Jednoduché rádiové obvody pre začiatočníkov
V tomto článku sa pozrieme na niekoľko jednoduchých elektronické zariadenia založené na logických obvodoch K561LA7 a K176LA7. V zásade sú tieto mikroobvody takmer rovnaké a majú rovnaký účel. Napriek miernym rozdielom v niektorých parametroch sú prakticky zameniteľné.
Stručne o čipe K561LA7
Mikroobvody K561LA7 a K176LA7 sú štyri prvky 2I-NOT. Konštrukčne sú vyrobené v čiernom plastovom puzdre so 14 kolíkmi. Prvý výstup mikroobvodu je označený ako štítok (takzvaný kľúč) na puzdre. Môže to byť buď bodka alebo zárez. Vzhľad mikročipy a pinout sú znázornené na obrázkoch.
Napájanie mikroobvodov je 9 voltov, na výstupy je privedené napájacie napätie: výstup 7 je "spoločný", výstup 14 je "+".
Pri montáži mikroobvodov je potrebné dávať pozor na pinout - náhodná inštalácia mikroobvodu "zvnútra von" ho deaktivuje. Je žiaduce spájkovať čipy pomocou spájkovačky s výkonom nie väčším ako 25 wattov.
Pripomeňme, že tieto mikroobvody sa nazývali "logické", pretože majú iba dva stavy - buď "logickú nulu" alebo "logickú jednotku". Navyše na úrovni "jedna" znamená napätie blízke napájaciemu napätiu. V dôsledku toho so znížením napájacieho napätia samotného mikroobvodu bude úroveň „logickej jednotky“ nižšia.
Urobme malý experiment (obrázok 3)
Najprv premeňme prvok čipu 2I-NOT na NIE jednoduchým pripojením vstupov na tento účel. Na výstup mikroobvodu pripojíme LED a na vstup privedieme napätie cez premenlivý odpor, pričom budeme napätie ovládať. Aby sa LED rozsvietila, je potrebné získať napätie rovnajúce sa logickej "1" na výstupe mikroobvodu (toto je kolík 3). Napätie môžete ovládať pomocou akéhokoľvek multimetra jeho zaradením do režimu merania jednosmerného napätia (v schéme je to PA1).
Poďme sa však trochu pohrať s napájaním - najskôr pripojíme jednu 4,5 V batériu. Keďže mikroobvod je invertor, preto, aby sa na výstupe mikroobvodu dostala "1", je potrebné naopak použiť logická "0" na vstup mikroobvodu. Náš experiment preto začneme s logickou „1“ – to znamená, že posúvač odporu by mal byť v hornej polohe. Otáčaním posúvača s premenlivým odporom počkajte, kým sa rozsvieti LED. Napätie na motore s premenlivým odporom, a teda na vstupe mikroobvodu, bude asi 2,5 voltu.
Ak pripojíme druhú batériu, potom už dostaneme 9 Voltov a v tomto prípade sa naša LED rozsvieti pri vstupnom napätí asi 4 Volty.
Tu je mimochodom potrebné trochu objasniť.: je celkom možné, že vo vašom experimente môžu byť iné výsledky, ktoré sa líšia od vyššie uvedených. Na tom nie je nič prekvapujúce: v prvých dvoch neexistujú úplne identické mikroobvody a ich parametre sa budú v každom prípade líšiť a po druhé, logický mikroobvod dokáže rozpoznať akékoľvek zníženie vstupného signálu ako logickú „0“ a v našom V tomto prípade sme znížili vstupné napätie na dvakrát a po tretie tento experiment snažíme sa, aby to fungovalo digitálny mikroobvod v analógovom režime (to znamená, že riadiaci signál s nami hladko prechádza) a mikroobvod zase funguje tak, ako má - keď sa dosiahne určitá prahová hodnota, okamžite prevráti logický stav. Ale koniec koncov, tento prah sa môže líšiť pre rôzne mikroobvody.
Účel nášho experimentu bol však jednoduchý – potrebovali sme dokázať, že logické úrovne priamo závisia od napájacieho napätia.
Ďalšie upozornenie: je to možné iba s mikroobvodmi CMOS, ktoré nie sú veľmi dôležité pre napájacie napätie. S mikroobvodmi série TTL sú veci iné - ich sila zohráva obrovskú úlohu a počas prevádzky je povolená odchýlka nie väčšia ako 5%
Krátke zoznámenie sa skončilo, prejdime k praxi ...
Jednoduché časové relé
Schéma zariadenia je znázornená na obrázku 4. Prvok mikroobvodu je tu zapnutý rovnakým spôsobom ako vo vyššie uvedenom experimente: vstupy sú zatvorené. Kým je tlačidlo S1 otvorené, kondenzátor C1 je v nabitom stave a nepreteká ním žiadny prúd. Vstup mikroobvodu je však tiež pripojený k "spoločnému" vodiču (cez odpor R1) a preto bude na vstupe mikroobvodu prítomná logická "0". Keďže prvok mikroobvodu je invertor, znamená to, že výstup mikroobvodu bude logická „1“ a LED bude svietiť.
Zatvoríme tlačidlo. Na vstupe mikroobvodu sa objaví logická "1", a preto výstup bude "0", LED zhasne. Ale keď je tlačidlo zatvorené, kondenzátor C1 sa okamžite vybije. A to znamená, že potom, čo uvoľníme tlačidlo na kondenzátore, proces nabíjania sa začne a zatiaľ čo pokračuje, preteká ním elektriny udržiavanie úrovne logickej "1" na vstupe mikroobvodu. To znamená, že sa ukáže, že LED sa nerozsvieti, kým sa kondenzátor C1 nenabije. Dobu nabíjania kondenzátora je možné zmeniť výberom kapacity kondenzátora alebo zmenou odporu odporu R1.
Schéma dva
Na prvý pohľad takmer rovnaký ako ten predchádzajúci, no tlačidlo s kondenzátorom na nastavenie času je zapnuté trochu inak. A bude to fungovať aj trochu inak – v pohotovostnom režime LED nesvieti, po zatvorení tlačidla sa LED rozsvieti okamžite, zhasne s oneskorením.
Jednoduchý blikač
Ak zapnete mikroobvod, ako je znázornené na obrázku, získame generátor svetelných impulzov. V skutočnosti ide o najjednoduchší multivibrátor, ktorého princíp bol podrobne opísaný na tejto stránke.
Frekvencia impulzov je regulovaná odporom R1 (môžete dokonca nastaviť premennú) a kondenzátorom C1.
Ovládaný blikač
Trochu zmeňme obvod blikača (ktorý bol na obrázku 6 vyššie) tým, že do neho vložíme obvod z nám už známeho časového relé - tlačidlo S1 a kondenzátor C2.
Čo dostaneme: keď je tlačidlo S1 zatvorené, vstup prvku D1.1 bude logická "0". Toto je prvok 2I-NOT, a preto nezáleží na tom, čo sa stane na druhom vstupe - výstup bude v každom prípade "1".
Tá istá "1" pôjde na vstup druhého prvku (čo je D1.2), a preto bude logická "0" pevne sedieť na výstupe tohto prvku. A ak áno, LED sa rozsvieti a bude neustále horieť.
Hneď ako uvoľníme tlačidlo S1, začne sa nabíjanie kondenzátora C2. Počas doby nabíjania ním bude pretekať prúd, pričom sa na kolíku 2 mikroobvodu bude udržiavať logická úroveň "0". Akonáhle je kondenzátor nabitý, prúd cez neho sa zastaví, multivibrátor začne pracovať vo svojom normálnom režime - LED bude blikať.
V nasledujúcom diagrame je tiež predstavený rovnaký reťazec, ale je zapnutý iným spôsobom: po stlačení tlačidla LED začne blikať a po určitom čase sa rozsvieti natrvalo.
Jednoduché pískanie
V tomto obvode nie je nič zvláštne: všetci vieme, že ak je k výstupu multivibrátora pripojený reproduktor alebo slúchadlo, začne vydávať prerušované zvuky. Na nízkych frekvenciách to bude len „ťukanie“ a na vyšších frekvenciách to bude škrípanie.
Pre experiment je zaujímavejšia schéma uvedená nižšie:
Tu je opäť nám známe časové relé - zatvoríme tlačidlo S1, otvoríme a po chvíli začne prístroj pípať.
Na báze mikroobvodu K561LA7 je možné zostaviť prakticky použiteľný generátor na generovanie impulzov pre ľubovoľné systémy alebo impulzy, po zosilnení cez tranzistory alebo tyristory, dokáže ovládať osvetľovacie zariadenia (LED, svietidlá). Výsledkom je, že na tento čip je možné zostaviť girlandu alebo bežiace svetlá. Ďalej v článku nájdete schému zapojenia mikroobvodu K561LA7, dosku plošných spojov s umiestnením rádiových prvkov na nej a popis zostavy.
Princíp fungovania girlandy na čipe KA561 LA7
Mikroobvod začne generovať impulzy v prvom zo 4 prvkov 2I-NOT. Trvanie impulzu žeravenia LED závisí od hodnoty kondenzátora C1 pre prvý prvok a C2 a C3 pre druhý a tretí prvok. Tranzistory sú vlastne riadené "kľúče", keď sa riadiace napätie privedie z prvkov mikroobvodu na základňu, keď sa otvorí, prechádzajú elektrickým prúdom zo zdroja energie a napájajú reťazce LED.
Napájanie je dodávané z 9 V napájacieho zdroja s menovitým prúdom minimálne 100 mA. Pri správnej inštalácii nie je potrebné konfigurovať elektrický obvod a je okamžite funkčný.
Označenie rádiových prvkov v girlande a ich označenie podľa vyššie uvedenej schémy
R1, R2, R3 3 mΩ - 3 ks;
R4, R5, R6 75-82 Ohm - 3 ks;
C1, C2, C3 0,1 mikrofarad - 3 ks;
НL1-HL9 LED AL307 - 9 ks;
D1 čip K561LA7 - 1 ks;
Na tabuli sú zobrazené dráhy pre leptanie, rozmery textolitu a umiestnenie rádiových prvkov pri spájkovaní. Na leptanie dosky je možné použiť dosku s jednostranným medeným povlakom. V tomto prípade je na doske nainštalovaných všetkých 9 LED, ak sú LED diódy zostavené do reťaze - girlandy a nie sú namontované na doske, potom je možné zmenšiť jej rozmery.
Technické vlastnosti čipu K561LA7:
Napájacie napätie 3-15 V;
- 4 logické prvky 2-NIE.
Na obrázku 2 je schéma jednoduchého časového relé s indikáciou LED diódami Odpočítavanie začína v momente zapnutia napájania spínačom S1. Na samom začiatku je kondenzátor C1 vybitý a napätie na ňom je malé (ako logická nula). Preto výstup D1.1 bude jedna a výstup D1.2 bude nula. LED HL2 sa rozsvieti a LED HL1 sa nerozsvieti. Toto bude pokračovať, kým sa C1 nenabije cez odpory R3 a R5 na napätie, ktoré prvok D1.1 chápe ako logickú jednotku.V tomto momente sa na výstupe D1.1 objaví nula a na výstupe D1.2 jedna.
Tlačidlo S2 slúži na reštart časového relé (po jeho stlačení sa zopne a vybije C1 a po uvoľnení sa C1 opäť začne nabíjať). Odpočítavanie teda začína od okamihu zapnutia napájania alebo od okamihu stlačenia a uvoľnenia tlačidla S2. LED HL2 indikuje, že odpočítavanie prebieha a LED HL1 indikuje, že odpočítavanie je dokončené. A dá sa nastaviť aj samotný čas premenlivý odpor R3.
Na hriadeľ rezistora R3 môžete umiestniť pero s ukazovateľom a stupnicou, na ktorej môžete podpísať časové hodnoty meraním stopkami. Pomocou odporov rezistorov R3 a R4 a kapacity C1 podľa schémy môžete nastaviť rýchlosť uzávierky od niekoľkých sekúnd do minúty a trochu viac.
Obvod na obrázku 2 používa iba dva prvky integrovaného obvodu, ale má dva ďalšie. Pomocou nich to môžete urobiť tak, že časové relé na konci expozície vydá zvukový signál.
Na obrázku 3 je schéma časového relé so zvukom. Na prvkoch D1 3 a D1.4 je vyrobený multivibrátor, ktorý generuje impulzy s frekvenciou asi 1000 Hz. Táto frekvencia závisí od odporu R5 a kondenzátora C2. Medzi vstup a výstup prvku D1.4 je zapojený piezoelektrický „výškový reproduktor“ napr. elektronické hodiny alebo slúchadlo, multimeter. Keď multivibrátor beží, zapípa.
