48

Elektronika dla Wszystkich

Do czego to s³u¿y?

Chyba ka¿dy siê ze mn¹ zgodzi, ¿e takie przy-

rz¹dy jak czêstotliwoœciomierz i generator po-

winny znaleŸæ siê w ka¿dej pracowni elektro-

nicznej i to bez wzglêdu na to, czy jest to pra-

cowania profesjonalna czy hobbystyczna. Ich

przydatnoœæ trudno przeceniæ, a brak szybko

odczuæ. Wiele uk³adów budowanych przez

elektroników wymaga pewnych zabiegów

uruchomieniowych. Czêsto uk³ady nie dzia³a-

j¹ od razu po zmontowaniu i trzeba dopiero

dochodziæ, która czêœæ lub blok uk³adów za-

wiód³. Do tego typu zajêæ nie wystarczy tylko

multimetr. W uk³adach cyfrowych np. wa¿ne

jest okreœlenie, czy wystêpuje w danym miej-

scu przebieg o wymaganej czêstotliwoœci.

Mo¿na to stwierdziæ za pomoc¹ czêstotliwo-

œciomierza.

Czasami przy budowaniu uk³adów po-

trzebne jest uniwersalne Ÿród³o przebiegu cy-

frowego. Równie¿ przy lokalizowaniu usterek

i naprawach generator jest niezwykle po¿y-

tecznym urz¹dzeniem. Czêsto nie wystarcza

jednak sam prosty generator przebiegu prosto-

k¹tnego. Co ciekawe, zazwyczaj wygórowane

wartoœci generowanej czêstotliwoœci maj¹

mniejsze znaczenie od takich parametrów, jak

mo¿liwoœæ ustawienia dowolnego wspó³czyn-

nika wype³nienia czy mo¿liwoœæ generowania

dowolnych sekwencji cyfrowych.

Opisane w artykule urz¹dzenie charaktery-

zuje siê sporymi mo¿liwoœciami jak na skrom-

n¹ iloœæ elementów, z którego zosta³o zbudo-

wane. Mo¿na je z³o¿yæ w 15 minut i cieszyæ

siê efektem swej pracy bez potrzeby mozolne-

go strojenia czy uruchamiania.

W niewielkiej obudowie z³¹cza DB9 za-

mkniêto garstkê

czêœci, która wraz z

czterema progra-

mami komputero-

wymi tworzy dwa

urz¹dzenia w jed-

nym: czêstoœcio-

mierz i generator.

Jak to dzia³a?

Czêœæ elektroniczna jest bardzo prosta, wiêc

opis bêdzie krótki i przejrzysty. Uk³ad wspó³-

pracuje z komputerem za pomoc¹ portu szere-

gowego RS232. Oprogramowanie obs³uguje

porty COM1 i COM2.

Schemat czêœci elektronicznej przedstawia

rysunek 1. Jak widaæ, zosta³a ona ograniczona

do absolutnego minimum. Poniewa¿ do stero-

wania prac¹ urz¹dzenia wykorzystywany jest

komputer, to on realizuje wszystkie funkcje

czêstoœciomierza i generatora na drodze pro-

gramowej.

Dioda D1 przepuszcza tylko dodatnie po-

³ówki sygna³u generowanego przez wyjœcie

RTS portu szeregowego. Jak bowiem wiado-

mo, standardem dla portu szeregowego s¹

wartoœci +10V i –10V (logiczna jedynka i lo-

giczne zero).

Rezystor R1 podaje na wyjœcie generatora

masê. W ten sposób na wyjœciu generatora ge-

nerowany jest sygna³ o amplitudzie oko³o 10V,

gdzie logiczna jedynka ma wartoœæ oko³o 10V,

a logiczne zero ma potencja³ masy.

Wejœcie RI portu szeregowego po³¹czone

jest z wyjœciem generatora bêd¹cego jedno-

czeœnie wejœciem czêstotliwoœciomierza. Za-

bieg taki pozwoli³ na zbudowanie uniwersal-

nego urz¹dzenia z jednym z³¹czem, ³¹cz¹cym

funkcjê wejœcia i wyjœcia. Na wejœcie RI portu

mo¿na podawaæ sygna³ o wartoœci od 0V do

12V. Port szeregowy jest tak zbudowany, ¿e

poprawnie interpretuje stany logiczne w stan-

dardzie TTL i CMOS.

Oprogramowanie

Si³a przedstawionego urz¹dzenia tkwi w jego

oprogramowaniu, które mo¿na œci¹gn¹æ

z PPEdW z dzia³u Download (M07). Do jego

obs³ugi powsta³y cztery programy:

F-Meter – miernik czêstotliwoœci. Okno

g³ówne programu mo¿na zobaczyæ na rysun-

ku 2. Program F-Meter tworzy wraz z czêœci¹

elektroniczn¹ miernik czêstotliwoœci sygna³u

prostok¹tnego o czêstotliwoœci od 1Hz do

10000Hz (10kHz) - (czêstotliwoœæ maksymal-

na jest zale¿na od wydajnoœci komputera).

