FRECUENCIMETRO DIGITAL LCD

FRECUENCIMETRO DIGITAL LCD

Juanjo Pastor, EA5CHQ - Daniel Catalán, EC5AMG

Un año más, y como es costumbre, encontrareis en el interior del sobre del boletín la placa de circuito impreso que se corresponde con el frecuencímetro LCD.

Se trata, tal y como su titulo indica, de un frecuencímetro digital con pantalla LCD, que va controlado con un PIC programado, que nos acaba de exponer Pepe, EA5AU.

La construcción y puesta a punto del mismo es muy sencilla. Los componentes que lo componen son fáciles de localizar en el mercado. El único componente un poco más especial es el PIC16F84, que es muy fácil de localizar y el cual deberá de ser programado, bien sea con un programador de pics, utilizando el programa que se encuentra en Internet en www.eaqrp.com o bien se puede optar por pedir el pic programado al Club, en tal caso os deberéis de poner en contacto con nuestro delegado de “material disponible” Manel Torras, EA5ADE, su dirección la encontrareis al inicio del boletín en “Que hace cada uno”.

Este frecuencímetro cuenta con unas características excepcionales en cuanto a resolución y exactitud en la lectura, por lo cual resultaría costoso la adquisición de un instrumento similar en el comercio especializado. Por otra parte, su alimentación a 9 voltios lo hace ideal para utilizarlo como instrumento portátil.

También su presentación lo hace ideal como instrumento a instalar dentro de un equipo autoconstruido que queramos visualizar la frecuencia de trabajo. Además, si se adquiere un display LCD con fondo luminoso, y se es un poco esmerado en el montaje con un pequeño cristal o plástico en el chasis del equipo, el acabado se podría calificar de profesional. Las posibilidades de uso son innumerables, además para los entendidos en programación podrían acceder a su programa interno, y seria posible cambiar la presentación y personalizársela (que aparezca el indicativo, un saludo....etc). Por otra parte, es posible modificar la lectura para que pudiera leer con un OFFSET en frecuencia, es decir, que internamente el frecuencímetro reste o sume un valor de frecuencia intermedia predeterminado, con lo cual seria muy útil para su instalación en un receptor superheterodino, donde se estaría midiendo la frecuencia del oscilador local y la frecuencia que se estaría leyendo en el display seria la de recepción... pero esto lo dejo en manos de los entendidos de programación.

El circuito funciona de la siguiente forma: A la entrada, la señal atraviesa un circuito adaptador RC, y llega a la red de diodos opuestos D1 y D2, que se encargan de recortar la señal y dejarla a un nivel máximo aceptable para que no se dañe la entrada del FET Q1. Este FET es el amplificador de la señal de entrada, con el potenciómetro R3 se consigue optimizar la sensibilidad del transistor para máxima ganancia. En R5 aparece la señal a medir amplificada. Q2 es un transistor PNP el cual polariza el FET para estrechar el canal, y por lo tanto para variar su respuesta en frecuencia. A través de C5, pasa la señal a las puertas lógicas NAND que se encargan de interpretar la señal analógica de llegada trasladándola a una digital de 1 y 0 lógicos dependiendo de la amplitud de esta. El divisor resistivo R6 y R7 se encarga de acondicionar el nivel de esta señal para que sea posible dicha transformación. Tras la conversión analógica en digital, por la patilla 3 le llega al PIC una muestra de la señal digitalizada. Con la ayuda de las patillas 1 y 2, el mismo PIC sincroniza esta toma de muestra según el algoritmo programado internamente. Por las salidas al display, el PIC transfiere los datos procesados a los procesadores internos del display LCD para su posterior visualización. El potenciómetro R9 se encarga del control del contraste. Con el condensador C12 es posible sincronizar la frecuencia del cristal para obtener la mayor precisión en la lectura de la frecuencia deseada.

Una vez montado y revisado el circuito, procederemos a alimentarlo con una pila de 9 voltios o fuente similar. Es muy importante que antes de conectar nos aseguremos que la alimentación del display esta bien conectada y ausente de errores de polarización , pues de lo contrario se podría dañar el LCD seriamente. Prestad especial atención a los pines marcados como 1, 2 y 3 del display y a su conexión con la placa de circuito impreso. En el circuito impreso el conector PWR lleva en su terminal 1, VCC, en el 2, VEE y en el 3, VSS...

Pin Símbolo Nivel Función

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1 Vss - 0v *** Invertir Vss y Vcc ***

2 Vcc - +5v *** destruirá el display ***

3 Vee - *

4 RS A/B Alto: Entrada de datos

Bajo: Entrada de código de instrucción

5 R/W A/B Alto: Lectura de datos

(Módulo LCD -> MPU)

Bajo: Escritura de datos

(Módulo LCD <- MPU)

6 E A,A->B Señal de Enable

7 DB0 A/B

8 DB1 A/B

9 DB2 A/B

10 DB3 A/B BUS DE DATOS

11 DB4 A/B

12 DB5 A/B

13 DB6 A/B

14 DB7 A/B

* Vee está entre GND y 5V. El potenciómetro es el mando de contraste.

Una vez lo hayáis conectado, retocar el potenciómetro de contraste R9 hasta obtener la nitidez deseada, haced este ajuste, pues si esta al mínimo no sale ninguna letra en el display y daría que pensar que no funciona.......(por experiencia, hi,hi)

El rango de frecuencias va desde el Hz hasta los 35 MHz, aunque se podría extender aun más si se diseñara un PRESCALER a la entrada de muestreo y con la correspondiente modificación del programa, se podrían leer frecuencias en VHF y UHF.

Tras las pruebas realizadas en el prototipo, se opto por sustituir el transistor FET de entrada por otro mucho más fácil de localizar como es el 2N3819. También se observó su funcionamiento en un rango amplio de frecuencias, en el cual hay que puntualizar lo siguiente:

En el rango de frecuencias bajas (1Hz hasta aprox. 500 KHz) es necesario montar el transistor Q2 tal y como sale en el esquema.

En el rango de frecuencias altas (500 KHz hasta los 35 MHz), NO hay que montar Q2 ni R5, y en los agujeros de la placa que se corresponden a la BASE y COLECTOR de Q2 introduciremos un puente de hilo a modo de cortocircuito.

En cuanto a la sensibilidad del equipo es capaz de leer la frecuencia a la salida de un oscilador con una amplitud mínima del orden de unos 150 a 200 mV pico-pico en el rango de frecuencias de HF y que este valor depende del ajuste fino de R3 así como de la red de adaptación RC de entrada. A frecuencias del orden de 30-35 MHz, es necesario aplicar una señal de entrada del orden del voltio.

Aquí tenéis un montaje bastante flexible e interesante que hará las delicias de muchos, y que contribuirá a mejorar las prestaciones de nuestros inventillos QRPeros.