Multivibrátor môžete ovládať zmenou logickej úrovne na pine 12 D1.4. Keď je tu nula, multivibrátor nefunguje a „výškový reproduktor“ B1 je tichý. Keď jednotka. - B1 pípne. Tento výstup (12) je spojený s výstupom prvku D1.2. Preto pri zhasnutí HL2 zapípa „pípač“, to znamená, že zvukový alarm sa zapne ihneď po tom, ako časové relé odpracuje časový interval.
Ak namiesto neho nemáte piezoelektrický „výškový reproduktor“, môžete si vziať napríklad mikroreproduktor zo starého prijímača alebo slúchadiel, telefónny prístroj. Ale musí byť pripojený cez tranzistorový zosilňovač(obr. 4), inak môžete čip zničiť.
Ak však nepotrebujeme LED indikáciu, vystačíme si opäť len s dvomi prvkami. Na obrázku 5 je schéma časového relé, v ktorom je iba zvukový alarm. Kým je kondenzátor C1 vybitý, multivibrátor je blokovaný logickou nulou a „tweeter“ je tichý. Akonáhle sa C1 nabije na napätie logickej jednotky, multivibrátor bude fungovať a B1 zapípa. zvukové signály. Navyše je možné nastaviť tón zvuku a frekvenciu prerušenia, možno ho použiť napríklad ako malú sirénu alebo domový zvonček
Na prvkoch D1 3 a D1.4 je vyrobený multivibrátor. generovanie impulzov zvukovej frekvencie, ktoré sú privádzané cez zosilňovač na tranzistore VT5 do reproduktora B1. Tón zvuku závisí od frekvencie týchto impulzov a ich frekvenciu je možné nastaviť premenlivým odporom R4.
Na prerušenie zvuku je použitý druhý multivibrátor na prvkoch D1.1 a D1.2. Vytvára impulzy s oveľa nižšou frekvenciou. Tieto impulzy sa posielajú na pin 12 D1 3. Keď je tu vypnutý multivibrátor logickej nuly D1.3-D1.4, reproduktor je tichý a keď je jeden, je počuť zvuk. Takto sa získa prerušovaný zvuk, ktorého tón je možné nastaviť pomocou odporu R4 a frekvenciu prerušenia pomocou R2. Hlasitosť zvuku do značnej miery závisí od reproduktora. Reproduktorom môže byť takmer čokoľvek (napríklad reproduktor z rozhlasového prijímača, telefónny prístroj, rozhlasová stanica alebo dokonca akustický systém z hudobného centra).
Na základe tejto sirény si viete vyrobiť alarm proti vlámaniu, ktorý sa zapne vždy, keď niekto otvorí dvere do vašej izby (obr. 7).
Zariadenie na vytváranie efektu svetiel smerujúcich od stredu k okrajom slnka. Počet LED - 18 ks. Napätie = 3...12V.
Ak chcete nastaviť frekvenciu blikania, zmeňte hodnoty rezistorov R1, R2, R3 alebo kondenzátorov C1, C2, C3. Napríklad zdvojnásobenie R1, R2, R3 (20k) zníži frekvenciu na polovicu. Pri výmene kondenzátorov C1, C2, C3 zvýšte kapacitu (22uF). K561LA7 je možné nahradiť K561LE5 alebo kompletným zahraničným analógom CD4011. Hodnoty rezistorov R7, R8, R9 závisia od napájacieho napätia a od použitých LED diód. Pri odpore 51 ohmov a napájacom napätí 9V bude prúd cez LED o niečo menší ako 20mA. Ak potrebujete ekonomické zariadenie a používate jasné LED diódy pri nízkom prúde, potom je možné výrazne zvýšiť odpor rezistorov (až 200 ohmov a ešte viac).
Ešte lepšie je pri napájaní 9V použiť sériové pripojenie LED:
Nižšie sú uvedené obrázky dosky plošných spojov dve možnosti: slnko a veterný mlyn:
|
|
|
| Tiež často zobrazené s touto schémou: |
Zvážte schémy štyroch elektronické spotrebiče postavené na čipe K561LA7 (K176LA7). schému zapojenia Prvý prístroj je znázornený na obrázku 1. Toto je blikajúce svetlo. Mikroobvod generuje impulzy, ktoré prichádzajú na základňu tranzistora VT1 a v tých okamihoch, keď je na jeho základňu privádzané jedno logické napätie (cez odpor R2), sa otvára a zapína žiarovka a v tých okamihoch, keď napätie na kolíku 11 mikroobvodu sa rovná nule lampa zhasne.