Wejœcie czêstotliwoœciomierza toleruje sy-

gna³y o poziomach TTL i CMOS. Amplituda

sygna³u podawanego na wejœcie czêstotliwo-

œciomierza powinna zawieraæ siê w granicach

od 3V do 12V. Sygna³ podawany na wejœcie

czêstotliwoœciomierza powinien mieæ kszta³t

(przebieg) prostok¹tny.

Podawanie na wejœcie czêstotliwoœciomie-

rza napiêæ ni¿szych ni¿ 3V mo¿e powodowaæ

wyœwietlanie b³êdnych wskazañ. Podawanie

na wejœcie czêstotliwoœciomierza napiêæ wy¿-

szych od 12V mo¿e spowodowaæ uszkodzenie

obwodów wejœciowych portu szeregowego.

Podawanie na wejœcie czêstotliwoœciomierza

sygna³ów o innych kszta³tach jak prostok¹tny

mo¿e powodowaæ wyœwietlanie b³êdnych

wskazañ.

F-Generator – generator czêstotliwoœci.

Okno g³ówne programu przedstawia rysunek 3.

Rys. 1 Schemat ideowy

Rys. 2

22

22

77

77

66

66

44

44

CC

CC

zz

zz

êê

êê

ss

ss

tt

tt

oo

oo

œœ

œœ

cc

cc

ii

ii

oo

oo

m

m

m

m

ii

ii

ee

ee

rr

rr

zz

zz

&&

&&

gg

gg

ee

ee

nn

nn

ee

ee

rr

rr

aa

aa

tt

tt

oo

oo

rr

rr

nn

nn

aa

aa

PP

PP

CC

CC

0

0

Program F-Generator tworzy wraz z czêœci¹

elektroniczn¹ generator przebiegu prostok¹t-

nego o czêstotliwoœci od 2Hz do 500Hz (okre-

sie od 500ms do 2ms). Górna czêstotliwoœæ

graniczna narzucona jest przez wartoϾ mini-

maln¹ (1ms), jak¹ mo¿na programowo uzy-

skaæ. W stanie spoczynku na wyjœciu genera-

tora panuje stan niski. Wartoœæ wspó³czynnika

wype³nienia generowanych impulsów mo¿na

zmieniaæ w granicach od 1% do 99% w ca³ym

zakresie.

Gdy wciœniêty jest przycisk „f[ms]”, mo¿-

na nastawiæ ¿¹dan¹ czêstotliwoœæ za pomoc¹

klawiatury numerycznej. Dokonujemy tego

w milisekundach (pierwszy wiersz wyœwietla-

cza). W czasie wpisywania okresu (w ms) od-

powiadaj¹ca mu czêstotliwoœæ (w Hz) wy-

œwietlana jest na bie¿¹co w drugim wierszu

wyœwietlacza. Je¿eli nie potrafisz przeliczyæ

Hz na ms w g³owie, to pomo¿e Ci w tym mini-

kalkulator dostêpny pod przyciskiem „PRZE-

LICZ HZ NA MS”.

Gdy wciœniêty jest przycisk „%”, mo¿na

nastawiæ ¿¹dany wspó³czynnik wype³nienia

klawiatur¹ numeryczn¹. Domyœlna wartoœæ to

50%, czyli klasyczny, symetryczny przebieg

prostok¹tny. Wspó³czynnik wype³nienia mo¿-

na ustawiaæ w granicach 1% - 99%. Wartoœæ

nastawionego aktualnie wspó³czynnika wy-

pe³nienia wyœwietlana jest w trzecim wierszu

wyœwietlacza.

T-Generator – generator okresu. Okno

g³ówne programu widaæ na rysunku 4. Pro-

gram T-Generator tworzy wraz z czêœci¹ elek-

troniczn¹ generator przebiegu prostok¹tnego o

okresie od 1 sekundy do 9999 sekund (lub od

1 minuty do 9999 minut). W stanie spoczynku

na wyjœciu generatora panuje stan niski.

Klawiatur¹ numeryczn¹ nastawiamy ¿¹da-

ny okres. Dokonujemy tego w sekundach (gdy

wciœniêty jest przycisk „SEKUNDY”) lub

w minutach (gdy wciœniêty jest przycisk

„MINUTY”). Wartoœæ wybrana jest wyœwie-

tlana na wyœwietlaczu.

S-Generator – gene-

rator sekwencji cyfro-

wych. Okno g³ówne

programu mo¿na zoba-

czyæ na rysunku 5. Pro-

gram S-Generator two-

rzy wraz z czêœci¹ elek-

troniczn¹ generator se-

kwencji sygna³u prosto-

k¹tnego. Mo¿liwe jest

zaprogramowanie do-

wolnie d³ugiej sekwen-

cji sygna³u. Zaprogra-

mowany sygna³ mo¿na

zapisaæ w postaci pliku,

który w razie póŸniej-

szej potrzeby bêdzie

mo¿na ponownie wykorzystaæ. Dodatkowo

program potrafi generowaæ sygna³ losowy

(pseudolosowy). W stanie spoczynku na wyj-

œciu generatora panuje stan niski.

