной формирователь. Максимальная частота которую удалось измерить около 15 МГц.



Частотометр был смонтирован в уже готовой коробке из фанеры толщиной 8мм. Передняя панель для скрытия следов всех промежуточных вариантов, была изготовлена из оцинкованной кровельной стали 0,5мм. Окна выпилены моим любимым инструментом. Для некоторого «оживляжа», над индикаторами впаян козырек-бленда, опять же, не будет мешать свет.



М-м, нет, все равно получилось довольно уныло, да и надписи фломастером – моветон. Был рассмотрен ряд вариантов, остановился на шильдиках из травленой латуни, как дальнейшее развитие – накладной декоративной панели с надписями.



Несколько вариантов панелей и самих надписей были вычерчены в Автокаде, заодно добавились декоративные элементы. Панель, для уточнения размеров, распечатывалась в масштабе 1:1, отверстия и окна вырезались скальпелем. Уточнялись их размеры и положение, корректировались в КАДе, снова распечатывались… Словом, методом последовательных итераций.
После, методом контактной печати, изображение переносилось на заготовку с фотолаком, вытравливалось, наносилась искусственная патина.



Снова мой любимый инструмент.



И вот готовая панель. Осталось покрыть ее прозрачным нитролаком для защиты от окисления и можно устанавливать.



Все установочные элементы на месте, окончательный монтаж. Частотометр смог измерять на мегагерц больше, что видимо, объясняется минимизацией длин проводов и некоторого упорядочивания монтажа.






Литература.
1. Универсальный частотометр. Иванов А. Радиоконструктор №4,5 2007г. 1.rar [459,27 Kb] (скачиваний: 72)
2. ВКЛЮЧЕНИЕ МОЩНЫХ СЕМИЭЛЕМЕНТНЫХ СВЕТОДИОДНЫХ ИНДИКАТОРОВ. 2.rar [136,58 Kb] (скачиваний: 47)
3. Частотомер на микросхемах К155. 3.rar [574,04 Kb] (скачиваний: 86)
4. Применение микросхемных стабилизаторов. 4.rar [315,56 Kb] (скачиваний: 51)
5. частотомер электронносчетный. 5.rar [68,97 Kb] (скачиваний: 66)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Чтобы написать комментарий необходимо войти на сайт через соц. сети (или зарегистрироваться):
Обычная регистрация
25 комментариев
  1. Бабай_Мазай Автор
    А сегодня пришел с Али-Экспресс щуп для осцилографа с входным делителем. Любопытства ради, воткнул его в частотометр - ба! Меряет 32 МГц спокойно! Видимо входные емкости дают о себе знать.
  2. Иван_Похмельев
    В заголовке 555, по факту на фото - 155. Отсюда и потребление.
    1. Бабай_Мазай Автор
      Да, там ряд микросхем работает на частотах, существенно ниже и допускается их замена на 155 серию. Такая замена подробно описана в ссылках. А потребление, Вы правы конечно, 555 меньше потребляет, но все же, львиная доля приходится на индикаторы.
      1. Иван_Похмельев
        Разность в токах потребления ИЕ2 примерно 35 мА, умножаем на 14, равно пол-ампера.
      2. Иван_Похмельев
        Потребление одного индикатора при 20 мА на сегмент 140 мА - максимальное, 100 мА - среднее (из предположения, что все цифры равновероятны).
  3. Валерий
    Когда-то давно, в школе, на олимпиаде по физике, последним заданием попалась задачка: "Как измерить глубину колодца в единицах СИ при помощи осцилографа и секундомера?"....
    Похвастаюсь... Я - единственный, кто правильно решил... ))))
    Але нови ностра алис!
    1. Иван_Похмельев
      Бросить осциллограф в колодец и засечь время? ))
      1. Валерий
        Именно... Я так и написал в ответе... (Прошу заметить, что это было в советские времена, и подобные "вольности"... были редкостью,что-ли...
        Когда мы сдали задания и вышли в коридор, разговор сразу зашёл про эту "нерешаемую" задачку... Все с меня смеялись, когда я рассказал свой вариант...Я даже "заочковал", что "высокоморальная" комиссия за такой ответ может меня наругать...))))
        А выяснилось - правильный ответ...
        Але нови ностра алис!
        1. pogranec
          А вес осциллографа не имеет значения?
        2. pogranec
          Кстати даже если не принимать во внимание вес, то вы узнает не глубину колодца, а расстояние до воды.
  4. Валерий
    pogranec,
    Ускорение своболного падения - константа и одинаково для всего. Масса (вес) здесь не имеют никакого значения (если пренебречь парусностью).
    А про то, что в колодце есть вода, в условии тоже ничего не было сказано!)))))
    Але нови ностра алис!
    1. Dmitrij
      Ну.. можно еще оборудовать осциллограф динамиком и микрофоном. В колодах есть эхо, время отражения звука зависит от глубины.
      "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
    2. Dmitrij
      Ускорение свободного падения одинаковое только в вакууме, поэтому для этого примера вес актуален. Выше вес - выше скорость, которую сможет развить предмет, преодолевая трение воздуха.
      "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
      1. Валерий
        Дмитрий... Оно (ускорение) ведь, тоже не 9,8, как принято... Я к тому, что есть такое понятие, как пренебрежение погрешностью... А она на малых расстояниях - мизерная... Ваш палец на секундомере даст большую погрешность, чем разница времени в пути у двухпудовой гири и осцилографа...))))
        А маленький камешек и вообще гирю обгонит... Потому что у него парусность меньше...))))
        Але нови ностра алис!
        1. Dmitrij
          Одно дело прибор весит 10 кг, другое 100 грамм. "Погрешность" при глубине 20 метров будет измеряться в секундах.
          "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
        2. pogranec
          Если пренебречь то согласен разница не существенна, ну и учитывая что вопрос для школы. Кстати нашел интересную дискуссию на эту тему кому интересно ссылка Скажу честно три раза перечитывал ветку пока полностью понял смысл. Но интересно.
  5. Валерий
    Dmitrij,
    Не поверите... НЕТ!!!!
    Я же говорю - песчинка обгонит двухпудовую гирю!!!
    Але нови ностра алис!
    1. Dmitrij
      Мы говорим об одинаковом объёме, но разном весе. Причём тут песчинка.
      "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
      1. Dmitrij
        И если даже так, то у песчинки должна быть не реально большая масса. Это должна быть мини чёрная дыра или минизвезда))
        "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
        1. Валерий
          Дмитри-и-и-ий!!! МАССА - НЕ ПРИ ЧЁМ!!!!! "ЖЭ" - оно для всего одинаковое и ОТ МАССЫ НЕ ЗАВИСИТ!!!!
          Але нови ностра алис!
  6. pogranec
    Валерий,
    Масса причем но при определенных условиях. В случае с осциллографом согласен глубина небольшая и разница несущественна. Да и не так важна.
  7. Dmitrij
    Валерий,Физика - точная наука, основанная на математике. Все остальное - к бабкам на базар...

