Medidor de capacidad y inductancia

En este proyecto vamos a realizar un pequeño medidor de capacidad y inductancia que nos ayudara a tomar lecturas de esos componenetes tan peculiares, contruido a partir del microcontrolador 16F628, incorpora un lcd de 16×2 muy utilizado para poder visualizar la medición tomada.

No se requieren de componentes particularmente precisos para sus funcionamiento, a excepción de unos  condensadores “externos” que se caracterizan por su alta precisión y que utilizaremos  para sus puesta a punto.

Esquema eléctrico del medidor de capacidad y inductancia

Funcionamiento del medidor de capacidad y inductancia

Los dos condensadores de 1nF (“C” y “Ccal”) deben ser de bastante buena calidad (la estabilidad es importante.

Los dos condensadores de 10 uF del oscilador deben ser NUEVOS de tantalio (para resistencia / inductancia en serie baja). Alternativamente, se pueden utilizar condensadores de aluminio de “baja ESR”.

Puede agregar un condensador cerámico de 10nF en paralelo con cada uno, “solo para estar seguro”.

El cristal de 4MHz debe ser exacto, no vale que sea aproximado a 4MHz. Cada error del 1% en la frecuencia del cristal sera un error del 2% en el valor medido de la inductancia.

El inductor de 100uH debe tener una resistencia “CC” baja. Idealmente menos de uno o dos ohmios.

El relé debe ser de baja corriente, ya que el PIC solo puede proporcionar unos 30 miliamperios aproximadamente de corriente de accionamiento.

Microcontrolador 16F628A

La separación de los dos tipos de memoria son los pilares de la arquitectura Harvard, esto permite acceder en forma simultánea e independiente a la memoria de datos y a la de instrucciones. El tener memorias separadas permite que cada una tenga el ancho y tamaño más adecuado. Así en el PIC 16F628 el ancho de los datos es de un byte, mientras que la de las instrucciones es de 14 bits.

Distribución de los pines del PIC 16F628A

El PIC 16F628 incorpora tres características importantes que son:

  • Procesador tipo RISC (Procesador con un Conjunto Reducido de Instrucciones)
  • Procesador segmentado
  • Arquitectura HARVARD

Con estos recursos el PIC es capaz de ejecutar instrucciones solamente en un ciclo de instrucción. Con la estructura segmentada se pueden realizar simultáneamente las dos fases en que se descompone cada instrucción, ejecución de la instrucción y busqueda de la siguiente.

Display LCD 16x2

Distribución de los pines del LCD 16x2

Caracterisitcas técnicas

  • 16 caracteres x 2 líneas
  • Caracteres de 5×8 puntos
  • Tamaño de caracter: 5.23 x 3 mm
  • Puede mostrar letras, números, caracteres especiales, y hasta 8 caracteres creados por el usuario
  • Backlight de LED color azul
  • Caracteres color blanco
  • Interface paralela. Puede operar en modo de 8 bits, o de 4 bits para ahorrar pines del microcontrolador
  • Posee controlador KS0066U o equivalente on-board (compatible Hitachi HD44780)
  • Voltaje de alimentación: 5 V

Calibración del medidor de capacidad y inductancia

Comprobaciones previa a la puesta en marcha

  1. Compruebe que los componentes esten montados en su lugar.
  2. Compruebe que haya soldado todos los cables.
  3. Verifique la orientación del PIC, los diodo y el 7805.
  4. No olvide que el PIC (tal como se compró) no está programado.
  5. Debe programar el código del medidor LC antes de encenderlo.

Identificación de los jumpers

  • JP1 –> Check F2
  • JP2 –> Check F1
  • jp3 –> Lower C
  • jp4 –> Raise C

Procedimiento a seguir para la calibración

Encendemos el equipo, vamos a medir la corriente de suministro que debe ser inferior a 20 mA. El prototipo te marcara un consumo de unos 8 mA. Si no ve nada en la pantalla y todo lo demás está bien, intente ajustar el potenciómetro de contraste. Si está demasiado lejos, no verá nada. La pantalla debe mostrar brevemente la palabra Calibrando, luego C = 0.0pF (o alguna otra capacitancia hasta +/- 10pF).

Deje varios minutos de “calentamiento”, luego presione el botón “cero” para forzar una recalibración. La pantalla ahora debería mostrar C = 0.0pF.

Conecte un condensador a la entrada del medidor de LC y compruebe el valor de lectura que aparece en el lcd ( error +/- 10%).

  • Para aumentar el valor, une el jumper marcado con “JP4” en el diagrama.
  • Para disminuir el valor, une el jumper marcado con “JP3” en el diagrama.

El PIC almacenara la calibración, uedes repetir esto tantas veces como quieras.

