Generador de BPM con pantalla?

Si desea implementar algo sin usar partes programables más allá de un oscilador de frecuencia personalizada, debería ser posible construir un circuito que tome una frecuencia BCD de 3 dígitos y emite una señal con esa cantidad de latidos por minuto usando un oscilador más cinco chips estándar. Alimente un oscilador de 1,092,267Hz en un CD4060 para reducirlo en un factor de 16 (los osciladores empaquetados con DIP en Digi-Key tienen una velocidad mínima de 1Mhz). Alimente esa señal de 68,266.7Hz en una secuencia en cascada de tres chips CD4527 configurados para el modo «ADD» para producir una salida de (1-999) / 4,096bpm, y alimente la salida de eso en un CD4040 para obtener la tasa de salida deseada así como varios múltiplos y submúltiplos de potencia de dos. Se pueden usar toques más altos del primer CD4060 para proporcionar varias potencias de dos múltiplos de 66.7Hz [quizás utilizables como tonos de «bip»].

Si tiene tres ruedecillas BCD, solo necesitaría seis partes electrónicas principales, todas DIP; Los precios de la cantidad uno en Digikey serían:

3x CD4527BE -- $0.80ea ($2.40 total) 2x CD4060BE -- $0.56ea ($1.12 total) oscillator -- $3.02ea ($3.02 total) $6.54 total 

El montaje debería ser bastante sencillo en una placa perfilada de 0,1 «, ya que las únicas interconexiones distintas de la alimentación y la tierra serían el oscilador La salida alimenta el primer CD4060, la salida de ese alimenta los tres CD4527, cada uno de los dos primeros CD4527 alimenta dos señales al siguiente y el último CD4527 alimenta una señal al último CD4060.

Comentarios

• ¡Ah, sí! Ahora ‘ estás hablando mi idioma 🙂 ¡Este es el punto de partida perfecto que necesitaba! Simple, todo hardware y sin jugar con la programación. ¡Gracias!
• Si desea evitar incluso un chip oscilador programable y hacer todo con ‘ classic ‘ Partes CMOS que podría usar un cristal de 3.2768 MHz y dividir por 3, usando por ejemplo un 4018 y un 4011, para producir el reloj de 1.092267 MHz. Entonces debería intentar hacer el mismo trabajo con un microcontrolador y decidir cuál fue más fácil.
• @nekomatic: Me gusta la idea de usar el cristal de 3.2768Mhz con una división por doce (creo que eso sería suficiente para obtener el número de latidos por minuto en el rango de 4060; Me parece extraño que haya contadores de 14 y 24 bits con los bits superiores disponibles, pero nada con lo que pueda ver, p.bits 18-20 disponibles). Entonces, el mismo número de chips, pero sin oscilador personalizado. No estoy seguro de cómo encajaría un 4011, ya que solo veo patrones de siete segmentos disponibles de eso. Por cierto, otro enfoque que podría ser educativo si uno tuviera un programador EPROM disponible pero no uno para un microcontrolador …
• … sería construir una máquina de estado basada en registros de desplazamiento. ‘ no estoy seguro de qué tan grande debería ser para el propósito indicado, pero tales cosas pueden ser bastante poderosas. Finalmente, otra observación interesante es que el microprocesador COSMAC de la década de 1970 tenía suficiente lógica de arranque que era posible usar en una configuración sin ROM si uno ingresaba a un programa usando IIRC diez interruptores, ocho LED y un botón. Eso podría llevar a uno lo suficientemente lejos como para tener algo que pueda programar un chip EEPROM paralelo moderno.
• @supercat the 4018 datasheet ti.com/lit/ds/ symlink / cd4018b.pdf dice que se requiere un 4011 adicional para dividir por un número impar, y lo acabo de citar literalmente; mirando más de cerca, lo que realmente necesita es una función AND que podría implementar con varias otras partes posibles , o (probablemente) dos diodos y una resistencia a Vdd.

