Stoper/licznik uniwersalny

Witam.
Przedstawiam mój projekt wykonany w 2008 roku.



Jest to stoper sterowany sygnałem napięciowym oraz licznik impulsów.
Układ w całości jest mojego autorstwa.
Projekt powstał na potrzeby badania pomiaru czasu zadziałania i rozłączenia urządzeń elektromechanicznych. Założeniem był pomiar czasu z rozdzielczością jednej milisekundy. Jednakże podczas projektowania, stoper został rozbudowany o inne zakresy oraz o licznik impulsów.
Gotowy stoper / licznik wygląda tak:



Projekt wyposażony jest w przełącznik zakresów, który umożliwia ustawienie zakresów stopera od 100 do 100000 sekund oraz rozdzielczość pomiaru 1ms, 10ms, 100ms i 1s.
Dodatkowo jest funkcja licznika impulsów.
Sterowanie stopera oraz licznika odbywa się poprzez podawanie napięcia na jego wejście. Przełącznikiem trybu wyzwalania można wybrać dla stopera, czy podanie napięcia na wejście go uruchomi, czy zatrzyma, oraz dla licznika, czy będą zliczane zbocza narastające (pojawianie się napięcia), czy zbocza opadające (zanik napięcia).
Ustawienie tego przełącznika w pozycji środkowej, blokuje (zatrzymuje) stoper oraz licznik.

Wewnątrz urządzenie wygląda tak:


Założeniem sterowania stoperem było, aby stoper zliczał, podczas gdy jest podane napięcie przemienne 230V i następowało rozróżnienie, czy przebieg napięcia przechodzi przez zero (w tym momencie nie może zostać zatrzymany stoper), czy zostało napięcie odłączone.
Poniższy rysunek z przebiegami przedstawia, o co dokładnie chodziło:



Musiałem opracować "detektor napięcia", który spełniałby te założenia.
Paradoksalnie ta część projektu okazała się najtrudniejsza do zrealizowania.
Poniżej link do tematu, w którym próbowałem z pomocą forum, rozwiązać problem:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic916962.html
Finalnie wykorzystałem przesunięcie kąta fazowego prądu względem napięcia na kondensatorze, w celu rozróżnienia przejścia przebiegu przez zero, od wyłączenia.
Finalny schemat detektora napięcia:



Detektor wykrywa napięcia od 5V AC/DC, i może pracować na napięciu do 300V AC/DC.
Zdjęcia detektora napięcia:




Dalej sygnał z detektora napięcia jest podawany na układ logiczny, wykonany na bramkach NAND. Układ ten odpowiada za sterowanie licznikami, w zależności od sygnału z detektora oraz pozycji przełącznika trybu wyzwalania. Układ logiczny blokuje sygnał pomiędzy generatorem a dzielnikami.

Generator wykonany jest na kwarcu 3.200 i układzie 4060.
Z generatora tego poprzez powyższy układ logiczny, wchodzimy na dzielniki z programowanym podziałem, zrealizowane na układach 40103. Programowanie podziału ustawiane jest z przełącznika zakresów, poprzez diody 1N4148 (logika diodowa), na wejścia programujące układów 40103.
Zdjęcia płytki generatora i dzielników:



Dalej są liczniki na układach 4026. Układy te w swojej strukturze zawierają liczniki oraz sterowniki wyświetlaczy.
Płytka liczników:



I płytka wyświetlaczy:



Tak wyglądają powyższe płytki zmontowane w całość:



Przycisk resetu, resetuje (zeruje) liczniki oraz dzielniki.
Płytki były wykonywane metodą termotransferu.

I na koniec film przedstawiający urządzenie w czasie pracy:



Pozdrawiam.