Elektroniese aaneengeslote radioknoppies (*verbeter!*): 3 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Die term "radioknoppies" kom van die ontwerp van ou motorradio's, waar 'n aantal drukknoppies vooraf op verskillende kanale ingestel sou wees, en meganies gesluit sodat slegs een op 'n slag ingedruk kan word.

Ek wou 'n manier vind om radioknoppies te maak sonder om 'n paar regte skakelaars te koop, want ek wil alternatiewe vooraf ingestelde waardes kan kies in 'n ander projek wat reeds 'n draaiskakelaar het, en ek wou 'n ander styl hê om foute te vermy.

Taktiele skakelaars is volop en goedkoop, en ek het 'n las wat van verskillende dinge verwyder is, en dit was dus die natuurlike keuse om te gebruik. 'N Hex D-tipe flip-flop, die 74HC174, verrig die interlock-funksie goed met behulp van sommige diodes. Miskien kan 'n ander chip 'n beter werk doen, maar die '174 is baie goedkoop, en die diodes was gratis (bord trek)

Sommige weerstande is ook nodig, en kapasitors om die skakelaars (in die eerste weergawe) af te weerkaats en weer aan te skakel. Ek het sedertdien agtergekom dat deur die vergroting van die klokvertragingskondensator, die terugskakelkapasitors nie nodig is nie.

Die simulasie "interlock.circ" loop in Logisim, wat u hier kan aflaai: https://www.cburch.com/logisim/ (Ongelukkig nie meer in ontwikkeling nie).

Ek het 2 verbeterde weergawes van die stroombaan vervaardig; in die eerste plek word net die afbreekkapasitors verwyder. In die tweede word 'n transistor bygevoeg om een van die knoppies in staat te stel om betyds te skakel, wat 'n standaardinstelling gee.

Voorrade

• 1x 74HC174
• 6x tasbare skakelaars of ander soort kortstondige skakelaars
• 7x 10k weerstande. Dit kan SIL of DIL verpak wees met 'n gemeenskaplike terminaal. Ek het 2 pakkies gebruik wat elk 4 weerstande bevat.
• 6x 100n kapasitors - presiese waarde is nie belangrik nie.
• 1x 47k weerstand
• 1x 100n kapasitor, minimum waarde. Gebruik enigiets tot 1 u.
• Uitvoertoestelle, bv. Klein toue, of LED's
• Materiaal vir die samestelling van stroombane

Stap 1: Konstruksie

Monteer volgens u voorkeur metode. Ek het 'n dubbelzijdige geperforeerde bord gebruik. Dit sou makliker wees om te doen met 'n DIL -verpakte chip, maar ek kry gereeld SOIC -toestelle omdat dit gewoonlik baie goedkoper is.

Met 'n DIL -toestel hoef u dus niks spesiaals te doen nie; steek dit net in en koppel dit aan.

Vir 'n SOIC moet u 'n klein truuk doen. Buig afwisselende bene 'n bietjie op sodat hulle nie aan die bord raak nie. Die oorblywende penne is op die regte afstand om by die pads op die bord te pas. Hier is 'n gids vir hoe ek myne gebuig het (UP beteken gebuig, DOWN beteken alleen staan)

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

Op hierdie manier kan 4 van die diodes aan pads gekoppel word en slegs 2 hoef aan verhoogde bene gekoppel te word. 'N Deel van my vermoed egter dat dit andersom beter sou wees.

Plaas die diodes aan weerskante van die chip en soldeer dit op hul plek.

Pas die aftrekweerstands vir elk van die D-insette aan. Ek het 2 SIL -pakke van 4 weerstande elk gebruik, Pas die aftrekweerstand vir die klokinvoer. As u SIL -pakkette gebruik, moet u een van die ekstra weerstande in plaas van 'n aparte een verbind

Monteer die skakelaars langs die weerstande.

Monteer die weerkaats-kondensators vir die skakelaars so na as moontlik.

Pas u uitvoertoestelle aan. Ek het LED's gebruik om te toets en te demonstreer, maar u kan 'n ander toestel van u keuse pas om byvoorbeeld meer pole op elke uitset te kry.

• As u LED's pas, benodig hulle slegs 1 stroombeperkingsweerstand in die algemene verbinding, aangesien slegs 1 LED op 'n slag brand!
• Gee aandag aan die oriëntasie van die toestel as u MOSFET's of ander toestelle gebruik. Anders as 'n werklike skakelaar, het die sein nog steeds 'n verband met die 0v -verbinding van hierdie stroombaan, dus moet daar na die uitsettransistor verwys word.

Verbind alles volgens die skema. Ek het 'n 0,1 mm magneetdraad hiervoor gebruik; u verkies miskien iets minder fyn.

Stap 2: Hoe dit werk

Ek het vier weergawes van die skematiese weergawe verskaf: die oorspronklike met afskakelende kondensators, met en sonder uitgangsmosette, en nog twee weergawes waar die klokvertragingskondensator verhoog is, sodat die afbreek van die skakelaars onnodig geword het, uiteindelik met die toevoeging van 'n transistor wat feitlik een van die knoppies sal "druk" as die krag aangeskakel word.

Die stroombaan gebruik eenvoudige flip-flops van die D-tipe met 'n gewone horlosie; u kry gerieflik 6 hiervan in die 74HC174-chip.

Die klok en elk van die D -insette van die chip word via 'n weerstand op die grond getrek, dus is die standaardinvoer altyd 0. Die diodes is verbind as 'n "bedrade OF" kring. U kan 'n 6 -ingang OF -hek gebruik, dan hoef u nie die ingang van die klok in te trek nie, maar waar is die pret daarin?

