Nadajniki Projekty Pira: września 2018

1. Wstęp

Pomysł przygotowania miniKITu, a więc zestawu płytek drukowanych oraz
zaprogramowanego mikroprocesora, powstał w odpowiedzi na duże zainteresowanie kolegów
tanim, łatwym do odwzorowania i małym układem służącym do pomiaru częstotliwości.
MiniKIT jest zrealizowany na podstawie projektu Kolegi Wolfganga DL4YHF, który
zgodził się na niekomercyjny charakter dystrybucji.
Układ zbudowany jest na bazie mikrokontrolera PIC16F628A, a wynik pomiaru
prezentowany jest na czterech lub pięciu wyświetlaczach LED. W układzie zastosowane są
wyświetlacze 7-segmentowe ze wspólną katodą: KINGBRIGHT SC39-11EWA. Oczywiście można
użyć dowolnych wyświetlaczy ale należy pamiętać o sprawdzeniu zgodności wyprowadzeń na
płytce drukowanej oraz o obciążalności portów PIC16F628 (ok 25mA /PIN).
Zainteresowanych dokładnym opisem działania układu odsyłam na stronę autora:
http://people.freenet.de/dl4yhf/freq_counter/freq_counter.html (dokument w języku angielskim).
2. Schemat układu.

Wartości elementów:

R1 .. R8 – 1k

R9 – 10k

R10 – 10k – tylko przy stosowaniu pięciu wyświetlaczy

D1..D4 – 1N4148 - tylko przy stosowaniu pięciu wyświetlaczy

T1 – BC547 - tylko przy stosowaniu pięciu wyświetlaczy

C1, C2 – 22pF (*)

C3 – 100nF (SMD – wlutowany na płytce)

Q1 – 20MHz

podstawka pod układ scalony PIN18

wyświetlacze – KINGBRIGHT SC39-11EWA (lub inne z serii SC39-11, SA39-11).

* - dla uzyskania odpowiedniej dokładności pomiaru należy tak dobrać kondensatory, aby

częstotliwości generatora wynosiła dokładnie 20MHz. Ułatwieniem będzie zastąpienie jednego z

kondensatorów trymerem np. 5-50pF.

3. Płytki drukowane.

Płytki zostały zaprojektowane od nowa, dzięki temu udało się uzyskać łatwiejsze i bardziej

estetyczne ich połączenie. Stosując piny kątowe bardzo łatwo ustawić płytki pod kątem prostym.

Wszystkie opisy elementów (diod i tranzystora) dotyczą wyświetlaczy ze wspólną katodą. Jeżeli w

układzie mają pracować wyświetlacze ze wspólną anodą należy zwrócić uwagę na odpowiednie

wlutowanie wspomnianych elementów – patrz punkt „Modyfikacje dla wyświetlaczy ze wspólną

anodą”.

4. Montaż i uruchomienie.

Przed przystąpieniem do montażu zdecydowanie zalecam kontrolę wszystkich

elementów !!!

Układ składa się z bardzo małej ilości elementów dlatego ich montaż nie zajmuje wiele

czasu, ale warto poświęcić troszkę uwagi.

Płytka wyświetlaczy.

– wlutować zworę pod wyświetlaczem W3,

– wlutować wyświetlacze – ten krok ma kluczowe znaczenie dla estetyki naszego układu.

Jeżeli planujemy wykonać maskownicę, to nie musimy znacznie się przykładać ;-)

Wyświetlacze należy osadzić bardzo starannie i wybrać sposób wyrównania. Wymaga to

odrobinę cierpliwości, ale zdecydowanie milej patrzy się na równo ułożone cyfry.

Ja wlutowałem najpierw wyświetlacz W1 przesuwając piny maksymalnie do lewej

strony w otworach. Następnie W2 i również maksymalnie w lewo, itd.

– Zainstalować R2, R3, R6

Płytka mikroprocesora.

– jeżeli dysponujemy kołkami lutowniczymi to polecam wlutować je w miejsce punktów

GND, PR, IN.

– Do punktu +5V sugeruję wlutować diodę np. 1N4007 – tnx SP5DDJ ;-)

– osadzić podstawkę pod U1 - PIC16F628 (zwrócić uwagę na wcięcie w rysunku na

płytce – oznacza ono PIN1 układu)

– ze stabilizowanego źródła podać napięcie +5V do punktów +5V i GND – sprawdzić

woltomierzem czy pomiędzy pinami nr 5 i 14 U1 pojawia się napięcie zasilające

– wlutować rezystory R1, R4, R5, R7, R8, R9.

