Обзавестись частотомером для домашней радиолаборатории, так же как и обзавестись осциллографом, было ещё одним из несбыточных мечтаний моих радиолюбительских детства и юности.
И если бы тогда меня спросили: "А зачем он тебе?"
То я бы не задумываясь ответил: "Чтобы настраивать по нотам собираемые электронные музыкальные звонки, не на слух, а по науке, с точностью до герца".
Хотя частотомер весьма полезен любому радиолюбителю и не только для этого.
Промышленные модели частотомеров, большие как чемоданы, возвышающиеся на стеллажах радиолабораторий и телерадиоремонтных мастерских мне были недоступны. Даже случайно списанные. И нужна была более простая и компактная модель, которую можно было бы собрать самостоятельно, дома, "на коленке".
В её последовательных поисках "от хорошего к лучшему" прошло больше четырёх десятков лет.
Ниже приводится хронологическое описание этих сбывшихся и несбывшихся надежд и реализованных и нереализованных конструкций.
Можете воспринимать эту статью как ретроспективно-обзорную. От седой древности до наших дней. Или как рекламную. Я же пишу её в том числе и просто чтобы вспомнить.
1. Год 1982 ‒ Аналоговый, из записной книжки ‒ (Журнал «Радио» №5 за 1980 год)
Сегодня схему данного частотомера можно найти на многих радиолюбительских сайтах в Интернете. Большинство из них в качестве первоисточника приводят либо книгу "300 практических советов" автора-составителя В. Г. Бастанова, выпущенную в издательстве "Московский рабочий" в 1986 году (стр. 125), либо издание 1985 года "Радиолюбительские схемы" Борноволокова Э. П. и Фролова В. В, Киевского издательства "Технiка" (стр. 195).
На самом деле схема и описание данной конструкции в отечественной периодике впервые появились в журнале "Радио", в майском номере за 1980 год, в разделе "За рубежом".
Откуда я её тогда и перерисовал в свою записную книжку, сидя в читальном зале библиотеки.
Ну а в сам журнал "Радио" схема попала из чехословацкого журнала "Amaterske radio ‒ B", из февральского номера за 1979 год.
В оригинале использовалась микросхема 74121, в качестве отечественной замены рекомендовалось использовать одновибратор К155АГ1, с аналогичной функциональностью и расположением выводов.
Подкупала простота данной схемы, из дефицитных тогда деталей нужна была всего одна микросхема да, пожалуй, головка микроамперметра.
Почему же я её не собрал? Уже тогда понимал, что особой точности измерения такой аналоговой схемой достигнуть вряд ли получится.
Да и микросхему К155АГ1 за кучу прошедших после этого лет раздобыть как-то не удалось.
Так и осталась эта конструкция нереализованной, в виде схемы-напоминания в старой записной книжке.
2. Год 1985 ‒ На основе микрокалькулятора ‒ (Журнал «Радио» №6 за 1985 год)
У простых и недорогих микрокалькуляторов "Электроника Б3-23" советского производства была полезная функция ‒ инкрементирование.
Если нажать последовательно клавиши "1" и "+", то с каждым последующим нажатием на "+" показания на индикаторе будут увеличиваться на единицу.
Ручное нажатие клавиши можно заменить импульсами, подаваемыми на микрокалькулятор через транзисторный ключ, подключённый параллельно к данной кнопке.
Данное свойство микрокалькулятора в далёком 1985-ом году было успешно использовано юными техниками лаборатории технической кибернетики Киевской Станции юных техников. На основе микрокалькулятора и в виде приставок к нему ребятами были разработаны простые и полезные устройства, такие как секундомер, таймер, мультиметр, несколько несложных электронных игр.
Статья "Новые "профессии" микрокалькулятора Б3-23" о подобном возможном применении микрокалькуляторов появилась в журнале "Радио" летом 1985 года, в разделе "Радио ‒ начинающим".
А я, прочитав ту статью, решил собрать на основе микрокалькулятора частотомер.
Дома у нас был как раз такой микрокалькулятор.
Мой расчёт был прост. Используя микрокалькулятор как счётчик импульсов на протяжении минуты-двух засекать с помощью отдельного секундомера время измерения. Зная точно время и количество поступивших за этот период импульсов рассчитать частоту сигнала было бы несложно.
