IC жұмыртқа таймері: 11 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Авторы: Габриэль Чиу

Шолу

Бұл жоба сандық логиканың негіздерін, NE555 таймерінің сипаттамаларын көрсетеді және екілік сандардың қалай есептелетінін көрсетеді. Қолданылатын компоненттер: NE555 таймері, 12 биттік толқынды есептегіш, екі кірісті NOR қақпасы, 4 кірісті ЖӘНЕ шлюзі, 2 кірісті ЖӘНЕ шлюзі және 2 кірісті НЕМЕ қақпасы. NOR, AND және OR логикалық қақпалары TTL және CMOS эквиваленттерінде болады, оны Lee's Electronic -тен табуға болады. Бұл жоба екі параметрі бар жұмыртқа таймері: қатты немесе жұмсақ қайнатылған және қалпына келтіру функциясымен келеді.

Бөлшектер мен құралдар

• 1x Нан тақтасы (Ли нөмірі: 10516)

• 1х 9В батарея (Лидің нөмірі: 8775 немесе 16123)

  ЕСКЕРТПЕ: Бұл тізбек 5В қуатын қолдана отырып жұмыс істей алады. 9В -тан аспаңыз, себебі бұл IC чиптерін зақымдауы мүмкін

• 1х 9В батарея ұстағы (Лидің нөмірі: 657 немесе 6538 немесе 653)
• Тұтас сым (Ли нөмірі: 2249)
• Jumper Wire (Лидің нөмірі: 10318 немесе 21805)
• Аллигатор тестінің жетекшілері (Ли нөмірі: 690)
• 3x тактильді қосқыштар (Ли нөмірі: 31241 немесе 31242)
• 1x NE555 таймері (Ли нөмірі: 7307)
• 1x 12 биттік толқынды есептегіш CMOS 4040 (Ли нөмірі: 7210)
• 1x Dual Quad кіріс және CMOS 4082 қақпасы (Ли нөмірі: 7230)
• 1x Quad 2 кірісті және CMOS 4081 қақпасы (Ли нөмірі: 7229)
• 2x Quad 2 кірісті NOR қақпасы CMOS 4001 немесе 74HC02 (Ли нөмірі: 7188 немесе 71692)
• 1x Quad 2-кіріс немесе 74HC32 қақпасы (Ли нөмірі: 71702)
• 3х 1к OHM резисторлары ¼ ватт (Ли нөмірі: 9190)
• 2х 150 кВт резистор ¼ ватт (Ли нөмірі: 91527)
• 1x 10nF (0.01UF) конденсатор (Ли нөмірі: 8180)
• 1x 4.7UF конденсаторы (Ли нөмірі: 85)
• 1x 1N4001 диод (Ли нөмірі: 796)
• 1x Buzzer 3-24V DC үздіксіз (Ли нөмірі: 4135)

Құралдар

1x сым тартқыштар (Ли нөмірі: 10325)

1 -қадам: тақтаны орнату

Бұл жобаға арналған тақтаны орнату өте маңызды. Бұл қондырғы барлық электр рельстерінің (қызыл және көк сызықтар) қоректенуін қамтамасыз етеді.

1. Тақтаның жоғарғы жағындағы екі банан терминалын нан тақтасының өзіне қосу үшін сізге бірнеше секіргіш сым қажет болады. Бұл батареяны немесе қуат көзін қосуға көмектеседі.
2. Жоғарыдағы 1-суреттегідей, қызыл рельсті желілерді біріктіру үшін қызыл ілгішті салыңыз.
3. Көк рельсті желілерді біріктіру үшін қара сымды қолданыңыз. (Мен қара сымды қолдандым, бірақ көк сым жақсы)

МАҢЫЗДЫ!: Қызыл сызықтардың кез келгені көк сызықтарға жалғанбағанына көз жеткізіңіз. Бұл тізбекті қысқартады және сіздің науа тақтасын күйдіреді, сымдар мен батареяны бұзады.

СЫМ БЕРУ ҮШІН ТАЛҚАНЫҢ ҚУАТТЫ ЕМЕСІНЕ КӨЗ жеткізіңіз! БҰЛ СІЗДІҢ КОМПОНЕНТТЕРІҢІЗГЕ АБАТТЫ ЗЫЯН САЛУЫ МҮМКІН

Жұмысқа кіріспес бұрын, біз IC тақтасының үлкен мөлшерін қолданамыз, сондықтан мен компоненттерді жақсы және оңай аралыққа орналастыру үшін нан тақтасының қай жерде орналасатынын беремін.

