logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

8-cyfrowy licznik impulsów

konrad92 19 Lut 2016 20:36 9507 21
REKLAMA
  • 8-cyfrowy licznik impulsów
    Niedawno dostałem zlecenie na wykonanie licznika impulsów do detektora mionów na jądrową pracownię studencką. Układ miał liczyć, ile przez tydzień cząstek wykryje detektor. Oszacowano, że na sekundę przez objętość detektora przechodzi około 10 cząstek, czyli na tydzień będzie ich w przybliżeniu 6 milionów.
    Prezentowany układ może liczyć nie tylko miony, ale też produkty na taśmie, przejeżdżające samochody albo tajne teczki... ;)

    Pierwszy pomysł pomysł, jaki wpadł mi do głowy to... AVR. Trzeba by napisać program, zaprojektować i wykonać układ. Później jednak pomyślałem, że można to zrobić w inny, bardziej konwencjonalny sposób. Po kilkuminutowych poszukiwaniach wybór padł na układ 4026. Jest to licznik dekadowy obsługujący 7-cyfrowy wyświetlacz LED ze wspólną katodą, o możliwości pracy do 6MHz. Na dodatek koszt takiej kości nie jest ogromny.

    Układ składający się z dwóch płytek (wyświetlacza i modułu liczącego) został wykonany na dwustronnym obwodzie drukowanym. Z każdym układem współpracuje jeden wyświetlacz. Impulsy w standardzie TTL są podawane przez transoptor 'OC1' lub bezpośrednio na wejście zegarowe pierwszego układu. Po przepełnieniu pierwszego licznika podawany jest sygnał wysoki na wyjście 5 „Carry out”, który włącza wejście zegarowe kolejnej kości i tak dla 8 kolejnych układów. Z ostatniego układu wyjście zostało poprowadzone na styki 'OL', które może sygnalizować diodą przepełnienie licznika lub mieć inny cel.
    Reset licznika odbywa się poprzez zwarcie styków 'RESET' obok złącza zasilania. Zasilanie 5V uzyskane ze stabilizatora 7805 zasila wyświetlacze i układy scalone. Dodatkowo zamontowana została dioda świecąca informująca o napięciu 5V. Układ pobiera 70mA przy zaświeconych wszystkich segmentach wyświetlaczy, tutaj konieczne było dobranie opornika na katodę wyświetlacza, aby nie świecił zbyt mocno, a był widoczny i pobierał jak najmniej energii.

    Obwód drukowany został wykonany w zaprzyjaźnionym zakładzie.

    Całość wyszła poniżej 40zł, liczę tutaj:
    Wyświetlacze WK 80gr/szt.
    Układy scalone 1,10/szt.
    Podstawki 10gr/szt.
    Resztę posiadałem w zapasach.
    Klisze 20zł.

    W załączniku mozaika ścieżek (strona druku i elementów) schemat i montaż.

    8-cyfrowy licznik impulsów 8-cyfrowy licznik impulsów 8-cyfrowy licznik impulsów 8-cyfrowy licznik impulsów
    8-cyfrowy licznik impulsów



    Załączniki:
    • licznik-8-cyfr.rar (241.16 KB) Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    konrad92
    Poziom 15  
    Offline 
    Specjalizuje się w: fizyk jądrowy
    konrad92 napisał 236 postów o ocenie 254. Mieszka w mieście Dubna. Jest z nami od 2006 roku.
  • REKLAMA
  • #2 15452186
    krru
    Poziom 33  
    Posty: 1819
    Pomógł: 230
    Ocena: 214
    Dodaj jeszcze ciemną szybkę (najlepiej czerwoną), to wyświetlacze będą dużo ładniej wyglądać - poprawi się kontrast i nie będą musiały tak dawać po oczach.
  • #3 15452545
    popiol667
    Poziom 18  
    Posty: 263
    Pomógł: 6
    Ocena: 140
    Ha! Na AVR wyszło by taniej :) - Attiny2313 kosztuje ~7zł, nie potrzeba podstawek, tylko 7 rezystorów. Jedyny mankament, że prąd każdej cyfry byłby 1/8 wartości którą teraz osiągasz.

    Schludny montaż, ładny projekt PCB, jak dla mnie 5+!
  • REKLAMA
  • #4 15452924
    terminux
    Poziom 23  
    Posty: 987
    Pomógł: 23
    Ocena: 168
    Bardzo staranny projekt, super że nie jest zrobiony na procesorze. Okazuje się, że stare poczciwe kostki też mogą się do czegoś przydać.
    Szkoda tylko, że licznik nie liczy wstecz.
  • #5 15453008
    kr0nos
    Poziom 10  
    Posty: 9
    Co się dzieje po przekroczeniu zakresu 99999999? Licznik jest zerowany i liczy od 0, czy licznik jest zatrzymywany?

    Skąd niechęć do stosowania mikroprocesorów?
  • #6 15453122
    konrad92
    Poziom 15  
    Posty: 236
    Ocena: 254
    kr0nos napisał:
    Co się dzieje po przekroczeniu zakresu 99999999? Licznik jest zerowany i liczy od 0, czy licznik jest zatrzymywany?