– Jeżeli montujemy układ z wykorzystaniem pięciu wyświetlaczy wlutować również R10,

D1, D2, D3, D4, T1.

– Zamontować kondensatory C1 i C2 oraz kwarc Q1. Warto skontrolować częstotliwość

kwarcu i w miarę możliwości/potrzeb skorygować wartość C1, C2.

Połączenie płytek.

Ten krok jest indywidualny i zależy on od mechanicznego rozwiązania w jakim ma

pracować miernik/skala. Przy projektowaniu założyliśmy, że zostaną wykorzystane piny kątowe,

które zapewnią oprócz połączenia galwanicznego również stabilne połączenie mechaniczne. Przy

oddaleniu wyświetlaczy od płytki bazowej można do połączenia wykorzystać np. taśmę lub

pojedyncze przewody, jednak należy zwrócić uwagę, aby były to możliwie krótkie odcinki.

Uruchomienie układu.

Po montażu wszystkich elementów należy skontrolować pod lupą czy podczas lutowania nie

powstały zwarcia. Jeżeli wszystko wygląda prawidłowo możemy włożyć ostrożnie w podstawkę

mikrokontroler. W PIC16F628 pin nr 1 oznaczony jest kropką na obudowie oraz wcięciem. Układ

należy zamontować zgodnie z rysunkiem na płytce.

Następnie podłączyć zasilanie +5V poprzez miliamperomierz do układu i obserwować

pobierany prąd. Przy starcie kiedy pojawiają się same ósemki układ powinien pobierać ok. 20mA.

Kiedy wyświetlane jest „0” prąd wynosi ok. 10mA

Jeżeli wartości prądów są zbliżone, to świadczy o prawidłowym montażu układu. Od tej

chwili zestaw jest gotowy do pracy w trybie miernika częstotliwości.

Prezentacja pomiaru.

Układ posiada automatyczny dobór zakresów. Poniżej przedstawiony jest opis prezentacji

wyniku pomiaru ( x w nawiasie odnosi się do piatej cyfry):

Zakres Prezentacja Bramkowanie Przecinek

0 ... 9,999 kHz x.xxx 1 sekunda Pulsuje

10 ... 99,99 kHz xx.xx(x) ½ sekundy Pulsuje

100 .. 999,9 kHz xxx.x(x) ¼ sekundy Pulsuje

1 ... 9,999 Mhz x.xxx(x) ¼ sekundy Stały

Powyżej 10MHz xx.xx(x) ¼ sekundy stały

5. Programowanie układu.

Dzięki zastosowaniu mikrokontrolera możemy programować nasz układ w miarę potrzeb.

Autor (DL4YHF) przewidział dwa tryby pracy: miernik częstotliwości oraz skala cyfrowa.

Domyślnie układ pracuje w trybie pierwszym.

Do programowania układu służy pin PR, do którego możemy podłączyć przycisk i zwierać

PR do masy (GND).

Aby przejść do trybu programowania należy przytrzymać przycisk PR. Na wyświetlaczach

pojawi się napis „Prog”. Zasada poruszania się po menu jest bardzo prosta: krótkie naciśnięcie

przycisku powoduje przejście do następnej opcji, a długie to akceptacja. Poszczególne kroki w

menu: „Quit”, „Add”, „Sub”, „Zero”.

Quit - wyjście z menu,

Add – tryb skali cyfrowej – mierzona częstotliwość jest dodawana do offsetu,

Sub – tryb skali cyfrowej – mierzona częstotliwość jest odejmowana od offsetu,

Zero – przełączenie układu w tryb miernika – zerowanie offsetu.

Programowanie offsetu.

Jeżeli chcemy wykorzystać układ jako skalę cyfrową, to musimy zaprogramować offset

czyli częstotliwość pośrednią. W tym celu na wejście układu podajemy sygnał o częstotliwości

równiej częstotliwości pośredniej (np. z fabrycznego TRX'a lub generatora serwisowego).

Następnie przechodzimy do Menu i wybieramy opcję dodawania (Add) lub odejmowania (Sub)

częstotliwości od offsetu.

Przykład.

Częstotliwość pośrednia – 8MHz, częstotliwość pracy trx'a – pasmo 80m.

– na wejście miernika podać 8MHz

– przytrzymać dłużej przycisk PR,

– po pojawieniu się menu przejść do opcji Sub,

– przytrzymać dłużej PR (Sub mignie trzy razy).

Jeżeli na wejście tak zaprogramowanego układu podamy sygnał z VFO to na

wyświetlaczach pojawi się nam aktualna częstotliwość pracy trx'a.

