Artikel
Universele frequentiemeter
Multi-talent voor tijdmetingen
Deze op een microcontroller gebaseerde frequentie- en pulsteller is gemakkelijk te bedienen en heeft veel gebruiksmogelijkheden. De functionaliteit van het apparaat heeft bij het ontwerp voorop gestaan en de opbouw is vrij eenvoudig. Ook is veel aandacht besteed aan EMC-compatibiliteit.
Een frequentie/pulsteller is een onmisbaar apparaat in iedere elektronica-werkplaats. De fundamentele schakeling van zo'n meetinstrument is eigenlijk vrij eenvoudig. Er bestaan al sinds jaren geïntegreerde schakelingen waarmee frequentie- en tijdmetingen mogelijk zijn, vaak in combinatie met pulstellingen, en die het resultaat op een LED- of LC-display zichtbaar maken. Tegenwoordig zijn frequentiemeters vaak als 'extra' op functiegeneratoren aanwezig en worden dan vaak, in technisch opzicht tenminste, als ondergeschikt behandeld.
Aan welke eisen moet een goede frequentiemeter voldoen? Het belangrijkste is natuurlijk dat hij nauwkeurig moet zijn, zelfs na jarenlang gebruik. Een groot frequentiebereik is ook heel nuttig en de prijs moet liefst laag zijn. Het apparaat moet verder voor een veelheid van meetfuncties geschikt zijn, gemakkelijk te bedienen zijn, een grote gevoeligheid hebben en toch een hoge stoordrempel hebben.
Een frequentie/pulsteller is een onmisbaar apparaat in iedere elektronica-werkplaats. De fundamentele schakeling van zo'n meetinstrument is eigenlijk vrij eenvoudig. Er bestaan al sinds jaren geïntegreerde schakelingen waarmee frequentie- en tijdmetingen mogelijk zijn, vaak in combinatie met pulstellingen, en die het resultaat op een LED- of LC-display zichtbaar maken. Tegenwoordig zijn frequentiemeters vaak als 'extra' op functiegeneratoren aanwezig en worden dan vaak, in technisch opzicht tenminste, als ondergeschikt behandeld.
Aan welke eisen moet een goede frequentiemeter voldoen? Het belangrijkste is natuurlijk dat hij nauwkeurig moet zijn, zelfs na jarenlang gebruik. Een groot frequentiebereik is ook heel nuttig en de prijs moet liefst laag zijn. Het apparaat moet verder voor een veelheid van meetfuncties geschikt zijn, gemakkelijk te bedienen zijn, een grote gevoeligheid hebben en toch een hoge stoordrempel hebben.
Materials
Gerber bestand
De PCB bij dit artikel is als Gerber file beschikbaar gesteld. Elektor Members kunnen exclusief deze files gratis downloaden en gebruiken om de PCB zelf af te drukken met geschikte apparatuur óf de Gerber te laten drukken via een dienstverlener.
Elektor kan u bijvoorbeeld de PCB Service van onze partner Eurocircuits van harte aanbevelen of AISLER.
TIP: Uw eerste PCB tot € 30 is gratis bij AISLER indien u bij het afrekenen gebruik maakt van coupon code ELCCBB.
Het gebruik van onze Gerber files is vrijgegeven onder een Creative Commons- licentie. Creative Commons biedt auteurs, wetenschappers en andere creatieve makers de vrijheid om op een flexibele manier met hun auteursrechten om te gaan.
PCB
Extra info / Update
In het schema van de universele frequentiemeter (Elektuur maart 2004) is een BCD-schakelaar opgenomen. Deze schakelaar heeft zes aansluitingen, waarvan er twee met massa zijn verbonden. Ik neem aan dat deze twee aansluitingen het middencontact van de schakelaar zijn. Nu begrijp ik niet hoe je met vier aansluitingen een 16-standenschakelaar kunt maken. Of zou het kunnen dat dit een fout is en dat S2 en gewone draaischakelaar moet zijn? Enige uitleg over dit probleem zou ik op prijs stellen.
