Nejčastější otázky ke stavebnicím čítačů

 

Obvod U664 nefunguje ? ( 14.04.01 )
Jak je to s obvodem SAB6456 ? ( 01.01.03 ) NOVÉ
Jak je připojen doplněk pro měření LC k čítači LCD ? ( 25.11.00 )
Jak je to s odolností procesorů řady 89Cxxx a 90Sxxx proti zničení ? ( 25.11.00 )
Kolik míst má displej čítače ?
Jaká je přesnost měření a možnosti ji zvýšit ?
Může nějak programové řešení ovlivnit přesnost měření ?
K čemu je číslicová filtrace měřeného údaje ?
Jaký je rozdíl u LCD čítače mezi jednořádkovou a dvouřádkovou verzí ?
Na rozsahu do 1300 MHz se i bez vstupního signálu stále mění údaj na displej ?

Obvod U664 nefunguje ?

V poslední době se ukázalo, že mezi obvody U664 jsou jisté rozdíly. U jedné série vadí, pokud je vývod č. 1 uzemněn. Tento případ nastává u čítače LCD. Pokud by tedy obvod U664 v LCD čítači nepracoval ( projeví se to tak, že displej ukazuje na vysokých frekvencích stále 0 ) je nutno vývod č.1 nechat volný. Nejjednodušší je to u dělat před zapájením, malým vrtákem odstranit plošku kolem vývodu a ten potom nepájet.

Jak je to s obvodem SAB6456 ?

Obvod SAB6456 ( vysokofrekvenční dělič do 1300MHz ) se v roce 2000 přestal vyrábět. Bohužel za obvod není žádná rovnocenná náhrada. SAB 6456 je vyznačoval dobrými parametry při nízké ceně.

V současné době se opět stavebnice dodávají s obvodem SAB6456. Podařilo se mi sehnat omezené množství obvodů za přijatelnou cenu ( cca. třikrát vyšší než dříve ). U většiny stavebnic zůstala cena stejná, pouze u nejlevnější verze čítače 250MHz byla cena zvýšena o symbolickou částku 50 Kč.

Někteří dodavatelé jej sice ještě vedou, ale již v kategorii " náhradní díly ". Tomu odpovídá i cena 350 - 500 Kč za jeden kus. Pro použití např. v čítači 250 MHz je tato cena nepřijatelná. Proto se pro tento čítač dodávají již pouze naprogramované procesory.
Jako náhrady jsou možné tyto typy : U813BS, U891BS nebo U664B. U typu U8xx je možno též přepínat dělící poměr. Byly by proto vhodné do čítače 250 MHz. Bohužel se mi přes veškerou snahu nepodařilo tyto obvody sehnat , přestože jsou v nabídkách některých firem. Jedinný dostupný je obvod U664B. Ten lze bez problémů použít v čítači 1300 MHz V1.1 a 1300MHz LCD. Pouze je nutno pro U664 uzemnit propojkou vývod č.5. Většinou to jde kapkou cínu.
Co se týká parametrů, tak tyto obvody mají proti SAB6456 větší nejnižší vstupní kmitočet. Pracují spolehlivě asi od 20 MHz. Vzhledem k tomu , že u těchto čítačů je vstup A asi do 25-30MHz, je zde stále dotatečný přesah rozsahů vstupů. Obvod SAB pracoval již asi od 2 MHz se zhoršenou citlivostí. Obvody řady Uxxx zase proti obvodu SAB mají o něco větší citlivost na vyšších frekvencích.

Jak je připojen doplněk pro měření LC k čítači LCD ?

Doplněk pro měření LC je koncipován jako externí modul. Jeho výstup je připojen do vstupu A čítače . Dále potřebuje ke své činnosti vyvedené pomocné signály X,Y z desky čítače. Napájení - asi 7V až 15V cca. 40 mA. Doplněk má svůj stabilizátor 78L05. Napájení z 5V čítače nedoporučuji.

Jak je to s odolností procesorů řady 89Cxxx a 90Sxxx proti zničení ?

řada 89C Na základě dlouhodobých zkušeností s procesory řady 89Cxxxx musím konstatovat, že jejich odolnost proti zničení je velká. Procesor snese běžně přepólování, různé zkraty a jiné. Zcela jistě jej lze zničit větším napětím jak asi 7V ! Zatím se nikdy nestalo, že by se v procesoru smazal program. Dále se dá "odpálit" jednotlivý pin bez vlivu na ostatní funkce. Podstatně citlivější na zničení statickou elektřinou jsou vývody určené pro krystal. Proto pozor při laboracích s kapacitami u krystalu. Na základě zkušeností jsem do čítače LCD umístil stabilizátor a zatím se zničený procesor neobjevil ( pokud vím ).
řada 90S Zde je situace zcela jiná. Procesory řady AVR jsou mnohonásobně citlivější. Při přepólování, větším napětí se zcela bezpečně zničí. Objevil se i případ , kdy došlo ke smazání programu v procesoru. Nevím ale, co tomu předcházelo. Mě se to zatím nepodařilo. Dále musím upozornit na to, že resetovací obvod u AVR procesoru je zcela nezbytný. Pokud není použit, procesor sice funguje, ale dochází zcela náhodně k přepisování uživatelské paměti EEPROM. Tato skutečnost není nikde v katalozích zmíněna !!! Další vlastností některých starších sérií procesorů 90S1200 je to, že pro správnou činnost procesoru je nutná určitá minimální strmost náběhu napájecího napětí. Pokud není dodržena, procesor neběží a nepomůže ani reset ani watchdog. Proto pozor při zkoušení a plynulém zvyšován nap. napětí

Kolik míst má displej čítače ?