Практическая реализация конструкции оказалась ограничена невысоким быстродействием микрокалькулятора при выполнении данной арифметической операции. Максимальная частота измерения составляла не больше пары десятков герц. При попытке измерить сигнал с большей частотой калькулятор просто пропускал и не учитывал импульсы.
А будь быстродействие используемого в нём микропроцессора К145ИП11А побольше, с возможностью измерить частоту сигнала хотя бы до 20 кГц, и был бы у меня уже тогда, в далёком 1985-ом году, полноценный и вполне функциональный цифровой карманный частотомер. С секундомером в довесок.
3. Год 1986 ‒ Частотомер с цифровой индикацией, на микросхемах серии К155 ‒ (Журнал «Радио» №11 и №12 за 1985 год)
В конце того же 1985-го года журнал "Радио" опубликовал описание ещё одного, доступного для сборки начинающими радиолюбителями, цифрового частотомера. В этот раз на микросхемах серии К155.
Статья "Частотомер с цифровой индикацией", написанная В. Борисовым и А. Партиным, была представлена как заключительный этап Практикума по основам цифровой техники для начинающих радиолюбителей. Кстати, сам Практикум мне тоже очень понравился, именно по нему я самостоятельно учился работать с цифровыми микросхемами.
Кроме самой схемы и на цветных вкладках и в продолжении статьи приводилось и подробное описание конструкции и детальный рисунок печатных плат.
Тогда данная конструкция почему-то показалась мне слишком сложной. Быть может из-за чересчур подробного описания. Да и актуальность темы частотомеров потихоньку снизилась ‒ собирать мелодичные звонки стало не так интересно.
Сейчас, смотря на эти схемы, понимаю, что при наличии комплектующих (а лучше в виде радиоконструктора) можно было бы собрать работоспособное устройство, наверное, за неделю. Тем более, что опыт работы с цифровыми микросхемами 155-ой серии тогда уже был.
Но время ушло, назад возвращать его и возвращаться самому туда уже не стоит.
4. Год 2012 ‒ USB-частотомер, радиоконструктор MP732
Обратил внимание на этот радиоконструктор от "Мастер КИТ" при очередном посещении магазина "Чип и Дип".
Как оказалось, частотомер может быть и таким, аппаратно-программным.
Он подключается через USB-разъём к компьютеру с установленной программой и результаты измерения наблюдаются на дисплее уже через неё.
Эта кроха, размером в половину спичечного коробка, собрана на микроконтроллере ATtiny45.
Именно с неё началось моё знакомство с микроконтроллерами AVR.
Для одного из исследовательских проектов понадобилось изменить его прошивку.
Это оказалось невозможным, прошивка ‒ продукт коммерческий, и от чтения в данной конструкции защищена.
Пришлось купить подобный чип отдельно и пытаться осваивать программирование его с нуля.
Если же использовать данный радиоконструктор без творческих порывов, креативных изысков и побуждений, по своему прямому назначению, он работает вполне исправно и в соответствии с заявленными характеристиками.
Кроме функции измерения частоты радиоконструктор MP732 может также работать в качестве цифровой шкалы и одноканального логического анализатора.
Максимальное значение частоты, которое мне удалось измерить данным частотомером, составило 26.5 МГц (при озвученных в характеристиках 25 МГц).
Вряд ли этот радиоконструктор выпускается и продаётся в наши дни, но в Интернете ещё можно найти его старые описания, вдруг кому-то пригодится:
- Сайт "SINAVA ‒ электроника для дома и творчества". Здесь можно скачать инструкцию, описание и драйверы.
- Интернет-магазин DESSY. Здесь этот набор тоже когда-то продавался. Также есть ссылки на инструкцию, описание, драйверы.
Для настройки портативной радиостанции на 27 МГц возможностей данного прибора оказалось недостаточно, поэтому я снова оказался в поиске подходящей конструкции недорогого и простого частотомера для домашней радиолаборатории.