Graf znázorňujúci napätie na kolíku 11 mikroobvodu je znázornený na obrázku 1A.
Obr.1A
Mikroobvod obsahuje štyri logické prvky "2I-NOT", ktorých vstupy sú navzájom spojené. Výsledkom sú štyri meniče („NIE“. Na prvých dvoch D1.1 a D1.2 je zostavený multivibrátor, ktorý generuje impulzy (na kolíku 4), ktorých tvar je znázornený na obrázku 1A. Frekvencia týchto impulzov závisí od parametrov obvodu pozostávajúceho z kondenzátora C1 a odporu R1.Približne (bez zohľadnenia parametrov mikroobvodu) možno túto frekvenciu vypočítať pomocou vzorca F \u003d 1 / (CxR).
Činnosť takéhoto multivibrátora možno vysvetliť takto: keď je výstup D1.1 jedna, výstup D1.2 je nula, vedie to k tomu, že kondenzátor C1 sa začne nabíjať cez R1 a vstup prvku D1 .1 monitoruje napätie na C1. A akonáhle toto napätie dosiahne úroveň logickej jednotky, obvod sa ako keby prevrátil, teraz bude výstup D1.1 nula a výstup D1.2 bude jedna.
Teraz sa kondenzátor začne vybíjať cez odpor a vstup D1.1 bude tento proces monitorovať a akonáhle sa napätie na ňom rovná logickej nule, obvod sa znova prevráti. Výsledkom je, že úroveň na výstupe D1.2 budú impulzy a na výstupe D1.1 budú tiež impulzy, ale protifázové impulzy na výstupe D1.2 (obrázok 1A).
Na prvkoch D1.3 a D1.4 je vyrobený výkonový zosilňovač, bez ktorého sa v zásade zaobídete.
V tejto schéme môžete použiť diely rôznych nominálnych hodnôt, pričom limity, do ktorých by sa mali parametre dielov zmestiť, sú vyznačené na diagrame. Napríklad R1 môže mať odpor od 470 kOhm do 910 kOhm, kondenzátor C1 môže mať kapacitu od 0,22 mikrofaradu do 1,5 mikrofaradu, rezistor R2 - od 2 kiloohmov do 3 kiloohmov, hodnoty súčiastok sú podpísané rovnakým spôsobom na iných obvodov.
Obr. 1B
Žiarovka - od baterka, a batéria je buď vybitá pri 4,5V alebo "Krona" pri 9V, ale je lepšie, ak vezmete dve "ploché" zapojené do série. Pinout (pinout) tranzistora KT815 je znázornený na obrázku 1B.
Druhým zariadením je časové relé, časovač so zvukovou signalizáciou konca nastaveného časového úseku (obrázok 2). Je založený na multivibrátore, ktorého frekvencia je v porovnaní s predchádzajúcou konštrukciou výrazne zvýšená znížením kapacity kondenzátora. Multivibrátor je vyrobený na prvkoch D1.2 a D1.3. Vezmite rezistor R2 rovnaký ako R1 v obvode na obrázku 1 a kondenzátor (v tomto prípade C2) má oveľa nižšiu kapacitu, v rozsahu 1500-3300 pF.
Výsledkom je, že impulzy na výstupe takéhoto multivibrátora (pin 4) majú frekvencia zvuku. Tieto impulzy sa privádzajú do zosilňovača namontovaného na prvku D1.4 a do piezoelektrického žiariča zvuku, ktorý pri prevádzke multivibrátora vytvára zvuk s vysokým alebo stredným tónom. Vysielačom zvuku je piezokeramický bzučiak, napríklad zo zvonenia slúchadla. Ak má tri výstupy, musíte prispájkovať ľubovoľné dva z nich a potom empiricky vybrať dva z troch, pri ktorých je hlasitosť zvuku maximálna.
Obr.2
Multivibrátor funguje iba vtedy, keď je jednotka na kolíku 2 D1.2, ak je nula, multivibrátor negeneruje. Stáva sa to preto, že prvok D1.2 je prvok „2I-NOT“, ktorý sa, ako viete, líši v tom, že ak sa na jeho jeden vstup použije nula, potom jeho výstup bude jedna, bez ohľadu na to, čo sa stane na jeho druhom vstupe. .