რადიო ღილაკების ელექტრონული გადაკეტვა (*გაუმჯობესებულია!*): 3 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

ტერმინი "რადიო ღილაკები" მოდის ძველი მანქანის რადიოების დიზაინიდან, სადაც იქნება რამდენიმე ღილაკი, რომლებიც წინასწარ იყო მორგებული სხვადასხვა არხზე და მექანიკურად იყო ჩაკეტილი ისე, რომ მხოლოდ ერთის დაჭერა შესაძლებელი იყოს ერთდროულად.

მე მინდოდა ვიპოვნო რადიო ღილაკების დამზადების გზა ერთმანეთთან გადაბმულ ჩამრთველების ყიდვის გარეშე, რადგან მსურს შემეძლოს ალტერნატიული წინასწარ განსაზღვრული მნიშვნელობების არჩევა სხვა პროექტში, რომელსაც უკვე აქვს მბრუნავი გადამრთველი, ამიტომ მინდოდა სხვა სტილი, შეცდომების თავიდან ასაცილებლად.

ტაქტილური კონცენტრატორები უხვად და იაფია, და მე მაქვს სხვადასხვა ნივთებიდან დაშლილი დატვირთვა, ამიტომ მათი გამოყენების ბუნებრივი არჩევანი ჩანდა. ექვსკუთხა D ტიპის ფლიპ ფლოპი, 74HC174, მშვენივრად ასრულებს გადაკეტვის ფუნქციას ზოგიერთი დიოდის დახმარებით. შესაძლოა რომელიმე სხვა ჩიპს შეეძლო უკეთესი სამუშაოს შესრულება, მაგრამ '174 ძალიან იაფია და დიოდები უფასო იყო (დაფა იჭერს)

ასევე საჭიროა ზოგიერთი რეზისტორი და კონდენსატორები, რომ მოახდინონ კონცენტრატორების მოცილება (პირველ ვერსიაში) და უზრუნველყონ ენერგიის გადატვირთვა. მას შემდეგ აღმოვაჩინე, რომ საათის დაყოვნების კონდენსატორის გაზრდით, გადართვის დენის დენის კონდენსატორები არ არის საჭირო.

სიმულაცია "interlock.circ" მუშაობს Logisim– ში, რომელიც შეგიძლიათ გადმოწეროთ აქ: https://www.cburch.com/logisim/ (სამწუხაროდ განვითარებადი აღარ არის).

მე წარმოვადგინე მიკროსქემის 2 გაუმჯობესებული ვერსია, პირველში, უბრალოდ ამოღებულია კონდენსატორები. მეორეში, ტრანზისტორი ემატება, რათა ერთ -ერთი ღილაკი გააქტიურდეს დროულად ჩართვისას, რაც იძლევა ნაგულისხმევ პარამეტრს.

მარაგები

• 1x 74HC174
• 6x ტაქტილური გადამრთველი ან სხვა სახის მომენტალური გადამრთველი
• 7x 10k რეზისტორები. ეს შეიძლება იყოს SIL ან DIL შეფუთული საერთო ტერმინალით. მე გამოვიყენე 2 პაკეტი, თითოეული 4 რეზისტორის შემცველი.
• 6x 100n კონდენსატორები - ზუსტი მნიშვნელობა არ არის მნიშვნელოვანი.
• 1x 47k რეზისტორი
• 1x 100n კონდენსატორი, მინიმალური მნიშვნელობა. გამოიყენეთ ყველაფერი 1U– მდე.
• გამომავალი მოწყობილობები, მაგალითად მცირე ზომის mosfets, ან LED- ები
• მასალები სქემის შესაქმნელად

ნაბიჯი 1: მშენებლობა

შეიკრიბეთ თქვენთვის სასურველი მეთოდის გამოყენებით. მე გამოვიყენე ორმხრივი პერფორირებული დაფა. ეს უფრო ადვილი იქნებოდა DIL შეფუთული ჩიპის გავლით, მაგრამ მე ხშირად ვიღებ SOIC მოწყობილობებს, რადგან ისინი ჩვეულებრივ ბევრად იაფია.

ასე რომ, DIL მოწყობილობით, თქვენ არ გჭირდებათ რაიმე განსაკუთრებული გააკეთოთ, უბრალოდ შეაერთეთ იგი და შეაერთეთ იგი.

SOIC– ისთვის, თქვენ უნდა გააკეთოთ პატარა ხრიკი. ოდნავ მოხარეთ ალტერნატიული ფეხები ისე, რომ არ შეეხოთ დაფას. დარჩენილი ქინძისთავები იქნება სწორი ინტერვალით, რათა დაემთხვეს დაფაზე ბალიშებს. აქ არის გზამკვლევი, თუ როგორ დავხარე ჩემი (UP ნიშნავს მოხრილს, DOWN ნიშნავს მარტო დატოვებას)

• UP: 1, 3, 5, 7, 10, 12, 14, 16
• ქვემოთ: 2, 4, 6, 8, 9, 11, 13, 15

ამ გზით 4 დიოდი შეიძლება იყოს დაკავშირებული ბალიშებთან და მხოლოდ 2 უნდა იყოს დაკავშირებული ამაღლებულ ფეხებთან. ჩემი ნაწილი ეჭვობს, რომ ეს უკეთესი იქნებოდა პირიქით.

განათავსეთ დიოდები ჩიპის ორივე მხარეს და შედგით ადგილზე.

მოათავსეთ ჩამოსაშლელი რეზისტორები თითოეული D შეყვანისთვის. მე გამოვიყენე 2 SIL პაკეტი, თითოეული 4 რეზისტორით, მოათავსეთ ჩამოსაშლელი რეზისტორი საათის შეყვანისთვის. თუ იყენებთ SIL პაკეტებს, დააკავშირეთ ერთ -ერთი სათადარიგო რეზისტორი ცალკე ნაცვლად

მოათავსეთ გადამრთველები რეზისტორების გვერდით.

მოათავსეთ ამომრთველი კონდენსატორები კონცენტრატორებისათვის მათთან ახლოს, როგორც მოერგება.

მოარგეთ თქვენი გამომავალი მოწყობილობები. მე გამოვიყენე LED- ები ტესტირებისა და დემონსტრირებისთვის, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ მოათავსოთ სხვა რომელიმე მოწყობილობა თქვენი არჩევანისთვის, რომ მიიღოთ თითოეულ ძრავაზე მრავალჯერადი ბოძები, მაგალითად.

• თუ თქვენ მოათავსებთ LED- ებს, მათ სჭირდებათ მხოლოდ 1 დენის შემზღუდველი რეზისტორი საერთო კავშირში, რადგან მხოლოდ 1 LED ანათებს ერთდროულად!
• თუ იყენებთ MOSFET– ებს ან სხვა მოწყობილობებს, მიაქციეთ ყურადღება მოწყობილობის ორიენტაციას. რეალური ჩამრთველისგან განსხვავებით, სიგნალს მაინც აქვს კავშირი ამ წრის 0v კავშირთან, ამიტომ გამომავალი ტრანზისტორი უნდა იყოს მითითებული მასზე.

შეაერთეთ ყველაფერი სქემის მიხედვით. ამისათვის გამოვიყენე 0.1 მმ მაგნიტური მავთული, თქვენ შეიძლება გირჩევნიათ რაღაც ნაკლებად კარგი.

ნაბიჯი 2: როგორ მუშაობს

მე წარმოვადგინე სქემატური 4 ვერსია: ორიგინალი გადამრთველი დენონსაციური კონდენსატორებით, გამომავალი mosfets- ით და მის გარეშე, და კიდევ ორი ვერსია, სადაც საათის დაყოვნების კონდენსატორი გაიზარდა, ისე რომ კონცენტრატორების დენონსაცია გახდა არასაჭირო, საბოლოოდ დამატებით ტრანზისტორი, რომელიც ფაქტიურად "დააჭერს" ერთ ღილაკს დენის ჩართვისას.

წრე იყენებს უბრალო D ტიპის ფლიპ ფლოპებს საერთო საათით, მოხერხებულად თქვენ მიიღებთ მათგან 6-ს 74HC174 ჩიპში.

საათი და ჩიპის თითოეული D შეყვანა დგება მიწაზე რეზისტორის საშუალებით, ამიტომ ნაგულისხმევი შეყვანა ყოველთვის 0. დიოდები დაკავშირებულია როგორც "სადენიანი ან" წრედი. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ 6 შეყვანის ან კარიბჭე, მაშინ თქვენ არ დაგჭირდებათ საათის შეყვანის დაწევა, მაგრამ სად არის ამაში გართობა?

როდესაც წრე პირველად არის ჩართული, CLR pin იშლება დაბალი კონდენსატორის საშუალებით ჩიპის გადატვირთვისთვის. როდესაც კონდენსატორი იტენება, გადატვირთვა გამორთულია. მე ავირჩიე 47k და 100nF, რათა მივეცი დროის მუდმივი დაახლოებით 5x კომბინირებული სადებიუტო ქუდები და ჩამოვწიო წინააღმდეგობები, რომლებიც გამოიყენება კონცენტრატორებისთვის.

ღილაკზე დაჭერისას ის აყენებს ლოგიკას 1 D შეყვანისას, რომელთანაც დაკავშირებულია და დიოდის საშუალებით ერთდროულად ააქტიურებს საათს. ეს "ათვლის" 1 -ს, რის გამოც Q გამომავალი მაღალია.

როდესაც ღილაკი იხსნება, ლოგიკა 1 ინახება ფლიპ ფლოპში, ამიტომ Q გამომავალი რჩება მაღალი.

როდესაც თქვენ დააჭირეთ სხვა ღილაკს, იგივე ეფექტი ხდება ფლიპ ფლოპზე, რომელთანაც ის არის დაკავშირებული, მაგრამ რადგანაც საათები საერთოა, ის, რომელსაც აქვს 1 გამომავალი უკვე საათები 0-ში, ასე რომ მისი Q გამომავალი მიდის დაბალი

იმის გამო, რომ კონცენტრატორები იტანჯებიან კონტაქტის ამობრუნებით, როდესაც თქვენ დააჭერთ და გამოუშვებთ ერთს, თქვენ არ მიიღებთ 0 -ს, შემდეგ 1 -ს და 0 -ს, მიიღებთ შემთხვევითი 1 -ისა და 0 -ის ნაკადს, რაც მიკროსქემს არაპროგნოზირებად აქცევს. თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ღირსეული გადართვის დებიუნციის წრე აქ:

საბოლოოდ აღმოვაჩინე, რომ საკმარისად დიდი საათის დაგვიანების კონდენსატორით, ინდივიდუალური კონცენტრატორების დენონსაცია არ არის საჭირო.

ნებისმიერი ფლიპ-ფლოპის Q გამომავალი მაღლა იწევს ღილაკზე დაჭერისას, ხოლო არა- Q გამომავალი მცირდება. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს N ან P MOSFET– ის გასაკონტროლებლად, შესაბამისად დაბალი ან მაღალი სიმძლავრის სარკინიგზო ხაზზე. ნებისმიერი ტრანზისტორის დრენაჟთან დაკავშირებული დატვირთვით, მისი წყარო, როგორც წესი, დაუკავშირდება 0 ვ -ს ან ელექტროგადამცემი ხაზს, პოლარობიდან გამომდინარე, თუმცა ის იმოქმედებს როგორც გადამრთველი, რომელიც მითითებულია სხვა პუნქტზე, სანამ მას ჯერ კიდევ აქვს თავშესაქცევი ადგილი ჩართული და გამორთული.

საბოლოო სქემა გვიჩვენებს PNP ტრანზისტორს, რომელიც დაკავშირებულია ერთ D შესასვლელთან. იდეა იმაში მდგომარეობს, რომ როდესაც ენერგია გამოიყენება, ტრანზისტორის ბაზაზე არსებული კონდენსატორი იტვირთება მანამ, სანამ არ მიაღწევს იმ დონეს, სადაც ტრანზისტორი გამტარობს. ვინაიდან უკუკავშირი არ არის, ტრანზისტორის შემგროვებელი ძალიან სწრაფად ცვლის მდგომარეობას, გამოიმუშავებს იმპულსს, რომელსაც შეუძლია D შეყვანის მაღალი დაყენება და საათის გააქტიურება. იმის გამო, რომ ის კონდენსატორთან არის დაკავშირებული სქემაში, D შეყვანა დაბალ მდგომარეობას უბრუნდება და ნორმალურ მუშაობაზე შესამჩნევად არ იმოქმედებს.

ნაბიჯი 3: დადებითი და უარყოფითი მხარეები

მას შემდეგ, რაც მე ავაშენე ეს წრე ვფიქრობდი, ღირდა თუ არა ამის გაკეთება. მიზანი იყო რადიოს ღილაკის ფუნქციონალური ფუნქციის მიღება კონცენტრატორებისა და სამონტაჟო ჩარჩოს ხარჯების გარეშე, თუმცა მას შემდეგ რაც დაემატა ჩამოსაშლელი რეზისტორები და ამომხტარი კონდენსატორები, აღმოვაჩინე ის უფრო რთული ვიდრე მე მომეწონებოდა.

რეალური ჩამკეტი კონცენტრატორები ნუ დაივიწყებენ რომელი გადამრთველი იყო დაჭერილი როდესაც დენი გამორთულია, მაგრამ ამ წრედით ის ყოველთვის დაუბრუნდება ნაგულისხმევ პარამეტრს "არცერთი", ან მუდმივი ნაგულისხმევი.

იგივე რამის გაკეთების უმარტივესი გზა იქნება მიკროკონტროლერის გამოყენება და ეჭვი არ მეპარება, რომ ვინმე ამას კომენტარებში აღნიშნავს.

მიკრო გამოყენების პრობლემა ის არის, რომ თქვენ უნდა დაპროგრამოთ იგი. ასევე თქვენ უნდა გქონდეთ საკმარისი ქინძისთავები ყველა საჭირო შეყვანისა და გამოსვლისთვის, ან გქონდეთ დეკოდირი მათ შესაქმნელად, რომელიც მყისიერად ამატებს სხვა ჩიპს.

ამ წრედის ყველა ნაწილი ძალიან იაფია ან უფასო. EBay– ზე ჩართული 6 გადაბმული ბანკი ხარჯებს (წერის დროს) 3.77 ფუნტი სტერლინგი. კარგი, ეს არც ისე ბევრია, მაგრამ ჩემი 74HC174 ღირდა 9 პენსი და მე უკვე მქონდა ყველა სხვა ნაწილი, რომელიც იაფია ან უფასო მაინც.

კონტაქტების მინიმალური რაოდენობა, რომელსაც ჩვეულებრივ იღებთ მექანიკური გადაკეტვით არის DPDT, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ მარტივად მიიღოთ მეტი. თუ გსურთ მეტი "კონტაქტი" ამ წრესთან, თქვენ უნდა დაამატოთ მეტი გამომავალი მოწყობილობა, ჩვეულებრივ mosfets.

ერთი დიდი უპირატესობა სტანდარტულ ჩამკეტ კონცენტრატორებთან შედარებით არის ის, რომ თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი ტიპის მომენტალური გადამრთველი, განლაგებული ნებისმიერ ადგილას, ან თუნდაც მართოთ შესასვლელი სრულიად განსხვავებული სიგნალიდან.

თუ თქვენ დაამატებთ mosfet ტრანზისტორს ამ მიკროსქემის თითოეულ გამოსავალზე, თქვენ მიიღებთ SPCO გამომავალს, გარდა იმისა, რომ ის არც თუ ისე კარგია, რადგან მისი დაკავშირება მხოლოდ 1 გზით შეგიძლიათ. შეაერთეთ იგი სხვა გზით და თქვენ მიიღებთ მართლაც დაბალ ენერგიაზე მომუშავე დიოდს.

მეორეს მხრივ, თქვენ შეგიძლიათ დაამატოთ ბევრი mosfets გამომავალს, სანამ ის გადატვირთულია, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ გქონდეთ თვითნებურად დიდი რაოდენობის ბოძები. P და N ტიპის წყვილების გამოყენებით, თქვენ ასევე შეგიძლიათ შექმნათ ორმხრივი შედეგები, მაგრამ ეს ასევე მატებს სირთულეს. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ ფლიპ-ფლოპების არა-Q შედეგები, რაც გაძლევთ ალტერნატიულ მოქმედებას. ამრიგად, ამ სქემის პოტენციურად ბევრი მოქნილობაა, თუ არ გაწუხებთ დამატებითი სირთულე.