Procedimiento en caso de comportamiento erroneo

Si el medidor tuviera un comportamiento erroneo, puede usar los jumper “JP1” y “JP2” para verificar la frecuencia del oscilador de la siguiente manera:

  • Une el jumper “JP2” para comprobar la frecuencia de funcionamiento libre “F1” del oscilador. Esta debería mostrarse como 00050000 +/- 10%. Si la lectura es demasiado baja (digamos por debajo de 00040000), perderá algo de precisión.
  • Une el jumper “JP1” para comprobar la frecuencia de “calibración” “F2”. Esa debería estar cerca del 71% (+/- 5%) de la lectura “F1” que obtiene al unir el jumper “JP2”. Si las dos frecuencias marcaran menos del 2%, entonces el relé podría estar “defectuoso”.

Si en el LCD se visualiza 00000000 para F1 o F2, vuelva a verificar el cableado alrededor del interruptor L / C, porque el oscilador no esta funcionando. La función de medición de la inductancia se calibra automáticamente cuando calibramos la función de capacitancia.

Todas las pruebas necesarias son para comprobar que el medidor se puede “poner a cero” con los terminales en cortocircuito.

Programación de PIC

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Programador TL866II Plus

El software para usar este programador es el XGpro, muy sencillo de instalar y usar, os lo podéis baja desde esta misma web haciendo click aquí.

Archivos para la programación del PIC

Código .HEX programación del medidor LC
Código .ASM del medidor LC

Lista de componentes

ResistenciasCondensadoresSemiconductoresVarios
R1, R4, R5 – 1kΩC1, C4. C7 – 10µF 10VIC1 – LM7805L1 – 100uH
R2, R7 – 47kΩC2 – 100nFIC2 – PIC 16F628LCD – Display 16×2
R3, R8 – 100KΩC3 – 22µF 16VD1 – 1N4004K1 – Relé 5v
R6 – 4,7KΩC5, C6 – 33pFD2 – 1N914Sw1 – Pulsador
Vr1 – 4,7KΩC8, C9 – 1nFx1 – 4MhzS1 – Interruptor
   S2 – Commutador (2  – 4)

Alimentación

  • V máx: Bateria 9v
  • I  máx: 0,5A

Monitor de carga para batería

Monitor de carga
para
batería con LED´s

En este proyecto que os muestro a continuación vamos a realizar un monitor de carga de batería con LED´s, muy facil de construir.

Esquema eléctrico del monitor de carga para batería de 12v

Descripción del monitor de carga para batería

Basicamente este circuito lo que hace es monitorizar el proceso de carga de una batería, como por ejemplo la de un automóvil que generalmente suelen ser de 12 voltios.

Una vez se haya construido el circuito, es necesario hacerle unos ajustes finales y para ello se utilizara un multímetro digital, con lo que lograremos un ajuste preciso.

Para lograr nuestro objetivo utilizamos el circuito integrado LM3914.

Identificación de los pines del LM3914

El circuito integrado LM3914 es un medidor de voltajes analógicos y controlador de hasta 10 LEDs individuales. Estos LEDs pueden visualizarse en “modo barra” o “modo punto”, modo que puede habilitarse o deshabilitarse poniendo o quitando el pin 9 del circuito integrado a VCC.

Este circuito integrado está diseñado para visualizar el valor de una señal eléctrica, comparado con un valor de referencia de voltaje preestablecido.

Ajustes

Poner un voltaje de 12.65 V entre el terminal positivo y el terminal negativo de circuito, ajuste el potenciómetro (VR) hasta que el diodo LED 10 esté encendido. Después disminuir poco a poco este voltaje y verá que los otros LEDs se encenderán en secuencia hasta llegar al LED1.

Cuando solamente esté encendido el LED1 debe de haber un voltaje de aproximadamente 11.85 V entre los terminales del circuito.

Con un voltaje de 12.65 V o más la batería estará totalmente cargada y con un voltaje de 11.85 V o menos se considera que la batería está descargada.

Funcionamiento

Si conectamos nuestro monitor y los Diodos LEDs 1, 2 y 3 se encienden nos esta indicando que la carga de la batería es menor del 30%, si por el contrario son los Diodos LEDs 4, 5, 6 y 7 los que estan encendidos,  indican que la carga está entre un 30%  y el  50%, y por ultimo si los diodos LEDs 8, 9 y 10 son los que estan encendidos, nos indicaran que la carga de la batería es mayor del 50%.

Este circuito consume menos de 10 mA, siempre y cuando este escogido el “modo punto”. Lo que significa que sólo se enciende un LED a la vez. Si se utiliza el “modo barra”, el consumo de corriente es mayor.

La intensidad de iluminación que tienen los LEDs se puede cambiar modificando el valor de la resistencia R3. El diodo D1 se utiliza para prevenir una posible polaridad inversa.

