Zaloguj się
Wszystkie
10 sierpnia 2022
576
- pomiar częstotliwości w zakresie 1 Hz…9,999999 MHz,
- regulowany czas akwizycji impulsów: 500 ms, 1 s, 2 s, 5 s, 10 s, 20 s,
- wyświetlanie wyniku pomiaru w hercach [Hz] lub przeliczenie go na obroty na minutę [rpm],
- wartość progowa zadawana impulsatorem,
- wyjście: styki NO+NC przekaźnika,
- zapamiętywanie nastaw po wyłączeniu zasilania,
- wyświetlacz LCD alfanumeryczny 2×16 znaków,
- zasilanie 12 V DC.
Istnieje wiele rozwiązań umożliwiających automatyczną sygnalizację osiągnięcia zadanej wartości przez określony parametr. Najprostszym przykładem jest termostat, którego wyjście steruje grzałką lub chłodziarką, tworząc w ten sposób zamknięty układ objęty ujemnym sprzężeniem zwrotnym. Do monitorowania wartości napięcia można wykorzystać jeden z wielu dostępnych komparatorów.
Jednak co w sytuacji, gdy „pilnowana” musi być częstotliwość, np. napięcia uzyskiwanego z elektrowni wiatrowej lub generatora spalinowego? Można zrobić to pośrednio, posługując się konwerterem częstotliwość-napięcie, lecz takie rozwiązanie będzie znacznie mniej dokładne od opisanego.
Pomiar częstotliwości realizowany przez układ odbywa się metodą bezpośrednią. Uformowane impulsy, tworzone na podstawie sygnału wejściowego, są zliczane przez zadany odcinek czasu. Jest to tzw. czas bramkowania. Im dłużej trwa, tym lepiej można uśrednić chwilowe fluktuacje częstotliwości, które istnieją w rzeczywistych urządzeniach, np. w silnikach spalinowych.
Budowa i działanie
Najprostszym przykładem uformowania sygnału wejściowego jest przekształcenie go na przebieg prostokątny, np. przerzutnikiem Schmitta. Układ cyfrowy, służący do zliczania, będzie reagował tylko na jego zbocza – narastające lub opadające. Taką ideę prezentuje rysunek 1, gdzie zaznaczono zbocza narastające uformowanego sygnału.
Elementem, który zarządza pracą całego urządzenia, jest mikrokontroler typu STM32F051 – US6. Ma wystarczającą liczbę wyprowadzeń oraz, co bardzo ważne w tej aplikacji, jeden 32-bitowy licznik. Jego zadaniem nadrzędnym będzie pomiar częstotliwości, zatem wymaga stabilnego wzorca czasu. Odpowiada za to rezonator kwarcowy Q1. Kondensatory C21 i C22 ułatwiają wzbudzenie drgań, zaś rezystor R22 zapobiega powstaniu oscylacji na częstotliwości harmonicznej.
Wbudowana w mikrokontroler pętla PLL powiela uzyskany sygnał zegarowy do częstotliwości 48 MHz. Będzie on obarczony pewnymi fluktuacjami fazy, wynikającymi z samej zasady działania PLL, lecz przy długim czasie akwizycji impulsów wejściowych – rzędu setek milisekund i więcej, wpływ zjawiska na wyniki pomiarów będzie pomijalny.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
