Kits zur Frequenzprüfung von Kristallen für PIC16F628A, 1 Hz–50 MHz, 5-stellige Anzeige, 5–9 V DC

Dieses Tutorial zeigt, wie der Quarzprüfer und Frequenzmesser PIC16F628A, 1 Hz - 50 MHz in Betrieb genommen und verwendet wird. Das Kit ist ein eigenständiges Instrument mit eigenem Mikrocontroller. Deshalb verwendet das Tutorial kein Entwicklungsboard und benötigt kein Programm. Die Versorgung erfolgt entweder mit einer 9-V-Batterie 6F22 oder mit einem Netzadapter von 5 - 9 VDC.

In Projekten ist das Kit nützlich, um Quarzkristalle vor dem Einbau zu prüfen, um solche mit verwischter Beschriftung zu identifizieren und um Oszillatoren zu entstören. Die Frequenz erscheint direkt auf den fünf 7-Segment-Anzeigen.

So funktioniert es:

Ein Quarzkristall schwingt mit seiner eigenen Frequenz, wenn er in einen Oszillatorkreis eingesetzt wird. In diesem Kit verstärken die Transistoren S9014 und S9018 das Schwingungssignal, und der Mikrocontroller PIC16F628A zählt, wie viele Impulse in einem bekannten Zeitintervall auftreten, das Torzeit genannt wird.

Die verwendete Formel lautet f = N / t, wobei f die Frequenz, N die Anzahl der gezählten Impulse und t die Torzeit ist. Wenn beispielsweise in t = 0.01 s N = 270000 Impulse gezählt werden, beträgt die Frequenz 270000 / 0.01 = 27000000 Hz, also 27 MHz. Das Kit wechselt den Anzeigebereich und die Torzeit je nach Frequenz selbstständig, Sie müssen also nichts auswählen.

Die Genauigkeit der Messung hängt von der Zeitbasis ab. Diese ist ein Quarz mit 20 MHz, mit der Periode 1 / 20000000 = 50 ns, und ein Trimmkondensator erlaubt die Feineinstellung seiner Frequenz. Wenn die angezeigte Frequenz 15 Sekunden lang nicht konstant schwankt, erlischt die Anzeige, um den Verbrauch zu senken.

Anschluss:

Versorgen Sie das Kit mit 5 - 9 VDC, entweder mit einer 9-V-Batterie über die Klemme oder mit einem Netzadapter über die DC-Buchse mit Mittelkontakt Plus. Die Batterieklemme wird an die Pads + und - gelötet, mit dem roten Draht an + und dem schwarzen Draht an -. Überschreiten Sie nicht 9 V und achten Sie auf die richtige Polarität. Die Schaltung benötigt keinen Pegelwandler oder andere externe Bauteile, und der Regler 7550A-1 erzeugt die Spannung von 5 V für den Mikrocontroller. Zum Messen eines Quarzes schließen Sie nichts an IN an. Wenn Sie ein externes Signal messen, darf sein Pegel an IN höchstens 5 V betragen, nicht 5 - 9 V wie bei der Versorgung, und die Masse des Signals wird an das Pad - angeschlossen.

Tasten, Einstellungen und Anzeigen:

Der Trimmkondensator. Gehen Sie von der Position aus, in der er montiert wurde. Setzen Sie einen Quarz ein, dessen Frequenz Sie sicher kennen, zum Beispiel 20 MHz oder 27 MHz, und lesen Sie den Wert ab. Wenn der Wert vom erwarteten abweicht, drehen Sie den Kondensator mit einem isolierten Schraubendreher nur ganz wenig und wiederholen Sie dann die Messung. Die Einstellung ist richtig, wenn der angezeigte Wert mit dem des Referenzquarzes übereinstimmt. Machen Sie kleine Drehungen und prüfen Sie nach jeder, denn eine große Drehung verstellt die Einstellung.

Der Touch-Taster. Für die Prüfung von Quarzen verwenden Sie ihn nicht. Wenn Sie ihn versehentlich lange drücken und das Menü auf der Anzeige erscheint, verlassen Sie es ohne etwas zu ändern und starten Sie danach die Versorgung neu. Das Offset-Menü hat nur dann einen Sinn, wenn das Kit die Frequenz eines lokalen Empfängeroszillators misst, zu der eine Zwischenfrequenz addiert oder von der sie subtrahiert wird.

Konfiguration:

Für den Quarztest benötigt das Kit keine Konfiguration. Prüfen Sie nach dem Zusammenbau, ob der Sockel mit 3 Pins in den unmarkierten Löchern neben den Pads -, + und IN eingelötet ist, ob der integrierte Schaltkreis richtig im Sockel sitzt und ob keine Lötbrücken zwischen den Pins bestehen.