5. Год 2018 ‒ Частотомеры FC50 и FC1100
Уже несколько лет как в рекламных рассылках от интернет-магазина DESSY (это такой аналог советского Посылторга в 21-ом веке в России) мне периодически встречаются предложения с описанием радиоконструкторов частотомеров FC50 и FC1100.
Обе конструкции, производимые под отечественным брендом KitLab, выполнены на микроконтроллере PIC16F72 и обе c цветным TFT-дисплеем.
Первый из них, FC50, имеет более простую схему, он одноканальный, способен измерять частоту сигнала в диапазоне от 1 Гц до 50 МГц.
Использование в качестве формирователя входного сигнала быстродействующего компаратора MAX999EUK даёт возможность измерять входной сигнал амплитудой от 0.6 до 5 вольт.
Стоимость подобной платы в начале февраля 2022 года составляла 1800 рублей, на момент публикации данной статьи DESSY предлагает приобрести данную конструкцию за 2700 рублей.
Другой частотомер этой серии и этого же производителя, FC1100 (модификация М3), судя по описанию отличается от FC50 наличием второго канала с возможностью измерения частоты до 1100 МГц. Для этого применён дополнительный делитель частоты на чипе MB501L.
Здесь также используется узел формирователя входного сигнала на основе быстродействующего компаратора MAX999EUK.
А ещё в схему добавлена функциональность для проверки кварцевых резонаторов. Прибор позволяет проверять кварцы с частотой от 1 МГц до 25 МГц.
При измерении оба канала (первый от 1 Гц до 50 МГц, второй от 1 МГц до 1100 МГц) могут использоваться для измерения двух различных частот одновременно. При этом показания обоих измерений также одновременно выводятся на дисплей.
На вход первого канала, так же, как и у FC50, можно подавать измеряемый сигнал амплитудой от 0.6 до 5 вольт.
Чувствительность по входу второго канала составляет от 0.2 до 0.6 вольт.
В начале 2022 года данный радиоконструктор стоил 2950 рублей, в данный момент на сайте предлагают приобрести его за 4425 рублей.
Оба прибора питаются от любого источника стабилизированного напряжения 5 вольт через шнур с разъёмом USB.
Кабель с USB-разъёмами ко второму радиоконструктору прилагается.
Помимо кабеля в комплекте второго радиоконструктора также присутствуют пластиковый защитный кожух для платы, пластиковый кейс для переноски и транспортировки, добавлен переходник SMA-BNC.
Также дополнительно компания KitLab предлагает приобрести набор деталей для сборки корпуса для частотомера FC1100 различных модификаций по цене в 656 рублей.
А ещё отдельный входной делитель частоты DV1001 с коэффициентом деления 1:1000, собранный на микросхемах SAB6456 и 74НС390.
До февральского повышения цен плата делителя стоила 750 рублей, в настоящий момент он предлагается по цене 1125 рублей.
Скажу честно ‒ мне очень понравились эти конструкции частотомеров, а также дополнительных наборов к ним. Но приобретать их я не готов. Ни по старым ценам, ни по, тем более, новым. Для прибора, пусть и с очень хорошими характеристиками, но который поставляется в виде радиоконструктора и будет использоваться мною всего несколько раз в году, заявленная цена мне показалась слишком высокой.
Тем более, что просто купить уже работающую и настроенную плату это совсем не так интересно, как собрать и отладить её самому.
Так ли это на самом деле, и стоит ли приобретать именно эти конструкции ‒ решать вам.
Возможно кому-то они окажутся в самый раз и весьма подходящими.
А я, тем временем, в поисках более бюджетных вариантов отправился на общепланетарную ярмарку всяко-разных штучек в Поднебесную. На AliExpress.
И вот что нашёл (впрочем и искать особо не потребовалось).
6. Год 2022 ‒ Простой частотомер на микроконтроллере PIC из радиоконструктора
Этот частотомер немного похож на FC50. Он так же выполнен на микроконтроллере PIC, так же измеряет частоту от 1 Гц до 50 МГц.
Но в его схеме отсутствует узел формирователя входного напряжения, поэтому изначально работает он с сигналами цифровых уровней.
Зато здесь в схему включён функционал для проверки кварцевых резонаторов.
