مدارهای رادیویی ساده برای مبتدیان
در این مقاله به چند مورد ساده می پردازیم لوازم برقیبر اساس مدارهای منطقی K561LA7 و K176LA7. اصولاً این ریز مدارها تقریباً یکسان هستند و هدف یکسانی دارند. با وجود تفاوت جزئی در برخی پارامترها، آنها عملا قابل تعویض هستند.
مختصری در مورد تراشه K561LA7
ریز مدارهای K561LA7 و K176LA7 چهار عنصر 2I-NOT هستند. از نظر ساختاری، آنها در یک محفظه پلاستیکی مشکی با 14 پین ساخته می شوند. اولین خروجی ریز مدار به عنوان یک برچسب (به اصطلاح کلید) روی کیس نشان داده شده است. این می تواند یک نقطه یا یک بریدگی باشد. ظاهرریزتراشه ها و پین اوت در شکل ها نشان داده شده است.
منبع تغذیه ریز مدارها 9 ولت است، ولتاژ تغذیه به خروجی ها اعمال می شود: خروجی 7 "مشترک" است، خروجی 14 "+" است.
هنگام نصب ریز مدارها، باید مراقب پین اوت باشید - نصب تصادفی ریز مدار "داخل بیرون" آن را غیرفعال می کند. لحیم کاری تراشه ها با آهن لحیم کاری با قدرت بیش از 25 وات مطلوب است.
به یاد بیاورید که این ریزمدارها "منطقی" نامیده می شدند زیرا آنها فقط دو حالت دارند - یا "صفر منطقی" یا "یک منطقی". علاوه بر این، در سطح "یک" به معنای ولتاژ نزدیک به ولتاژ تغذیه است. در نتیجه، با کاهش ولتاژ تغذیه خود میکرو مدار، سطح "واحد منطقی" کمتر خواهد شد.
بیایید یک آزمایش کوچک انجام دهیم (شکل 3)
ابتدا، اجازه دهید عنصر تراشه 2I-NOT را به سادگی با اتصال ورودی‌های این مورد به NOT تبدیل کنیم. ما یک LED را به خروجی ریز مدار متصل می کنیم و از طریق یک مقاومت متغیر به ورودی ولتاژ اعمال می کنیم و در عین حال ولتاژ را کنترل می کنیم. برای اینکه LED روشن شود، لازم است ولتاژی برابر با منطقی "1" در خروجی ریز مدار بدست آورید (این پایه 3 است). می توانید ولتاژ را با استفاده از هر مولتی متری با قرار دادن آن در حالت اندازه گیری ولتاژ DC کنترل کنید (در نمودار PA1 است).
اما بیایید کمی با برق بازی کنیم - ابتدا یک باتری 4.5 ولتی وصل می کنیم. از آنجایی که ریز مدار یک اینورتر است، بنابراین، برای به دست آوردن "1" در خروجی ریز مدار، برعکس، لازم است که یک باتری را اعمال کنید. منطقی "0" به ورودی ریزمدار. بنابراین، آزمایش خود را با یک "1" منطقی شروع می کنیم - یعنی لغزنده مقاومت باید در موقعیت بالایی باشد. با چرخاندن نوار لغزنده مقاومت متغیر، منتظر لحظه ای باشید که LED روشن شود. ولتاژ در موتور مقاومت متغیر و بنابراین در ورودی ریز مدار، حدود 2.5 ولت خواهد بود.
اگر باتری دوم را وصل کنیم، از قبل 9 ولت دریافت می کنیم، و در این حالت LED ما با ولتاژ ورودی حدود 4 ولت روشن می شود.
در اینجا، اتفاقا، لازم است کمی توضیح داده شود.: کاملاً ممکن است که در آزمایش شما نتایج دیگری متفاوت از موارد فوق وجود داشته باشد. در این مورد هیچ چیز تعجب آور نیست: در دو مورد اول هیچ ریزمدار کاملاً یکسانی وجود ندارد و پارامترهای آنها در هر صورت متفاوت خواهد بود و ثانیاً یک ریز مدار منطقی می تواند هر کاهشی در سیگنال ورودی را به عنوان "0" منطقی تشخیص دهد و در ما در مورد ما ولتاژ ورودی را به دو بار کاهش دادیم و سوم این آزمایشما در تلاش هستیم تا آن را عملی کنیم ریز مدار دیجیتالدر حالت آنالوگ (یعنی سیگنال کنترل به آرامی با ما عبور می کند) و ریز مدار نیز به نوبه خود همانطور که باید کار می کند - وقتی به آستانه خاصی رسید ، فوراً حالت منطقی را تغییر می دهد. اما به هر حال، این آستانه ممکن است برای میکرو مدارهای مختلف متفاوت باشد.