Schließen Sie die Versorgung mit der richtigen Polarität an und setzen Sie einen bekannten Quarz in den Sockel. Der Quarz kann zum Beispiel einer mit 20 MHz oder 27 MHz sein. Lesen Sie den Wert auf der Anzeige ab. Bei einem Quarz mit 27 MHz zeigt die Anzeige 27.00, also 27.00 MHz. Wenn Sie eine sichere Referenzfrequenz haben, stellen Sie den Trimmkondensator leicht nach, bis der angezeigte Wert mit der Referenz übereinstimmt.

Anwendungsbeispiel:

Sie haben einen Quarz aus einem alten Gerät zurückgewonnen, dessen Beschriftung verwischt ist, und möchten seine Frequenz herausfinden. Lassen Sie den Trimmkondensator in der montierten Position, drücken Sie den Touch-Taster nicht und lassen Sie IN unbeschaltet. Versorgen Sie das Kit mit einer 9-V-Batterie, Rot an + und Schwarz an -.

Setzen Sie den Quarz vollständig mit geraden Anschlüssen in den Sockel mit 3 Pins ein. Die Anzeige zeigt die Frequenz, zum Beispiel 27.00 für einen Quarz mit 27 MHz. Notieren Sie den Wert und beschriften Sie den Quarz.

Wenn Sie nichts berühren und sich der Wert nicht ändert, erlischt die Anzeige nach 15 Sekunden. Für den nächsten Quarz starten Sie die Versorgung neu, setzen den neuen Quarz ein und wiederholen die Messung.

Häufige Probleme:

Die Anzeige leuchtet überhaupt nicht. Die übliche Ursache ist eine falsch gepolte oder unter 5 V liegende Versorgung oder ein schlechter Kontakt an der Batterieklemme. Prüfen Sie die Polarität, die Spannung und die Lötstellen der DC-Buchse oder der Pads.

Die Anzeige ist nach einigen Sekunden erloschen. Das ist die automatische Abschaltung, die aktiviert wird, wenn die Frequenz 15 Sekunden lang nicht konstant schwankt. Starten Sie die Versorgung neu, um weiterzumachen.

Beim Einsetzen des Quarzes wird kein Wert gelesen. Die häufige Ursache ist der Sockel mit 3 Pins, der in den mit -, + und IN markierten Pads statt in den unmarkierten Löchern daneben eingelötet wurde, oder ein defekter Quarz. Prüfen Sie die Position des Sockels und probieren Sie einen Quarz, von dem Sie wissen, dass er funktioniert.

Einige Segmente fehlen oder es erscheinen falsche Ziffern. Meist sind es kalte Lötstellen oder Brücken an den Anzeigen, an den Widerständen oder am integrierten Schaltkreis. Löten Sie nach und prüfen Sie, ob der integrierte Schaltkreis vollständig im Sockel steckt.

Der Wert weicht vom auf dem Quarz angegebenen ab. Prüfen Sie zuerst einen bekannten Quarz, zum Beispiel mit 20 MHz oder 27 MHz, und stellen Sie danach den Trimmkondensator leicht nach. An den Enden des Messbereichs, zum Beispiel bei Quarzen von etwa 4 MHz oder 48 MHz, können die Messwerte weniger zuverlässig sein.

Der Wert weicht um einen konstanten Frequenzbetrag vom Quarz ab. Eine mögliche Ursache ist ein Offset, der im mit dem Touch-Taster geöffneten Menü programmiert geblieben ist. Rufen Sie das Menü mit einem langen Druck auf, wählen Sie das Zurücksetzen des Offsets auf null und wiederholen Sie danach die Messung.

Einschränkungen und Tipps:

Der angegebene Bereich ist 1 Hz - 50 MHz, und die Anzeige hat nur 5 Ziffern, daher ist die Auflösung begrenzt. Die Genauigkeit hängt vom Quarz mit 20 MHz und der Einstellung des Trimmkondensators ab. Das Kit wurde nur bei der Messung von Quarzen getestet, deshalb überprüfen Sie bei der Messung externer Signale die Werte mit einer Signalquelle bekannter Frequenz.

Legen Sie an IN keine Signale über 5 V an und versorgen Sie das Kit nicht mit mehr als 9 V. Es ist kein kalibriertes Laborgerät, sondern ein Schnelltester zur Prüfung von Quarzen.

Für den portablen Einsatz können Sie eine 9-V-Batterie oder eine 5-V-Quelle verwenden. Nach dem Zusammenbau können Sie das Kit in einem Gehäuse montieren, wobei Sie die vier Befestigungslöcher nutzen, um die Lötstellen und die Anzeige zu schützen.