Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

8-cyfrowy licznik impulsów

konrad92 19 Feb 2016 20:36 8826 21
IGE-XAO
  • 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

    Attachments:

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    konrad92
    Level 15  
    Offline 
    Has specialization in: fizyk jądrowy
    konrad92 wrote 231 posts with rating 252, helped 0 times. Live in city Dubna. Been with us since 2006 year.
  • IGE-XAO
  • #2
    krru
    Level 33  
    Dodaj jeszcze ciemną szybkę (najlepiej czerwoną), to wyświetlacze będą dużo ładniej wyglądać - poprawi się kontrast i nie będą musiały tak dawać po oczach.
  • #3
    popiol667
    Level 18  
    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
    terminux
    Level 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.
  • IGE-XAO
  • #5
    kr0nos
    Level 10  
    Co się dzieje po przekroczeniu zakresu 99999999? Licznik jest zerowany i liczy od 0, czy licznik jest zatrzymywany?

    Skąd niechęć do stosowania mikroprocesorów?
  • #6
    konrad92
    Level 15  
    kr0nos wrote:
    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 wrote:
    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
    endymion
    Level 14  
    Projekt i wykonanie są pierwszorzędne, gratuluję pomysłu.
  • #8
    Gutek297
    Level 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
    horik
    Level 14  
    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
    User removed account
    User removed account  
  • #11
    deus.ex.machina
    Level 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
    konrad92
    Level 15  
    deus.ex.machina wrote:
    Układ formowania impulsów to ten transoptor [...]

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

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

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


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

    Błąd, poprawiłem.
  • #13
    1maniekx1
    Level 13  
    Gutek297 wrote:
    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
    raffin
    Level 24  
    W TTL jedną cyfrę trzebaby złożyć z dwóch kostek 7490 i 74247
  • #15
    cirrostrato
    Level 37  
    konrad92 wrote:

    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
    konrad92
    Level 15  
    ula.63 wrote:
    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 wrote:
    [...] 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
    waz3k
    Level 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
    gervee
    Automation specialist
    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
    leonow32

    Level 30  
    konrad92 wrote:
    kr0nos wrote:
    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.