IC -тің көпшілігінде алдыңғы немесе алға бағыттың қайда орналасқанын көрсететін чипте индикатор бар. 2 -суретте көрсетілгендей, чиптің алдыңғы бөлігінің қайда орналасқанын көрсететін чипте кішкене ойық болуы керек.

(Егер сіз бұрыштағы кішкентай жарық диодты схемаға қызығушылық танытсаңыз, соңына дейін барыңыз. Мен сізге оның не үшін бар екенін және қалай жұмыс істейтінін көрсетемін)

2 -қадам: Таймерді орнату

Бұл таймер әр секунд сайын импульс жібереді, оны біз келесі қадамда қолданамыз. Әзірге біз NE55 таймерін дұрыс орнатуға назар аударамыз. Мен NE555 таймер калькуляторын пайдаланып, резистор мен конденсатордың мәндерін 1 секундқа орнату үшін қажет болды. Бұл санауыштың секундпен есептелетініне көз жеткізеді.

1. NE555 таймері IC чипін нан тақтасына орналастырыңыз, осылайша алдыңғы түйреуіштер нан тақтасының сол жағында 5 -ші деңгейде болады.
2. 8 -түйреуішті Қызыл рельсті желіге қосыңыз
3. 1 -түйреуішті көк рельсті желіге қосыңыз
4. 7 -түйреуішті 150к OHM резисторының бірімен Қызыл рельс желісіне қосыңыз

5. 7 -түйреуішті 2 -ші түйінге басқа 150k OHM резисторы мен 1N4001 диодын пайдаланып қосыңыз

   • Диодтың сызығы диаграммада көрсетілгендей түйреуіш 2 -ге қарайтынына көз жеткізіңіз
   • Резистор қай бағытқа қарайтыны туралы алаңдамаңыз
6. 6 -түйреуішті 2 -ші түйінге сымды немесе секіргішті пайдаланып қосыңыз
7. 10 -шы конденсатордың көмегімен 5 -ші пинді көк рельсті желіге қосыңыз
8. 2 -түйреуішті 4.7uF конденсатордың көмегімен Көк рельсті желіге қосыңыз
9. Сызық белгісінің бүйіріндегі сым көк рельске қосылғанын тексеріңіз, әйтпесе конденсатор артқа
10. Қалпына келтіру функциясын өшіру үшін сым арқылы 4 -ші түйреуішті Қызыл рельс желісіне қосыңыз
11. Соңында, келесі қадам үшін 3 -ші пинге секіргішті қойыңыз.

3 -қадам: Есептегішті орнату

Бұл бүкіл жүйенің ең маңызды бөлігі, әйтпесе сіз қатты пісірілген жұмыртқадан артық аласыз!

1. CMOS 4040 Counter IC чипін нан тақтасына NE555 таймерінің чипінен кейін қойыңыз, осылайша алдыңғы түйреуіштер 10 -деңгейге қойылады.
2. 16 -түйреуішті Қызыл рельсті желіге қосыңыз
3. 8 -түйреуішті көк рельсті желіге қосыңыз
4. 10 -түйреуішті алдыңғы қадамда қалдырған NE555 таймерінің шығысына қосыңыз (NE555 -тегі 3 -түйреуіш)
5. Қалпына келтіру функциясы үшін 11 -пинді қалдырыңыз

4 -қадам: жүйенің миын дайындау

Жүйенің миын орнатудың алғашқы қадамдары сұрақ қояды: біз жұмыртқамыз қанша уақыт піскенін қалаймыз?

Жүйеде екі пісіру параметрі бар; қатты пісірілген және жұмсақ қайнатылған. Алайда, қиын бөлігі - цифрлық жүйелер (тіпті сіздің компьютерлеріңіз де) екілік сандармен есептеледі, сондықтан 1 мен 0. сондықтан қалыпты ондық сандарымызды екілік сандарға түрлендіру қажет.

САНДАРДЫҢ БІРНЕШЕСІНІҢ УАҚЫТЫ

Ондық бөлшекті екілік санау жүйесіне ауыстыру қарапайым бөлу қадамдарын алады.

1. Нөміріңізді алып, 2 -ге бөліңіз
2. Бөлудің нәтижесі мен қалдығын есте сақтаңыз
3. Қалған бөлігі бірінші бөлікке өтеді
4. Нәтижені 2 -ге бөліңіз

5. Нәтиже нөлге айналғанша әрбір дәйекті бит үшін 2-4 қадамдарды қайталаңыз.

   ЕСКЕРТПЕ: БІРІК САНДАР СОЛ ҚАЛДЫРУ ҮШІН ОҚЫЛАДЫ, сондықтан №1 БИТ - ДҰРЫС ЕҢ САН

Мысал, ондық сан үшін: 720

Жоғарыдағы кестені қараңыз

Демек, алынған екілік сан-0010 1101 0000. Мен екілік санды 4-тен тұратын топтарда сақтап, жұп аралықты және біздің 12-разрядты есептегішті сәйкестендірдім.

Біздің уақытты табу

Бұл жоба үшін мен жұмсақ қайнатуға 3 минут, ал қатты қайнатуға 6 минут таңдадым. NE555 таймері мен санауыштың жылдамдығына сәйкес келу үшін бұл уақыттарды секундтарға түрлендіру қажет.

1 минутта 60 секунд бар.

Сонымен, 3 минут 180 секундқа, 6 минут 360 секундқа айналады

Әрі қарай, біз оны екілікке түрлендіруіміз керек.

Ондық бөлшекті екілік санау жүйесіне түрлендіру арқылы біз мынаны аламыз:

360 секунд 0001 0110 1000

180 секунд 0000 1011 0100

5-қадам: 4 кірісті және CMOS 4082 шлюзін орнату

Біз ақырында жүйенің миын тақтаға орнатуды бастай аламыз. Біріншіден, 4-кіріс пен қақпа. Бұл қақпаға шығыс 1 болмай тұрып, барлық кірістер 1 болуы керек. Мысалы, егер біз 3 минутты таңдасақ; AND қақпасы а шығатынға дейін 3, 5, 6 және 8 биттері 1 болуы керек. Бұл біздің жүйені тек белгілі бір уақытта іске қосады.

1. CMOS 4082 4 кірісті және қақпалы IC чипін нан тақтасына CMOS 4040 санауышынан кейін орналастырыңыз, осылайша алдыңғы түйреуіштер 20 деңгейінде болады.
2. 14 -ші түйреуішті Қызыл рельсті желіге қосыңыз
3. 7 -түйреуішті көк рельс желісіне қосыңыз
4. 2-5 түйреуіштерді жоғарыдағы диаграммада көрсетілгендей есептегіш түйреуіштерге жалғаңыз
5. 12-9 түйреуіштер үшін де солай жасаңыз
6. 6 және 8 түйреуіштер қолданылмайды, сондықтан оларды жалғыз қалдыруға болады

6 -қадам: батырмалар мен ысырмаларды орнату

Бұл жүйенің негізгі бақылауы мен тағы бір шешуші бөлігі!

Алдымен ысырмалар туралы түсініктен бастайық. 3 -сурет - біздің CMOS 4001 NOR қақпалары арқылы біздің ілгектердің біреуі қалай болатыны туралы схема.

Бір кіріс ҚОСУЛЫ болғанда (логика жоғары немесе 1 болса), жүйе қандай шығыс қосулы екенін қосады және оны қосулы күйінде сақтайды. Басқа кіріс ҚОСУ болғанда, жүйе қайтадан қосылады және жаңа шығыс қосылады.

Енді оны біздің схемаға қолдану үшін!

Алғашқы ысырма 4-кірісті шығаруға арналған және біз жаңа ғана қосылды.

1. CMOS 4001 NOR Gate IC чипін нан тақтасына CMOS 4082 4-Input AND қақпасынан кейін орналастырыңыз, осылайша алдыңғы түйреуіштер 30-да болады.
2. 14 -ші түйреуішті Қызыл рельсті желіге қосыңыз
3. 7 -түйреуішті көк рельс желісіне қосыңыз
4. AND 1 қақпағының 1 түйреуішін қосыңыз
5. 2 және 4 түйреуіштерді бірге қосыңыз
6. 3 және 5 түйреуіштерді біріктіріңіз
7. AND 13 қақпағының 13 түйреуішін қосыңыз
8. 12 және 10 түйреуіштерді біріктіріңіз
9. 11 және 9 түйреуіштерді біріктіріңіз
10. 6 және 8 түйреуіштерді бірге қосыңыз, біз оларды кейінірек қалпына келтіру функциясы үшін қолданатын боламыз.