با این حال، هدف آزمایش ما ساده بود - باید ثابت کنیم که سطوح منطقی به طور مستقیم به ولتاژ تغذیه بستگی دارد.
هشدار دیگر: این فقط با ریزمدارهای CMOS امکان پذیر است که برای ولتاژ تغذیه خیلی مهم نیستند. با ریز مدارهای سری TTL، همه چیز متفاوت است - قدرت آنها نقش مهمی ایفا می کند و در حین کار، انحراف بیش از 5٪ مجاز نیست.
خب یه آشنایی کوتاه تموم شد بریم سراغ تمرین...
رله زمان ساده
نمودار دستگاه در شکل 4 نشان داده شده است. عنصر ریز مدار در اینجا به همان روشی که در آزمایش بالا روشن می شود روشن می شود: ورودی ها بسته هستند. در حالی که دکمه دکمه S1 باز است، خازن C1 در حالت شارژ است و جریانی از آن عبور نمی کند. با این حال، ورودی ریز مدار نیز به سیم "مشترک" (از طریق مقاومت R1) متصل است و بنابراین یک "0" منطقی در ورودی ریز مدار وجود خواهد داشت. از آنجایی که عنصر ریز مدار یک اینورتر است، به این معنی است که خروجی ریز مدار یک "1" منطقی خواهد بود و LED روشن می شود.
دکمه را می بندیم. یک "1" منطقی در ورودی ریزمدار ظاهر می شود و بنابراین، خروجی "0" خواهد بود، LED خاموش می شود. اما هنگامی که دکمه بسته می شود، خازن C1 فوراً تخلیه می شود. و این بدان معنی است که پس از رها کردن دکمه در خازن، فرآیند شارژ شروع می شود و در حالی که ادامه دارد، از آن عبور می کند. برقحفظ سطح منطقی "1" در ورودی ریزمدار. یعنی معلوم می شود تا زمانی که خازن C1 شارژ نشود LED روشن نمی شود. زمان شارژ خازن را می توان با انتخاب ظرفیت خازن یا با تغییر مقاومت مقاومت R1 تغییر داد.
طرح دو
در نگاه اول تقریباً مشابه قبلی است، اما دکمه با خازن تنظیم زمان کمی متفاوت روشن می شود. و همچنین کمی متفاوت عمل خواهد کرد - در حالت آماده به کار، LED روشن نمی شود، هنگامی که دکمه بسته می شود، LED بلافاصله روشن می شود و با تاخیر خاموش می شود.
فلاشر ساده
اگر ریز مدار را همانطور که در شکل نشان داده شده است روشن کنید، یک مولد پالس نور دریافت خواهیم کرد. در واقع این ساده ترین مولتی ویبراتور است که اصل آن در این صفحه به تفصیل شرح داده شده است.
فرکانس پالس توسط مقاومت R1 (حتی می توانید یک متغیر تنظیم کنید) و خازن C1 تنظیم می شود.
فلاشر کنترل شده
بیایید مدار فلاشر را کمی تغییر دهیم (که در شکل 6 بالاتر بود) با معرفی مداری از رله زمان که قبلاً برای ما آشنا بود - دکمه S1 و خازن C2.
آنچه به دست می آوریم: وقتی دکمه S1 بسته می شود، ورودی عنصر D1.1 یک "0" منطقی خواهد بود. این یک عنصر 2I-NOT است و بنابراین مهم نیست که در ورودی دوم چه اتفاقی می افتد - خروجی در هر صورت "1" خواهد بود.
همین "1" به ورودی عنصر دوم (که D1.2 است) می رود و بنابراین، "0" منطقی به طور محکم در خروجی این عنصر قرار می گیرد. و اگر چنین است، LED روشن می شود و دائما می سوزد.
به محض رها کردن دکمه S1، شارژ خازن C2 شروع می شود. در طول زمان شارژ، جریان از طریق آن جریان می یابد در حالی که سطح منطقی "0" را در پایه 2 ریز مدار نگه می دارد. به محض شارژ شدن خازن، جریان عبوری از آن متوقف می شود، مولتی ویبراتور در حالت عادی خود شروع به کار می کند - LED چشمک می زند.
در نمودار زیر نیز همین زنجیر معرفی شده است، اما به شکل دیگری روشن می شود: با فشار دادن دکمه، LED شروع به چشمک زدن می کند و پس از مدتی دائما روشن می شود.
جیغ ساده
هیچ چیز غیرعادی خاصی در این مدار وجود ندارد: همه ما می دانیم که اگر یک بلندگو یا گوشی به خروجی مولتی ویبراتور متصل شود، شروع به تولید صداهای متناوب می کند. در فرکانس های پایین فقط یک "تیک" و در فرکانس های بالاتر صدای جیر جیر خواهد بود.
برای آزمایش، طرح نشان داده شده در زیر مورد توجه بیشتری است:
در اینجا دوباره، رله زمان آشنا برای ما - دکمه S1 را می بندیم، آن را باز می کنیم و پس از مدتی دستگاه شروع به بوق زدن می کند.
بر اساس ریزمدار K561LA7، امکان مونتاژ ژنراتوری وجود دارد که می تواند در عمل برای تولید پالس برای هر سیستم یا پالس استفاده شود، پس از تقویت از طریق ترانزیستورها یا تریستورها، می توان دستگاه های روشنایی (LED، لامپ) را کنترل کرد. در نتیجه روی این تراشه امکان مونتاژ گلدسته یا چراغ های روشنایی وجود دارد. در ادامه مقاله، یک نمودار شماتیک از اتصال ریزمدار K561LA7، یک برد مدار چاپی با محل عناصر رادیویی روی آن و شرح مونتاژ را خواهید دید.
اصل عملکرد گلدسته روی تراشه KA561 LA7
ریزمدار شروع به تولید پالس در اولین عنصر از 4 عنصر 2I-NOT می کند. مدت زمان پالس درخشش LED به مقدار خازن C1 برای عنصر اول و به ترتیب C2 و C3 برای عنصر دوم و سوم بستگی دارد. ترانزیستورها در واقع کلیدهای کنترل شده هستند، هنگامی که یک ولتاژ کنترل از عناصر ریز مدار به پایه اعمال می شود، باز می شود، جریان الکتریکی را از منبع تغذیه عبور می دهد و زنجیره های LED را تغذیه می کند.
برق از یک منبع تغذیه 9 ولت با جریان نامی حداقل 100 میلی آمپر تامین می شود. با نصب مناسب، مدار الکتریکی نیازی به پیکربندی ندارد و بلافاصله عملیاتی می شود.
تعیین عناصر رادیویی در یک حلقه گل و نام آنها طبق نمودار بالا
R1، R2، R3 3 mΩ - 3 عدد؛
R4، R5، R6 75-82 اهم - 3 عدد؛
C1، C2، C3 0.1 میکروفاراد - 3 عدد؛
НL1-HL9 LED AL307 - 9 عدد.
تراشه D1 K561LA7 - 1 عدد؛
تابلو مسیرهای اچینگ، ابعاد تکستولیت و محل عناصر رادیویی را در حین لحیم کاری نشان می دهد. برای اچ کردن تخته می توان از تخته ای با روکش مسی یک طرفه استفاده کرد. در این حالت، هر 9 LED روی تخته نصب می شود، اگر LED ها به صورت زنجیره ای - یک حلقه گل مونتاژ شوند و روی تخته نصب نشوند، می توان ابعاد آن را کاهش داد.
مشخصات فنی تراشه K561LA7:
ولتاژ تغذیه 3-15 ولت؛
- 4 عناصر منطقی 2- نه.
