Прости радио схеми за начинаещи
В тази статия ще разгледаме няколко прости електронни устройствана базата на логически схеми K561LA7 и K176LA7. По принцип тези микросхеми са почти еднакви и имат една и съща цел. Въпреки малката разлика в някои параметри, те са практически взаимозаменяеми.
Накратко за чипа K561LA7
Микросхемите K561LA7 и K176LA7 са четири елемента 2I-NOT. Конструктивно те са направени в черен пластмасов корпус с 14 пина. Първият изход на микросхемата е обозначен като етикет (така наречения ключ) на кутията. Може да бъде или точка, или прорез. Външен видмикрочипове и pinout са показани на фигурите.
Захранването на микросхемите е 9 волта, захранващото напрежение се прилага към изходите: изход 7 е "общ", изход 14 е "+".
Когато монтирате микросхеми, трябва да внимавате с pinout - случайното инсталиране на микросхемата "отвътре навън" я деактивира. Желателно е да запоявате чипове с поялник с мощност не повече от 25 вата.
Спомнете си, че тези микросхеми бяха наречени "логически", защото имат само две състояния - или "логическа нула", или "логическа единица". Освен това на ниво "едно" означава напрежение, близко до захранващото напрежение. Следователно, с намаляване на захранващото напрежение на самата микросхема, нивото на "Логическата единица" ще бъде по-малко.
Нека направим малък експеримент (Фигура 3)
Първо, нека превърнем елемента на чипа 2I-NOT в NOT просто като свържем входовете за това. Ще свържем светодиод към изхода на микросхемата и ще подадем напрежение към входа чрез променлив резистор, като същевременно контролираме напрежението. За да светне светодиодът, е необходимо да се получи напрежение, равно на логическа "1" на изхода на микросхемата (това е щифт 3). Можете да контролирате напрежението с помощта на всеки мултицет, като го включите в режим на измерване на постоянно напрежение (на диаграмата е PA1).
Но нека да играем малко с мощност - първо свързваме една батерия от 4,5 V. Тъй като микросхемата е инвертор, следователно, за да получите "1" на изхода на микросхемата, е необходимо, напротив, да приложите a логическа "0" към входа на микросхемата. Затова ще започнем нашия експеримент с логическа "1" - тоест плъзгачът на резистора трябва да е в горна позиция. Завъртайки плъзгача на променливия резистор, изчакайте момента, в който светодиодът светне. Напрежението на двигателя с променлив резистор и следователно на входа на микросхемата ще бъде около 2,5 волта.
Ако свържем втора батерия, тогава вече ще получим 9 волта и в този случай нашият светодиод ще светне при входно напрежение от около 4 волта.
Тук, между другото, е необходимо да дадем малко пояснение.: напълно възможно е във вашия експеримент да има други резултати, различни от горните. В това няма нищо изненадващо: в първите две няма напълно идентични микросхеми и техните параметри във всеки случай ще се различават, и второ, логическата микросхема може да разпознае всяко намаляване на входния сигнал като логическа "0", а в нашия в случай, че намалихме входното напрежение до два пъти и трето този експериментние се опитваме да го накараме да работи цифрова микросхемав аналогов режим (т.е. управляващият сигнал преминава гладко с нас) и микросхемата от своя страна работи както трябва - когато се достигне определен праг, той моментално преобръща логическото състояние. Но в крайна сметка този праг може да е различен за различните микросхеми.
Целта на нашия експеримент обаче беше проста - трябваше да докажем, че логическите нива пряко зависят от захранващото напрежение.
Друго предупреждение: това е възможно само с CMOS микросхеми, които не са много критични за захранващото напрежение. С микросхемите от серията TTL нещата са различни - тяхната мощност играе огромна роля и по време на работа се допуска отклонение от не повече от 5%.
Е, краткото запознанство приключи, нека да преминем към практиката ...
Просто реле за време
Диаграмата на устройството е показана на фигура 4. Елементът на микросхемата е включен тук по същия начин, както в експеримента по-горе: входовете са затворени. Докато бутонът S1 е отворен, кондензаторът C1 е в заредено състояние и през него не протича ток. Въпреки това, входът на микросхемата също е свързан към "общия" проводник (през резистора R1) и следователно на входа на микросхемата ще присъства логическа "0". Тъй като елементът на микросхемата е инвертор, това означава, че изходът на микросхемата ще бъде логическа "1" и светодиодът ще свети.
Затваряме бутона. На входа на микросхемата ще се появи логическа "1" и следователно изходът ще бъде "0", светодиодът ще се изключи. Но когато бутонът е затворен, кондензаторът C1 незабавно ще се разреди. А това означава, че след като пуснем бутона в кондензатора, процесът на зареждане ще започне и докато продължава, ще тече през него електричествоподдържане на нивото на логическата "1" на входа на микросхемата. Тоест се оказва, че светодиодът няма да светне, докато кондензаторът C1 не се зареди. Времето за зареждане на кондензатора може да се промени чрез избиране на капацитета на кондензатора или чрез промяна на съпротивлението на резистора R1.