Programowanie sekwencji odbywa siê za

pomoc¹ cyfr, gdzie:

0 - ustaw na wyjœciu generatora stan niski,

1 - ustaw na wyjœciu generatora stan wysoki.

Wpisanie w pole edycyjne jakiegokolwiek

innego znaku z klawiatury zostanie przez pro-

gram zinterpretowane jak wpisanie zera, tzn.

na wyjœciu pojawi siê stan niski. Np. wpisanie

ci¹gu znaków: „001201” (bez cudzys³owów)

spowoduje, ¿e po klikniêciu na przycisku

„ON”, na wyjœciu generatora pojawi siê kolej-

no: stan niski (0), stan niski (0), stan wysoki

(1), stan niski (2 - zinterpretowane jak 0), stan

niski (0), stan wysoki (1) i stan niski (koniec

wpisu).

Monta¿ i uruchomienie

Z powodu ma³ej liczby zastosowanych ele-

mentów i ma³ej obudowy, w której maj¹ siê

zmieœciæ, zdecydowa³em siê na monta¿ prze-

strzenny. G³ównym elementem noœnym jest

gniazdo typu DB9. Urz¹dzenie montujemy,

posi³kuj¹c siê schematem ideowym przedsta-

wionym na rysunku 1. W obudowie z³¹cza

DB9 nale¿y powiêkszyæ otwór przewidziany

na przewód, tak aby zmieœci³o siê w nim

gniazdo chinch. Najpierw nale¿y skrêciæ obu-

dowê i umocowaæ j¹ w imadle. Potem roz-

wierciæ delikatnie otwór, tak aby bez proble-

mów wsun¹æ w niego gniazdo chinch. Najle-

piej zrobiæ to wiertark¹ i wiert³em o œrednicy

9mm.

Jak ju¿ wspomnia³em na wstêpie, uk³ad nie

wymaga zabiegów uruchomieniowych. Powi-

nien zadzia³aæ od razu po zmontowaniu. Aby

siê o tym przekonaæ, wystarczy pod³¹czyæ

uk³ad do wtyku wybranego portu szeregowe-

go (COM1 lub COM2) i uruchomiæ program

obs³uguj¹cy ten sam port, np. F-Generator.

Nastêpnie pod³¹czyæ bezpoœrednio do wyjœcia

czêœci elektronicznej diodê œwiec¹c¹ LED. Pa-

miêtaæ przy tym nale¿y, i¿ na czêœci zewnêtrz-

nej gniazda chinch jest

masa, a w jego œrodku sy-

gna³. Po klikniêciu na przy-

cisku ON dioda ta powinna

zacz¹æ œwieciæ z nastawio-

n¹ czêstotliwoœci¹. Je¿eli

tak jest, to teraz mo¿na po-

eksperymentowaæ z nasta-

wianiem ró¿nych czêstotli-

woœci i ró¿nych wspó³-

czynników wype³nienia ge-

nerowanego sygna³u. Dio-

da LED bêdzie œwieci³a

w takt ustawieñ.

Je¿eli tak nie jest, to

winna mo¿e byæ czêœæ

elektroniczna lub progra-

mowa. W przypadku uk³a-

du powodem niedzia³ania

ca³oœci mog¹ byæ uszko-

dzone czêœci lub niepo-

prawny monta¿. Najlepiej

sprawdziæ w tym momen-

cie, czy zmontowany uk³ad odpowiada sche-

matowi ideowemu z rysunku 1. Warto te¿ cho-

cia¿by multimetrem sprawdziæ, czy zastoso-

wane elementy nie s¹ uszkodzone. Tyczy siê

to g³ównie diody D1.

Je¿eli czêœæ elektroniczna nie wzbudza po-

dejrzeñ – przyjrzeæ siê nale¿y oprogramowaniu.

Wszystkie programy wystêpuj¹ w dwóch

wersjach. Jedna obs³uguje port COM1,

49

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 3

Rys. 4

Rys. 5

a druga COM2. Je¿eli uk³ad pod³¹czony jest

do innego portu, ni¿ obs³uguje w³¹czony pro-

gram – nale¿y to zmieniæ. W takim przypadku

trzeba uruchomiæ program dla drugiego portu

lub prze³o¿yæ czêœæ elektroniczn¹ do wtyku

drugiego portu. W komputerach z wyprowa-

dzonym na obudowê tylko jednym z³¹czem

portu szeregowego (np. notebookach), z oczy-

wistych powodów dylematu takiego nie bê-

dzie.

Jeœli mimo wszystko coœ nadal jest nie tak

i uk³ad nie dzia³a, to warto przyjrzeæ siê usta-

wieniom portu szeregowego w Systemie (Pa-

nel sterowania | System |Mened¿er urz¹dzeñ |

Porty (COM & LPT)) lub w Biosie.

Dariusz Drelicharz

[e-mail]

50

Elektronika dla Wszystkich

Wykaz elementów

D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148
R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7,5kΩ
S1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .gniazdo DB9
S2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .gniazdo chinch
Obudowa DB9

Komplet podzespo³ów z p³ytk¹ jest dostêpny

w sieci handlowej AVT jako kit szkolny AVT-2764