Lista de Componentes

ResistenciasCondensadoresVarios
R1 – 56kΩC1 – 47µf / 25vD1 – 1N4007
R2 – 150kΩC2 – 0,1µfLD1, LD2, LD3 – Leds Verde
R3 – 18kΩ LD4, LD5, LD6 LD7 – Leds Amarillo
R4 – 5k6Ω LD8, LD9, LD10– Leds Rojo
VR – 10kΩ IC1 – LM3914
Tabla de componentes del monitor de carga de batería de 12v

Alimentación:

  • V máx: Batería
  • I  máx:

Comprobador fuente alimentación de PC

Comprobador
de fuente ATX

Este comprobador fuente alimentación de PC es una herramienta que no debería de faltar en nuestro taller o laboratorio de electrónica.

Puede montarse en muy poco tiempo ya que dispone de muy pocos componentes para su construcción. Sin ninguna duda es una herramienta muy útil para el técnico , ya que facilita un rápido diagnóstico y reparación de fuentes de computadoras (ordenadores).

Comprobador fuente alimentación de PC
Esquema eléctrico del comprobador de fuentes ATX

Descripción del Comprobador fuente alimentación de PC

Conectaremos el comprobador de fuente de alimentación de PC ha comprobar en el tester a través del conector J1 , este conector esta compuesto por 20 pines y son las que traen las tarjetas madres (motherboard de PC), podemos reutilizar de alguna mainboard en desuso.

En la siguiente imagen que esta mas abajo podemos observar la disposición de los pines del conector ATX de la fuente de alimentación, con sus colores correspondientes a los cables según el estándar establecido por estas fuentes.

Disposición de los pines del conector ATX

Disposición de los colores en relación al voltaje

  • Amarillos, para la alimentación de +12 V.
  • Rojos, para la alimentación de +5 V.
  • Naranjas, corresponden a la tensión +3,3 V.
  • Azul, corresponden a la tensión de 12 V negativos.
  • Blanco, corresponden a la tensión de -5 V.
  • Violeta, para la tensión de +5 V de Standby.
  • Verde, para la orden de encendido (Power ON).
  • Gris, es de confirmación de encendido o PG (Power Good).
  • Negros, son la conexión a tierra.

Para comprobar que existan los diferentes voltajes que proporcionan estas fuentes, vamos a utilizar varios diodos Leds de diferente color para cada tensión.

Si no dispusiéramos de Leds de diferentes colores, podemos simplemente colocar una pequeña etiqueta junto a cada uno de ellos para especificar que voltaje debe de tener cada uno (+12V, +5V, -12V, +3.3V, …).

Hay que tener en cuenta a la hora de montar el circuito en los diodos Leds D4 y D7, deben conectarse con el ánodo a tierra, por tratarse de tensiones negativas (-12 V y -5 V respectivamente).

El pulsador SW2 se usara para encender la fuente, y el SW1 para desconectarla.

El conector J2 permite conectar directamente una carga a los +5 V y +12 V de la fuente para probar su estabilidad cuando exista un consumo.

Como ejemplo, podemos usar una bombilla de 12 V (de doble filamento) como los utilizados en los faros del automóviles, los cuales suelen ser de una potencia de unos 40W cada filamento, suficiente para hacer la prueba.

Funcionamiento

Al conectar una fuente en buen estado al tester, el diodo Led D1, que es el encargado de señalizar la tensión de +5 V de standby debe de iluminarse en el instante de encender el tester.

El arranque de la fuente se produce pulsando el botón SW2, que pone a tierra el terminal del cable verde mediante el cual se da la “orden” de encendido (Power ON).

Una vez que la fuente se pone en funcionamiento, comienza a moverse el ventilador de la fuente e inmediatamente se generan las diferentes tensiones, una tensión de +5 V en el cable gris “PG” es la lleva al transistor T1 a saturación a través de la resistencia R5, provocando la iluminación del diodo Led D2 y confirmando PG (Power Good).

Al mismo tiempo, el LED interno del acoplador óptico queda encendido, produciendo la saturación del foto-transistor y cómo éste se encuentra conectado en paralelo con el botón SW2 (ON), la fuente permanecerá encendida.

El botón SW1 (OFF) permite apagar la fuente poniendo a tierra la base del transistor T1, lo que ocasiona que este dejase de conducir, apagando el LED D2 y el LED del opto acoplador, provocando el corte del foto-transistor, lo cual equivale a desconectar el cable verde de tierra y por consiguiente provocar el apagado de la fuente.

Montaje

Debido a que utiliza pocos componentes para su construcción y su montaje no es difícil, podemos montarlo a gusto propio y dependiendo de los recursos que cada uno dispongamos.

Si dispone de una caja más espaciosa, puede colocar dentro la lampara o bombilla, eliminando el conector J2 y colocando en su lugar un interruptor o switch de doble polo para conectarlo o desconectarlo según lo requiera.

Modo de uso

Cuando pulsemos el botón de arranque SW2 (ON) todos los LEDs se deben de iluminan, pero al dejar de presionarlo esta debe de apagarse, es probable que la señal PG esté ausente.

