www.SAP.or.id


Frekuensi Counter 

 

 

Proyek frekuensi counter ini saya kerjakan karena frekuensi counter yang selama ini sudah saya gunakan hampir sekitar 17 tahun, sudah mulai menurun performanya sehingga saya harus membuat lagi sebuah frekuensi counter untuk menunjang pekerjaaan saya sehari hari.

 

Frekuensi counter yang saya buat adalah sebuah frekuensi counter yang berbasis microcontroller, dan saya menggunakan microcontroller 16F628A buatan Microchip.

Sekitar 20 tahun yang lalu ketika saya baru lulus kuliah,  microcontroller masih merupakan barang yang sulit didapat dan pemakaiannya  di kalangan DIYer electronic masih belum adaakan tetapi pada saat  ini microcontroller sudah sangat mudah didapat di pasaran dengan harga yang terjangkau, selain itu dengan keberadaan internet kita bisa dengan mudah mendapatkan tutorial mengenai bagaimana belajar memprogram dan mengaplikasikan microcontroller. Bagi yang tidak mau repot mempelajari pemrograman microcontroller sekalipun, masih bisa dengan mudah membuat sebuah frekuensi counter dengan medownload software frekuensi counter yang banyak di share di internet.

 

Karena kebetulan saya sudah menguasai pemrograman microcontroller maka saya  memutuskan untuk merancang sendiri saja frekuensi counter ini mulai dari  hardware, PCB dan pemrograman assemblernya, bagi saya cara ini lebih memberikan kepuasan hati.

 

Sebenarnya saya hanya membutuhkan frekuensi counter yang mampu mengukur sampai dengan 100Hz saja, karena kebanyakan saya melakukan pengukuran frekuensi yang besarnya di bawah 100Hz, tapi  karena microcontroller 16F628A mampu menghitung frekuensi sampai dengan 50MHz, maka saya merancang proyek microcontroller ini agar bisa mengukur sampai 50MHz.

 

Frekuensi counter ini saya rancang untuk mengukur secara auto range, untuk 5 range pengukuran frekuensi sbb :

1.       0        -  102,4     Hz  dengan resolusi 0,1Hz

2. 103Hz     -  65535   Hz  dengan resolusi 1Hz

3.    40,96      -  655,35  kHz dengan resolusi 0,01kHz/10Hz

4.    0,4096    -  6,5535   MHz dengan resolusi 0,0001MHz/100Hz

5.    4,096      –  50,000   MHz dengan resolusi 0,001 MHz/1kHz

 


 

Gambar 1

Gambar 1

Skema Frekuensi Counter

 

 

Frekuensi counter rancangan saya ini secara keseluruhan terdiri atas empat bagian yaitu : 

Input Limiter

PIC 16F628A Microcontroller

Display LCD, compatible HD44780

Power Supply DC 5V

 

Gambar 2

Gambar 2

 

Input Limiter

Karena kebanyakan saya melakukan pengukuran frekuensi rendah, maka saya tidak menggunakan rangkaian preamplifier pada bagian depan dari frekuensi counter ini, karena penggunaan preamplifier pada frekuensi counter bisa mengurangi respon frekuensi rendah dari dari frekuensi counter, dan sebagai ganti preamplifier saya menggunakan input limiter yang terdiri dari kombinasi diode IN4148 dan resistor 330 ohm.

Input limiter bertugas menjaga agar tegangan yang masuk ke pin input dari 16F628A tidak melebihi +5Vpeak dan juga tidak mengalami tegangan negative, karena dua kondisi tersebut di atas bisa merusakkan 16F628A.

 

 

16F628A Microcontroller

Ini adalah jantung dari frekuensi counter karena di dalam microcontroller inilah proses utama dari frekuensi counter dilakukan. Gate counter adalah switch yang diatur untuk menutup pada rentang waktu tertentu yang pada frekuensi counter disebut sebagai Gate Time. Karena pengertian dasar dari frekuensi adalah jumlah getaran per detik yang satuannya adalah Hz, maka besar Gate time yang  paling dasar adalah sebesar 1 detik. Selama gate counter ditutup maka sinyal yang hendak diukur akan masuk ke Counter 16Bit untuk dihitung, tepat setelah Gate counter tertutup selama satu detik maka Gate counter akan dibuka kembali, pada saat ini maka counter 16 bit sudah berisi jumlah getaran selama 1 detik, dan nilai inilah yang merupakan frekuensi dari sinyal yang diukur.

Kemudian  nilai frekuensi ditampilkan pada display LCD, setelah sebelumnya nilai frekuensi yang berupa bilangan biner dikonversikan dulu ke bilangan decimal.

Proses buka tutup gate counter, penghitungan frekuensi di counter 16bit dan konversi bilangan biner ke decimal, dan pengiriman hasil penghitungan ke display LCD,  semuanya dilakukan secara software oleh software yang dibuat untuk di upload ke microcontroller 16F628A.

 

Display LCD, compatible HD44780

Display ini adalah yang digunakan untuk menampilkan hasil counter, ukuran yang saya gunakan pada proyek ini adalah 16 character 2 baris.
HD44780 pada dasarnya memiliki  banyak varian, seperti misalnya 16 karakterx2baris, 20karakterx4baris, dll, dengan berbagai warna latar belakang, yang saya gunakan dalam proyek ini adalah yang 16karakterx2baris.


 

Power Supply DC 5V

Power supply DC5V ini adalah pemberi supply listrik bagi seluruh rangkaian, secara keseluruhan semua bagian dari frekuensi counter ini membutuhkan tegangan DC 5V, dan saya menggunakan rangkaian IC regulator 7805 untuk membuat rangkaian power supply DC 5V ini.

 

 

Gambar 3

Gambar 3

Tampilan Awal 1

 

 

Gambar 4

Gambar 4

Tampilan Awal 2

 

Gambar 5

Gambar 5

Tampilan jika frekuensi yg. masuk

Melewati range max.

 

Gamvar 6

Gambar 6

Modul Frekuensi Counter

 

 

 

Gambar7

Gambar 7

LCD, PCB Display& Modul Freq Counter

 

Gambar 8

Gambar 8

Pengukuran Frekuensi


 

Gambar 9

Gambar 9

Pengukuran Frekuensi dengan Resolusi 0.1Hz

 

 


Gambar 11
Gambar 11
Pengukuran pada frekuensi  lebih besar  dari 100kHz

 


Gambar 10

Gambar 10

PCB Top Silk Screen


 

PCB untuk Frekuensi counter ini memiliki ukuran 4,7x2,5 inch, single layer, pada posisi dekat C1 dan C2 saya menyiapkan tempat untuk trimmer kalibrasi, saat ini saya belum merasa perlu untuk menggunakan trimmer kalibrasi karena dalam uji coba frekuensi counter ini menampilkan hasil yang sama akuratnya dengan multimeter Sanwa yang saya gunakan, malahan Frekuensi counter ini lebih unggul dalam hal resolusi, karena mampu menampilkan digit pecahan  yang lebih banyak .
Akan tetapi mungkin saja suatu saat nanti penggunaan  trimmer diperlukan kalau ingin mengkalibrasi pada tingkat akurasi yang lebih tinggi.


Download :
Firmware dalam file Hex  dan PCB dalam Pdf bisa di download di link berikut ini

Firmware  FC_Ver4.hex : http://www.sap.or.id/FC_Ver4.rar
Firmware   FC_Ver4.hex  ini sudah bisa mengukur sampai dengan 50MHz


PCB   http://www.sap.or.id/FC_PCB_Ver1.pdf