Схема две
На пръв поглед почти същият като предишния, но бутонът с кондензатора за настройка на времето е включен малко по-различно. И също така ще работи малко по-различно - в режим на готовност светодиодът не свети, когато бутонът е затворен, светодиодът ще светне веднага и ще изгасне със закъснение.
Обикновен мигач
Ако включите микросхемата, както е показано на фигурата, тогава ще получим генератор на светлинни импулси. Всъщност това е най-простият мултивибратор, чийто принцип е описан подробно на тази страница.
Честотата на импулса се регулира от резистор R1 (можете дори да зададете променлива) и кондензатор C1.
Контролиран мигач
Нека леко променим веригата на мигача (която беше по-висока на фигура 6), като въведем в нея верига от релето за време, което вече ни е познато - бутон S1 и кондензатор C2.
Какво получаваме: когато бутонът S1 е затворен, входът на елемента D1.1 ще бъде логическа "0". Това е 2I-НЕ елемент и следователно няма значение какво се случва на втория вход - изходът ще бъде "1" във всеки случай.
Същата тази "1" ще отиде на входа на втория елемент (който е D1.2) и следователно логическата "0" ще седи здраво на изхода на този елемент. И ако е така, светодиодът ще свети и ще гори постоянно.
Веднага щом отпуснем бутона S1, започва зареждането на кондензатора C2. По време на зареждане токът ще тече през него, докато поддържа нивото на логическата "0" на щифт 2 на микросхемата. Веднага след като кондензаторът се зареди, токът през него ще спре, мултивибраторът ще започне да работи в нормален режим - светодиодът ще мига.
На следващата диаграма също е въведена същата верига, но е включена по различен начин: когато натиснете бутона, светодиодът ще започне да мига и след известно време ще светне постоянно.
Обикновен пищял
В тази схема няма нищо необичайно: всички знаем, че ако към изхода на мултивибратора е свързан високоговорител или слушалка, той ще започне да издава прекъсващи звуци. При ниски честоти ще бъде просто "цъкане", а при по-високи честоти ще бъде скърцане.
За експеримента по-голям интерес представлява схемата, показана по-долу:
Тук отново познатото ни реле за време - затваряме бутона S1, отваряме го и след известно време устройството започва да издава звуков сигнал.
На базата на микросхемата K561LA7 е възможно да се сглоби генератор, който може да се прилага на практика за генериране на импулси за всякакви системи или импулси, след усилване чрез транзистори или тиристори, може да управлява осветителни устройства (светодиоди, лампи). В резултат на това на този чип е възможно да се сглоби гирлянд или светлини. По-нататък в статията ще намерите схематична диаграма за свързване на микросхемата K561LA7, печатна платка с местоположението на радио елементите върху нея и описание на монтажа.
Принципът на работа на гирлянда върху чипа KA561 LA7
Микросхемата започва да генерира импулси в първия от 4 елемента 2I-NOT. Продължителността на импулса на светене на светодиода зависи от стойността на кондензатора C1 за първия елемент и съответно C2 и C3 за втория и третия. Транзисторите всъщност са управлявани "ключове", когато се подава управляващо напрежение от елементите на микросхемата към основата, отваряйки се, те пропускат електрически ток от източника на захранване и захранват светодиодните вериги.
Захранването се осъществява от 9 V захранване с номинален ток най-малко 100 mA. При правилна инсталация електрическата верига не се нуждае от конфигуриране и веднага работи.
Обозначаването на радиоелементите в гирлянда и техните деноминации съгласно горната диаграма
R1, R2, R3 3 mΩ - 3 бр.;
R4, R5, R6 75-82 Ohm - 3 бр.;
C1, C2, C3 0,1 микрофарад - 3 бр.;
НL1-HL9 LED AL307 - 9 бр.;
D1 чип K561LA7 - 1 бр.;
Таблото показва пътищата за ецване, размерите на текстолита и разположението на радиоелементите при запояване. За ецване на дъската е възможно да се използва дъска с едностранно медно покритие. В този случай всичките 9 светодиода са инсталирани на дъската, ако светодиодите са сглобени във верига - гирлянда, а не са монтирани на дъската, тогава нейните размери могат да бъдат намалени.
Технически характеристики на чипа K561LA7:
Захранващо напрежение 3-15 V;
- 4 логически елементи 2Аз-НЕ.
Фигура 2 показва схема на обикновено реле за време с индикация на светодиоди Обратното броене започва в момента на включване на захранването от ключ S1. В самото начало кондензаторът C1 е разреден и напрежението върху него е малко (като логическа нула). Следователно изходът на D1.1 ще бъде единица, а изходът на D1.2 ще бъде нула. Светодиодът HL2 ще светне, а светодиодът HL1 няма да свети. Това ще продължи, докато C1 се зареди през резистори R3 и R5 до напрежение, което елементът D1.1 разбира като логическа единица.В този момент на изхода на D1.1 се появява нула, а на изхода на D1.2 - единица.
Бутон S2 служи за рестартиране на релето за време (при натискане затваря C1 и го разрежда, а когато го пуснете C1 започва да зарежда отново). Така обратното броене започва от момента на включване на захранването или от момента на натискане и отпускане на бутона S2. Светодиодът HL2 показва, че обратното броене е в ход, а светодиодът HL1 показва, че обратното броене е приключило. И самото време може да се настрои променлив резистор R3.
Можете да поставите химикал с показалец и скала върху вала на резистора R3, върху който да подписвате стойностите на времето, като ги измервате с хронометър. Със съпротивленията на резисторите R3 и R4 и капацитета C1, както е на диаграмата, можете да зададете скорости на затвора от няколко секунди до минута и малко повече.
Веригата на фигура 2 използва само два IC елемента, но има още два. Използвайки ги, можете да направите така, че релето за време в края на експозицията да даде звуков сигнал.
На фигура 3, диаграма на реле за време със звук. На елементи D1 3 и D1.4 е направен мултивибратор, който генерира импулси с честота около 1000 Hz. Тази честота зависи от съпротивлението R5 и кондензатора C2. Пиезоелектричен "пищялка" е свързан между входа и изхода на елемент D1.4, например от електронен часовникили слушалка, мултицет. Когато мултивибраторът работи, той издава звуков сигнал.
Можете да контролирате мултивибратора, като промените логическото ниво на пин 12 D1.4. Когато нулата е тук, мултивибраторът не работи и "пищялката" B1 мълчи. Когато единица. - B1 бипка. Този изход (12) е свързан с изхода на елемента D1.2. Следователно, звуковият сигнал издава звуков сигнал, когато HL2 изгасне, т.е. звуковата аларма се включва веднага след като релето за време изработи интервала от време.
Ако вместо това нямате пиезоелектричен "туитър", можете да вземете например микровисокоговорител от стар приемник или слушалки, телефонен апарат. Но трябва да се свърже чрез транзисторен усилвател(фиг. 4), в противен случай можете да съсипете чипа.
Ако обаче нямаме нужда от LED индикация, отново можем да се справим само с два елемента. На фигура 5 е показана диаграма на реле за време, в което има само звукова аларма. Докато кондензаторът C1 е разреден, мултивибраторът е блокиран от логическа нула и "пищялката" мълчи. И веднага щом C1 се зареди до напрежението на логическа единица, мултивибраторът ще работи и B1 ще издаде звуков сигнал. звукови сигнали. Освен това може да се регулира тона на звука и честотата на прекъсване.Може да се използва например като малка сирена или домашна камбана
На елементи D1 3 и D1.4 е направен мултивибратор. генериране на импулси на аудио честота, които се подават през усилвател на транзистор VT5 към високоговорител B1. Тонът на звука зависи от честотата на тези импулси и тяхната честота може да се регулира с променлив резистор R4.
За прекъсване на звука се използва втори мултивибратор на елементите D1.1 и D1.2. Той генерира импулси с много по-ниска честота. Тези импулси се изпращат на пин 12 D1 3. Когато мултивибраторът с логическа нула D1.3-D1.4 е изключен тук, високоговорителят мълчи, а когато е единица, се чува звук. Така се получава прекъсващ звук, чийто тон може да се регулира от резистор R4, а честотата на прекъсване от R2. Силата на звука до голяма степен зависи от високоговорителя. И високоговорителят може да бъде почти всичко (например високоговорител от радиоприемник, телефонен апарат, радиостанция или дори акустична системаот музикалния център).
Въз основа на тази сирена можете да направите аларма срещу крадец, която да се включва всеки път, когато някой отвори вратата на стаята ви (фиг. 7).
Устройство за създаване на ефект на светлини, движещи се от центъра към краищата на слънцето. Брой светодиоди - 18 бр. Упит.= 3...12V.
За да регулирате честотата на трептене, променете стойностите на резисторите R1, R2, R3 или кондензаторите C1, C2, C3. Например, удвояването на R1, R2, R3 (20k) ще намали наполовина честотата. Когато сменяте кондензатори C1, C2, C3, увеличете капацитета (22uF). Възможно е да се замени K561LA7 с K561LE5 или с пълен чужд аналог на CD4011. Стойностите на резисторите R7, R8, R9 зависят от захранващото напрежение и от използваните светодиоди. При съпротивление от 51 ома и захранващо напрежение от 9 V, токът през светодиодите ще бъде малко по-малък от 20 mA. Ако имате нужда от икономично устройство и използвате ярки светодиоди при нисък ток, тогава съпротивлението на резисторите може да бъде значително увеличено (до 200 ома и дори повече).