Frans Scheipers
Schakelaar S2 is een zogenaamde BCD-schakelaar. BCD is de afkorting voor het Engelse ‘Binairy Coded Decimal’ en betekent zoveel als binair gecodeerde decimale waarde. De stand van de schakelaar (0 tot en met 15) wordt met een binair getal aangeduid op de vier uitgangslijnen. De schakelaar ‘telt’ dus niet decimaal, maar binair.
Dit werkt als volgt. In de decimale stand 0 zijn alle uitgangen open. In decimale stand 1 is uitgang A met het middencontact, hier massa, doorverbonden. In stand 2 is uitgang A weer open en uitgang B verbonden met massa.
In stand 4 is alleen uitgang C doorverbonden en in stand 8 alleen uitgang D. De andere uitgangen zijn in deze twee gevallen dus open.
Met opzet slaan we stand 3, 5, 6, 7 en de standen hoger dan 8 even over. Nu u weet dat uitgang A het getal 1 representeert, uitgang B het getal 2, C het getal 4 en D het getal 8, is namelijk makkelijk in te zien dat de standen die we over hebben geslagen, te vormen zijn door verschillende uitgangen te combineren.
Staat de schakelaar in stand 3, dan zullen namelijk uitgang A én B met massa zijn doorverbonden (A=1, B=2 en 1+2=3).
In stand 13, bijvoorbeeld, zullen uitgang D, uitgang C en uitgang A zijn doorverbonden (8+4+1).
Voor de duidelijkheid nog alle mogelijkheden op een rij:
Stand
A
(1)
B
(2)
C
(4)
D
(8)
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
2
0
1
0
0
3
1
1
0
0
4
0
0
1
0
5
1
0
1
0
6
0
1
1
0
7
1
1
1
0
8
0
0
0
1
9
1
0
0
1
10
0
1
0
1
11
1
1
0
1
12
0
0
1
1
13
1
0
1
1
14
0
1
1
1
15
1
1
1
1
In deze tabel betekent 0 dat een de uitgang open is en 1 dat de uitgang met het middencontact is doorverbonden.
Frans Scheipers
Schakelaar S2 is een zogenaamde BCD-schakelaar. BCD is de afkorting voor het Engelse ‘Binairy Coded Decimal’ en betekent zoveel als binair gecodeerde decimale waarde. De stand van de schakelaar (0 tot en met 15) wordt met een binair getal aangeduid op de vier uitgangslijnen. De schakelaar ‘telt’ dus niet decimaal, maar binair.
Dit werkt als volgt. In de decimale stand 0 zijn alle uitgangen open. In decimale stand 1 is uitgang A met het middencontact, hier massa, doorverbonden. In stand 2 is uitgang A weer open en uitgang B verbonden met massa.
In stand 4 is alleen uitgang C doorverbonden en in stand 8 alleen uitgang D. De andere uitgangen zijn in deze twee gevallen dus open.
Met opzet slaan we stand 3, 5, 6, 7 en de standen hoger dan 8 even over. Nu u weet dat uitgang A het getal 1 representeert, uitgang B het getal 2, C het getal 4 en D het getal 8, is namelijk makkelijk in te zien dat de standen die we over hebben geslagen, te vormen zijn door verschillende uitgangen te combineren.
Staat de schakelaar in stand 3, dan zullen namelijk uitgang A én B met massa zijn doorverbonden (A=1, B=2 en 1+2=3).
In stand 13, bijvoorbeeld, zullen uitgang D, uitgang C en uitgang A zijn doorverbonden (8+4+1).