Po testach z różnymi częstotliwościami pośrednimi możliwe jest również prezentowanie

„ujemnej” wartości. Np. p.cz. = 5MHz, VFO = 8,6 – 8,8 MHz. Programując układ do odejmowania

mierzonej częstotliwości VFO od offsetu otrzymamy na wyświetlaczach odpowiednio 3,6 – 3,8

MHz.

6. Modyfikacje dla wyświetlaczy ze wspólną anodą.

Przed przystąpieniem do modyfikacji należy upewnić się, że mikrokontroler jest

zaprogramowany do współpracy z wyświetlaczami ze wspólną anodą!

Modyfikacje mają znaczenie tylko w przypadku stosowania pięciu wyświetlaczy i dotyczą

sposobu sterowania piątą cyfrą.

W celu dostosowania układu do wyświetlacza ze wspólną anodą należy odwrócić

polaryzację diod D1, D2, D3, D4 oraz zastosować tranzystor typy PNP (np. BC557 lub podobny).

Dodatkowo diodę D4 należy połączyć z +5V, a nie z masą (GND).

7. Wzmacniacz wejściowy.

W celu zwiększenia czułości układu warto zastosować prosty wzmacniacz.

R1= 330, R3=1k2, R2 należy tak dobrać, aby na kolektorze tranzystora była połowa

napięcia zasilającego (Ub). Np. dla Ub=9V R2=91k. C1=10nF. Wzmacniacz można zasilać również

napięciem 5V.

8. Uwagi praktyczne.

Informacje od Włodka SP5DDJ opisujące sposób podłączenia skali do Aquariusa:

• Dodatkowo zmontować wzmacniacz sygnału wejściowego tak jak w opisie

(pkt.7) pamiętając, że rezystor pomiędzy kolektorem i bazą tranzystora NPN

należy dobrać tak, aby na kolektorze była połowa napięcia zasilającego. Dla

tranzystora 2N3904 wartość tego rezystora wyniosła 91k ( przy zasilaniu 9V).

• Należy dodatkowo zmontować zasilacz stabilizowany 5V z wykorzystaniem

78L05, pamiętając aby od strony wejścia podać napięcia 12-13,8V poprzez

dławik 100uH (!) oraz zarówno wejście jak i wyjście stabilizatora zablokować

kondensatorami 0,1uF.

• Nóżkę 14 PIC'a należy także zablokować do masy kondensatorem 0,1uF

( przylutować od strony druku).

W MiniKITach kondensator ten jest już włutowany! - przyp. sq2dyl

• Wejście licznika połączyć z nóżką 20 MC3362P poprzez kondensator 1nF

( albo mniejszy) i masą wykorzystując krótki kabel koncentryczny ( cienki ).

Jednocześnie należy pomiędzy nóżkę 20 MC3362P i masę wlutować rezystor 2k -

na płytce jest miejsce do nawiercenia dwóch otworów, równolegle do MC.

• Programowanie zrealizować według punktu nr 5 niniejszej instrukcji,

podając sygnał do offset'u z nóżki 2 MC 3362P. Jeśli amplituda sygnału jest

niewystarczająca, to pozostaje zmontowanie próbnego generatora kwarcowego ( opis na

Portal'u) do selekcji rezonatorów do filtru drabinkowego i podanie sygnału z tego

generatora na wejście licznika podczas programowania. UWAGA: Należy tak

dobrać kondensator ( lub kondensator i dławik) szeregowo z kwarcem w tym

próbnym generatorze, aby uzyskać tę samą częstotliwość jaka będzie ustawiona

w BFO w Aquarius'ie.

9. Na zakończenie.

Układ jest bardzo prosty i łatwy do uruchomienia dlatego mam nadzieję, że każdy kto

będzie chciał złoży go bez problemów.

Chciałbym jeszcze raz podkreślić, iż autorem projektu (schemat, oprogramowanie) jest

Wolfgang DL4YHF, a ja przy ogromnej pomocy Macieja SQ2AHR przygotowałem zestaw

miniKIT jako podstawę do budowy układu.

Wszystkie materiały niezbędne do przygotowania miniKITu, a więc schemat,

oprogramowanie do mikrokontolera zostały pobrane ze strony http://peopel.freenet.de/dl4yhf

za zgodą jej autora.

Nadajniki Projekty Pira

wtorek, 18 września 2018

JOHN 80m RX

Skala cyfrowa do RX i TX na KF

poniedziałek, 17 września 2018

niedziela, 16 września 2018

Witam serdecznie czas na bloga pisanego od dziś właśnie tu będę zamieszczał schematy i projekty które pokazuje na filmach w YT.

Janusz.

Archiwum bloga