Značná část zájemců se mylně domnívá, že čím více míst má displej, tím je čítač lepší přesnější. Počet míst displeje je v podstatě vzhledová záležitost a o rozlišovací schopnosti čítače nám nic neříká. Samozřejmě na vícemístném displeji je čtení údaje přehlednější, protože jej vidíme celý najednou. U čítačů s mikroprocesorem je důležité s jak velkým binárním číslem pracuje čítací a aritmetická část programu. Například u čítače 250 MHz jsou to 3 byte, což odpovídá asi 7 dekádám. Takže přestože displej má jen 4 místa, čítač umožňuje měření až na 7 míst. Volbou rozsahu si určíme, která část údaje se zobrazí. Příklad zobrazení pro kmitočet 123,456 Mhz na čtyřmístném displeji
Hrubé zobrazení : 123,4
Jemné zobrazení: 3,456
U všech svých čítačů do 1300 MHz se veškeré měření i výpočty provádějí ve 4 byte, což dává rozlišovací schopnost až 10 dekád. To je samozřejmě teoretický údaj, při kterém nebereme v úvahu přesnost měření.

Jaká je přesnost měření a možnosti ji zvýšit ?

Přesnost měření každého čítače určuje stabilita a přesnost kmitočtového normálu použitého v čítači. V základním provedení mých čítačů je to vždy oscilátor použitého mikroprocesoru. Není to sice ideální, ale je to jednoduché, levné a pro většinu běžných měření vyhovující. Skutečná přesnost v tomto stavu je cca. 6 desetinných míst. Vcelku jednoduchými metodami lze přesnost měření podstatně zvýšit. Jsou zhruba tyto možnosti:
1) Zkalibrováním pomocí přesného zdroje kmitočtu ( normálu ) těsně před měřením
2) Termostatováním krystalu - nejjednodušší způsob výrazného zvýšení přesnosti. Lze použít PTC prvku nebo jiného vhodného zapojení
3) Použití továrního TCXO - zde jsou dosažitelné výsledky nejlepší, bohužel je problém v tom, že i nejlevnější TCXO mají cenu srovnatelnou s cenou celé stavebnice a ty běžné stojí i několikrát více. Typ s přijatelnou cenou je uveden v doplňcích návodu čítače ( cca. 1300,- Kč ).
4) Kombinací všech předešlých postupů
Zde je asi největší rozdíl mezi amatérským čítačem a profesionálním. Tento rozdíl se samozřejmě výrazně projevuje v ceně přístroje a zejména u větších přesností roste cena velmi rychle i při malém zvýšení přesnosti. Každý si musí sám zvolit rozumnou hranici přesnosti a tím i ceny, kterou je ochoten investovat do přístroje. V žádném případě však není dobré posuzovat kvalitu čítače podle počtu míst displeje.

Může nějak programové řešení ovlivnit přesnost měření ?

Ano a dosti výrazně. Přístroj sice může ukazovat údaj na mnoho míst, ale ty nemusí být správné - zejména ty nejnižší. Při použití arimetických operací násobení a dělení zde mohou vznikat nejrůznější problémy, které nemusí být jednoduše zjistitelné a tím i viditelné. Proto ve svých čítačích při základním měření kmitočtu tyto operace nepoužívám. Je také možné, že samotný měřící algorimus není správný ( přesný ). Jednoduše lze u čítače " kvalitu " programu ověřit tím, že čítačem měříme kmitočet vlastního normálového oscilátoru v mikroprocesoru. Vzhledem k tomu, že je potom je měřený kmitočet zcela synchronní s normálovým, není výsledek měření závislý na přesnosti nastavení normálového kmitočtu. Při této zkoušce musí displeje ukazovat přesně kmitočet oscilátoru mikroprocesoru tj. podle typu čítače 12, 000 000 Mhz nebo 24, 000 000 MHz.

K čemu je číslicová filtrace měřeného údaje ?

