IC Egg Timer: 11 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Geskep deur: Gabriel Chiu

Oorsig

Hierdie projek demonstreer die basiese beginsels van digitale logika, die kenmerke van 'n NE555 -timer en demonstreer hoe binêre getalle getel word. Die komponente wat gebruik word, is: 'n NE555-timer, 'n 12-bis rimpelteller, twee 2-ingang NOR-hekke, 'n 4-ingang EN-hek, 'n 2-ingang EN-hek en 'n 2-ingang OF-hek. Die logiese hekke, NOR, AND, en OF kom in TTL- en CMOS -ekwivalente wat by Lee's Electronic te vinde is. Hierdie projek is 'n eenvoudige eier timer met twee instellings: hard of saggekook en het 'n reset -funksie.

Onderdele en gereedskap

• 1x broodbord (Lee se nommer: 10516)

• 1x 9V battery (Lee se nommer: 8775 of 16123)

  LET WEL: HIERDIE KRING KAN OOK GEBRUIK MET 5V KRAG. MOENIE 9V OORSKRY NIE, WANT DIT KAN DIE IC CHIPS beskadig

• 1x 9V batteryhouer (Lee se nommer: 657 of 6538 of 653)
• Stewige aansluitdraad (Lee se nommer: 2249)
• Jumper Wire (Lee se nommer: 10318 of 21805)
• Alligator -toetsleiers (Lee se nommer: 690)
• 3x tasbare skakelaars (Lee se nommer: 31241 of 31242)
• 1x NE555 -timer (Lee se nommer: 7307)
• 1x 12-bis rimpel toonbank CMOS 4040 (Lee's Number: 7210)
• 1x Dubbel vier -ingang EN hek CMOS 4082 (Lee se nommer: 7230)
• 1x Quad 2-ingang EN hek CMOS 4081 (Lee se nommer: 7229)
• 2x vier-ingang NOR-poort CMOS 4001 of 74HC02 (Lee's Number: 7188 of 71692)
• 1x Quad 2-ingang OF hek 74HC32 (Lee se nommer: 71702)
• 3x 1k OHM -weerstande ¼ watt (Lee's Number: 9190)
• 2x 150k OHM -weerstande ¼ watt (Lee's Number: 91527)
• 1x 10nF (0.01UF) kapasitor (Lee se nommer: 8180)
• 1x 4.7UF kondensator (Lee se nommer: 85)
• 1x 1N4001 -diode (Lee se nommer: 796)
• 1x Gonser 3-24V DC Deurlopend (Lee se nommer: 4135)

Gereedskap

1x draadstrips (Lee se nommer: 10325)

Stap 1: Stel u bord op

Dit is baie belangrik om u bord vir hierdie projek op te stel. Hierdie opstelling is om te verseker dat al die kragrails (rooi en blou lyne) aangedryf word.

1. U moet 'n stuk draad gebruik om die twee piesangterminale aan die bokant van die bord aan die broodbord self te koppel. Dit sal u help om u battery of kragbron aan te sluit.
2. Soos met figuur 1 hierbo, plaas 'n rooi aansluitdraad om die rooi spoorlyne aan mekaar te koppel.
3. Gebruik swart draad om die blou spoorlyne aan mekaar te verbind. (Ek het swart draad gebruik, maar blou draad is goed)

BELANGRIK !: Maak seker dat enige van die rooi lyne NIE met die blou lyne verbind is nie. Dit sal die stroombaan kortsluit en U BREADBOARD BRAND, en u drade en battery vernietig.

SORG DAT U RAAD NIE MAG VOLGENS DIE BEDRADING NIE! DIT KAN OOK TOEVAL SKADE AAN JOU KOMPONENTE OORSAK

Voordat ons begin, sal ons 'n aansienlike hoeveelheid IC -skyfies op ons broodbord gebruik, so ek sal die plekke op die broodbord gee om die komponente te plaas vir 'n goeie en maklike afstand.

Die meeste IC's het 'n aanduiding op die chip om aan te dui waar die voor- of voorwaartse rigting geleë is. Die skyfie moet 'n bietjie kerf hê om aan te dui waar die voorkant van die skyfie is, soos getoon in figuur 2.

