Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
CControls
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

8-cyfrowy licznik impulsów

konrad92 19 Lut 2016 20:36 6972 21
  • 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


    Link

    Załączniki:

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz pendrive 32GB.
  • CControls
  • #2 19 Lut 2016 22:00
    krru
    Poziom 32  

    Dodaj jeszcze ciemną szybkę (najlepiej czerwoną), to wyświetlacze będą dużo ładniej wyglądać - poprawi się kontrast i nie będą musiały tak dawać po oczach.

  • CControls
  • #3 19 Lut 2016 23:43
    popiol667
    Poziom 15  

    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+!

  • #4 20 Lut 2016 09:32
    terminux
    Poziom 23  

    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 20 Lut 2016 10:11
    kr0nos
    Poziom 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 20 Lut 2016 11:04
    konrad92
    Poziom 15  

    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 20 Lut 2016 11:37
    endymion
    Poziom 13  

    Projekt i wykonanie są pierwszorzędne, gratuluję pomysłu.

  • #8 20 Lut 2016 15:11
    Gutek297
    Poziom 12  

    Super projekt. Wrescie coś ttl. Nie do wszystkiego Trzeba mikroprocesora. Na jednym z zdjęć widziałem licznik w którego jestem w posiadaniu, stare dobre ttl

  • #9 20 Lut 2016 18:01
    horik
    Poziom 13  

    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 20 Lut 2016 18:39
    Christophorus
    Poziom 41  

    Zastanawia mnie fragment płytki zaznaczony strzałkami poniżej. Widoczne są dwa połączenia tymczasowe (cienka żółta linia). Wygląda to jak brak ścieżki. Jednak na gotowej płytce nie ma tych połączeń i wygląda to na nadmiarowe połączenia w projekcie licznika.

    8-cyfrowy licznik impulsów

  • #11 20 Lut 2016 18:40
    deus.ex.machina
    Poziom 32  

    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).

  • #12 20 Lut 2016 19:59
    konrad92
    Poziom 15  

    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 20 Lut 2016 21:50
    1maniekx1
    Poziom 11  

    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 20 Lut 2016 22:53
    raffin
    Poziom 23  

    W TTL jedną cyfrę trzebaby złożyć z dwóch kostek 7490 i 74247

  • #15 21 Lut 2016 15:04
    cirrostrato
    Poziom 36  

    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 21 Lut 2016 18:44
    konrad92
    Poziom 15  

    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 21 Lut 2016 19:33
    waz3k
    Poziom 10  

    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 21 Lut 2016 21:13
    gervee
    Specjalista Automatyk

    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 24 Lut 2016 20:03
    leonow32

    Poziom 30  

    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 30 Maj 2016 22:10
    konrad92
    Poziom 15  

    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.