Дори по-добре, с 9V захранване, използвайте серийно свързване на светодиоди:
По-долу са снимките печатни платкидва варианта: слънцето и вятърната мелница:
|
|
|
| Също често се разглежда с тази схема: |
Разгледайте схемите от четири електронни уредиизграден върху чипа K561LA7 (K176LA7). електрическа схемаПървият инструмент е показан на фигура 1. Това е мигаща лампа. Микросхемата генерира импулси, които пристигат в основата на транзистора VT1 и в онези моменти, когато едно логическо ниво на напрежение се подава към неговата основа (чрез резистор R2), той отваря и включва лампата с нажежаема жичка и в онези моменти, когато напрежението на щифт 11 на микросхемата е равен на нула, лампата изгасва.
Графика, илюстрираща напрежението на щифт 11 на микросхемата, е показана на фигура 1А.
Фиг.1А
Микросхемата съдържа четири логически елемента "2I-NOT", чиито входове са свързани заедно. Резултатът е четири инвертора ("НЕ". На първите два D1.1 и D1.2 е сглобен мултивибратор, който генерира импулси (на щифт 4), чиято форма е показана на фигура 1A. Честотата на тези импулси зависи от параметрите на веригата, състояща се от кондензатор C1 и резистор R1. Приблизително (без да се вземат предвид параметрите на микросхемата), тази честота може да се изчисли по формулата F \u003d 1 / (CxR).
Работата на такъв мултивибратор може да се обясни по следния начин: когато изходът D1.1 е единица, изходът D1.2 е нула, това води до факта, че кондензаторът C1 започва да се зарежда през R1, а входът на елемента D1 .1 следи напрежението на C1. И веднага щом това напрежение достигне нивото на логическа единица, веригата, така да се каже, се преобръща, сега изходът D1.1 ще бъде нула, а изходът D1.2 ще бъде единица.
Сега кондензаторът ще започне да се разрежда през резистора и входът D1.1 ще следи този процес и веднага щом напрежението върху него стане равно на логическа нула, веригата ще се преобърне отново. В резултат на това нивото на изхода на D1.2 ще бъде импулси, а на изхода на D1.1 също ще има импулси, но противофазни импулси на изхода на D1.2 (Фигура 1А).
На елементите D1.3 и D1.4 е направен усилвател на мощност, без който по принцип можете да правите.
В тази схема можете да използвате части с различни деноминации, границите, в които трябва да се поберат параметрите на частите, са отбелязани на диаграмата. Например, R1 може да има съпротивление от 470 kOhm до 910 kOhm, кондензатор C1 може да има капацитет от 0,22 микрофарада до 1,5 микрофарада, резистор R2 - от 2 kOhm до 3 kOhm, номиналните стойности на частите са подписани по същия начин на други вериги.
Фиг.1В
Лампа с нажежаема жичка - от фенерче, а батерията е или плоска на 4.5V, или "Krona" на 9V, но е по-добре да вземете две "плоски", свързани последователно. Pinout (pinout) на транзистора KT815 е показан на фигура 1B.
Второто устройство е реле за време, таймер със звукова сигнализация за края на зададения период от време (Фигура 2). Той се основава на мултивибратор, чиято честота е значително увеличена в сравнение с предишния дизайн чрез намаляване на капацитета на кондензатора. Мултивибраторът е направен на елементи D1.2 и D1.3. Вземете резистора R2, същия като R1 във веригата на фигура 1, а кондензаторът (в този случай C2) има много по-нисък капацитет, в диапазона от 1500-3300 pF.
В резултат на това импулсите на изхода на такъв мултивибратор (щифт 4) имат аудио честота. Тези импулси се подават към усилвател, монтиран на елемента D1.4, и към пиезоелектричен звуков излъчвател, който, когато мултивибраторът работи, произвежда звук с висок или среден тон. Излъчвателят на звука е пиезокерамичен зумер, например от звънене на слушалка. Ако има три изхода, трябва да запоите всеки два от тях и след това емпирично да изберете два от трите, при свързването на които силата на звука е максимална.
Фиг.2
Мултивибраторът работи само когато има единица на пин 2 на D1.2, ако е нула, мултивибраторът не генерира. Това се случва, защото елементът D1.2 е елемент "2I-NOT", който, както знаете, се различава по това, че ако се приложи нула към единия му вход, тогава неговият изход ще бъде единица, независимо какво се случва на втория му вход .