En el caso de que alguno de los LEDs no se encienda significa que falta el voltaje indicado y debe revisarse la linea de la fuente correspondiente a ese voltaje específico.

Si cada uno de los diferentes LEDs encienden y permanecen encendidos al soltar el botón SW2 indica que la fuente funciona y hay presencia de tensión en sus salidas correspondiente a cada voltajes, pero no quiere decir que cada voltaje sea el correcto.

Por eso, si todos los LED encienden, el siguiente paso es medir cada una de las tensiones para comprobar el correcto funcionamiento de la fuente.

Esta medición debe realizarse con y sin la carga conectada.


Componentes

ResistenciasVariosSemiconductores
R1, R2, R4, R8, R9 – 470ΩJ1 – Conector ATX de 20 pinesT1 – BC337
R3 – 220ΩJ2 – Conector de 4 pinesD1 a D7 – Diodos LED
R5 – 10kΩ O1 – Opto-acoplador PC817
R6, R7 – 1kΩ  
Tabla de componentes del comprobador de fuentes ATX

Alimentación

  • V máx: Red Eléctrica
  • I  máx:

Inyector de señal profesional

Inyector
Señal profesional

En este proyecto vamos a realizar un inyector de señal con características casi profesional. Pudiendo inyectar tanto onda senoidal como cuadrada.

Inyector de señal profesional
Esquema eléctrico del inyector de señal

Descripción

En ocasiones es necesario reparar o probar equipos en donde se requiere conocer por donde y como viaja una determinada señal.

Para ello nada mejor que un inyector de señal el cual en esencia es un oscilador. En la reparación de un amplificador, por ejemplo, se puede emplear este dispositivo para determinar desde donde el sistema falla o como lo hace, sin necesitar otro instrumental.

Funcionamiento del Inyector de señal profesional

El circuito oscilador esta compuesto por un oscilador en puente de Wien estabilizado térmicamente el termistor R53.

Con el conmutador SW1 podremos variar la frecuencia del oscilador para poder atacar al circuito con distintas frecuencias.

Podremos elegir el tipo de onda que queremos con SW2 (Senoidal o cuadrada) a través del circuito integrado 74ls14 que es el encargado de general la forma de onda, seguidamente ajustar el nivel de señal a la salida.

El ajuste de la potencia de señal de salida, se hara a través del un resistencia ajustable de 10k que atacara a dos transistores en Darlington.

El circuito dispone de un atenuador de cuatro posiciones para elegir el nivel de señal deseado.


Alimentación

  • V máx: simétrica +/- 12Vdc
  • I  máx: 0.2A

Medidor de frecuencia hasta 100Mhz

Medidor de frecuencia
hasta 100Mhz

Este medidor de frecuencia y período de hasta 100Mhz esta formado por un circuito integrado dedicado a la instrumentación, el ICM7216.

Adicionalmente colocamos un preescaler que permite dividir la señal de entrada por 10, a fin de adecuarla a las especificaciones del proyecto.

Medidor de frecuencia hasta 100Mhz
Esquema eléctrico del medidor de Frecuencia de hasta 100Mhz

Descripción del medidor de frecuencia hasta 100Mhz

El interruptor de entrada conmuta entre entrada de señales de continua o alterna. El otro selector colocado en la posición “F” hace que el circuito mida frecuencias, mientras que situándolo en la posición “P” lo hace medir períodos.

La alimentación es única de 5v y la corriente consumida no llega a los 200mA.

Para obtener la frecuencia real bastará con multiplicar la lectura por 10Khz.

El sistema toma una medida cada segundo. La resolución es de 1Hz para frecuencias y 10µS para períodos. La sensibilidad de entrada es de 350mVpp en onda seno y de 500mVpp en onda cuadrada y la Impedancia de entrada de 51Ω.

  • Se considera ALTO a cualquier tensión por sobre los 3Vdc.
  • Se considera BAJO cualquier tensión bajo los 1.8Vdc

Ajuste

Para ajustar este equipo basta con colocar OTRO frecuencímetro en los terminales del cristal y girar el cursor del trimmer hasta que se lea 10Mhz. Mas simple, no se puede.

El condensador de 33pF debe ser del tipo NPO (con coeficiente térmico cero) para evitar que los cambios térmicos alteren la medición en curso.

Los displays son estándar del color y formato que mas les apetezca. Configuración Cátodo común. Esto quiere decir que los ánodos van hacia las resistencias.

Alimentación

  • V máx: simple 5Vdc
  • I  máx: 0.1A

Generador de funciones

Generador de funciones

Este generador de funciones permite generar todo tipo de formas de onda de forma simple y totalmente configurable, con un ancho de banda máximo de 100khz.

Esquema eléctrico del generador de funciones

Descripción del generador de funciones

Todo el instrumento radica en el integrado ICL8038, el cual es un oscilador controlado por tensión.