As die kring die eerste keer aangeskakel word, word die CLR -pen met 'n kondensator laag getrek om die chip terug te stel. As die kondensator laai, word die terugstelling gedeaktiveer. Ek het 47k en 100nF gekies om 'n tydskonstante te gee wat ongeveer 5x die van die gekombineerde debounce -kappies is en weerstande wat vir die skakelaars gebruik word, af te trek.

As u op 'n knoppie druk, plaas dit 'n logika 1 op die D -ingang waarmee dit gekoppel is en via 'n diode aktiveer die klok terselfdertyd. Dit "klok in" die 1, wat die Q -uitset hoog laat word.

As die knoppie losgemaak word, word die logika 1 in die flip-flop gestoor, sodat die Q-uitset hoog bly.

As u op 'n ander knoppie druk, vind dieselfde effek plaas op die flip-flop waarmee dit gekoppel is, maar omdat die horlosies gereeld voorkom, skakel die een met 'n 1 op die uitset reeds in 'n 0, dus is die Q-uitset laag.

Omdat die skakelaars ly aan kontakweerstand, kry u nie 'n netjiese 0 dan 1 dan 0 nie, as u een druk en los, kry u 'n stroom willekeurige 1's en 0's, wat die kring onvoorspelbaar maak. U kan hier 'n behoorlike skakelaar vir ontbinding vind:

Uiteindelik het ek gevind dat met 'n voldoende groot klokvertragingskondensator die afskakeling van individuele skakelaars onnodig is.

Die Q-uitset van enige flip-flop word hoog as die knoppie ingedruk word, en die nie-Q-uitset word laag. U kan dit gebruik om 'n N of P MOSFET te beheer, wat onderskeidelik verwys na die lae of hoë kragrail. Aangesien die las gekoppel is aan die afvoer van enige transistor, sou die bron gewoonlik gekoppel wees aan 0v of die kragrail, afhangende van die polariteit, maar dit sal dien as 'n skakelaar na 'n ander punt, solank dit nog 'n kopruimte het om te draai aan en af.

Die finale skema toon 'n PNP -transistor wat aan een van die D -insette gekoppel is. Die idee is dat wanneer die krag toegepas word, die kapasitor aan die basis van die transistor laai totdat dit die punt bereik waar die transistor gelei het. Omdat daar geen terugvoer is nie, verander die versamelaar van die transistor die toestand baie vinnig, wat 'n puls genereer wat die D -invoer hoog kan stel en die klok kan aktiveer. Omdat dit via 'n kapasitor aan die stroombaan gekoppel is, keer die D -inset terug na die lae toestand en word dit nie merkbaar beïnvloed tydens normale werking nie.

Stap 3: Voor- en nadele

Nadat ek hierdie kring gebou het, het ek gewonder of dit die moeite werd is om te doen. Die doel was om 'n funksie met 'n radioknoppie te kry sonder die koste van die skakelaars en die monteerraam, maar sodra die aftrekweerstands en die weerkaatsende kondensators bygevoeg is, het ek dit 'n bietjie meer ingewikkeld gevind as wat ek sou wou.

Werklike skakelaars vergeet nie watter skakelaar ingedruk is toe die krag afgeskakel is nie, maar met hierdie stroombaan sal dit altyd terugkeer na die standaardinstelling "geen" of 'n permanente standaard.

'N Eenvoudiger manier om dieselfde te doen, is om 'n mikrobeheerder te gebruik, en ek twyfel nie of iemand dit in die kommentaar sal uitwys nie.

Die probleem met die gebruik van 'n mikro is dat u dit moet programmeer. U moet ook genoeg penne hê vir al die insette en uitsette wat u benodig, of 'n dekodeerder hê om dit te skep, wat onmiddellik 'n ander chip toevoeg.

Al die onderdele vir hierdie kring is baie goedkoop of gratis. 'N Bank van 6 aaneengeskakelde skakelaars op eBay kos (op die oomblik van skryf) £ 3,77. Ok, dit is nie veel nie, maar my 74HC174 het 9 sent gekos en ek het al die ander onderdele gehad, wat in elk geval goedkoop of gratis is.

Die minimum aantal kontakte wat u normaalweg kry met 'n meganiese sluitskakelaar, is DPDT, maar u kan maklik meer kry. As u meer 'kontakte' met hierdie kring wil hê, moet u meer uitvoertoestelle byvoeg, gewoonlik mosfets.

Een groot voordeel in vergelyking met standaard skakelaars is dat u enige tydelike skakelaar kan gebruik, waar u ook al wil, of selfs die insette van 'n heeltemal ander sein kan dryf.

As u 'n mosfet -transistor by elk van die uitsette van hierdie stroombaan voeg, kry u 'n SPCO -uitset, behalwe dat dit nie eers so goed is nie, want u kan dit slegs op een manier verbind. Koppel dit andersom, en u kry 'n diode met 'n baie lae krag.

Aan die ander kant kan u baie mosfets by 'n uitvoer voeg voordat dit oorlaai word, sodat u 'n willekeurige groot aantal pole kan hê. Deur P- en N-tipe pare te gebruik, kan u ook tweerigtinguitsette skep, maar dit voeg ook kompleksiteit by. U kan ook die nie-Q-uitsette van die flip-flops gebruik, wat u 'n alternatiewe aksie gee. Daar is dus baie buigsaamheid met hierdie stroombaan, as u nie aandag skenk aan die ekstra kompleksiteit nie.