Vzhledem k tomu, že měřený signál a hradlovací nejsou při měření synchronní, dochází zde k nepříznivému jevu. Ten se projevuje tak, že poslední číslo neustále mění svojí hodnotu o jeden digit. Tento zjev je zejména nepříjemný při malém rozlišení ( tj. velké rychlosti měření ) a u čítače fungujícího jako stupnice. U sedmisegmentových displejů může za jistých okolností způsobit i chybné odečtení údaje. Při klasickém zapojení čítače s řadou děliček za sebou se tento problém řeší většinou tak , že čítají ještě jedna nebo dvě nejnižší dekády , které se potom nezobrazují. Problém to zcela neodstraní, ale omezí jeho výskyt. K problikávání dochází potom pouze na každém desátém nebo stém čísle. Nejvýraznější je tento jev při přechodu přes dekádu např. : 99999 a 100000.
Ve svých čítačích používám originální algoritmus, který tento jev odstraňuje. Nevýhodou je prodloužení měřící doby na dvojnásobek. Proto se u delších dob měření tato funkce vypíná, protože zde uvedený jev již nepůsobí rušivě. U čítače AVR je možno funkci aktivovat nastavením příslušného parametru.

Jaký je rozdíl u LCD čítače mezi jednořádkovou a dvouřádkovou verzí ?

Funkčně není rozdíl prakticky žádný. Zatímco u jednořádkové verze se název funkce zobrazí vždy po stisku tlačítka a pak je naharzena měřenou hodnotou, u dvouřádkové verze je v horním řádku trvale název měřené funkce. V současné době je jediný rozdíl u rozšířené verze programu. U funkce hodiny je možno zapnout zobrazení času a datumu v horním řádku displeje současně s měřenou hodnotou. To u jednořádkové verze není možné. Fukce hodiny však nemusíme využívat.
Ještě je třeba se zmínit o mechanických rozdílech při konstrukci. U dvouřádkové verze displeje jsou zobrazované znaky menší než u jednořádkové ( 6,5 a 5 mm ). V současné době je dodáván dvouřádkový podsvícený displej v universálním provední s vývody nahoře i dole. Ten lze montovat stejně jako jednořádkový a konstrukce je kompaktní. Displeje dvouřádkové neposvícené již nedodávám, protože o ně byl velmi malý zájem.
V současné době je možné objednat též variantu podsvíceného displeje "velkého" se znaky o velikosti 10 mm. Displej má velký kontrast a široký pozorovací úhel. Tento displej má však vývody zespodu, takže je nutná jiná montáž. Deska pl. spoje je součástkami nahoru, displej přesahuje desku vpravo a deska tlačítek je na opačné straně ( viz foto). Můžeme také displej a tlačítka připojit pomocí krátkého kousku páskového vodiče a umístit je dle potřeby.

Příklad montáže dvouřádkového velkého displeje:

 

Jak mám zapojit podsvícení u displeje ?

Dodávané podsvícené displeje mají podsvícení z matice čipů LED diod spojených serioparalelně. Jako každá LED se proto musí připojovat přes omezovací odpor. Ten je u dodávaných displejů cca. 10 - 20 ohm při napájecím napětí 5V. Potom je proud podsvícení cca. 150 mA. Změnou odporu lze nastavit jas ( i proud ) dle potřeby. Vývody pro připojení podsvícení jsou buď z boku displeje ( označené A a K ) a nebo jsou to vývody č. 15 a 16 u připojovacího konektoru displeje.
Některé typy displejů mají již podsvicení i omezovaci odpory na desce zapojeny. Tam stačí displej zapájet. U této varinty je nutno ještě vyměnit tlumivku TL1 za typ s mneším odporem ( v nouzi nahradíme propojkou ). Původní tlumivka má stejnosměrný odpor cca. 20 ohm, přes které velký proud displeje neproteče.
POZOR !!! Při napájení podsvícení z 5V se musí vyměnit hlavní stabilizátror 78L05 za výkonější typ 7805. V případě bateriového napájení je vhodné původní stabilizátor ponechat a podsvícení napájet přes vypínač buď z nestabilizovaného napětí přes podstatně větší odpor ( jas se bude trochu měnit s napětím ) a nebo raději použít druhého stabilizátoru 7805 pouze pro podsvícení. Důvodem tohoto řešení je menší klidový proud 78L05 a tím nižší spotřeba při zhasnutém podsvícení !
V nových stavebnicích je již dodáván stabilizátor 7805 a tlumivka 10uH.

Na rozsahu do 1300 MHz se i bez vstupního signálu stále mění údaj na displeji ?

Prakticky všechny typy vysokofrekvenčních děliček bez signálu zakmitávají. Na tuto skutečnost je upozorněno i v katalogových listech. Po přivedení dostatečně silného signálu na vstup kmitání ustane a obvod správně pracuje na vstupním kmitočtu. Proto i v případě , že na vstupu není žádný signál je na displeji stále měnínící se údaj. Samozřejmě by šel udělat obvod , který detekuje signál na vstupu a tím blokovat zobrazení. Takovýto obvod by však byl velmi složitý a téměž vždy tyto obvody snižují celkovou citlivost přístroje. U čítače 250 MHz jsem se pokusil tento jev eliminovat programově. Je to ale vždy kompromis. Při nastavení na hranici citlivosti dochází k občasnému problikávání displeje ( což působí rušivě ) a při omezení tohoto jevu citlivost výrazně klesá. Také se prodlužuje doba měření. Proto jsem v dalších konstrukcích už tuto funkci nerealizoval.

Zajímá Vás něco jiného ?

HOME - Hlavní strana