Ya que el nivel de salida del circuito integrado es fijo para cada forma de onda se ha incorporado otro circuito integrado formado por dos amplificadores operacionales de buena calidad cuya función es primeramente fijar la tensión de salida a 14Vpp para luego pasarla por una red resistiva que se encarga de entregar tres pasos de 5V, 0.5V y 0.05V respectivamente (seleccionable con S3).

El ajuste fino de esta tensión se efectúa con el potenciómetro P3 el cual se recomienda sea multivueltas para darle mayor precisión al sistema.

El ajuste de la distorsión se efectúa por medio de las resistencias ajustables RA2 y RA3, siendo estas para montaje en circuito impreso y del tipo multivueltas.

El potenciómetro P2 permite ajustar la simetría de la señal, permitiendo corregir pequeños cambios causados por la tolerancia de los componentes. También se lo puede emplear para generar formas de onda deformadas como dientes de sierra y pulsos ultra estrechos.

El control de la frecuencia de salida se realiza por medio del selector S1, que permite escoger entre rangos desde 1Hz hasta 100Khz, en múltiplos de 10.

El potenciómetro P1 es el ajuste fino de dicha frecuencia. También es muy recomendable usar uno multivueltas. Se pueden instalar mas condensadores y un selector de mas posiciones para llegar hasta un condensador de 1000µF que da la posibilidad de oscilar a 0.01Hz, aunque esto es poco usual queda a gusto del armador implementarlo o no.

El potenciómetro P3 es el control de amplitud, el cual trabaja junto con S3 como selectora de escala o rango.  El selector S2 permite escoger la forma de onda a obtener siendo T triangular, S Senoidal y C cuadrada.

Características técnicas

Voltaje máximo de salida:14Vpp
Rango de frecuencias:1Hz  a 100KHz
Formas de Onda:Cuadrada
Triangular
Senoidal
Distorsión:< 1%
Rangos:5

Tabla con las características técnicas

Calibración del equipo

Es una tarea si se quiere simple y fácil de realizar incluso sin disponer de un osciloscopio.

Una vez conectada la tensión de alimentación comprobar que ésta este en +/-15V.

A continuación se ajustará la simetría de la onda. Si tiene osciloscopio hay que conectar las puntas a la ficha de salida del generador.

Una vez que la forma de onda sea visible, de la amplitud suficiente como para medirla, girar el cursor de P2 suavemente hasta que la onda visualizada sea simétrica. En caso de no disponer de un osciloscopio dejar todas las resistencias ajustables en la posición central.

El ajuste de la distorsión se efectúa mediante las resistencias ajustables RA2 y RA3; la distorsión de mide sobre la onda Senoidal. La obtención de dicha forma de onda se lleva a cabo por aproximación lineal por tramos, así que podría ocurrir que aparezcan líneas rectas; si RA2 y RA3 están próximas a su posición central es factible que no se aprecien dichas rectas.

Para realizar una mejor aproximación puede tomarse como modelo la señal seno de la tensión alterna de distribución doméstica. Esto siempre y cuando el osciloscopio sea de doble traza.

La tensión de off-set se ajusta mediante RA1. Puede comprobarse la tensión eficaz de la onda seno con un voltímetro. Hay que colocar el selector S3 en la posición 5V y se mide la tensión de la señal en una frecuencia no mayor a 10Khz para voltímetros digitales o 100Hz para voltímetros análogos. Variar RA1 hasta que la tensión medida sea 5V.

Luego de esto el equipo estará correctamente calibrado y listo para operar.

Observación

Colocar el equipo en una caja metálica para evitar que interferencias externas influyan sobre el desempeño del generador de funciones ICL8038.

Alimentación

  • V máx: simétrica +/- 15Vdc
  • I  máx: 0.1A

Frecuencímetro digital con lcd

Frecuencímetro digital
con lcd

Frecuencímetro digital con lcd de hasta 50mhz máximo. El corazón del diseño es un PIC16f84a. Puede leer frecuencias de hasta 50MHz, incorpora una pantalla LCD con una resolución de siete dígitos (más MHz, kHz, o Hz).

Esquema eléctrico del frecuencímetro digital con lcd
Esquema eléctrico del frecuencímetro digital con lcd

El frecuencímetro digital con lcd ofrece las siguientes características:

  • Siete dígitos de resolución visualizados en una pantalla LCD de bajo consumo (en lugar de una hilera de displays de siete segmentos).
  • Resolución de 1Hz para bajas frecuencias y 10Hz para superiores.
  • Cobertura de lectura de todo el margen de HF y más (hasta 50MHz).
  • Reducido tamaño, fácil montaje y bajo precio.
  • Mínimo consumo de corriente, para utilizarlo incluso como un instrumento autónomo.

Funcionamiento del frecuencímetro digital con lcd

El PIC16F84A tiene la posibilidad de trabajar como un contador de impulsos externos, RTCC (contador de reloj en tiempo real).

Para la función de RTCC se utiliza el TMR0 del PIC16F84A que puede configurarse como temporizador interno o bien puede contar pulsos externos aplicados a través de su patilla 3 (que es también el bit de entrada RA4 del puerto A).

Dispone de un pre-divisor interno de hasta 1:256, el cual es totalmente independiente de la velocidad de trabajo del microcontrolador, lo que permite que la frecuencia externa a medir pueda ser muy superior a la frecuencia de reloj en que trabaja el µC.

En nuestro microcontrolador cada instrucción del programa tarda en ejecutarse cuatro impulsos de reloj, de forma que con el reloj de 4MHz cada instrucción se ejecuta en un micro-segundo (un millón de instrucciones por segundo).

De esta manera es muy simple obtener una base de tiempo de 0,1 o 1s (segundo). Cuando el µC empieza a contar, envía un nivel lógico alto por RA3 (patilla 2) que habilita a la puerta NAND C.I. 1C, al mismo tiempo este nivel lógico se invierte en C.I. 1A y su salida inhabilita a C.I. 1B. La salida 1C del C.I. pasa a través de C.I. 1D y envía los pulsos de la señal de entrada a la patilla de RTCC.

El pre-divisor (pre-scaler) interno cuenta los impulsos que van llegando, y cada vez que llega a 256 incrementa en una unidad un registro «almacén» asignado al RTCC. El programa trabaja de forma que cada vez que se llena el registro del RTCC se incrementa en una unidad el valor de tres registros adicionales de 8 bits encadenados.

El programa del microcontrolador controla el tiempo exacto durante el que el RTCC efectúa su contaje, este periodo se denomina base de tiempo o tiempo de puerta que será de 0,1 o 1s. Después del tiempo de puerta, el bit RA3 se pone a nivel bajo para impedir que entre ningún pulso más a la patilla de entrada del RTCC.

A continuación, conociendo el número acumulado por el contador y el tiempo de puerta que se ha establecido, se calcula fácilmente el valor de la frecuencia; el valor binario de los 24 bits (hasta 167.722.16 en decimal) de los tres registros representan directamente la frecuencia de entrada que se acaba de leer durante el tiempo de puerta establecido.

Este valor se convierte a BCD mediante una rutina especial del programa la cual deja el resultado en siete registros de 8 bits que contienen cada uno de los siete dígitos de la frecuencia. Los siete registros se ajustan para obtener el número en ASCII real que será mostrado en la pantalla LCD.

Una rutina para el manejo de la LCD envía cada número a su posición correcta de la primera línea de la pantalla, así como las abreviaturas Hz, kHz, MHz, según corresponda. Otras rutinas del programa se encargan de escoger el tiempo de puerta según la frecuencia de entrada, controlar si la frecuencia llega al límite de lectura prevista, además de visualizar los mensajes correspondientes en la segunda linea de la pantalla LCD.

En la pantalla LCD se muestra la frecuencia en siete dígitos y su sufijo correspondiente como Hz, kHz, MHz, por ejemplo 28.100.00MHz.

El microcontrolador selecciona automáticamente el tiempo de puerta adecuado ya sea 0,1segundo o bien 1 segundo y lo muestra en la línea de abajo de la pantalla en un mensaje como:

BT=0.1s o BT=1s

Si la frecuencia de entrada supera la frecuencia máxima de lectura (50MHz), se muestra el mensaje:

“SOBREPASA”

La sensibilidad de entrada depende exclusivamente del tipo de pre-amplificador separador que se anteponga al contador; la configuración ofrece una sensibilidad de entrada de unos 10mV ante frecuencias por debajo de 3MHz y alcanza unos 800mV cuando la frecuencia de entrada se acerca a los 50MHz.

El pre-amplificador es más sencillo y para trabajar correctamente en 30MHz necesita al menos un nivel de señal de 1 V.

La resolución de frecuencia depende obviamente de la puerta de tiempo, que es de 1Hz para 1s y de 10 Hz para 0,1s.

Tal como hemos dicho, el frecuencímetro es totalmente de margen automático; es decir, lo único que hay que hacer para que funcione, es tan solo conectar la alimentación, inyectar en la entrada la señal que deseamos medir y ya podemos leer la frecuencia en la pantalla.

El microcontrolador se encarga de escoger el tiempo de puerta adecuado para la frecuencia a contar, indica en la pantalla la frecuencia seguida de la abreviatura correspondiente (Hz, kHz, MHz) y mueve el punto decimal en consecuencia.

Calibración del frecuencímetro digital con lcd

En la figura  se muestra el esquema del contador hasta 50 MHz, con las puertas de entrada NAND incluidas en el CI1, el microcontrolador 16F84 y la pantalla LCD; El montaje del frecuencímetro debe efectuarse en una placa diseñada para tal fin, el microcontrolador es un PIC16F84 previamente programado y el display es un LCD 2×16 Hitachi 44780 o equivalente de 2 líneas de 16 columnas.

El montaje y ajuste del módulo es sumamente sencillo, bastará con conectar la alimentación al circuito y aplicar en la entrada una señal de frecuencia conocida y lo más exacta posible. Lo aconsejable será efectuar el ajuste con una frecuencia relativamente alta, por ejemplo de unos 28-30 MHz.

Es muy importante recordar que la exactitud de la frecuencia de referencia que utilicemos para la calibración determinará la precisión final de nuestro frecuencímetro, por ello lo adecuado sería utilizar un generador de RF profesional, o bien un frecuencímetro de laboratorio para efectuar los ajustes con el sistema de «comparación»; Es decir, primero leeremos la frecuencia de la fuente de señal RF con el frecuencímetro patrón y luego ajustaremos nuestro montaje para que muestre la misma frecuencia.

Hay que pensar que estamos hablando de una resolución ¡de 1 Hz o 10 Hz! El único ajuste para la calibración es el trimer CV, de 5 a 40pF, y deberá actuarse con un destornillador de plástico adecuado. Este ajuste modifica ligeramente la frecuencia del cristal de reloj del microcontrolador, que afecta a la velocidad a la que «corre» el programa y por tanto afecta a las rutinas de temporización para la base de tiempos, variando en algunas decenas de hercios el valor de frecuencia mostrado en la pantalla.

El tamaño del montaje puede ser muy compacto y permite que pueda ubicarse en una caja de reducidas dimensiones; en el panel frontal de la caja deberán efectuarse la ventana y los agujeros pertinentes para colocar la pantalla LCD, el conector de entrada (tipo BNC) y el interruptor de puesta en marcha; en la parte de atrás podrá disponerse el conector para la alimentación.

La pantalla LCD puede fijarse en la parte de atrás del frontal con un pegamento de silicona o similar. Cada «maestrillo tiene su librillo» y la configuración mecánica puede variar a voluntad de cada constructor, pero es fácil deducir que hay muy poco trabajo que hacer para «amueblar» este montaje.

⚠ Importante

El cristal de cuarzo de 4 MHz para el microcontrolador y sus condensadores asociados deben ser de la máxima estabilidad posible (tipo NPO).

Componentes de baja calidad pueden provocar variaciones en la lectura de frecuencia de algunas decenas de hercios ante los cambios de temperatura ambiente.

Nivel de la señal entrada

El pre-amplificador de la figura dispone de una sensibilidad de entrada aproximada de entre 100 y 800 mV desde la parte baja del margen de medida (por debajo de 1 MHz) hasta la más alta de 50 MHz.

Esta sensibilidad, teniendo en cuenta el bajo coste del circuito y su simplicidad, es más que suficiente para efectuar la mayoría de medidas de un taller de aficionado. Por otro lado, la lectura de impulsos TTL puede realizarse inyectando directamente la señal en el CI1.

Ningún frecuencímetro puede recibir cualquier tipo de señal y de cualquier amplitud.

Por poner unos ejemplos: no podemos medir directamente la frecuencia de un transmisor sin intercalar un atenuador o bien recoger la señal con un captador adecuado, y tampoco podremos leer directamente una débil señal de tan sólo unos micro-voltios sin usar un paso pre-amplificador separador que ofrezca la ganancia necesaria.

Otro dato a recordar es que cuando se ajusta un oscilador, por ejemplo el OFV de uno de nuestros proyectos, es aconsejable no «pinchar» antes de al menos un paso separador, puesto que aunque la entrada del frecuencímetro es de alta impedancia y provoca una carga mínima en el circuito, los parámetros del oscilador pueden variar y la medida de frecuencia resultaría errónea.

Es posible que para algunas necesidades el límite de 50MHz del frecuencímetro resulte insuficiente, por ejemplo para medir frecuencias en las gamas de V-UHF. En ese caso se deberá incorporar un divisor de frecuencia. Existen bastantes chips prescalers en el mercado, algunos superan incluso los 1.000 MHz de entrada y resultan relativamente económicos dado su uso en la electrónica de consumo TV, receptores de satélite, etc.

Archivos de descargas del proyecto

Fichero .hex para grabar en el PIC
Fichero con el código en ensamblador
Esquema eléctrico (EAGLE 9)

Lista de componentes

ResistenciasCondensadoresVarios
R1, R4, R5 – 1MΩC1 – 47pFIC1 – 74HC132
R2 -100C2, C3 – 100nFIC2 – PIC 16F84A
R3 – 330C4 – 470pFQ1 – 2N3906
P1 – 500C5 – 27pFQ2 – 2N4403
 C6 – Trimmer 5-40pFD1, D2 – 1n4001
  LCD – HC44780
  Y1 – Cristal 4Mhz
  J1 – Test 5V

Alimentación

  • V máx: +5Vdc / +9Vdc
  • I  máx: 0.3A

Indicador de polaridad con led

Indicador de polaridad
con led

Este sencillo circuito que vamos a mostrar se trata de un indicador de polaridad con led, su función es básica, si la tensión de entrada es positiva se encenderá el diodo led 1 y si es negativa se enciende el diodo led 2.

Indicador de polaridad
Esquema eléctrico del indicador de polaridad

Descripción del indicador de polaridad con led

El encargado de hacer la comparación de los voltajes entrantes (Ent) es el popular LM741. R1 funciona como limitadora de corriente para proteger el IC 741.

Por medio del potenciómetro marcado como P1, podremos regular el punto en el que al faltar la tensión de entrada los dos leds permanecen apagado.

Todos los resistores deben de ser a 1/4 de vatio. Puede ser alimentado con voltajes entre 9 y 15 voltios con una fuente simétrica

Si el voltaje entrante es positivo, encenderá el primer LED  y, si por el contrario se trata de un voltaje negativo, encenderá el segundo LED.

Los leds pueden ser de diferente color a fin de evitar confusiones y para tener una mejor interpretación del circuito.

La fuente de alimentación deberá ser una fuente simétrica.

Lista de Componentes

Resistencias Semiconductores
R1 – 10kΩ IC1 – LM741
R2 – 100kΩ  
R3 – 680Ω  
R4 – 68Ω  
P1 – 10kΩ Potenciómetro

 

Tabla de componentes del indicador de polaridad

Alimentación

V máx: simétrica +/- 12Vdc

Indicador de consumo de electricidad

Indicador de consumo
de
electricidad

Este indicador de consumo de electricidad, le permitirá conocer el consumo realizado en una vivienda u otro lugar de los equipos que se encuentren conectado a la red eléctrica.

Indicador de consumo de electricidad
Esquema eléctrico del medidor de potencia eléctrica

Descripción del indicador de consumo de electricidad

Conociendo cuál es el valor de corriente que consume el equipo bajo comprobación, se puede estimar la magnitud de su consumo de potencia mediante la siguiente relación:

 

 P = V * I

 

en donde P es la potencia, V es el voltaje de la red, e I es la corriente circulante.

El transformador es uno común de voltaje, al cual se le han dado dos vueltas con uno de los cables de alimentación de red alrededor del núcleo, convirtiéndolo en un transformador de corriente (el primario original del transformador está sin conectar). O bien, puede utilizar un transformador de corriente especialmente diseñado para tal fin.

La calibración final del instrumento puede hacerse en base al consumo de una carga conocida (una lámpara incandescente, por ejemplo), o en forma más precisa, con un amperímetro calibrado de corriente alterna.

Lista de componentes

ResistenciasCondensadoresVarios
R1 – 778 ΩC1 – 220µF 16V electrolíticoM1 – 1556 Ω y 100µA a fondo de escala.
R2 – 57.6 Ω D1 – 1N60 (germanio)
  D2 – 1N60 (germanio)
Tabla de componentes

Alimentación:

  • V máx: Tensión de red
  • I  máx:

Indicador de potencia de audio

Indicador de potencia
de
audio

Este indicador de potencia de audio basado en el LM3915, permite determinar al instante el nivel de señal entregada por un amplificador a una caja acústica o altavoz.

Gracias a que se puede alimentar con una batería común de 9v, el equipo puede ser transportado fácilmente.

Indicador de potencia de audio
Esquema eléctrico del indicador de potencia de audio

Caracteristicas del LM3915

El circuito integrado lm3915 es muy utilizado como indicador de escala o vúmetro; posee un puerto de salida para hacer iluminar hasta 10 leds. 

Se le puede usar en múltiples aplicaciones, siendo las más comunes: como vúmetro y voltímetro.

El circuito integrado LM3914 consta de una serie de amplificadores operacionales en modo comparador, con los cuales se activara una escala de leds en pasos que dependerá del voltaje de referencia ajustado en el circuito integrado. 

De acuerdo entonces a la resolución lograda, se activara cada led dentro de la escala, la que usualmente se ubica en unos 125mv por led con respuesta lineal.

Descripción del indicador de potencia de audio

Como se ve en el esquema todo el corazón del sistema se encuentra dentro del circuito integrado LM3915, quedando en el exterior sólo un pequeño número de componentes pasivos.

Dado que la impedancia del altavoz sobre el que se efectúa la medición influye sobre el resultado de la misma, se ha dispuesto un interruptor para seleccionar la impedancia de la carga, pudiendo ser esta de 4 u 8 ohmios.

La conexión del equipo ha de ser, en lo posible, sobre los bornes del mismos altavoz y no sobre los del amplificador, eso evitara que efecto de caída de tensión por la longitud del cable no modifique el resultado en la medida.

Alimentación

  • V máx: simple 9Vdc
  • I  máx: 0.05A

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