|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Niewielki dwuwiązkowy oscyloskop-multimetr. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa Oscyloskop jest jednym z najpotrzebniejszych przyrządów pomiarowych w kompleksie w miejscu pracy radioamatora, ale jednocześnie jednym z najdroższych urządzeń. Dlatego chęć zaprojektowania takiego produktu wśród radioamatorów nigdy nie wysycha. W tym artykule czytelnicy są zaproszeni do zapoznania się z oryginalną konstrukcją małego oscyloskopu dwuwiązkowego, który nie jest trudny do samodzielnego wykonania. Przeglądając magazyny Radia nie znalazłem ani jednego urządzenia wykorzystującego ciekłokrystaliczne wskaźniki graficzne. W związku z tym proponuję swoje opracowanie jako podstawę (jednostkę bazową) do wykorzystania w różnych konstrukcjach radioamatorskich. Od razu uprzedzam, że ten oscyloskop nie powstał jako gotowe urządzenie pomiarowe, ale jako urządzenie pozwalające zademonstrować główne możliwości łączenia mikrokontrolerów i wskaźników graficznych. Tym można tłumaczyć brak funkcji serwisowych w programie mikrokontrolera, takich jak wskazanie trybu pracy, wymiar mierzonych wartości oraz tryb pomiaru kursora. Mam nadzieję, że publikacja tego opracowania będzie impulsem do stworzenia przez radioamatorów szeregu oryginalnych i użytecznych projektów. Технические характеристики
Główna część schematu obwodu jest pokazana na ryc. 1. Zawiera dwa identyczne wzmacniacze A1 i A2, zmontowane na podwójnym wzmacniaczu operacyjnym DA1, mikrokontrolerze DD1, mierniku R, C (A3). Jako wskaźnik zastosowano moduł ciekłokrystaliczny o rozdzielczości 128x64 pikseli typu MT12864A-1 z wbudowanym sterownikiem i sterownikiem zasilania (-8 V) wyświetlacza LCD [1]. Rezystor 1R6 (2R6) jest przeznaczony do polaryzacji „wiązek”, podwójny przełącznik 1SA1 (2SA1) ustawia wzmocnienie wzmacniacza operacyjnego DA1.
Dzielnik wejściowy jest konstrukcyjnie zmontowany na małym złączu 1XS-1XS5 (2XS -2XS5). Sygnały z wyjść urządzeń A1, A2 i A3 podawane są na wejścia RAO, RA1 i RA3 mikrokontrolera DD1, skonfigurowane jako wejścia analogowe przetwornika ADC. Przełącznik SA1 służy do włączania podświetlenia LCD. Przełącznik SA2 ustawia tryb pracy „oscyloskop - multimetr”. Przycisk SB1 - „Start”, przemiatanie w trybie oscyloskopu lub pomiar „R” w trybie multimetru. Przycisk SB2 - „CLS”, wyczyszczenie ekranu. Przycisk SB3 - „kY”, programowe ustawienie wzmocnienia wzdłuż osi Y w trybie oscyloskopu lub pomiaru „C” w trybie multimetru. Przycisk SB4 - „kX”, ustawianie prędkości przemiatania. Zewnętrzny sygnał do rozpoczęcia przemiatania („Start”) musi mieć dodatnią polaryzację z poziomem TTL, jest podawany przez gniazda wejściowe XS1 i XS2 do tranzystora VT1. Ponieważ oscyloskop pracuje w trybie przemiatania pojedynczego startu z dalszym zapisem sygnału na ekranie wyświetlacza, nie ma potrzeby stosowania synchronizacji przy badaniu sygnałów okresowych, co znacznie upraszcza układ. Przez rezystor R4 zasilanie jest dostarczane (około -8 V) do wyświetlacza LCD. Wybierając rezystancję tego rezystora, ustawia się kontrast obrazu na wskaźniku. Port C (wyjścia RC0-RC7) mikrokontrolera służy do przesyłania danych do wskaźnika. Wewnętrzne rezystory „pull-up” są programowo podłączone do wyjść RB0-RB4. Podczas pracy w trybie oscyloskopu mikrokontroler DD1 naprzemiennie digitalizuje sygnał z wyjść wzmacniaczy A1 i A2 (kanały 1 i 2) oraz włącza