Esto podría hacerse fácilmente con un microcontrolador. 240 BPM son 4Hz. Al usar un microcontrolador con periféricos de temporizador, sería fácil obtener una precisión en el rango de +/- 0.01%.

Sugiera un microcontrolador como PIC o AVR o MSP430 con una pequeña pantalla, botones. Se podría usar una pantalla LCD para ahorrar energía, y hay micros con controladores LCD a bordo. El costo y la complejidad del circuito serían muy bajos.

Puede crear un prototipo de esto con algo como un Arduino.

Si bien podría usar un 555 y colocarle un contador de frecuencia (y ajustar la perilla a medida que se desvía de la frecuencia), el contador de frecuencia se implementaría mejor con un micro y por lo tanto, es más fácil simplemente sintetizar correctamente la frecuencia que desea en primer lugar.

Puede encontrar diseños de contador de frecuencia de pantalla de módulo LCD de código abierto basados en el PIC16F628, por ejemplo, pero probablemente sean no utilizable directamente para frecuencias tan bajas. Para obtener una resolución de 1 BPM con un contador de frecuencia simple se requiere un tiempo de puerta de 1 minuto, por lo que el conteo de períodos y las matemáticas serían un enfoque mejor, en realidad más difícil que generar una frecuencia establecida.

Como han dicho los demás, un PIC o Arduino es el camino a seguir, pero si está decidido a evitar programación …

Podría considerar usar chips CMOS con un oscilador de alta frecuencia con un cristal para la estabilidad. Luego usaría un chip contador para contar los pulsos y dar el conteo presente en sus pines de salida. ser alimentados a alguna lógica para dar un pulso de salida en un cierto conteo y restablecer el contador.

Además de esto, necesitaría algunos otros contadores para establecer el punto de restablecimiento para la comparación. Desafortunadamente, aquí es donde las cosas se complican . Si estaba contento de contar 100, 200, 300, 400, etc., pulsos, podría ser factible, pero el problema es que desea especificar latidos por minuto, por lo que deberá calcular 1 / BPM para obtener recuentos pares. Pasos de BPM.

Piense de nuevo en la programación. Los micro «s han estado funcionando bien durante el último tiempo. ¡Creo que se van a poner al día!

Comentarios

• Si uno puede usar un frecuencia de oscilador personalizada, no ‘ creo que las cosas funcionen demasiado difíciles para convertir un valor decimal de BPM en frecuencia usando CMOS estándar. Incluso usar una frecuencia aburrida de 1,00 MHz no sería ‘ tan malo, aunque sería necesario tener una cadena divisoria que pudiera dividirse entre 60.000 (es decir, 240×250). En realidad, ahora que lo pienso, eso podría ser factible en dos chips, produciendo el mismo recuento de piezas que mi otro diseño, aunque creo que tener la potencia de dos submúltiplos podría ser útil y la división de dos chips por -60000 no ‘ lograría esto.
• Tal vez, pero el problema es que cada vez que presionas el botón + o – necesitas calcular un nuevo divisor y Es ‘ una función recíproca (1 / BPM). por ejemplo, para su reloj maestro de 1 MHz, el número de conteos sería – 60 BPM – > 1,000,000 pulsos; 61 BPM – > 983,606.6 pulsos; 62 BPM – > 968,741.9 pulsos. Obtener incluso incrementos de un BPM será muy complejo, mientras que ‘ es un cálculo simple en un micro.
• El uso de chips multiplicadores de tasa de tres decimales lo hará posible para tomar un valor BCD de 12 dígitos y producir una salida a un múltiplo de la velocidad deseada que luego puede reducirse utilizando un divisor fijo. No es necesario generar ningún tipo de reciprocidad.El uso de contadores y botones de arriba hacia abajo para establecer la tasa en lugar de las ruedecillas requeriría más circuitos, pero no ‘ sé cuán flexible es ese requisito.