شکل 2 نموداری از یک رله زمان ساده با نشانگر روی LED ها را نشان می دهد.شمارش معکوس در لحظه روشن شدن برق توسط کلید S1 شروع می شود. در همان ابتدا خازن C1 تخلیه می شود و ولتاژ دو طرف آن کم است (مثل یک صفر منطقی). بنابراین خروجی D1.1 یک و خروجی D1.2 صفر خواهد بود. LED HL2 روشن می شود و LED HL1 روشن نمی شود. این تا زمانی ادامه می یابد که C1 از طریق مقاومت های R3 و R5 به ولتاژی که عنصر D1.1 آن را یک واحد منطقی می داند شارژ شود.در این لحظه، صفر در خروجی D1.1 و یک در خروجی D1.2 ظاهر می شود.
دکمه S2 برای راه اندازی مجدد رله زمان عمل می کند (وقتی آن را فشار می دهید، C1 را می بندد و آن را تخلیه می کند و وقتی آن را رها می کنید، C1 دوباره شروع به شارژ می کند). بنابراین شمارش معکوس از لحظه روشن شدن برق یا از لحظه فشار دادن و رها شدن دکمه S2 شروع می شود. LED HL2 نشان می دهد که شمارش معکوس در حال انجام است و LED HL1 نشان می دهد که شمارش معکوس کامل شده است. و زمان خود را می توان تنظیم کرد مقاومت متغیر R3.
می توانید یک خودکار با یک اشاره گر و یک مقیاس روی شفت مقاومت R3 قرار دهید که می توانید با اندازه گیری آنها با کرونومتر مقادیر زمان را امضا کنید. با مقاومت های مقاومت های R3 و R4 و ظرفیت خازن C1 مانند نمودار، می توانید سرعت شاتر را از چند ثانیه تا یک دقیقه و کمی بیشتر تنظیم کنید.
مدار در شکل 2 فقط از دو عنصر آی سی استفاده می کند، اما دو عنصر دیگر دارد. با استفاده از آنها می توانید آن را طوری بسازید که رله زمان در پایان نوردهی سیگنال صوتی بدهد.
در شکل 3، نمودار یک رله زمان با صدا. یک مولتی ویبراتور روی عناصر D1 3 و D1.4 ساخته شده است که پالس هایی با فرکانس حدود 1000 هرتز تولید می کند. این فرکانس به مقاومت R5 و خازن C2 بستگی دارد. یک "تویتر" پیزوالکتریک بین ورودی و خروجی عنصر D1.4، به عنوان مثال، از ساعت الکترونیکییا گوشی، مولتی متر. وقتی مولتی ویبراتور کار می کند، بوق می دهد.
می توانید مولتی ویبراتور را با تغییر سطح منطقی در پایه 12 D1.4 کنترل کنید. وقتی صفر اینجاست، مولتی ویبراتور کار نمی کند و "توئیتر" B1 بی صدا است. وقتی واحد. - بوق B1 این خروجی (12) به خروجی المنت D1.2 متصل می شود. بنابراین، "بیپر" هنگامی که HL2 خاموش می شود، بوق می زند، یعنی زنگ صدا بلافاصله پس از اینکه رله زمانی بازه زمانی را مشخص کرد، روشن می شود.
اگر به جای آن یک "تویتر" پیزوالکتریک ندارید، می توانید به عنوان مثال، یک میکرو بلندگو را از یک گیرنده یا هدفون قدیمی بگیرید. مجموعه تلفن. اما باید از طریق آن وصل شود تقویت کننده ترانزیستوری(شکل 4)، در غیر این صورت می توانید تراشه را خراب کنید.
با این حال، اگر به نشانگر LED نیاز نداشته باشیم، می‌توانیم دوباره تنها با دو عنصر کنار بیاییم. در شکل 5، نمودار یک رله زمانی، که در آن فقط یک زنگ صوتی وجود دارد. در حالی که خازن C1 تخلیه می شود، مولتی ویبراتور با یک صفر منطقی مسدود می شود و "توئیتر" بی صدا است. و به محض اینکه C1 به ولتاژ یک واحد منطقی شارژ شود، مولتی ویبراتور کار می کند و B1 بوق می دهد. سیگنال های صوتی. علاوه بر این، تن صدا و فرکانس وقفه قابل تنظیم است. می توان از آن برای مثال به عنوان یک آژیر کوچک یا زنگ خانه استفاده کرد.
یک مولتی ویبراتور روی عناصر D1 3 و D1.4 ساخته شده است. پالس های فرکانس صوتی را تولید می کند که از طریق تقویت کننده روی ترانزیستور VT5 به بلندگو B1 تغذیه می شود. تن صدا به فرکانس این پالس ها بستگی دارد و فرکانس آنها را می توان توسط یک مقاومت متغیر R4 تنظیم کرد.
برای قطع صدا، مولتی ویبراتور دوم روی عناصر D1.1 و D1.2 استفاده می شود. پالس هایی با فرکانس بسیار کمتر تولید می کند. این پالس ها به پین 12 D1 3 فرستاده می شوند. وقتی مولتی ویبراتور منطقی صفر D1.3-D1.4 در اینجا خاموش می شود، بلندگو ساکت است و وقتی یک است، صدایی شنیده می شود. بنابراین، یک صدای متناوب به دست می آید که آهنگ آن توسط مقاومت R4 و فرکانس وقفه توسط R2 قابل تنظیم است. حجم صدا تا حد زیادی به بلندگو بستگی دارد. و بلندگو می تواند تقریباً هر چیزی باشد (به عنوان مثال، یک بلندگو از یک گیرنده رادیویی، یک دستگاه تلفن، یک ایستگاه رادیویی یا حتی سیستم صوتیاز مرکز موسیقی).
بر اساس این آژیر، می توانید یک دزدگیر بسازید که هر بار که شخصی در اتاق شما را باز می کند روشن می شود (شکل 7).
وسیله ای برای ایجاد جلوه نورهایی که از مرکز تا لبه های خورشید می گذرد. تعداد LED - 18 عدد. Upit.= 3...12V.
برای تنظیم فرکانس سوسو، مقادیر مقاومت های R1، R2، R3 یا خازن های C1، C2، C3 را تغییر دهید. به عنوان مثال، دو برابر کردن R1، R2، R3 (20k) فرکانس را به نصف کاهش می دهد. هنگام تعویض خازن های C1، C2، C3، ظرفیت خازن را افزایش دهید (22uF). جایگزینی K561LA7 با K561LE5 یا با آنالوگ خارجی کامل CD4011 امکان پذیر است. مقادیر مقاومت های R7، R8، R9 به ولتاژ تغذیه و LED های مورد استفاده بستگی دارد. با مقاومت 51 اهم و ولتاژ تغذیه 9 ولت، جریان عبوری از LED ها کمی کمتر از 20 میلی آمپر خواهد بود. اگر به یک دستگاه اقتصادی نیاز دارید و از LED های روشن در جریان کم استفاده می کنید، می توان مقاومت مقاومت ها را به میزان قابل توجهی افزایش داد (تا 200 اهم و حتی بیشتر).
حتی بهتر است، با منبع تغذیه 9 ولت، از اتصال سریال LED استفاده کنید:
در زیر تصاویر آمده است بردهای مدار چاپیدو گزینه: خورشید و آسیاب بادی:
|
|
|
| همچنین اغلب با این طرح مشاهده می شود: |
طرح های چهار را در نظر بگیرید وسایل برقیبر روی تراشه K561LA7 (K176LA7) ساخته شده است. مداراولین ابزار در شکل 1 نشان داده شده است. این یک لامپ چشمک زن است. ریز مدار پالس هایی تولید می کند که به پایه ترانزیستور VT1 می رسد و در آن لحظاتی که یک ولتاژ سطح منطقی واحد به پایه آن (از طریق مقاومت R2) وارد می شود، لامپ رشته ای را باز کرده و روشن می کند و در آن لحظاتی که ولتاژ در پایه 11 ریز مدار برابر با صفر است لامپ خاموش می شود.
نموداری که ولتاژ پایه 11 ریز مدار را نشان می دهد در شکل 1A نشان داده شده است.
شکل 1A
ریز مدار شامل چهار عنصر منطقی "2I-NOT" است که ورودی های آنها به هم متصل هستند. نتیجه چهار اینورتر ("NOT") است. در دو D1.1 و D1.2 اول، یک مولتی ویبراتور مونتاژ شده است که پالس هایی تولید می کند (در پایه 4)، شکل آن در شکل 1A نشان داده شده است. فرکانس این پالس ها به پارامترهای مدار متشکل از خازن C1 و مقاومت R1 بستگی دارد.تقریبا (بدون در نظر گرفتن پارامترهای ریزمدار)، این فرکانس را می توان با استفاده از فرمول F \u003d 1 / (CxR) محاسبه کرد.
عملکرد چنین مولتی ویبراتور را می توان به شرح زیر توضیح داد: هنگامی که خروجی D1.1 یک است، خروجی D1.2 صفر است، این منجر به این واقعیت می شود که خازن C1 از طریق R1 شروع به شارژ می کند و ورودی عنصر D1 .1 ولتاژ را در C1 نظارت می کند. و به محض اینکه این ولتاژ به سطح یک واحد منطقی رسید، مدار، همانطور که بود، می چرخد، اکنون خروجی D1.1 صفر و خروجی D1.2 یک خواهد بود.
اکنون خازن از طریق مقاومت شروع به تخلیه می کند و ورودی D1.1 این فرآیند را کنترل می کند و به محض اینکه ولتاژ دو طرف آن برابر با صفر منطقی شود، مدار دوباره برمی گردد. در نتیجه، سطح در خروجی D1.2 پالس خواهد بود، و در خروجی D1.1 نیز پالس وجود دارد، اما پالس های ضد فاز در خروجی D1.2 (شکل 1A).
روی عناصر D1.3 و D1.4 یک تقویت کننده قدرت ساخته شده است که در اصل بدون آن می توانید بدون آن کار کنید.
در این طرح، می توانید از قطعاتی از فرقه های مختلف استفاده کنید، حدودی که پارامترهای قطعات باید در آن قرار بگیرند، روی نمودار مشخص شده است. به عنوان مثال، R1 می تواند مقاومتی از 470 کیلو اهم تا 910 کیلو اهم داشته باشد، خازن C1 می تواند ظرفیت خازنی از 0.22 میکروفاراد تا 1.5 میکروفاراد داشته باشد، مقاومت R2 - از 2 کیلو اهم تا 3 کیلو اهم، رتبه بندی قطعات به همین ترتیب در موارد دیگر امضا می شود. مدارها
شکل 1B
لامپ رشته ای - از چراغ قوهو باتری 4.5 ولت یا "Krona" با ولتاژ 9 ولت خالی است، اما بهتر است دو عدد تخت را به صورت سری به هم متصل کنید. پین اوت (pinout) ترانزیستور KT815 در شکل 1B نشان داده شده است.
دستگاه دوم یک رله زمان است، یک تایمر با سیگنال صوتی پایان دوره زمانی تنظیم شده (شکل 2). این بر اساس یک مولتی ویبراتور است که فرکانس آن در مقایسه با طراحی قبلی با کاهش ظرفیت خازن بسیار افزایش می یابد. مولتی ویبراتور روی عناصر D1.2 و D1.3 ساخته شده است. مقاومت R2 را مانند R1 در مدار در شکل 1 در نظر بگیرید، و خازن (در این مورد C2) ظرفیت بسیار کمتری دارد، در محدوده 1500-3300 pF.
در نتیجه، پالس های خروجی چنین مولتی ویبراتور (پین 4) دارند فرکانس صوتی. این پالس ها به یک تقویت کننده مونتاژ شده بر روی عنصر D1.4 و به یک فرستنده صدای پیزوالکتریک تغذیه می شوند که وقتی مولتی ویبراتور در حال کار است، صدایی با صدای بالا یا متوسط تولید می کند. پخش کننده صدا یک زنگ پیزوسرامیکی است، به عنوان مثال، از زنگ یک گوشی. اگر دارای سه خروجی است، باید هر دو تای آنها را لحیم کنید، و سپس به صورت تجربی دو تا از این سه خروجی را انتخاب کنید، که هنگام اتصال، حجم صدا حداکثر است.
شکل 2
مولتی ویبراتور فقط زمانی کار می کند که یک واحد روی پایه 2 D1.2 وجود داشته باشد، اگر صفر باشد، مولتی ویبراتور تولید نمی کند. این اتفاق می افتد زیرا عنصر D1.2 یک عنصر "2I-NOT" است، که همانطور که می دانید، تفاوت آن در این است که اگر صفر به یک ورودی آن اعمال شود، خروجی آن یک خواهد بود، صرف نظر از اینکه در ورودی دوم آن چه اتفاقی می افتد. .