(As u nuuskierig is oor die klein LED -stroombaan in die hoek, gaan tot aan die einde. Ek sal u wys hoekom dit daar is en hoe dit werk)

Stap 2: Stel die tydopnemer in

Hierdie timer stuur elke sekonde 'n pols na die toonbank wat ons in die volgende stap sal gebruik. Vir eers fokus ons op die korrekte opstel van die NE55 -timer. Ek het 'n NE555 timer sakrekenaar gebruik om die weerstand en kondensator waardes te vind wat nodig is om die periode op 1 sekonde te stel. Dit sal verseker dat die teller met sekondes tel.

1. Plaas die NE555 timer IC -chip op die broodbord sodat die voorste penne op nommer 5 vlak aan die linkerkant van die broodbord is
2. Koppel pen 8 aan die rooi spoorlyn
3. Koppel pen 1 aan die blou spoorlyn
4. Koppel pen 7 aan die rooi spoorlyn met een van die 150k OHM -weerstand

5. Koppel pen 7 aan pen 2 met die ander 150k OHM -weerstand en die 1N4001 -diode

   • Maak seker dat die lyn van die diode na Pin 2 kyk, soos in die diagram getoon
   • Moenie bekommerd wees oor die rigting van die weerstand nie
6. Koppel pen 6 ook aan pen 2 met 'n draad of 'n trui
7. Koppel pen 5 aan die Blue rail -lyn met behulp van die 10nF -kondensator
8. Koppel pen 2 aan die Blue rail -lyn met behulp van die 4.7uF -kondensator
9. Maak seker dat die draad aan die kant van die lynmerk met die Blue Rail verbind is, anders is die kapasitor agteruit
10. Koppel pen 4 aan die rooi spoorlyn met 'n draad om die herstelfunksie uit te skakel
11. Plaas laastens 'n trui by pen 3 vir die volgende stap.

Stap 3: Die opstel van die toonbank

Dit is die belangrikste deel van die hele stelsel, anders kry u meer as net 'n hardgekookte eier!

1. Plaas die CMOS 4040 Counter IC -chip op die broodbord, na die NE555 Timer -chip, sodat die voorste penne op die nommer 10 -vlak is
2. Koppel pen 16 aan die rooi spoorlyn
3. Koppel pen 8 aan die blou spoorlyn
4. Koppel pen 10 aan die NE555 -timeruitgang (pen 3 op die NE555) wat u in die vorige stap gelaat het
5. Laat pen 11 vir die herstelfunksie

Stap 4: Berei die brein van die stelsel voor

Die eerste stappe om die brein van die stelsel op te stel, is die vraag: Hoe lank wil ons hê ons eiers moet kook?

Die stelsel het twee kookinstellings; hardgekook en saggekook. Die moeilike deel is egter dat digitale stelsels (selfs u rekenaars) in binêre getalle tel, dus 1’s en 0’s. dus moet ons ons normale desimale getalle omskakel in binêre getalle.

Tyd vir 'n paar getalle breek

Die omskakeling van desimale na binêre neem eenvoudige delingstappe.

1. Neem jou nommer en deel dit met 2
2. Onthou die uitslag en die res van die afdeling
3. Die res gaan na die eerste deel
4. Deel jou resultaat met 2

5. Herhaal stappe 2 tot 4 vir elke opeenvolgende bis totdat u resultaat nul word.

   LET WEL: BINARYRE GETALLE WORD VAN REGS NA LINKS GELEES, so BIT #1 IS DIE REGTE MEESTE GETAL

Byvoorbeeld, vir desimale getal: 720

Verwys na tabel hierbo

Daarom is die gevolglike binêre getal 0010 1101 0000. Ek het die binêre getal in groepe van 4 gehou vir ewe groot afstand en om by ons 12-bis teller te pas.

Ons tyd vind

Vir hierdie projek het ek 3 minute gekies vir saggekookte en 6 minute vir hardgekookte. Hierdie tye moet in sekondes omgeskakel word om aan te pas by die snelheid van ons NE555 -timer en ons toonbank.

Daar is 60 sekondes in 1 minuut.

Dus, 3 minute draai na 180 sekondes en 6 minute draai na 360 sekondes

Vervolgens moet ons dit in binêre omskakel.

Met die metode om desimale na binêre om te skakel, kry ons:

360 sekondes 0001 0110 1000

180 sekondes 0000 1011 0100

Stap 5: Die opstel van 4-invoer EN Gate CMOS 4082

Ons kan uiteindelik die brein van die stelsel op ons broodbord begin opstel. Eerstens die 4-ingang EN hek. Hierdie hek benodig al die insette moet 1's wees voordat die uitset self 1 word. As ons byvoorbeeld 3 minute gekies het; stukkies 3, 5, 6 en 8 moet 1's wees voordat die EN -hek 'n 1. Dit kan ons stelsel slegs op spesifieke tye laat aktiveer.

1. Plaas die CMOS 4082 4-input EN Gate IC-chip op die broodbord na die CMOS 4040-toonbank sodat die voorste penne op die nommer 20-vlak is
2. Koppel pen 14 aan die rooi spoorlyn
3. Koppel pen 7 aan die blou spoorlyn
4. Koppel penne 2-5 aan die toonbankpenne soos aangedui deur die diagram hierbo
5. Doen dieselfde vir penne 12-9
6. Spelde 6 en 8 word nie gebruik nie, sodat u dit met rus kan laat

Stap 6: Die opstel van die drukknoppies en grendels

Dit is die belangrikste beheer en nog 'n belangrike deel van die stelsel!

Laat ons eers begin met die konsep van grendels. Figuur 3 is 'n stroomdiagram van hoe een van ons grendels sal lyk met ons CMOS 4001 NOR -hekke.

As een invoer AAN is (gegewe 'n logiese hoogtepunt of 'n 1), skakel die stelsel aan watter uitset AAN is en hou dit AAN. As die ander invoer AAN is, skakel die stelsel weer oor en hou die nuwe uitset aan.

Nou om dit in ons kring toe te pas!

Die eerste grendel is vir die uitset van die 4-ingang EN ons het net aangesluit.

1. Plaas die CMOS 4001 NOR Gate IC-chip op die broodbord na die CMOS 4082 4-ingang EN hek sodat die voorste penne op die nommer 30 staan
2. Koppel pen 14 aan die rooi spoorlyn
3. Koppel pen 7 aan die blou spoorlyn
4. Koppel pen 1 aan pen 1 van die AND -hek
5. Koppel penne 2 en 4 aan mekaar
6. Koppel penne 3 en 5 aan mekaar
7. Koppel pen 13 aan pen 13 van die AND -hek
8. Koppel penne 12 en 10 aan mekaar
9. Koppel penne 11 en 9 aan mekaar
10. Koppel penne 6 en 8 aan mekaar; ons sal dit later gebruik vir die herstelfunksie.

Stap 7: Die opstel van die drukknoppies en grendels Vervolg

Volgende is die tweede grendel en die knoppies!

Ons sit dit op die regter helfte van die bord, sodat dit makliker is om op die knoppies te druk en om ons stroombaanbehoefte te hou. Die knoppies gebruik ook die grendel om die gekose instelling in te stel en terug te stel.

1. Sit u knoppies (tasbare skakelaars) op u bord neer

2. Draai die knoppies op soos in die skema hierbo

   Die weerstande wat gebruik word, is die 1k OHM -weerstande

3. Bedraad die CMOS 4001 soos ons voorheen vir die eerste grendel gedoen het, maar ons verbind eerder die knoppies met die ingange van die CMOS 4001

   Figuur 4 gebruik die 74HC02 NOR -ekwivalent

NOU GAAN ONS UITEINDELIK DIE RESET -KNOPPE GEBRUIK EN DIE INVOER INSTEL OM TE GEBRUIK!

1. Koppel die reset -knoppie aan die ander reset -plekke in die stelsel

   • Verwys na die foto's in die vorige stappe vir die liggings
   • Om al die penne aan mekaar te koppel, moet u veelvoudige draaddrade gebruik
2. Die hardgekookte en saggekookte knoppie-uitsette van die grendel sal in die volgende stap gebruik word

Stap 8: Die opstel van die CMOS 4081 2-invoer EN hek

Hierdie deel hanteer die bevestiging van watter instelling ons gekies het. Die uitset sal slegs aangeskakel wees as beide insette korrek is. Dit laat slegs een van die instellings toe om die alarm aan die einde te aktiveer.

1. Plaas die CMOS 4081 AND Gate IC -chip op die broodbord na ons eerste grendelskyfie sodat die voorste penne op die nommer 40 -vlak aan die regterkant en linkerkant van die broodbord is
2. Koppel pen 14 aan die rooi spoorlyn
3. Koppel pen 7 aan die blou spoorlyn
4. Koppel die uitsette van die twee grendels aan die ingange van die EN -hekke (verwys na stap 6: Die opstel van die drukknoppies en grendels)
5. Doen dit vir beide Hardgekookte en Sagte gekookte instellings.

Stap 9: Voltooi die stelsel

Die laaste aanraking met die stelsel. Met die OF -hek kan die invoer die uitset aanskakel.

