Pembaca yang berwaspada mendapati bahawa dalam artikel pengarang Instructables di bawah nama panggilan WilkoL mengenai penjana garpu penalaan dan jam dengan penggunaannya, hanya satu meter kekerapan ditunjukkan, dan dalam artikel tentang penjana dengan kaca sebagai elemen penetapan kekerapan, yang kedua ditambah kepadanya, dan dia juga mendapat KDPV di sana. Kisah ini mengenai dia.
Saya gembira untuk bekerja buatan sendiri tuan bermula dengan kajian bahagian teori, iaitu, dengan memilih kaedah mengukur frekuensi. Dalam banyak meter kekerapan, bilangan tempoh isyarat input untuk tempoh masa tertentu, katakan, satu saat, dikira untuk ini:
Kaedah ini adalah baik untuk frekuensi yang cukup tinggi, tetapi jika frekuensi rendah, ia tidak membenarkan untuk memperoleh bilangan tempat perpuluhan yang cukup banyak. Contohnya, jika kitaran pengukuran mengambil satu saat, maka bagi frekuensi pesanan 50 Hz, akan ada sifar tempat perpuluhan. Anda mahu, sebagai contoh, tiga tanda - ada jalan keluar, kami melanjutkan kitaran pengukuran kepada 1000 saat. Tetapi ia adalah satu perkara apabila PC atau telefon pintar melambatkan, yang semua orang paling kurang digunakan, dan ia adalah satu perkara yang lain - jika meter kekerapan juga menyertai syarikat yang menyeronokkan ini, ini akan benar-benar mengetuk pengguna keluar dari dirinya sendiri. Secara umum, cara lain diperlukan. Tetapi bagaimana jika kita mengukur tempoh ayunan, seperti itu?
Begitu juga. Mereka mengambil isyarat frekuensi rujukan, yang mana beberapa pesanan magnitud lebih tinggi daripada yang diukur, dan mempertimbangkan berapa banyak tempoh isyarat rujukan akan lulus dalam satu tempoh yang diukur. Jadi, sebagai contoh, dengan frekuensi rujukan 10 MHz dan diukur pada 50 Hz, ini akan menjadi 200,000.Ini bermakna bahawa tempohnya adalah 20,000.0 ms, dan pengawal mikro moden (dan, dengan cara itu, tidak terlalu), jika programmer "mengajar" itu, dengan dengan mudah mengira semula tempoh kepada frekuensi yang sama dengan 50,000 Hz. Sekiranya kekerapan meningkat kepada 50.087 Hz, maka dalam satu tempoh isyarat masukan, tempoh masa yang sesuai bagi tahun 199650, dan apa-apa perubahan meter kekerapan akan memberi perhatian dalam masa nyata.
Tetapi dengan kaedah pengukuran ini, bilangan tempat perpuluhan, sebaliknya, berkurangan dengan peningkatan kekerapan isyarat masukan. Sebagai contoh, jika ia adalah 40 kHz, dan rujukannya masih 10 MHz, maka pada 40-161 Hz kita mendapat 249 tempoh frekuensi rujukan, dan pada masa 39840 Hz - 251. Sekurang-kurangnya dua meter kekerapan teratur: satu untuk frekuensi tinggi, beroperasi dengan cara yang pertama, yang lain untuk frekuensi yang rendah, di kedua. Walaupun - tunggu! Bukankah mungkin untuk menggabungkan kedua-dua kaedah dalam satu meter kekerapan? Anda boleh, dan tuan memberitahu bagaimana. Anda perlu mengambil pencetus D biasa, maka simbol dan jadual kebenaran diberikan:
Penyihir menunjukkan empat isyarat pada carta, yang keempatnya menghasilkan pencetus:
Yang pertama dari isyarat ini adalah frekuensi diukur, ia diberi makan kepada input jam pemicu D. Yang kedua ialah frekuensi rujukan, contohnya, sekali lagi 10 MHz, yang memerlukan kestabilan yang tinggi. Yang ketiga adalah isyarat dengan kekerapan urutan 1 Hz, kestabilan yang tidak diperlukan sama sekali, ia digunakan pada pencetus yang sama pada input D. Nah, keempat dihasilkan oleh pemicu dari yang pertama dan ketiga seperti berikut. Apabila isyarat ketiga beralih dari sifar ke satu, pencetus tidak segera bertindak balas terhadap ini, tetapi hanya apabila suis itu berlaku dengan isyarat pertama selepas itu. Oleh itu, bahagian hadapan salah satu denyutan isyarat keempat bertepatan tepat dengan bahagian depan salah satu denyutan yang pertama. Kemudian isyarat ketiga, diikuti oleh keempat, bertukar kepada sifar, yang mana mikrokontroler tidak bertindak balas dalam apa cara sekalipun, maka isyarat ketiga bertukar kepada satu, tetapi pencetus tidak bertindak balas dengan segera, tetapi hanya selepas menukar isyarat pertama yang sama. Dan sekali lagi, bahagian depan isyarat pertama dan keempat sepenuhnya bersamaan. Dan dalam tempoh penuh isyarat keempat sesuai dengan nombor integer tempoh yang pertama. Selanjutnya - perkara teknikal: jangan lupa bahawa kami juga mempunyai isyarat kedua. Mikrokontroler mengira berapa banyak tempoh penuh isyarat pertama dan kedua jatuh dalam tempoh penuh keempat.
