Generator częstotliwości na Si5351 synchronizowany sygnałem 1pps z GPS-a

Projekt to kolejna odsłona generatora częstotliwości synchronizowanego sygnałem GPS szeroko opisywanego w internecie. Poprzednia wersja płytki PCB wykorzystywała nasz moduł z Si5351 oraz soft Andrzeja SQ1GU. Pierwowzorem do dalszych prac były artykuły i opracowania kolegi W3PM. 

Obecna wersja to zmiany zarówno w sofcie jak i zaprojektowana od nowa płytka PCB. Generator znajdzie zastosowanie jako np. wzorzec częstotliwości  do mierników częstotliwości, jako samodzielny generator o dużej dokładności itp. 

Podstawowe zmiany widoczne na tzw pierwszy rzut oka to jednostronna płytka PBC, zastosowanie wyświetlacza OLED 1.3 cala.

Dodatkowe założenia projektowe które udało się wdrożyć zostaną opisane poniżej. 

Sercem układu jest nasz moduł generatora z układem Si5351. Więcej na teamt samego modułu można przeczytać >>> https://radiohobby.pl/projekty/modul-generatora-czestotliwosci-z-si5351-a/

 

Schemat GPSDO mini

Na powyższym schemacie widzimy pełną konfigurację generatora z wyświetlaczem, enkoderem oraz filtrami dolnoprzepustowymi. Jeżeli to jest pełna konfiguracja to rodzi się oczywiste pytanie … a czy można inaczej ?

Odpowiedź brzmi oczywiście. Od samego początku projekt zakładał właśnie stworzenie płytki która będzie dawała możliwość prostej konfiguracji urządzenia dla naszych potrzeb użytkowania. 

Konfiguracja podstawowa – dla tych co nie potrzebują ciągłych zmian częstotliwości a jedynie opierają się na kilku stałych wartościach opcja bez wyświetlacza oraz enkodera będzie najlepsza i jednocześnie najbardziej ekonomiczna. Wybrane częstotliwości wpisujemy w odpowiednim miejscu w szkicu. Wgrywamy tak przygotowany program do arduino i przy pomocy zworek Z1 i Z2 wybieramy zaprogramowane wartości częstotliwości. 

Konfiguracja komfortowa – tutaj do dyspozycji mamy już wyświetlacz OLED oraz enkoder. Przy pomocy enkodera będziemy mogli w prosty sposób zmieniać generowaną częstotliwość czy zaprogramować 5 banków pamięci. Wyświetlacz dostarczy nam informacji o ilości odbieranych aktualnie satelitów, generowanej częstotliwości czy będziemy mogli sprawdzić np ostatnią wartość odchyłki od zadanej częstotliwości. W tej wersji wybieranie częstotliwości przy pomocy Z1 i Z2 również jest aktywne i a wybrana częstotliwość zostanie zmieniona po użyciu enkodera. 

W obu przypadkach urządzenie sygnalizuje uzyskanie stabilności lepszej niż 1Hz poprzez zaświecenie diody LED, a w przypadku wersji z wyświetlaczem dodatkowo w wierszu ilości odbieranych satelitów pojawi się znaczek @. 

Zestaw do samodzielnego montażu GPSDO mini

Do sprzedaży przygotowaliśmy na tą chwilę warianty do wyboru 

1) PCB – fabryczna płytka GPSDO mini – do płytki zalecamy zakup naszego generatora z SI5351

2) Wersja bez wyświetlacza  – zawiera:

  • PCB – GPSDO
  • moduł Si5351
  • moduł GPS-a 
  • moduł nano  (kompatybilny z Arduino klon)
  • zestaw części elektronicznych do projektu *
3)  Wersja z wyświetlaczem i enkoderem – zawiera:
  • PCB – GPSDO
  • moduł Si5351
  • moduł GPS-a 
  • wyświetlacz OLED 1.3
  • enkoder – impulsator
  • moduł nano  (kompatybilny z Arduino klon)
  • zestaw części elektronicznych do projektu *
 
* zestaw części elektronicznych nie zawiera komponentów potrzebnych do wykonania filtrów 
dolnoprzepustowych które powinny być dobierane do indywidualnych potrzeb. W przypadku rezygnacji z filtrów w miejsce cewek L1 do L6 wlutować zwory 0R. 