Voor de duidelijkheid nog alle mogelijkheden op een rij:
Stand
A
(1)
B
(2)
C
(4)
D
(8)
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
2
0
1
0
0
3
1
1
0
0
4
0
0
1
0
5
1
0
1
0
6
0
1
1
0
7
1
1
1
0
8
0
0
0
1
9
1
0
0
1
10
0
1
0
1
11
1
1
0
1
12
0
0
1
1
13
1
0
1
1
14
0
1
1
1
15
1
1
1
1
In deze tabel betekent 0 dat een de uitgang open is en 1 dat de uitgang met het middencontact is doorverbonden.
Onderdelenlijst
Weerstanden:
R1,R23 = 33 k
R2,R10,R13 = 1k8
R3,R12,R15,R40...R47 = 150
R4...R8 = 1k5
R9,R17 = 100 k
R11,R18 = 68 k
R14,R30...R37 = 3k3
R16 = 22
R19,R21 = 8k2
R20 = 10 k
R22 = 1 M
P1 = instelpotmeter 10 k liggend (met steekas*)
Condensatoren:
C1 = 10 µ/25 V radiaal (evt. tantaal)
C3 = 10 µ/16 V radiaal (evt. tantaal)
C2,C4,C5,C6 = 100 n
C7...C10 = 0,47 µ/16 V radiaal (evt. tantaal)
C11,C12 = 22 p
C13,C14 = 10 µ/16 V radiaal (evt. tantaal) (alleen indien nodig)
Halfgeleiders:
D1 = 1N4001
D2,D3 = zenerdiode 5V6/500 mW
D4 = zenerdiode 4V7/500 mW
D5,D6 = BAT46
T1...T8 = BC327-25
IC1 = AT90S2313-10PC (geprogrammeerd, EPS 030136-41)
IC2 = 74HCT42 of 74HC42
IC3 = LM393 (8-polig DIL)
IC4 = 7805 (TO-220)
Diversen:
JP1 = 3-polige printheader
JP2...JP5 = 2-polige printheader
K1 = 2-polige printkroonsteen, RM5
K2,K2A = 14-polige SIL-printheader
S1 = drukknop 1 x maak (klein model)
S2 = BCD-schakelaar (16 standen)
X1 = kristal 10 MHz
LD1...8 = SA52-11SRWA (Kingbright)
Koelplaatje voor IC4 (U25, 30 K/W)
R1,R23 = 33 k
R2,R10,R13 = 1k8
R3,R12,R15,R40...R47 = 150
R4...R8 = 1k5
R9,R17 = 100 k
R11,R18 = 68 k
R14,R30...R37 = 3k3
R16 = 22
R19,R21 = 8k2
R20 = 10 k
R22 = 1 M
P1 = instelpotmeter 10 k liggend (met steekas*)
Condensatoren:
C1 = 10 µ/25 V radiaal (evt. tantaal)
C3 = 10 µ/16 V radiaal (evt. tantaal)
C2,C4,C5,C6 = 100 n
C7...C10 = 0,47 µ/16 V radiaal (evt. tantaal)
C11,C12 = 22 p
C13,C14 = 10 µ/16 V radiaal (evt. tantaal) (alleen indien nodig)
Halfgeleiders:
D1 = 1N4001
D2,D3 = zenerdiode 5V6/500 mW
D4 = zenerdiode 4V7/500 mW
D5,D6 = BAT46
T1...T8 = BC327-25
IC1 = AT90S2313-10PC (geprogrammeerd, EPS 030136-41)
IC2 = 74HCT42 of 74HC42
IC3 = LM393 (8-polig DIL)
IC4 = 7805 (TO-220)
Diversen:
JP1 = 3-polige printheader
JP2...JP5 = 2-polige printheader
K1 = 2-polige printkroonsteen, RM5
K2,K2A = 14-polige SIL-printheader
S1 = drukknop 1 x maak (klein model)
S2 = BCD-schakelaar (16 standen)
X1 = kristal 10 MHz
LD1...8 = SA52-11SRWA (Kingbright)
Koelplaatje voor IC4 (U25, 30 K/W)
Discussie (0 opmerking(en))