    Свинцовый мяч и свинцовая дробинка (одинаковой формы) будут ускорятся при падении в атмосфере с одинаковой скоростью. Почему? Потому-что у них абсолютно одинаковое соотношение веса к площади трения, которая создает сопротивление воздуха.

    Одинаковая плотность материала - одинаковое соотношение сопротивление воздуха/земное притяжение.

    Если заменить металл мяча алюминием, например, то дробинка его обгонит. Аналогично если дробинку заменить алюминием, то ее обгонит мяч.

    Отсюда вывод, скорость свободного падения в атмосфере зависит от формы и плотности (веса) тела.
    "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
    1. Валерий
      Только не на первых секундах полёта, когда скорости мизерные (относительно). Про это Вы забыли...
      Але нови ностра алис!
  8. Бабай_Мазай Автор
    Цитата: Иван_Похмельев
    Потребление одного индикатора при 20 мА на сегмент 140 мА - максимальное, 100 мА - среднее (из предположения, что все цифры равновероятны).


    М-м-м, соглашусь. Слова про "львиную долю" беру обратно : ) Иван, спасибо за уточнение.
    1. Иван_Похмельев
      Если Вы оставили только 5 индикаторов, то максимальное потребление по индикаторам 0,7 А, среднее 0,5 А, счётчики на 155 серии 11 штук по 50 мА - тоже 0,5 А, плюс логика, получается индикаторы на "восьмёрках" чуть больше едят, в среднем - столько же, сколько микросхемы. Если бы К555 были, тогда - да, у индикаторов - львиная доля.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Добрый день, Гость!


Зарегистрируйтесь

А затем...

Добавьте самоделку

Или...

Добавьте тему

Онлайн чат

Опрос
Сколько по времени, чаще всего, Вы делаете самоделку?

Последние комментарии

Это Вы зря - оловом очень плохо паять....
Линейность как проверяли?...
Есть, но как ее сюда вставить?!...
Оно-то так.... Только вот... Это сладкое слово "Халява"!!!! Оно ж многим умы будоражит... "Я, говорит, за стрижку в парикмахерской не плачу!!! Беру две бутылки водки, иду к соседу, и...
Халява-то только в незамутнённом мозгу таких "изобретателей". )) Просто тупо посчитаем. )) Примем такие исходные данные: давление в водопроводной сети 3 атм, расход воды на квартиру за...
Все комментарии