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn

W opracowaniu opis wraz z sugerowaną kolejnością montażu 

Do czasu publikacji pełnego opisu zapraszamy do zapoznania się z opisem na stronie Marka -SQ7HJB http://sq7hjb.pl

Sugerowana kolejności montażu zestawu GPSDO

W zależności od wybranej wersji liczba elementów, a co za tym idzie ilość kroków montażowych może być różna. 

Na początek przed rozpoczęciem prac montażowych przygotowujemy:

  • stanowisko pracy dbając o bezpieczeństwo nasze oraz naszych pozostałych urządzeń
  • sprawdzamy zawartość zestawu (ilość), jeżeli mamy taką możliwość sprawdzamy przed wlutowaniem sprawność elementów elektronicznych ich wartości, czy nie ma widocznych uszkodzeń mechanicznych

Każdy ma swój ulubiony sprawdzony sposób lutowania. My podczas tego montażu korzystamy ze specjalnego uchwytu montażowego do płytek PCB. 

1) Lutowanie rozpoczynamy od wlutowania zworek łączących na PCB. 

Sześć tych zworek znajduje się w obszarze przeznaczonym na montaż Arduino Nano, 

2) Goldpiny – nie wszystkie są konieczne my dla lepszego zobrazowania celowo wlutowaliśmy różne kolory by łatwiej opisać ich zastosowanie. 

Żółte – obsługa enkodera wraz z przyciskiem lub enkoder + oddzielny przycisk

Zielone Z1, Z2 tutaj przy pomocy zworki możemy wybrać wcześniej zaprogramowany zakres częstotliwości

Białe Z3 – tzw zworka do programowania. Zdjęcie zwory Z3 rozłącza nam moduł GPS i możemy przejść do programowania Arduino. 

Czarno Czerwone – zasilanie DC przy krawędzi płytki widzimy opisane piny zasilania całego układu napięciem stałym z zakresu 9-12V.

Pomiędzy Arduino a GPS mamy wyjście zasilania o wartości 5V z przeznaczeniem do zasilania wyświetlacza. Możemy w miejsce pinów czy gniazd wlutować bezpośrednio przewody łączące do wyświetlacza. 

3) Listwy jednorzędowe żeńskie – można ale nie trzeba. W zestawie nie są dostarczane ale jeżeli ktoś posiada i uzna że nie chce wlutowywać Arduino GPS-a czy naszej czerwonej płytki z SI5351 na stałe może zastosować tego typu listwy co umożliwi łatwy demontaż czy wymianę GPS-a czy Arduino. 

4) Dławik 100 uH – dwie sztuki 

5) Dioda LED + rezystor. Dioda LED sygnalizuje uzyskanie stabilnej częstotliwości lepszej niż 1Hz

6) Kondensatory elektrolityczne 1x470uF; 3x100uF – dla przypomnienia 😉 ważne jest by zwrócić uwagę na prawidłową polaryzację 

7) Kondensator ceramiczny – 100nF

8) W zależności od modułu GPS jakim dysponujemy a właściwie od napięcia zasilania tego modułu zależy czy wlutujemy tak jak w naszym przypadku dwie zwory w zasilaniu GPS czy może dwie diody 1N4007 w celu obniżenia napięcia. 

Jeżeli moduł GPS może być zasilany z 5V lutujemy zworki jeżeli 3.3V lutujemy diody.

9) L7805 – stabilizator napięcia. Lutujemy i przykręcamy do płytki w celu odprowadzenia ciepła. 

10) Dioda 1N4007 – dioda w torze zasilania to właściwie ostatni element który lutujemy i w naszym przypadku możemy zabierać się za obsadzanie płytki modułami.