Разработчикам это обошлось всего в один лишний транзистор генератора и пару-тройку резисторов и конденсаторов.
Вместо цветного TFT-дисплея здесь использован пятиразрядный светодиодный индикатор. Это несколько снизило эргономичность, практически никак не отразилось на функциональности, но весьма положительно сказалось на стоимости конструктора.
Питается схема от внешнего источника постоянного напряжения от 5 до 12 вольт, в комплекте присутствует шнур с USB-разъёмом.
Одной из причин, по которой я выбрал именно этот радиоконструктор является наличие некоторого подобия корпуса, сделанного из толстого прозрачного оргстекла. Детали корпуса стягиваются винтами M3, а конструкция его такова, что применяя латунные стойки он может быть дополнен ещё несколькими платами, собираемыми в виде этажерки. Таким образом конструкцию данного частотомера можно расширять и совершенствовать, изменяя на свой вкус и под свои потребности и интересы.
Я уже собрал данный радиоконструктор, и позже хочу дополнить его несколькими отдельными узлами, возможно собранными по схемам от FC50 и FC1100, поэтому откладывать те схемы далеко в сторону не стал. Они ещё пригодятся.
Радиоконструктор поставляется с уже запрограммированным микроконтроллером, самостоятельно возиться с его программированием вам не придётся.
В прошивку заложены возможности работы схемы в качестве цифровой шкалы, в частности можно дополнительно вычитать или добавлять к результатам измерения значения эталонной (например промежуточной) частоты.
Первоначально конструкция данного частотомера с его схемой и описанием работы была приведена здесь:
Frequency counter with a PIC and minimum hardware by Wolfgang "Wolf" Büscher, DL4YHF
Позже идея получила своё развитие, в том числе и в этой статье:
Н. В. Горчук. Простой частотомер на PIC16F628. Журнал Радиоконструктор №2 2011 г.
А впоследствии схема и прошивка просто разошлись по Всемирной Паутине, всячески обсуждаясь на многочисленных радиолюбительских форумах и дополняясь отдельными конструктивными решениями, будучи представленными в многочисленных вариантах, в значительных и не очень значительных модификациях и реализациях.
В основной массе доработки касались изменения разрядности и типа используемых индикаторов.
Ну а китайские разработчики представили свою, немного особую, скомпилированную версию данного частотомера.
Предлагаемый в виде радиоконструктора набор делает процесс его пайки и сборки по возможности максимально быстрым и комфортным.
С уверенностью могу сказать, что именно такого мне и не хватало в середине 80-х годов прошлого века.
По стоимости данный радиоконструктор, приобретённый в апреле 2021 года, обошёлся мне вместе с доставкой в 577 рублей, причём сам радиоконструктор у продавца предлагался по цене в 327 рублей.
Сегодня по запросу "frequency counter crystal tester DIY" подобный радиоконструктор с корпусом из оргстекла на AliExpress продаётся по цене примерно от 500 до 1500 рублей, не считая стоимости доставки. При выборе ориентируйтесь на наличие прозрачного корпуса и печатную плату жёлтого цвета. Помимо цены также очень полезно смотреть на количество заказов данного радиоконструктора у конкретного продавца и наличие положительных и отрицательных отзывов.
А ещё на AliExpress продаётся аналогичный радиоконструктор, с платой красного цвета, собранный по похожей схеме. Он предлагается по более низкой цене, но корпус в его состав не входит. Насчёт его работоспособности и функциональности ничего сказать не могу, так как опыта его сборки и использования у меня нет.
При сборке и запуске "жёлтого" радиоконструктора следует учесть пару моментов для его нормального функционирования, не полагаясь слепо на схему, представленную в инструкции. Но об этом, как и о самом процессе сборки, расскажу подробно в одной из следующих статей.
Удачи в техническом творчестве и любимом деле и пусть временные экономические неурядицы вам в этом не помешают!
09 апреля 2022 года.
С уважением, Ваш @mp42b.
<-- Предыдущая статья | Содержание 2019-2021 | Следующая статья -->
#сделай сам #электроника #электроника для начинающих
#измерения #частотомер #радиоконструктор #гаджеты
#простые вещи #воспоминания #mp42b