odpowiednie punkty na wskaźniku (128 punktów wzdłuż osi X). Aby zwiększyć prędkość przemiatania w pierwszych trzech trybach przemiatania, używany jest tylko jeden pierwszy kanał (w tym celu zmieniony został algorytm działania mikrokontrolera). Zdigitalizowane wartości sygnału pierwszego kanału są zapisywane w pamięci RAM mikrokontrolera, a następnie po zarejestrowaniu wszystkie 120 (ostatnich 8 nie miało wystarczającej ilości pamięci RAM) są wyświetlane na wskaźniku. Zastosowany mikrokontroler wykorzystuje 10-bitowy ADC, a wskaźnik ma łącznie 64 punkty wzdłuż osi Y, co odpowiada 6 cyfrom. Służy do programowej kontroli wzmocnienia. Do wyświetlania na ekranie wybiera się osiem cyfr: w trybie 2 (x1) na ekranie wyświetlanych jest sześć najwyższych z ośmiu cyfr, w trybie 1 (x0,5) używanych jest sześć środkowych cyfr, co odpowiada cyfrze 2 -krotny wzrost czułości, w trybie 0 (x0,25) - 6 dolnych cyfr, co odpowiada 4-krotnemu wzrostowi wzmocnienia. Źródło napięcia odniesienia ADC jest programowo podłączone do zasilania +4,6 V, więc „cena podziału” ADC jest równa Ucc/1024. Informacja o trybach programowej regulacji wzmocnienia i czasie przemiatania jest wyświetlana jako liczba jednocyfrowa w lewym górnym rogu wskaźnika po krótkim naciśnięciu odpowiedniego przycisku. Jednocześnie tryby są przełączane „w kółko”. W trybie multimetru ADC jest podłączony do wyjścia pierwszego kanału oscyloskopu, okresowo wyświetla kod odpowiadający sygnałowi wejściowemu w postaci dwucyfrowej liczby w lewej górnej części wskaźnika (od 63 do 1), co odpowiada położeniu punktu wzdłuż osi Y w trybie oscyloskopu. Po naciśnięciu przycisku SB1 (rys. 3) „Start / R” w środkowej górnej części wskaźnika, wyświetlana jest trzycyfrowa liczba odpowiadająca zmierzonej wartości rezystancji (z uwzględnieniem mnożnika ustawionego przełącznikiem 1SA800) . Maksymalna wartość liczby jest ograniczona wartością w przybliżeniu równą 3, co wynika z ograniczenia napięcia na wyjściu źródła prądu, zamontowanego na tranzystorze 1VT2 (ryc. XNUMX).
Dioda LED 3HL1 służy jako źródło napięcia odniesienia. Rezystory 3R3-3R5 ustawiają prądy źródła prądu w każdym zakresie. Tranzystor 3VT3 służy do rozładowania mierzonego kondensatora. Po naciśnięciu przycisku SB3 „kY / C” tranzystor 3VT3 zamyka zmierzoną pojemność. Po zwolnieniu przycisku tranzystor zamyka się, a napięcie na mierzonej pojemności zaczyna rosnąć. Mikrokontroler odlicza czas ładowania kondensatora do napięcia 0,287 V. Czas ten, liczbowo równy zmierzonej pojemności (uwzględniając mnożnik przełącznika 3SA1), jest wyświetlany w środkowej górnej części wskaźnika i jest przechowywany do następnego naciśnięcia przycisku SB3. Ponieważ napięcie na mierzonym kondensatorze nie przekracza 0,287 V, w większości przypadków możliwe jest przeprowadzenie pomiarów bez wylutowywania kondensatora z urządzenia. Zasilanie (ryc. 3) jest nieco skomplikowane ze względu na chęć użycia baterii z telefonu komórkowego o napięciu nominalnym 3,6 V (moc wskaźnika 4,5 ... 5,5 V). Przetwornica napięcia na tranzystorach VT1, VT2 zwiększa napięcie zasilania do 5 V. Stabilizator na tranzystorach VT6-VT8 ogranicza napięcie do poziomu zbliżonego do minimalnego dopuszczalnego dla wskaźnika pracy - 4,6 V. Dioda HL1 służy jako źródło napięcia wzorcowego oraz jako wskaźnik załączenia. Stabilizator na tranzystorach VT3-VT5 generuje napięcie -0,7 V, aby przesunąć „wiązki” na ekranie wskaźnika.