    Zamysł był taki, że po przekroczeniu zakresu miał liczyć dalej, ale ledem z jakimś przerzutnikiem miał sygnalizować przepełnienie. Wtedy zakres pomiarowy wynosiłby 200mln* zliczeń.

    kr0nos napisał:
    Skąd niechęć do stosowania mikroprocesorów?


    Jaka tam niechęć? :D Sam trochę piszę w assemblerze, c... ale widząc te wszechobecne uC i sytuacje że do migającej diody używa się ATmegi, postanowiłem wykonać coś na starych układach. A nóż ktoś podchwyci temat i przejrzy na oczy, że elektronika to nie tylko arduino i gotowe moduły :)
  • #7 15453210
    endymion
    Poziom 14  
    Posty: 82
    Pomógł: 6
    Ocena: 12
    Projekt i wykonanie są pierwszorzędne, gratuluję pomysłu.
  • #8 15453875
    Gutek297
    Poziom 12  
    Posty: 35
    Pomógł: 1
    Ocena: 13
    Super projekt. Wrescie coś ttl. Nie do wszystkiego Trzeba mikroprocesora. Na jednym z zdjęć widziałem licznik w którego jestem w posiadaniu, stare dobre ttl
  • REKLAMA
  • #9 15454474
    horik
    Poziom 14  
    Posty: 113
    Ocena: 108
    Niechęć do stosowania mikrokontrolerów w prostych przypadkach może wynikać z prostego faktu, że do uruchomienia najprostszego urządzenia
    - potrzebny jest komputer (trzeba napisać program)
    - potrzebny jest programator
    - potrzebna jest wiedza jak poprawnie "obejść" się z układem, by nie zaczął się resetować, pokazywać bzdur itd.
    - potrzebna jest znajomość programowania (nie każdy ma ochotę, chce, umie, np. mój ojciec elektronik "z dziada pradziada")

    Stosowanie mikrokontrolera do bardziej złożonych układów jest oczywistym rozwiązaniem, bo daje niemalże nieograniczone możliwości w zakresie modyfikowania algorytmu, komunikacji z innymi urządzeniami i niesłychanie upraszcza obwód. Za cenę potrzeby skorzystania z komputera i posiadania umiejętności programistycznych dostajemy możliwość dowolnego rozbudowania naszej konstrukcji.

    Ale nie do prostego obwodu, który można złożyć z pół godziny mając podstawą wiedzę elektroniczną, bez użycia komputera, nauki programowania (migacza, licznika, timera do jajek, czujnika deszczu czy czujnika fotoelektrycznego).

    W zeszłym roku kolega chciał, by lampki na jego choince migały. Wszystko jedno jak. Zniechęcił się, bo nie miał ochoty odpalać do tego komputera, pisać programu, trawić płytki itd. Dałem mu bimetaliczny starter do świetlówek. W 15 minut lampki migały.

    Czasem warto znaleźć zdrową równowagę.

    Co do licznika - bardzo OK. Ale właśnie w tym przypadku mikrokontroler mógłby naprawdę pomóc - mniej układów. Co innego 2-3 cyfry, co innego 8 cyfr. Tyle kostek, tyle rezystorów. Dużo pracy sobie przydałeś, chociaż - niektórzy przy tym odpoczywają, więc się nie czepiam. Zrobiłeś to ładnie, poprawnie, działa. Plus.
  • #10 15454614
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #11 15454617
    deus.ex.machina
    Poziom 32  
    Posty: 1923
    Pomógł: 91
    Ocena: 341
    Układ formowania impulsów to ten transoptor (brak schematu wiec bazuje na PCB)? Rozumiem że nie masz możliwości zerowania licznika i po prostu trzeba wyłączyć zasilanie? Przewaga uC jak zwykle zasadza się w drobnych ale czasem przydatnych detalach - po pierwsze mniejsza komplikacja układowa, po drugie dodatkowe funkcje które czasem się przydają (np wyjście szeregowe, możliwość zadania alarmu, preset, porównanie etc).
  • REKLAMA
  • #12 15454916
    konrad92
    Poziom 15  
    Posty: 236
    Ocena: 254
    deus.ex.machina napisał:
    Układ formowania impulsów to ten transoptor [...]

    Transoptor pełni rolę izolacji wejścia od detektora (jeżeli zajdzie taka potrzeba)

    deus.ex.machina napisał:
    Rozumiem że nie masz możliwości zerowania licznika i po prostu trzeba wyłączyć zasilanie?

    Napisałem w pierwszym poście, że
    konrad92 napisał:
    Reset licznika odbywa się poprzez zwarcie styków 'RESET' obok złącza zasilania.


    Christophorus napisał:
    Jednak na gotowej płytce nie ma tych połączeń i wygląda to na nadmiarowe połączenia w projekcie licznika.

    Błąd, poprawiłem.
  • #13 15455384
    1maniekx1
    Poziom 16  
    Posty: 158
    Pomógł: 13
    Ocena: 43
    Gutek297 napisał:
    Super projekt. Wrescie coś ttl. Nie do wszystkiego Trzeba mikroprocesora. Na jednym z zdjęć widziałem licznik w którego jestem w posiadaniu, stare dobre ttl
    4026 to nie ttl.
  • #14 15455618
    raffin
    Poziom 25  
    Posty: 589
    Pomógł: 86
    Ocena: 109
    W TTL jedną cyfrę trzebaby złożyć z dwóch kostek 7490 i 74247
  • #15 15457309
    cirrostrato
    Poziom 38  
    Posty: 4875
    Pomógł: 285
    Ocena: 953
    konrad92 napisał:

    Obwód drukowany został wykonany w zaprzyjaźnionym zakładzie.

    Klisze 20zł
    Klisze do naświetlenia płytki drukowanej(?), od lat apeluję aby, jeśli ktoś wykonuje PCB do ciekawszych układów, wykonywać je niejednostkowo, sam był kupił dwie dla wnuka, sam składam na płytkach uniwersalnych z dawnych zapasów ale chętnie skorzystał bym w tym przypadku z okazji zakupu PCB dedykowanego.
  • #16 15458082
    konrad92
    Poziom 15  
    Posty: 236
    Ocena: 254
    ula.63 napisał:
    Bardzo fajny i prosty projekt, jeśli się zgodzisz to rozpowszechnię w Łodzi. Jest projekt wspólny łapaczy mionów budowanych przez studentów razem ze szkołami i to by było dla nich do zbudowania i obniżyło koszty bo sama część łapiąca jest bardzo droga z racji światłowodów drogich bardzo. Czy mogę podać zainteresowanym link do projektu?


    Jeżeli ma to poszerzać wiedzę z fizyki (i to jeszcze jądrowej!) to proszę bardzo!

    cirrostrato napisał:
    [...] od lat apeluję aby, jeśli ktoś wykonuje PCB do ciekawszych układów, wykonywać je niejednostkowo [...]

    a gdzie napisałem że wykonałem jeden egzemplarz? :)

    Jeżeli ktoś chciałby zbudować taki licznik, to obwód drukowany posiadam w ilości praktycznie nieograniczonej ;)
  • #17 15458292
    waz3k
    Poziom 10  
    Posty: 63
    Fajny licznik, w końcu nieoparty na mikrokontrolerach czy nawet samym Arduino, sam bawiłem się z CMOS 4026 za ok. 3zł, ale zawsze miałem problem z drganiem styków na wejściu zegarowym :D
    Może jakieś plexi + czerwony filtr na wyświetlacze? :p
  • #18 15458731
    gervee
    Specjalista Automatyk
    Posty: 1077
    Pomógł: 100
    Ocena: 94
    Szkoda, że nie zrobiłeś wersji modułowej, np. po 2/4 sztuki do składania w większe moduły (w zależności od potrzeb) no ale rozumiem, że nie było to Twoim zamysłem.
    Po zdjęciu zasilania licznik zeruje się?
  • #19 15467847
    leonow32
    Poziom 30  
    Posty: 2027
    Pomógł: 37
    Ocena: 1232
    konrad92 napisał:
    kr0nos napisał:
    Skąd niechęć do stosowania mikroprocesorów?


    Jaka tam niechęć? :D Sam trochę piszę w assemblerze, c... ale widząc te wszechobecne uC i sytuacje że do migającej diody używa się ATmegi, postanowiłem wykonać coś na starych układach. A nóż ktoś podchwyci temat i przejrzy na oczy, że elektronika to nie tylko arduino i gotowe moduły :)


    Chodzi o to, żeby nie strzelać z armaty do komara. Znam przypadek, gdzie pewien prosty układ został przeprojektowany tak, że zamiast prostego procesorka zastosowano kilka scalaków 74xx/4000. W ten sposób koszty produkcji zostały istotnie zmniejszone, a dodatkowy plus jest taki, że nie trzeba było programować układów.
  • #22 15710322
    konrad92
    Poziom 15  
    Posty: 236
    Ocena: 254
    leonow32 napisał:
    Co to za potwór?


    Szafa z kasetami i blokami elektroniki jądrowej w standardzie CAMAC, plus zasilacze WN.
    Dolny blok (od liczników w dół) to elektronika do detektora mionów, górny do obsługi detektora scyntylacyjnego.

Podsumowanie tematu

✨ Użytkownik zlecił wykonanie 8-cyfrowego licznika impulsów do detektora mionów, który ma zliczać cząstki przez tydzień. Początkowo rozważano użycie mikrokontrolera AVR, jednak ostatecznie zdecydowano się na układ 4026, który jest dekadowym licznikiem obsługującym 7-cyfrowy wyświetlacz LED. W dyskusji podkreślono zalety tradycyjnych układów, takich jak prostota montażu i niższe koszty, w porównaniu do mikrokontrolerów. Uczestnicy wymienili pomysły na poprawę projektu, takie jak dodanie ciemnej szybki dla lepszego kontrastu wyświetlacza oraz omówili kwestie związane z zerowaniem licznika po przekroczeniu maksymalnej wartości. Wskazano również na problemy z drganiem styków w układach CMOS oraz na możliwość wykonania większej liczby płytek drukowanych dla zainteresowanych.
REKLAMA