Rechteck-Frequenzgenerator Hz

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1 Seite 1 von 13 Rechteck-Frequenzgenerator Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Eigenschaften Optionale Eigenschaften Programmierung Normalmodus Frequenz-Programmier-Modus Korrekturfaktor-Modus USB-Schnittstelle Terminalbefehle USB-Schittstelle Verbindung des Bluetooth-Moduls mit der Schaltung Einstellungen des COM-Ports Schnittstellenprogramm Hardware Prozessor Anschluss der Tastatur Anschluss des Display Anschluss des Frequenzausgangs Preise und Zubehör Sicherheitshinweise und Garantie... 13

2 Seite 2 von Einleitung Mit dieser Schaltung können Rechteckfrequenzen von erzeugt werden, Die Frequenz ist in 1 Hz-Schritten programmierbar. Aktuelle Frequenz Ausgang enabled/disabled P zeigt an, dass die Schaltung im Programmiermodus ist Ansicht des 1602-Displays 2. Eigenschaften LCD-Display 16x2 mit Hintergrundbeleuchtung programmierbar in 1 Hz-Schritten über Tastatur optional direkt programmierbar über serielle Schnittstelle Grundgenauigkeit ca. 1 % kalibrierfähig über Tastatur im Bereich 0,9-1,1 (Beispiel: angezeigte Frequenz = 1000 Hz, tatsächliche Frequenz: 990 Hz, mit Korrekturfaktor 1,01 kann der Unterschied ausgeglichen werden) 5 V Spannung (sie benötigen eine Spannungsquelle zum Betrieb) TTL-kompatibel (5 V bei HIGH), keine spezielle Sicherung gegen Kurschluss!! Tastverhältnis 50 % (+/- 1 %) Generator kann über die Tastatur ein- und ausgeschaltet werden

3 Seite 3 von Optionale Eigenschaften USB Datenübertragung und Programmierung via USB/RS232 vom und zum PC, USB 2.0- kompatibel. mittels der USB-Schnittstelle sind auch 100 programmierbare Festfrequenzen abrufbar Bluetooth Funk-Datenübertragung via Bluetooth vom und zum PC oder Android- Smartphone/Tablet (iphone/ipad noch nicht getestet) Alle Eigenschaften können vom PC/Tablet aus programmiert werden. 3. Programmierung Die Schaltung verfügt über 3 Tasten, die verschiedene Funktionen haben - PROG - UP - DOWN - Es kann auch eine Tastatur mit vier Kabeln zum Einsatz kommen. Die Funktion bleibt aber gleich.

4 Seite 4 von Normalmodus Nach dem Einschalten befindet sich die Schaltung im Normalmodus. Hier sind folgende Aktionen möglich. 1. UP -Taste: Ausgabe der Frequenz wird gestartet oder gestoppt 2. PROG-Taste: Schaltung geht in den Frequenz-Programmier-Modus 3. DOWN-Taste: Schaltung geht in den Korrekturfaktor-Modus 3.2 Frequenz-Programmier-Modus Zunächst wird die aktuell eingestellte Frequenz angezeigt. Es blinkt die erste Stelle (10000 Hz). Mit der UP-/bzw. DOWN Taste kann diese Stelle geändert werden. Drücken der PROG-Taste verrückt den Cursor um eine Stelle nach rechts, Dann können die 1000-Hz eingestellt werden usw. Nach dem Einstellen der 1er-Stelle geht die Schaltung wieder in den Normalmodus. Die zuletzt eingestellte Frequenz wird gespeichert. ACHTUNG: erfolgt ca. 5 Sekunden lang kein Tastendruck, wird der Programmiermodus ohne Speicherung verlassen. 3.3 Korrekturfaktor-Modus Der Mikroprozessor unterliegt gewissen Fertigungstoleranzen, die auch den internen Timer beeinflussen. Daher kann die tatsächliche von der eingestellten Frequenz etwas abweichen. Die Grundgenauigkeit ist etwa 1 %. Falls eine genauere Frequenz benötigt wird, kann die Ausgangsfrequenz in gewissen Grenzen verändert werden. Dazu dient der Korrekturfaktor. Mit ihm wird die eingestellte Frequenz multipliziert und damit korrigiert. Der Faktor hat eine Bandbreite von Er wird intern durch 1000 dividiert. Der eigentliche Faktor ist also 0,9000-1,100. Er ist in Schritten von 0,001 änderbar. Zunächst wird der aktuell eingestellte Korrekturfaktor angezeigt. Es blinkt die erste Stelle (1000). Mit der UP-/bzw. DOWN Taste kann diese Stelle geändert werden. Drücken der PROG-Taste verrückt den

5 Seite 5 von 13 Cursor um eine Stelle nach rechts, Dann können die 100er eingestellt werden usw. Nach dem Einstellen der 1er-Stelle geht die Schaltung wieder in den Normalmodus. Der zuletzt eingestellte Korrekturfaktor wird gespeichert. ACHTUNG: erfolgt ca. 5 Sekunden lang kein Tastendruck, wird der Programmiermodus ohne Speicherung verlassen. 4. USB-Schnittstelle Optional kann eine USB-Schnittstelle mitgeliefert werden. Damit ist eine Verbindung zu einem PC, oder sogar drahtlos über Bluetooth mit einem Smartphone/Tablet möglich. Es können die aktuell eingestellten Daten zum PC übermittelt werden, bzw. die Schaltung kann vom PC aus programmiert werden. Zusätzlich können 100 feste Frequenzen programmiert und abgerufen werden. Das kann mit einem beliebigen Terminalprogramm, z.b. Hyperterminal oder Tera Term oder mittels meines selbst entwickelten Programms. Wichtig ist, dass alle Terminal Befehle mit CRLF abgeschlossen werden. Dokumentation Hyperterminal ( Die Datei 16F876_9600.ht ( Konfig16F876_9600.ht) beinhaltet die gesamte Konfiguration der Schnittstelle. 4.1 Terminalbefehle

6 Seite 6 von 13 Folgende Befehle stehen zur Verfügung: fxxxxx : xxxxx = ; direktes Einstellen der Frequenz im Bereich von ; Beispiel f440 stellt die Frequenz auf 440 Hz ein kxxxx : xxxx = ; direktes Einstellen des Korrekturfaktors im Bereich von ; Beispiel k1010 stellt den Korrekturfaktor auf 1,01 ein. e snnxxxxx: schaltet die Ausgabe der Frequenz ein bzw. aus nn = 00-99; xxxxx = ; programmiert die Festfrequenz Nr. nn auf den Wert xxxxx; Bitte beachten nn muss zweistellig eingegeben werden rnn nn = 00-99; ruft die die Festfrequenz Nr. nn ab. Bitte beachten nn muss zweistellig eingegeben werden. Dieser Wert wird auch als aktuelle Frequenz abgespeichert und beim nächsten Start geladen. v C zeigt die aktuelle Versionsnummer der Software an löscht den gesamten Datenspeicher 4.2 USB-Schittstelle Es können verschiedene USB-Schnittstellen zum Einsatz kommen, entweder ein separater Adapter (CP2102 oder PL2303 kompatibel) oder einen eingebaute Schnittstelle (CH340/341 kompatibel). Hardwareseitige Voraussetzungen: - freier USB-Port - Windows XP/Windows 7 bei CP2102, PL2303, CH340/341 - Windows 8 und höher bei CH340/341 (bei einigen Prozessorvarianten ist die Schnittstelle bereits auf der Platine eingebaut und über USB-Mini oder USB-Micro-Anschluss verfügbar - bei Verwendung meiner Software muss die Nummer des COM-Port zwischen 1 und 9 liegen.

7 Seite 7 von 13 Beispiel eines CP2102-Adapters Da verschiedene Prozessorplattformen verwendet werden können sich Unterschiede ergeben. Die tatsächliche Konfiguration wird beim Kauf mitgeliefert. Treiber sind auf meiner Homepage verfügbar: Verbindung des Bluetooth-Moduls mit der Schaltung Hier gilt das gleiche wie für die USB-Schnittstelle. Die tatsächliche Konfiguration wird beim Kauf mitgeliefert. Details finden Sie in der Dokumentation Einstellungen des COM-Ports Die Schnittstelle wird mit folgenden Parametern betrieben: Baudrate: (USB)/ 9600 (Bluetooth) Databits: 8 Stopbits: 1 Handshake: none 4.5 Schnittstellenprogramm Zur Einfachen Programmierung habe ich ein spezielles Programm entwickelt.

8 Seite 8 von 13 Die Bedienung ist weitgehend selbsterklärend. Clear Memory: der gesamte EEPROM-Speicher wird gelöscht Clear Display: löscht das Display Fest Frequenznummer: Speicherplatz von für jeweils eine programmierbare Festfrequenz Transfer: programmiert die angegebene Frequenz in den Festfrequenzspeicher Recall: holt die Festfrequenz aus dem Speicher und gibt sie an die Hardware Clipboard Empfang: wenn diese Option aktiviert ist, können die Befehle aus jedem beliebigen Windowsprogramm, z. Excel, mit <STRG> C in die Zwischenablage geschrieben werden. Das Programm holt den Befehl und sendet ihn an die Hardware <CRLF> wird automatisch hinzugefügt.

9 Seite 9 von Hardware 5.1 Prozessor Es können verschiedene Hardwareplattformen zum Einsatz kommen, je nach Bestellvariante.

10 Seite 10 von Anschluss der Tastatur Hier gilt das gleiche wie für die USB-Schnittstelle. Die tatsächliche Konfiguration wird beim Kauf mitgeliefert. 3 Anschlüsse: GND (schwarz): Data (grün): A0 A1 +5V (rot): A3 4 Anschlüsse: Grün: Rot: Gelb: Blau: A0 A1 A2 A3 5.3 Anschluss des Display Bei Verwendung eines normalen LCD-Displays wird das Display mittels einer 16 pol. Steckverbindung auf die Prozessorplatine aufgesteckt, bzw. ist fest verlötet. Beim Aufstecken ist so zu verfahren, dass die Prozessorplatine weitgehend hinter dem Display verschwindet. Bei einen sog. I2C-Displays mit einem 4-pol. Verbindungskabel gilt. GND an GND +5V an VDD A4 an SDA A5 an SCL 5.4 Anschluss des Frequenzausgangs Die Frequenz wird an Ausgang D2 gegen GND abgenommen.

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12 Seite 12 von Preise und Zubehör Bestell-Nr. Bezeichnung Preis FREQ-001 Basis-Ausstattung - Prozessorplatine - Tastatur - LCD-Display 2 Zeilen á 16 Zeichen, Hintergrundbeleuchtung 18,95 Zubehör SN-001 Steckernetzteil 5 V/1 A 5,95 GEH-040 Gehäuse, ungebohrt, schwarz, 120 x 70 x 40 mm 4,95 SP-U12 Umrüstung auf höhere Betriebsspannung, 6 12 V 3,00 LCD-1604-RA Einbaurahmen für LCD Display 1602 (zweizeilig, á 16 Zeichen) 7,00 USART-USB serielle Schnittstelle mit USB-Anschluss (CP2102, PL2303, CH340/341) 3,50 BLUE-001 Bluetooth-Modul, HC05 oder HC-06 kompatibel 12,00 Fertiggerät im Gehäuse mit Netzteil, LCD-Display- Einbaurahmen, Tastatur 49,95 Porto/Versand (DHL-Paket) 6,00

13 Seite 13 von 13 *) siehe Sicherheitshinweise am Ende diese Anleitung Hinweis: Als Kleinunternehmer im Sinne von 19 Abs. 1 UStG wird Umsatzsteuer nicht ausgewiesen. 7. Sicherheitshinweise und Garantie Die vorgestellte Hard- und Software wurde gewissenhaft erstellt und geprüft. Dennoch kann keine Garantie für eine fehlerfreie Funktion in allen Einsatzbereichen gegeben werden. Eine Verwendung der Hard- und Software, insbesondere in sicherheitsrelevanten Bereichen, z.b. Schutz von Leben und Sachwerten, erfolgt somit auf eigene Gefahr. Aus dem Gebrauch der Hard- und Software können keine Garantie- und/oder Schadensersatzansprüche abgeleitet werden. Manche Geräte können prinzipiell mit Netzspannung betrieben werden (230 V). Da für die Komponenten jedoch keine CE-Zulassung vorliegt, wird nur der Betrieb bis 24 V autorisiert. Die Verwendung höherer Spannungen erfolgt auf eigene Gefahr.