Aby zwiększyć prędkość przesuwu oscyloskopu, można użyć zewnętrznego szybkiego przetwornika ADC z pamięcią buforową lub zastosować efekt stroboskopowy [2]. Dane techniczne i polecenia programowania wskaźnika MT12864A-1 podano w [1]. Mikrokontroler można wymienić na PIC16F876 korzystający z tego samego oprogramowania układowego. Opisy tych mikrokontrolerów w języku rosyjskim można znaleźć w Internecie [3]. Programowanie mikrokontrolera i układ programatora opisano w [4]. Firmware mikrokontrolera w pliku hex (Oscil873.hex) oraz kod źródłowy programu w asemblerze (Oscil873.asm) z komentarzami w języku quasi-angielskim (MPLAB IDE 6.0.20 bardzo źle „przetwarza” język rosyjski): pobranie. Bardzo pożądane jest zastosowanie wzmacniacza operacyjnego z serii KP1446. Transformator T1 nawinięty jest na pierścieniu K16x8x5 mm wykonanym z ferrytu klasy M2000NM. Uzwojenie I zawiera 2x65 zwojów z odczepami z 45-tego zwoju, licząc od środka drutu PELSHO 0,5. Uzwojenie II zawiera 15, a III - 30 zwojów drutu PELSHO 0,1. Korpus urządzenia wykonany jest z folii z włókna szklanego i pomalowany szarym podkładem samochodowym w opakowaniu aerozolowym. Urządzenie mocowane jest na prostokątnej płycie o wymiarach 130x86 mm wykonanej z dwustronnej folii z włókna szklanego. Elementy montażowe urządzenia mocuje się poprzez lutowanie w punktach odniesienia poszczególnych płyt montażowych, połączonych na wspólnej prostokątnej płytce. Do produkcji płyt prototypowych można wziąć paski z włókna szklanego pokrytego folią o odpowiedniej szerokości, przez które przecina się szyny zasilające (zwykle wzdłuż krawędzi). Z otrzymanych w ten sposób jednostek funkcjonalnych, jak z kostek, składa się gotowe urządzenie. Regulacja powinna rozpocząć się od źródeł zasilania, ponieważ +4,6 V jest używane jako odniesienie dla przetwornika ADC. Obwód zasilania można znacznie uprościć, stosując baterię złożoną z czterech lub więcej baterii. W takim przypadku przetwornicę napięcia można wyłączyć z obwodu, a ujemne napięcie do przesuwania wiązek można pobrać z pinu 18 HG1 (około -8 V). W innych modyfikacjach wskaźników może brakować tego napięcia, a wtedy będziesz musiał zrobić inny konwerter do zasilania wskaźnika (pin 3). Rezystor R4 (patrz ryc. 1) wybierz wymagany kontrast obrazu na ekranie. Kalibracja oscyloskopu jest powiązana z punktami na ekranie w oczekiwaniu, że w przyszłości zostanie wprowadzony do programu tryb pomiaru kursora, bez tego trybu lepiej jest korzystać z siatki na ekranie. Najprostszym sposobem na określenie jego wielkości jest zarejestrowanie skalibrowanego sygnału na ekranie, na przykład meandra. Przy regulacji wzmacniacza wejściowego należy wziąć pod uwagę, że rezystancja rezystora 1R11 (2R11) wpływa zarówno na wzmocnienie wzmacniacza operacyjnego 1DA1 (2DA1), jak i na przesunięcie wiązki na ekranie („czułość” regulatora polaryzacji 1R6 i 2R6), a rezystory 1R8-1R10 (2R8 - 2R10) - tylko do wzmocnienia [4]. Szybkość przemiatania może być kontrolowana przez opóźnienie programowe między próbkami ADC. W pierwszych trzech trybach „dużej prędkości” linia przemiatania jest nieco skrócona po prawej stronie. Wynika to z faktu, że sygnał jest rejestrowany przez bufor RAM, a PIC16F873 nie ma wystarczającej ilości pamięci. Podczas korzystania z P1C16F876 takie problemy nie występują, ale program należy poprawić (przenieść część pamięci buforowej z banku 0 do banku 2 lub 3). W trybie multimetru podczas pomiaru napięcia sygnał wejściowy przechodzi przez dzielnik i wzmacniacz operacyjny kanału 1 (regulacja biasu musi być ustawiona na zero). ADC pozwala zwiększyć dokładność pomiaru napięcia do trzech cyfr, ale wtedy trzeba będzie podjąć działania w celu wyeliminowania wpływu regulatora polaryzacji i dobrać rezystory dzielnika wejściowego z odpowiednią dokładnością. Następnie na przykładowych rezystorach przeprowadza się kalibrację w trybie pomiaru rezystancji z rezystorami 3R3-3R5 w odpowiednim zakresie, a 3R1 - ogólnie. Kalibracja miernika pojemności odbywa się za pomocą opóźnień programowych (w przypadku zastosowania kwarcu o innej częstotliwości). literatura
Autor: A.Kichigin, Podolsk, obwód moskiewski
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Inteligentne badania molekularne ▪ Żywy organizm znaleziony bez powietrza ▪ Miernik poziomu dźwięku NOR-118 ▪ Słuchawki dopasują muzykę do Twojego nastroju
▪ część serwisu Transport osobisty: lądowy, wodny, powietrzny. Wybór artykułu ▪ artykuł Statek bez żagla i śmigła. Wskazówki dla modelarza ▪ Jak powstały hymny narodowe? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Kwaśna porzeczka. Legendy, uprawa, metody aplikacji
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony