Elektrooniliselt blokeeruvad raadionupud (*täiustatud!*): 3 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Mõiste "raadionupud" pärineb vanade autoraadiote disainist, kus oleks hulk nuppe, mis on eelnevalt häälestatud erinevatele kanalitele ja mis on mehaaniliselt lukustatud, nii et korraga saab sisse lükata ainult ühe.

Tahtsin leida viisi raadionuppude valmistamiseks, ilma et peaksin ostma tegelikke blokeerimislüliteid, sest soovin valida alternatiivseid eelseadistatud väärtusi teises projektis, millel on juba pöördlüliti, seega tahtsin vigade vältimiseks teistsugust stiili.

Puutelülitid on külluslikud ja odavad ning mul on koorem mitmesugustest asjadest lahti võetud, nii et need tundusid olevat loomulik valik. Kuusnurkne D-tüüpi klapp 74HC174 täidab mõningate dioodide abil kenasti blokeerimisfunktsiooni. Võimalik, et mõni muu kiip võiks teha paremat tööd, kuid '174 on väga odav ja dioodid olid tasuta (laua tõmbamine)

Vaja on ka mõnda takistit ja kondensaatoreid lülitite (esimeses versioonis) tagasipööramiseks ja sisselülitamiseks lähtestamiseks. Pärast seda olen avastanud, et suurendades kella viivituskondensaatorit, pole lüliti tagasilöögikondensaatoreid vaja.

Simulatsioon "interlock.circ" töötab Logisimis, mille saate alla laadida siit: https://www.cburch.com/logisim/ (kahjuks pole enam arendamisel).

Olen tootnud 2 vooluahela täiustatud versiooni, esimesest eemaldatakse lihtsalt tagasilöögikondensaatorid. Teises lisatakse transistor, mis võimaldab ühe nupu sisselülitamisel aktiveerida, andes vaikeseade.

Tarvikud

• 1x 74HC174
• 6x kombatavaid lüliteid või muud tüüpi hetkelist lülitit
• 7x 10k takistid. Need võivad olla SIL või DIL, mis on pakitud ühise terminaliga. Kasutasin 2 pakki, mis sisaldasid 4 takistit.
• 6x 100n kondensaatorid - täpne väärtus pole oluline.
• 1x 47k takisti
• 1x 100n kondensaator, minimaalne väärtus. Kasutage midagi kuni 1u.
• Väljundseadmed, nt väikesed mosfetid või valgusdioodid
• Materjalid ahela kokkupanekuks

Samm: ehitamine

Pange kokku soovitud meetodil. Kasutasin kahepoolset perforeeritud plaati. Seda oleks lihtsam teha läbi DIL -i pakitud kiibiga, kuid mul on sageli SOIC -seadmed, sest need on tavaliselt palju odavamad.

Nii et DIL -seadmega ei pea te midagi erilist tegema, lihtsalt ühendage see vooluvõrku ja ühendage see juhtmega.

SOIC -i jaoks peate tegema väikese triki. Painutage alternatiivseid jalgu veidi üles, nii et need ei puutuks vastu tahvlit. Ülejäänud tihvtid asuvad õigel kaugusel, et need sobiksid laual olevate padjakestega. Siin on juhend selle kohta, kuidas ma oma painutasin (ÜLES tähendab üles painutatud, ALLA tähendab lahkumist)

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

Nii saab 4 dioodi ühendada padjakestega ja ainult 2 tuleb ühendada ülestõstetud jalgadega. Osa minust kahtlustab, et see oleks parem vastupidi.

Asetage dioodid kiibi mõlemale küljele ja jootke need oma kohale.

Paigaldage tõmbetakistid iga D sisendi jaoks. Kasutasin 2 SIL -pakki, milles oli 4 takistit, Paigaldage allalaaditav takisti kella sisendi jaoks. Kui kasutate SIL -pakette, ühendage üks varutakistitest eraldi asemel

Paigaldage lülitid takistite kõrvale.

Paigaldage lülitite tagasilöögikondensaatorid neile võimalikult lähedale.

Paigaldage oma väljundseadmed. Kasutasin testimiseks ja tutvustamiseks LED -e, kuid sobiksite mõne muu teie valitud seadmega, et saada näiteks iga väljundi jaoks mitu poolust.

• Kui paigaldate LED -id, vajavad nad ühises ühenduses ainult ühte voolu piiravat takisti, kuna korraga süttib ainult 1 LED!
• Kui kasutate MOSFET -seadmeid või muid seadmeid, pöörake tähelepanu seadme orientatsioonile. Erinevalt tõelisest lülitist on signaalil endiselt seos selle vooluahela 0v ühendusega, nii et väljundtransistor tuleb sellele viidata.

Ühendage kõik kokku vastavalt skeemile. Kasutasin selleks 0,1 mm magnettraati, võib -olla eelistate midagi pisut peenemat.

2. toiming: kuidas see toimib

Olen esitanud skemaatilisest versioonist neli versiooni: originaal koos lülitite väljalülituskondensaatoritega, väljundmootoritega ja ilma, ning veel kaks versiooni, kus kella viivituse kondensaatorit on suurendatud, nii et lülitite tühistamine on muutunud tarbetuks, lõpuks lisades transistor, mis toite sisselülitamisel praktiliselt ühte nuppu vajutab.

Vooluahel kasutab lihtsaid D-tüüpi plätusid, millel on ühine kell, mugavalt saate neid 74HC174 kiibis.