Jadi, kami mendapat dua nombor. Sebagai contoh, 32 dan 10185892. Berapakah bilangan 32 hingga 10,000,000 (kekerapan rujukan) dan bahagikan dengan 10185892. Kita mendapat 31.416 Hz. Tiga tempat perpuluhan. Dan pengukurannya tetap tepat pada frekuensi rendah, dan tinggi, menghampiri model. Dan jika anda perlu mengukur frekuensi yang lebih tinggi, anda boleh menambah pembahagi.
Sekarang kita perlu membuat keputusan mengenai mikropengawal untuk menjalankan meter kekerapan. Tuan telah mencuba untuk menjadikannya pada ATmega328, dan bahkan pada STM32F407, berjalan pada frekuensi jam 168 MHz. Tetapi kali ini dia dipenuhi dengan minimalisme dan memutuskan untuk memeriksa sama ada dia boleh mendapatkan hasil yang serupa pada ATtiny2313.
Dia mempunyai lebih banyak kesimpulan, terutama jika anda menggunakan paparan LED dengan cip driver terbina seperti MAX7219:
Gambarajah peranti lengkap kelihatan seperti ini:
Pengendali yang agak rumit untuk komponen diskret, yang mengandungi litar RC, pembolehubah diod, peringkat penguat, digunakan untuk mendapatkan denyutan empat segi dari isyarat hampir apa-apa bentuk. Pencetus D terletak di luar, isyarat frekuensi yang diukur (pertama) diberi makan dari pemandu, isyarat dengan frekuensi 10 MHz dan 1 Hz (kedua dan ketiga masing-masing) diterima daripada mikrokontroler, isyarat output (keempat) kembali ke mikrokontroler. Pencetus kedua ini berfungsi untuk menghasilkan isyarat pada titik kawalan. Skema PDF yang sama dalam arkib ZIP boleh didapati. di sini.
Setelah menyusun rajah, tuan mengumpulkan meter kekerapan di atasnya, ternyata seperti ini:
Di dalam gambar, tidak seperti litar, pengawal bateri dan caj ditunjukkan, penstabil pulsa juga disebut oleh tuan, tetapi di mana ia tidak kelihatan. Semua komponen ini ditambahkan kemudian, yang membuat kerja dengan meter frekuensi lebih mudah. Bateri 18650 perlu diambil dengan perlindungan, wayar pematerian supaya tidak dapat diterima. Sama ada petak atau kimpalan tempat.
Firmware (terletak di sini juga dalam arkib ZIP) tuan menulis dengan mengambil kira keperluan untuk memindahkan mikrokontroler dari masa ke penjana RC untuk bekerja dari kuar luaran, serta kemungkinan untuk memberi pelbagai fungsi kepada setiap output mikrokircuit:
Untuk memuat naik firmware, wizard mengambil seorang pengaturcara dalam litar dari Olimex. Ini adalah syarikat Bulgaria dengan profil yang dekat dengan Adafruit.
Pelepasan induk menutup sekurang-kurangnya bit pada paparan, dan kemudian memotong lubang di penutup perumahan supaya pelepasan ini ditutup, kerana bacaannya tidak tepat walaupun semua langkah diambil.Ini dipengaruhi oleh ciri-ciri algoritma, dan kestabilan suhu tidak terlalu tinggi pengayun kristal. Untuk menetapkannya, tuan menghubungkan meter kekerapan luaran ke titik kawalan dengan penstabilan kekerapan penjana jam dari penerima GPS, selepas itu ia menetapkan 5 MHz tepat dengan menghidupkan kapasitor penalaan (pemicu membahagi kekerapan jam dengan dua). Meterai kekerapan yang disetel dengan betul memberikan ketepatan yang diperlukan dalam julat frekuensi yang diukur dari 0.2 Hz hingga 2 MHz. Dua gambar berikut menunjukkan bagaimana tuan memohon isyarat yang sama serentak dengan rujukan dan meter frekuensi yang diperiksa:
