Un fréquencemètre numérique à 9 chiffres LCD 550 MHz

Ce fréquencemètre numérique utilise un afficheur LCD “intelligent” à 16 caractères et il peut lire une fréquence jusqu’à 550 MHz : il la visualise sur les 9 chiffres de l’afficheur, mais il peut aussi soustraire ou ajouter la valeur de la MF d’un récepteur à l’aide de trois poussoirs seulement.


Un fréquencemètre 500 MHz d’il y a dix ans utilisait une vingtaine de circuits intégrés, alors que ceux d’aujourd’hui se contentent de quatre : précisons tout de même que parmi ces quatre il y a un microcontrôleur auquel sont dévolues des fonctions autrefois remplies par plusieurs circuits intégrés.
Ces nouveaux fréquencemètres n’en sont pas plus précis pour autant : comme les anciens, à cause de la tolérance de leur quartz, ils peuvent présenter une incertitude de l’ordre de la dizaine de hertz.

Notre réalisation
Le fréquencemètre que cet article vous propose de construire dispose d’un afficheur LCD à 16 caractères : vous pourrez y lire tous les chiffres d’une fréquence, y compris les points décimaux, jusqu’au hertz. Ceci dit, si la fréquence est 990 Hz, nous ne lirons que 3 chiffres. Si elle est de 9 900 Hz, nous en lirons 4 séparés par un point : 9.900. Audessus de 9 990 Hz, nous en lirons 5 jusqu’à 99 990 Hz.
Si l’on monte en fréquence, 6 chiffres apparaissent jusqu’à 999 990 Hz, soit 999 kHz et 990 Hz. Sept chiffres jusqu’à 9 999 990 Hz, soit 9 MHz, 999 kHz et 990 Hz. Huit chiffres jusqu’à 99 999 990 Hz, soit 99 MHz, 999 kHz et 990 Hz. La valeur maximale pouvant être visualisée se compose de 9 chiffres : précisons que ce fréquencemètre ne monte pas jusqu’à 999 999 990 Hz, mais qu’il s’arrête à 550 999 990 Hz, soit 550 MHz.
En effet, pour lire la valeur d’une fréquence, notre fréquencemètre dispose de deux entrées séparées A et B :
- l’entrée A, lisant les fréquences de 30 à 550 MHz environ est reliée à IC1,
- l’entrée B, lisant les fréquences de 0 à 55 MHz environ est reliée au FT1.
Le dernier chiffre, celui des Hz, à l’inverse de ce qui se passe d’habitude dans les appareils numériques, est maintenu bloqué sur 0 : au lieu d’avoir un chiffre instable (0-9), vous aurez une indication de fréquence stable. Nous aurions pu d’ailleurs adopter cette solution pour l’avant dernier chiffre (dizaines de hertz), mais nous avons préféré ne pas le faire, aussi, si cet avant dernier chiffre est instable (0-9), cela ne signifie pas que le fréquencemètre a un défaut.

Le schéma électrique de la platine principale
Vous le trouvez figure 1 : l’alimentation n’y est pas présente (elle se trouve en figure 35) et l’afficheur y est représenté comme un module (ce qu’il est d’ailleurs). Les deux entrées sautent aux yeux.
L’entrée A, reliée à la broche d’entrée 2 de IC1, est utilisée pour les fréquences de 30 à 550 MHz, la B, reliée à la gâchette de FT1, pour les fréquences de quelques dizaines de Hz à 55 MHz. D’ailleurs, si les fréquences VHF ne vous intéressent pas, vous pouvez omettre d’insérer IC1, un diviseur par 10.
La fréquence de 30 à 550 MHz sur l’entrée A, avant d’atteindre la broche 2 de IC1, passe à travers un limiteur d’amplitude constitué de deux diodes Schottky montées en opposition de polarité (DS1 et DS2). Ces deux diodes Schottky limitent l’amplitude des signaux à 400 mV environ et, ainsi, IC1 (un SP8830) est efficacement protégé contre les surtensions.
En ce qui concerne sa tension d’alimentation, le SP8830 demande une tension positive stabilisée entre 5 et 5,5 V (broche 1) et donc il ne faudrait pas que la tension générale d’alimentation atteigne 6 V car IC1 serait immédiatement hors d’usage.
L’organigramme du SP8830 (figure 3) montre un étage préamplificateur composé de deux transistors et d’un amplificateur opérationnel plus un diviseur par 10 à deux sorties (broches 7 et 6) pouvant fournir chacune un signal d’environ 1 Vpp.

Note : à la différence de tous les fréquencemètres dotés d’un prédiviseur par 10 éliminant le dernier chiffre, vous verrez sur l’afficheur de ce fréquencemètre tous les chiffres. Si par exemple on a sur l’entrée A une fréquence de 530 875 900 Hz, vous verrez ce nombre complet avec ses point décimaux (530.875.900).

La fréquence atteignant IC1 est prélevée sur la broche 7 pour être appliquée, à travers C6, sur l’inverseur S1-A lequel l’envoie sur l’entrée non inverseuse (broche 3) de l’amplificateur différentiel IC2 qui l’amplifie. La sensibilité de IC1 est optimale, car il suffit d’appliquer à son entrée un signal de 25 mVeff, soit 70 mVpp, pour lire la fréquence sur l’afficheur LCD.
Pour la seconde entrée B, les fréquences de 0 à 55 MHz, avant d’atteindre la gâchette de FT1, passent à travers un limiteur d’amplitude composé de deux diodes au silicium DS3 et DS4, montées en opposition de polarité. Sur cette entrée, il faut appliquer un signal de 20 mVeff environ pour lire la fréquence sur l’afficheur LCD.
Si vous appliquez sur les entrées A et B des signaux inférieurs à 20 mVeff, l’affichage sera instable. Si vous n’appliquez aucun signal, vous pourrez lire une fréquence de 510 ou 5 100 Hz provenant du multiplexeur de l’afficheur LCD. Si l’on applique un signal à l’une des deux entrées, l’anomalie disparaît.

Note : si vous déplacez très rapidement le levier de l’inverseur S1 de A à B, vous verrez apparaître pour quelques dixièmes de seconde un nombre aléatoire qui se remettra tout seul à zéro.

Le signal préamplifié présent sur le drain de FT1 est prélevé à travers C12 pour être appliqué sur l’inverseur S1-A qui l’envoie à l’entrée non inverseuse (broche 3) du différentiel IC2 μA703, qui l’amplifie 10 fois.
De la broche de sortie 7 de IC2 le signal passe sur la base de TR1, pilotant l’entrée 4 du premier NAND IC3-A. Les 3 portes IC3-B, IC3-C et IC3-D sont utilisées comme “interrupteur électronique” pour appliquer la fréquence à mesurer sur le microcontrôleur IC4. Ce microcontrôleur est un PIC 16F628 déjà programmé en usine EC1525. Comme vous le voyez, ses broches 6, 7 et 8 sont reliées aux poussoirs grâce auxquels il est possible d’ajouter ou de soustraire, en lecture, la valeur de la moyenne fréquence MF de tout récepteur.

Figure 1 : Schéma électrique du fréquencemètre capable d’ajouter ou de soustraire la valeur d’une quelconque MF afin de pouvoir lire sur l’afficheur LCD la fréquence exacte sur laquelle le récepteur est accordé. La première entrée A est utilisée pour mesurer les fréquences entre 30 et 550 MHz, la seconde entrée B les fréquences de 0 à 55 MHz.

Liste des composants
R1 = 1 kΩ
R2 = 1 kΩ
R3 = 47 kΩ
R4 = 47 kΩ
R5 = 100 kΩ
R6 = 220 Ω
R7 = 100 Ω
R8 = 4,7 kΩ
R9 = 220 Ω
R10 = 1 kΩ
R11 = 10 kΩ
R12 = 22 kΩ
R13 = 47 kΩ trimmer
R14 = 220 Ω
R15 = 10 kΩ trimmer
R16 = 15 Ω 1/2 W
R17 = 15 Ω 1/2 W
C1 = 10 nF céramique
C2 = 10 nF céramique
C3 = 10 nF céramique
C4 = 100 nF céramique
C5 = 10 μF électrolytique
C6 = 10 nF céramique
C7 = 1 μF multicouche
C8 = 100 pF céramique
C9 = 10 μF électrolytique
C10 = 100 nF céramique
C11 = 100 nF céramique
C12 = 1 μF multicouche
C13 = 100 nF céramique
C14 = 10 μF électrolytique
C15 = 100 nF polyester
C16 = 10 μF électrolytique
C17 = 100 nF céramique
C18 = 100 nF céramique
C19 = 100 nF polyester
C20 = 100 nF polyester
C21 = 100 nF polyester
C22 = 1,2 - 6 pF ajustable
C23 = 4,7 pF céramique
C24 = 100 nF polyester
XTAL = Quartz 20 MHz
JAF1 = Self 15 μH
JAF2 = Self 15 μH
DS1 = Diode schottky 1N5711 ou BAR10
DS2 = Diode schottky 1N5711 ou BAR10
DS3 = Diode 1N4148
DS4 = Diode 1N4148
FT1 = FET J310
TR1 = NPN 2N918
IC1 = Intégré SP8830
IC2 = Intégré μA703
IC3 = TTL 74HC132
IC4 = CPU EC1525
Display = LCD CMC 116 L01
P1 = Poussoir
P2 = Poussoir
P3 = Poussoir
S1A-B = Double inverseur


Figure 2 : Brochages du 74HC132, du EC1525 vus de dessus et des J310, 2N918 et μA703 vus de dessous.

Figure 3 : Organigramme du diviseur par 10 SP8830 et son brochage vu de dessus.

Figure 4 : Brochage de l’afficheur LCD CMC116L01 vu de face. Les broches disposées sur la partie haute du circuit imprimé reçoivent le connecteur double mâle à 16 broches (figure 29).

Soustraire ou ajouter une fréquence
La fonction permettant de soustraire ou ajouter une valeur de MF à la fréquence appliquée sur les entrées A et B de ce fréquencemètre est très utile si vous avez réalisé un récepteur superhétérodyne et que vous vouliez étalonner en fréquence une échelle graduée ou carrément disposer en permanence d’une indication numérique des fréquences reçues. Les poussoirs P1, P2 et P3 à droite de l’afficheur LCD servent justement à exécuter cette fonction de sommation/soustraction :
- Poussoir P1 : si on le presse, on active la fonction et apparaissent sur l’afficheur neuf 0, sur le premier desquels, à partir de la gauche, se trouve un rectangle clignotant (figure 5).
- Poussoir P2 : il sert à sélectionner un nombre de 0 à 9 dans le rectangle clignotant. Si, par erreur, vous avez visualisé un nombre plus grand que voulu, étant donné que le circuit ne permet pas de retourner en arrière, vous devez seulement presser ce poussoir plusieurs fois jusqu’à afficher le chiffre correct.
- Poussoir P3 : il sert à déplacer le rectangle clignotant du premier 0 de gauche au dernier de droite. En plus du dernier 0 de droite vous verrez le signe “–”, si vous le sélectionnez, la valeur de MF que vous avez entrée sur l’afficheur sera soustraite.
Si vous pressez P2 de manière à remplacer le “–” par un “+”, la valeur de MF sera additionnée.

Note : si P1 est maintenu pressé, P2 et P3 sont inactifs.

Vous l’aurez compris, l’utilisation de ces 3 poussoirs est très simple et les exemples que nous vous proposons maintenant vous enlèveront toute hésitation.

Si la MF est de 10,7 MHz
Supposons qu’un récepteur utilise une MF de 10,7 MHz, soit 10 700 000 Hz et que nous voulions recevoir une fréquence de 14,5 MHz, soit 14 500 000 Hz : l’étage oscillateur oscille sur la fréquence de :

14 500 000 + 10 700 000 = 25 200 000 Hz.

Par conséquent, si vous reliez l’entrée du fréquencemètre à l’étage oscillateur du récepteur, vous lirez : 25 200 000 Hz, soit 25,2 MHz, ce qui n’est pas la fréquence d’accord du récepteur. Si vous voulez visualiser sur l’afficheur la fréquence d’accord, soit 14 500 000 Hz, vous devez soustraire à la fréquence produite par l’oscillateur local la valeur de la MF, soit 10 700 000 Hz, car, en effet :
25 200 000 – 10 700 000 = 14 500 000 Hz.

Voyons maintenant comment actionner les 3 poussoirs pour effectuer cette soustraction. Pressez P1 pour activer la fonction somme/soustraction de la MF et vous voyez apparaître neuf 0 sur l’afficheur : sur le premier à partir de la gauche, un rectangle clignote (figure 5).
Pressez P3 pour déplacer le rectangle clignotant sur le second 0 à partir de la gauche (figure 6). Pressez P2 de manière à faire apparaître le premier chiffre de la MF, soit 1 (figure 7). En agissant sur P3, le rectangle clignotant se déplace sur le troisième 0, à laisser tel quel (figure 8). Pressez de nouveau P3 pour faire clignoter le quatrième 0 (figure 9). Pressez P2 de manière à faire apparaître le troisième chiffre de la MF, soit 7 (figure 10). Vous avez sélectionné sur l’afficheur la MF à 10 700 000 Hz et il suffit de presser P1 pour que le fréquencemètre exécute automatiquement la soustraction de la MF à la fréquence produite par l’oscillateur local du récepteur (figure 11), en effet :
25 200 000 – 10 700 000 = 14 500 000 Hz.

Cette opération terminée, vous devez à nouveau presser P1 pour faire apparaître la valeur de la MF. Si vous n’avez pas à disposition un récepteur sur lequel prélever la fréquence de l’oscillateur local, vous pouvez utiliser un générateur HF, le relier à votre fréquencemètre et sélectionner par exemple 25 200 000 Hz, afin de suivre la procédure donnée en exemple.
Comme il existe des superhétérodynes dont la fréquence de l’étage oscillateur est inférieure à la fréquence d’accord, au lieu d’exécuter une soustraction, faites alors une addition des deux valeurs en procédant comme suit. Pressez P3 jusqu’à déplacer le rectangle clignotant sur le “–” (figure 12), pressez P2 pour le remplacer par le “+” (figure 13).
Pressez P1 et le fréquencemètre additionne les deux fréquences de l’oscillateur local et de la MF.
Note : comme nous l’avons déjà précisé, pour activer les 3 poussoirs il est nécessaire de les tenir pressés au moins une seconde. Nous avons prévu cela dans la routine du microcontrôleur afin d’éviter tout incident de manipulation.

Si la MF est de 455 kHz
Supposons qu’un récepteur utilise une MF de 455 kHz, soit 455 000 Hz et que nous voulions recevoir une fréquence de 14,5 MHz, soit 14 500 000 Hz : l’étage oscillateur oscille sur la fréquence de :
14 500 000 + 455 000 = 14 955 000 Hz.

Par conséquent, si vous reliez l’entrée du fréquencemètre à l’étage oscillateur du récepteur, vous lirez : 14 955 000 Hz, soit 14,955 MHz, ce qui n’est pas la fréquence d’accord du récepteur. Si vous voulez visualiser sur l’afficheur la fréquence d’accord, soit 14 500 000 Hz, vous devez soustraire à la fréquence produite par l’oscillateur local la valeur de la MF, soit 455 000 Hz, car en effet :
14 955 000 – 455 000 = 14 500 000 Hz

et, pour ce faire, vous actionnerez les poussoirs P1, P2 et P3.
Pressez P1 pour activer la fonction somme/soustraction de la MF et vous voyez apparaître neuf 0 sur l’afficheur : sur le premier à partir de la gauche un rectangle clignote (figure 14). Pressez P3 pour déplacer le rectangle clignotant sur le quatrième 0 à partir de la gauche (figure 15). Pressez P2 de manière à faire apparaître le premier chiffre de la MF, soit 4 (figure 16). En agissant sur P3, le rectangle clignotant se déplace sur le cinquième 0 (figure 17). Pressez P2 pour visualiser le 5 (figure 18).
Répétez la même opération pour le sixième chiffre, un 5 encore, pour visualiser 455 000 (figure 19).
Vous avez sélectionné sur l’afficheur la MF à 455 000 Hz et il suffit de presser P1 pour que le fréquencemètre exécute automatiquement la soustraction de la MF à la fréquence produite par l’oscillateur local du récepteur (figure 20), en effet :
14 955 000 – 455 000 = 14 500 000 Hz.

Cette opération terminée, vous devez à nouveau presser P1 pour faire apparaître la valeur de la MF. Si vous n’avez pas à disposition un récepteur sur lequel prélever la fréquence de l’oscillateur local, vous pouvez utiliser un générateur HF, le relier à votre fréquencemètre et sélectionner par exemple 14 955 000 Hz, afin de suivre la procédure donnée en exemple.
Comme il existe des superhétérodynes dont la fréquence de l’étage oscillateur est inférieure à la fréquence d’accord, au lieu d’exécuter une soustraction, faites alors une addition des deux valeurs en procédant comme suit. Pressez P3 jusqu’à déplacer le rectangle clignotant sur le – (figure 21), pressez P2 pour le remplacer par le + (figure 22). Pressez P1 et le fréquencemètre additionne les deux fréquences de l’oscillateur local et de la MF.

Quand les signes F/in < MF apparaissent sur l’afficheur
Si vous avez sélectionné sur le fréquencemètre une valeur de MF qu’elle soit puis le signe – sans appliquer à l’entrée aucun signal, étant donné que le microcontrôleur ne peut soustraire de 0 la valeur de la MF, il affiche F/in < MF, ce qui veut dire : fréquence d’entrée inférieure à la fréquence de la MF (figure 23). Si, en revanche, vous sélectionnez le signe +, vous verrez s’afficher la valeur de la MF que vous avez entrée.

Pour réinitialiser l’afficheur
Pour remettre à zéro toute valeur de MF visualisée sur l’afficheur, il suffit de presser en continu P3 pendant au moins 4 secondes.

Pour visualiser la valeur de la MF mémorisée
Etant donné qu’on peut oublier la valeur de MF introduite, pour la visualiser sur l’afficheur, il suffit de presser P1 et, pour revenir au fonctionnement normal, de le presser une seconde fois.

Figure 5 : Presser le poussoir P1.

Figure 6 : Presser le poussoir P3.

Figure 7 : Presser le poussoir P2.

Figure 8 : Presser le poussoir P3.

Figure 9 : Presser le poussoir P3.

Figure 10 : Presser le poussoir P2.

Figure 11 : Presser le poussoir P1.

Figure 12 : Presser le poussoir P3.

Figure 13 : Presser le poussoir P2.

L’article décrit la séquence des opérations à exécuter pour paramétrer, ajouter ou soustraire une valeur de MF de 10,7 MHz.

Figure 14 : Presser le poussoir P1.

Figure 15 : Presser le poussoir P3.

Figure 16 : Presser le poussoir P2.

Figure 17 : Presser le poussoir P3.

Figure 18 : Presser le poussoir P2.

Figure 19 : Presser le poussoir P2.

Figure 20 : Presser le poussoir P1.

Figure 21 : Presser le poussoir P3.

Figure 22 : Presser le poussoir P2.

L’article décrit la séquence des opérations à exécuter pour paramétrer, ajouter ou soustraire une valeur de MF de 455 kHz.

Figure 23 : Si vous paramétrez le fréquencemètre pour soustraire une valeur quelconque de MF et si vous n’appliquez aucune fréquence à l’entrée, sur l’afficheur apparaîtra F/in < MF.

La réalisation pratique des platines principale et afficheur
La réalisation de ce fréquencemètre ne présente aucune difficulté particulière. Une fois que vous vous êtes procuré le circuit imprimé (à moins que vous ne teniez à le réaliser vous-même par la méthode décrite dans l'article : "Comment fabriquer vos circuits imprimés facilement ?", à partir du dessin à l’échelle 1 de la figure 27b) et la platine afficheur LCD, montez le connecteur mâle + mâle (double) en l’insérant et en le soudant sur les 16 petites pastilles de cuivre situées sur la partie supérieure de l’afficheur (figure 29). Au fur et à mesure de vos soudures, vérifiez bien qu’aucun court-circuit ne se produit à cause d’une goutte de tinol un peu trop grosse (enlevez fréquemment l’excès de fl ux avec une pointe sèche et/ou du dissolvant). Mettez de côté cette platine afficheur, prenez le connecteur mâle + femelle à 16 broches et insérez-le dans la partie haute du circuit imprimé, côté où vous insérerez ensuite les 3 poussoirs (figure 27).
Bien sûr, ce connecteur mâle + femelle du circuit imprimé principal servira à fixer et à connecter le connecteur mâle + mâle de la platine afficheur, bref à coupler les deux platines.
Sur le circuit imprimé principal, montez les supports des 3 circuits intégrés IC1, IC3 et IC4 (figure 24). Montez ensuite toutes les résistances, les diodes au silicium (transparentes) et les Schottky (bleues) bagues noires repère-détrompeurs orientées dans le bon sens : DS1 vers le haut, DS2 vers le bas, DS3 vers le haut et DS4 vers le bas.
Montez tous les condensateurs (si vous avez un doute pour les identifier, reportez-vous aux leçons de votre Cours) en ayant soin de respecter la polarité des électrolytiques (le plus correspond à la patte la plus longue).
Petite difficulté : les deux minuscules multicouches de 1 μF (C7 et C12) sont marqués 105 M.
Montez les trimmers R13 de 47 kilohms (marqué 473) près de JAF2 et R15 de 10 kilohms (marqué 103) en bas à gauche. Montez JAF1 et JAF2, le condensateur ajustable C22 et le quartz XTAL de 20 MHz couché, pattes repliées à 90° et soudé au plan de masse par une goutte de tinol.
Montez le transistor TR1 métallique dans les 4 trous près de IC3, téton repère-détrompeur orienté vers le haut.
Montez de même IC2 métallique dans les 6 trous près de JAF1, téton repère-détrompeur orienté vers R10 (faites très attention à l’orientation de ces deux composants, c’est capital ! Regardez bien la photo et le dessin des figures 25 et 24). Montez le FET FT1 méplat repère-détrompeur vers C10. Pour ces 3 derniers composants, laissez environ 4 mm entre le fond de leur boîtier et la surface du circuit imprimé.
A gauche de l’afficheur (figure 27) montez l’inverseur double S1 servant à commuter la lecture des signaux entrant par A et celle des signaux entrant par B. Soudez sur son corps métallique un morceau de fil de cuivre que vous relierez au point de masse le plus proche, ce qui aura pour effet de mettre à la masse la face avant du boîtier.
De l’autre côté du circuit imprimé, montez, à droite de l’afficheur, les 3 poussoirs.
Montez les picots servant aux interconnexions entre platines et avec l’extérieur. Les deux situés à côté de S1 servent à relier avec un morceau de câble coaxial la BNC B. Les deux situés sous S1, la BNC A. Les deux situés en bas à droite sous le quartz servent à faire entrer la tension d’alimentation de 5 V (ne pas inverser la polarité des deux fils !). Le dernier, TP1, à gauche de IC3, sert à régler R13 pour une lecture de 2,5 V.
Toutes les soudures ayant été une ultime fois vérifiées, insérez les 3 circuits intégrés dans leurs supports, repère-détrompeurs en U orientés dans le bon sens, comme le montre la figure 24. Insérez aussi l’afficheur LCD dans son support à 16 broches et fixez-le à la platine principale à l’aide de 4 entretoises plastiques (figure 27).

Figure 24a : Schéma d’implantation des composants de la platine. Le curseur du trimmer R13 est à régler de manière à lire sur le point de test TP1 (situé entre TR1 et IC3) une tension de 2,5 V et le curseur du trimmer R15 sert à doser le contraste des nombres apparaissant sur l’afficheur LCD.

Figure 24b-1 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés de la platine, côté composants.

Figure 24b-2 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé double face à trous métallisés de la platine, côté soudures. Si vous réalisez vous-même ce circuit imprimé, n’oubliez pas toutes les liaisons indispensables entre les deux faces.

Figure 25 : Photo d’un des prototypes de la platine. Les petits tétons métalliques repère-détrompeurs sortant de la base cylindrique du circuit intégré IC2 et du transistor TR1 sont à orienter vers le haut (voir aussi figure 24).

Figure 26 : Photo d’un des prototypes de la platine vue côté soudures. Les poussoirs P1, P2 et P3 y trouvent leur place, ainsi que le double inverseur S1, le connecteur femelle à 16 broches et les 4 entretoises plastiques supportant l’afficheur LCD (figure 27).

Figure 27 : Ce dessin montre que les entretoises servant à soutenir le circuit imprimé de l’afficheur LCD sont enfilées dans les 4 trous percés dans le circuit imprimé principal.

Figure 28 : Cette photo d’un des prototypes montre le circuit imprimé principal du fréquencemètre déjà surmonté du circuit imprimé de l’afficheur LCD. On remarque les 4 axes des entretoises plastiques (figure 27) sortant des 4 trous situés aux coins de la platine afficheur.

Figure 29 : Après avoir appliqué sur le circuit imprimé le connecteur femelle à 16 broches (figure 27), prenez le double connecteur mâle, toujours à 16 broches et insérez-le dans les pastilles percées du circuit imprimé de l’afficheur LCD (figure 4). Ensuite, soudez-les.

Figure 30 : Etant donné que les pistes du circuit imprimé de l’afficheur LCD sont très proches (figure 4), contrôlez en permanence que vous n’avez fait aucun court-circuit entre elles.

Figure 31 : Après avoir inséré le connecteur mâle à 16 broches dans le connecteur femelle du circuit imprimé (figure 27), vous pouvez appliquer la face avant en aluminium, disponible déjà percée et sérigraphiée et enfoncer ensuite le tout dans les guides présents dans le boîtier plastique (figures 32 à 35).

Le montage dans le boîtier plastique
Etant donné que ce circuit ne consomme qu’un courant de 150 mA, vous pouvez l’alimenter directement avec une alimentation stabilisée externe de 5 V. Si en revanche vous préférez réaliser une petite alimentation spécifique, vous pouvez utiliser le schéma électrique de la figure 35 : il met en oeuvre un petit transformateur de 4 W dont le secondaire donne 8 V sous 0,5 A, tension redressée par le pont RS1 (à sa sortie on trouve 10 V) et stabilisée par le régulateur intégré IC1, un L7805 ou μA7805, donnant exactement 5 V. Les condensateurs C1, C2, C3 et C4 de 100 nF en parallèle avec les 4 diodes redresseuses servent à éviter de subir les perturbations présentes sur le secteur 230 V. Le circuit imprimé correspondant à ce schéma électrique et la figure 37 montre à quel point il est facile à monter : pour éviter toute erreur, précisons toutefois que le + du pont redresseur RS1 est tourné vers le bas et que le régulateur IC1 est fixé sur un petit dissipateur de type ML26 ou équivalent.
Comme le montrent les figures 34 et 35, cette alimentation est fixée sur le fond du boîtier plastique à l’aide de deux vis auto-taraudeuses et deux entretoises autocollantes. Les deux platines du fréquencemètre, déjà solidarisées, sont montées derrière la face avant (figures 34 et 35).

Figure 32 : Le fréquencemètre tel qu’il se présente une fois terminé.

Figure 33 : Sur le panneau arrière, fixez l’interrupteur secteur 230 V de M/A et les deux connecteurs BNC d’entrée.


Figure 34 : Une fois ôté le couvercle du boîtier plastique du fréquencemètre, on voit comment est fixée la platine d’alimentation (figure 37). Ce circuit imprimé est fixé sur le fond du boîtier plastique par deux vis auto-taraudeuses et deux entretoises plastiques autocollantes.

Le réglage des trimmers R13 et R15
La première opération à accomplir est de relier au picot TP1 et à la masse les cordons rouge et noir d’un multimètre : tournez le curseur de R13 pour obtenir 2,5 V. Le fréquencemètre est alors prêt à fonctionner. Retouchez R15 pour obtenir la luminosité et le contraste que vous voulez.

Le réglage du condensateur ajustable C22
Le condensateur ajustable C22 sert à corriger la tolérance du quartz, mais pour pouvoir le régler il faudrait disposer d’un échantillon de fréquence très précis. Si vous n’en avez pas, tournez le curseur à mi-course, car la différence de lecture est dérisoire, soit moins de 0,001 %.
Par exemple, si vous lisez une fréquence exacte de 50 000 000 Hz, et que sur l’afficheur LCD apparaît 50.000.250 Hz, ces 250 Hz en plus, occasionnés par la tolérance du quartz, ne fausseront pas la lecture de manière rédhibitoire. De même, si le nombre 49.999.750 est visualisé (ce qui fait plus d’effet que le précédent), la tolérance par défaut de 250 Hz est infime.
Par conséquent, ne retouchez pas trop ce condensateur ajustable, car de toute façon une variation de température de quelques degrés pourra aussi introduire une incertitude du même ordre.

Notes techniques
Il est normal qu’en envoyant un signal de même fréquence tantôt en A, tantôt en B, vous obteniez deux lectures de fréquences légèrement différentes.
On ne peut exclure qu’en envoyant en B (FT1) une fréquence exacte de 50 000 000 Hz on lise sur l’afficheur LCD 49.999.950 alors qu’en l’envoyant dans A (IC1) on lit 50.000.070 Hz.
Cette très petite différence est due au calcul qu’exécute le microcontrôleur IC4 quand il prélève sur IC1 la fréquence divisée par 10 pour la visualiser sur l’afficheur. En effet, pour visualiser sur l’afficheur LCD la fréquence exacte, le microcontrôleur multiplie par 10 la fréquence fournie par IC1 et donc en présence de décimales il les arrondit.

figure 35 : Schéma électrique de l’étage d’alimentation capable de fournir 5 V et brochage du régulateur L7805 vu de face.

Liste des composants
C1 = 100 nF céramique
C2 = 100 nF céramique
C3 = 100 nF céramique
C4 = 100 nF céramique
C5 = 1 000 μF électrolytique
C6 = 100 nF polyester
C7 = 100 nF polyester
C8 = 470 μF électrolytique
RS1 = Pont redres. 100 V 1 A
IC1 = Régulateur 7805
T1 = Transfo. 4 watts (T005.01 ou éq.) pri. 230 V sec. 8 V 0,5 A
S1 = Interrupteur


figure 36 : Schéma d’implantation des composants de la platine d’alimentation.
Ce circuit trouve sa place au fond du boîtier plastique (figures 34 et 35).


figure 37 : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé de l’étage d’alimentation.

Figure 38 : Photo d’un des prototypes de la platine d’alimentation fournissant le 5 V à l’appareil. Le fréquencemètre peut aussi être alimenté par une quelconque source externe fournissant 5 V.

Figure 39 : Pour prélever le signal HF de l’étage oscillateur d’un récepteur superhétérodyne, utilisez un petit condensateur de 2,2 pF et un morceau de câble coaxial RG174.

Figure 40 : Le signal HF peut être prélevé à l’aide d’une spire (“link”) que vous approcherez de la self de l’étage oscillateur du superhétérodyne.

Conclusion
Pour lire la fréquence produite par l’étage oscillateur d’un superhétérodyne, vous pouvez la prélever sur le transistor oscillateur par l’intermédiaire d’un petit condensateur céramique de 2,2 pF (figure 39), sans oublier de relier à la masse la tresse de masse du petit câble coaxial utilisé pour transférer le signal à l’entrée du fréquencemètre. Le signal peut aussi être prélevé sur l’étage oscillateur au moyen d’une spire rapprochée du côté froid de la self oscillatrice (figure 40).
Bien sûr, cet appareil de mesure peut être utilisé comme un fréquencemètre normal pour lire des fréquences jusqu’à 550 MHz. Dans ce cas, aucune addition ni soustraction n’est à paramétrer avec les 3 poussoirs.

3 commentaires:

  1. Ou peut t'on se procurer ces kits merci

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  2. ce genre de kit est vendu par la société Comelec
    www.comelec.fr

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  3. Bonjour et 73 à tous, je suis à la recherche du programme du pic . Merci de me lire. Christian

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