Kell ja kõik kiibi D sisendid tõmmatakse takisti kaudu maapinnale, seega on vaikimisi sisend alati 0. Dioodid on ühendatud "juhtmega VÕI" ahelana. Võiksite kasutada 6 -sisendilist VÕI väravat, siis poleks vaja kella sisendit alla tõmmata, aga kus on selles lõbu?

Ahela esmakordsel sisselülitamisel tõmmatakse CLR -tihvt kiibi lähtestamiseks kondensaatori kaudu madalale. Kui kondensaator laeb, on lähtestamine keelatud. Valisin 47k ja 100nF, et anda ajakonstant, mis on ligikaudu 5 korda suurem kui kombineeritud tagasilöögikorkidel ja lülititel kasutatavatel tõmbetakistitel.

Kui vajutate nuppu, paneb see loogika 1 D -sisendile, millega see on ühendatud, ja dioodi kaudu käivitab kella korraga. See "kellatab" 1, muutes Q väljundi kõrgeks.

Nupu vabastamisel salvestatakse loogika 1 flip-flopi, nii et Q väljund jääb kõrgeks.

Kui vajutate mõnda muud nuppu, saab sama efekti kasutada ka klapp, millega see on ühendatud, kuid kuna kellad on ühised, siis see, mille väljundis on 1, teeb nüüd 0, seega läheb Q väljund madal.

Kuna lülitid kannatavad kontakti põrkumise all, ei saa ühe vajutamisel ja vabastamisel korralikku 0, siis 1, siis 0, saate juhuslike 1 ja 0 voogude, muutes vooluringi ettearvamatuks. Korraliku lüliti tagasivooluahela leiate siit:

Lõpuks leidsin, et piisavalt suure kella viivituskondensaatoriga ei ole üksikute lülitite tühistamine vajalik.

Mis tahes flip-flopi Q-väljund läheb nuppu vajutades kõrgeks ja mitte-Q väljund läheb madalaks. Selle abil saate juhtida N- või P -MOSFET -i, viidates vastavalt väikese või suure võimsusega rööbasteele. Kui koormus on ühendatud mis tahes transistori äravooluga, oleks selle allikas sõltuvalt polaarsusest tavaliselt ühendatud 0v või toiteliiniga, kuid see toimib lülitina, millele on viidatud mõnele muule punktile, kui sellel on veel pööramisruumi sisse-ja väljalülitamine.

Lõplik skeem näitab PNP -transistorit, mis on ühendatud ühe D -sisendiga. Idee seisneb selles, et kui voolu rakendatakse, laeb transistori aluses olev kondensaator, kuni see jõuab transistori juhtimiskohta. Kuna tagasisidet pole, muudab transistori kollektor olekut väga kiiresti, tekitades impulsi, mis võib seada D sisendi kõrgeks ja käivitada kella. Kuna see on vooluahelaga ühendatud kondensaatori kaudu, naaseb D sisend madalale olekule ja seda ei mõjuta tavapärane töö märgatavalt.

Samm: plussid ja miinused

Pärast selle vooluringi ehitamist mõtlesin, kas see on seda väärt. Eesmärk oli saada raadionupule sarnane funktsionaalsus ilma lülitite ja kinnitusraami kuludeta, kuid kui allalaaditavad takistid ja tagasilöögikondensaatorid olid lisatud, leidsin, et see on natuke keerulisem, kui oleksin soovinud.

Tõelised blokeerimislülitid ei unusta, millist lülitit toite väljalülitamisel vajutati, kuid selle vooluahela puhul naaseb see alati oma vaikeseadetele „puudub” või püsivale vaikeseadetele.

Lihtsam viis sama asja tegemiseks oleks kasutada mikrokontrollerit ja ma ei kahtle, et keegi kavatseb sellele kommentaarides tähelepanu juhtida.

Mikro kasutamise probleem on see, et peate selle programmeerima. Samuti peab teil olema kõigi vajalike sisendite ja väljundite jaoks piisavalt tihvte või nende loomiseks dekooder, mis lisab koheselt teise kiibi.

Kõik selle vooluahela osad on väga odavad või tasuta. Kuue blokeeringuga pank lülitab eBay sisse (kirjutamise ajal) 3,77 naela. Ok, nii et seda pole palju, aga minu 74HC174 maksis 9 penni ja mul olid kõik muud osad juba olemas, mis on nagunii odavad või tasuta.

Minimaalne kontaktide arv, mida tavaliselt mehaanilise lukustuslüliti abil saate, on DPDT, kuid saate hõlpsalt rohkem. Kui soovite selle vooluahelaga rohkem "kontakte", peate lisama rohkem väljundseadmeid, tavaliselt mosfette.

Üks suur eelis võrreldes tavaliste blokeerimislülititega on see, et saate kasutada mis tahes tüüpi hetkelisi lüliteid, mis on paigutatud ükskõik kuhu, või isegi juhtida sisendeid täiesti erineva signaali kaudu.

Kui lisate selle vooluahela igale väljundile mosfeti transistori, saate SPCO väljundi, välja arvatud see, et see pole isegi nii hea, sest saate selle ühendada ainult ühel viisil. Ühendage see muul viisil ja saate selle asemel tõesti väikese võimsusega dioodi.

Teisest küljest saate väljundisse lisada palju mosfette enne selle ülekoormamist, nii et teil võib olla suvaliselt palju pooluseid. Kasutades P- ja N-tüüpi paare, saate luua ka kahesuunalisi väljundeid, kuid see lisab ka keerukust. Võite kasutada ka plätude mitte-Q väljundeid, mis annab teile alternatiivse toimingu. Seega on selle vooluahela potentsiaalselt palju paindlikkust, kui te ei pahanda selle keerukust.