1. Plaas die 74HC32 OR Gate IC-chip op die broodbord, na die CMOS 4081 2-ingang EN-hek, sodat die voorste penne op die nommer 50 aan die regterkant en linkerkant van die broodbord is
2. Koppel pen 14 aan die rooi spoorlyn
3. Koppel pen 7 aan die blou spoorlyn
4. Neem die twee uitsette van stap 7 en koppel dit aan die insette van die 74HC32 -chip (penne 1 en 2)
5. Koppel die uitset (PIN 3) aan die rooi draad van die zoemer
6. Koppel die swart draad van die zoemer aan die Blue spoorlyn

Jy is klaar

Koppel die battery aan die batteryhouer en sit die rooi draad aan die rooi piesangterminal van die broodbord en die swart draad na die swart piesangterminal van die broodbord om dit aan te skakel. Vir die werking van die timer, druk eers op reset en kies dan u opsie elke keer as u 'n nuwe tyd wil begin, want die NE555 -timer loop voortdurend en sal die stelsel laat tel as die resetknoppie nie eers ingedruk word nie

Toekomstige verbeterings

Hierdie kring is nie 'n 100% perfekte kring nie. Daar is dinge wat ek graag wil verbeter:

1. Maak seker dat die NE555 -timer en teller eers begin tel nadat 'n keuse gemaak is
2. Laat die stelsel herstel na elke voltooide alarm
3. Maak seker dat slegs een opsie op 'n slag gekies kan word; beide opsies kan tans gekies word
4. Maak die kring skoon om die vloei makliker te volg en te verstaan
5. Het 'n onderdeel of stelsel wat toon watter keuse gekies is en die huidige tyd van die timer

Stap 10: Video van die werking

Ek het die gonser vervang met die klein toetsbaan. Die LED sal van rooi na groen verander as die alarm suksesvol geaktiveer word.

Stap 11: BONUS die toetspuntbaan

Dus … u is regtig nuuskierig oor hierdie klein stukkie komponente.

Bogenoemde foto's toon hoe dit op die bord lyk en die skematiese diagram vir die stroombaan. Hierdie stroombaan word 'n logiese toetsbaan genoem. Dit kan toets of die uitsette van IC's of digitale uitsette hoog (1) of laag (0) is.

Hierdie kring gebruik die fundamentele konsep van diodes en elektriese stroom. Elektrisiteit vloei van hoë potensiaal na laer potensiaal soos 'n rivier, maar u vra u miskien: hoe verander die potensiaal? Die potensiaal van die stroombaan daal na elke komponent. Dus, aan die een kant van 'n weerstand, byvoorbeeld, sal 'n groter potensiaal hê as aan die ander kant. Hierdie daling word 'n spanningsval genoem en word veroorsaak deur die eienskappe van die weerstand en word gevind deur Ohm se wet.

Ohm se wet: Spanning = Stroom x Weerstand

Die diodes het ook 'n spanningsval oor wat die spanning verder laat daal as u langs die stroombaan loop. Dit gaan aan totdat u die grondsimbool raak, dit verteenwoordig nulpotensiaal of nulspanning.

Nou die vraag: hoe toets hierdie stroombaan 'n logiese hoë (1) of 'n logiese laag (0)?

Wel, as ons die logiese uitset verbind tot die punt tussen die twee LED's, plaas dit 'n spanningspotensiaal op daardie punt. Deur die basiese beginsels van diodes te gebruik omdat LED's liguitstralende diodes is en dieselfde beginsels volg, laat diodes slegs stroom in een rigting vloei. Daarom sal die LED's nie omgekeerd aangeskakel word as u die LED's omgekeerd opdraai nie.

Die effek van hierdie punt tussen die twee LED's veroorsaak dat hierdie eienskap gebeur. As die punt logies hoog is (1), word 'n 5 volt potensiaal op daardie punt geplaas en aangesien die spanningspotensiaal voor die ROOI LED laer is as die potensiaal by die toetspunt, sal die ROOI LED nie aanskakel nie. Die GROEN LED sal egter aanskakel. Dit sal toon dat alles wat u toets, op 'n logiese hoogtepunt is (1).

En omgekeerd, as die toetspunt op 'n logiese laag (0) is, sal daar 'n nulspanningspotensiaal by die toetspunt wees. Dit laat die ROOI LED net aan, wat wys dat die punt wat u probeer toets op 'n logiese laagtepunt is.