7 -қадам: батырмалар мен ысырмаларды реттеу Конт

Келесі - екінші ысырма мен түймелер!

Біз оларды тақтаның оң жақ жартысына қоямыз, сондықтан түймені басу және тізбектегі қажеттілік пен қашықтықты сақтау оңайырақ болады. Түймелер сонымен қатар таңдалған параметрді орнату және қалпына келтіру үшін ысырманы пайдаланады.

1. Түймешіктерді (тактильді қосқыштар) тақтаға қойыңыз

2. Жоғарыдағы схемаға ұқсас түймелерді қосыңыз

   Қолданылатын резисторлар 1k OHM резисторлары болып табылады

3. CMOS 4001 -ді біз бірінші ілгектегідей қосамыз, бірақ оның орнына түймелерді CMOS 4001 кірістеріне қосамыз.

   4 -сурет 74HC02 NOR эквивалентін қолданады

ҚАЗІР біз ақырында бұл батырманы қалпына келтіріп, кірісті қалпына келтіреміз!

1. Қалпына келтіру түймесін жүйенің басқа қалпына келтіру орындарына қосыңыз

   • Орындар үшін алдыңғы қадамдардағы суреттерді қараңыз
   • Барлық түйреуіштерді біріктіру үшін сізге бірнеше секіргіш сымдарды пайдалану қажет болады
2. Қатты пісірілген және жұмсақ қайнатылған түймелердің ысырмасы келесі қадамда қолданылады

8-қадам: CMOS 4081 2-кіріс пен шлюзді орнату

Бұл бөлім біз таңдаған параметрді растайды. Шығу екі кіріс дұрыс болған кезде ғана қосылады. Бұл параметрлердің біреуіне дабылды соңында қосуға мүмкіндік береді.

1. CMOS 4081 AND Gate IC чипін нан тақтасына біздің бірінші ілмекті чиптен кейін салыңыз, осылайша алдыңғы түйреуіштер нан тақтасының оң және сол жағында 40 деңгейінде болады.
2. 14 -ші түйреуішті Қызыл рельсті желіге қосыңыз
3. 7 -түйреуішті көк рельс желісіне қосыңыз
4. Екі ысырманың шығуын AND қақпаларының кірістеріне қосыңыз (6 -қадамды қараңыз: Басу түймелері мен ысырмаларды орнату)
5. Мұны қатты пісірілген және жұмсақ пісірілген параметрлер үшін жасаңыз.

9 -қадам: Жүйені аяқтау

Жүйеге соңғы әсер. НЕМЕСЕ қақпа кірістің шығысын қосуға мүмкіндік береді.

1. 74HC32 OR Gate IC чипін CMOS 4081 2 кірісті және қақпасынан кейін нан тақтасына қойыңыз, осылайша алдыңғы түйреуіштер нан тақтасының оң және сол жағында 50 деңгейінде болады.
2. 14 -ші түйреуішті Қызыл рельсті желіге қосыңыз
3. 7 -түйреуішті көк рельс желісіне қосыңыз
4. 7 -қадамнан екі шығуды алыңыз және оларды 74HC32 чипінің кірістеріне қосыңыз (1 және 2 түйреуіштер)
5. Шығыс (PIN 3) сигналының қызыл сымына қосыңыз
6. Зумердің қара сымын Көк рельсті желіге қосыңыз

Сіз аяқтадыңыз

Батареяны батарея ұстағышына жалғаңыз және оны қосу үшін қызыл сымды нан тақтасының қызыл банан терминалына, ал қара сымды нан тақтасының қара банан терминалына қосыңыз. Таймердің жұмыс істеуі үшін алдымен қалпына келтіру түймесін басыңыз, содан кейін жаңа уақытты бастағыңыз келген сайын өз опцияңызды таңдаңыз, себебі NE555 таймері үнемі жұмыс істейді және егер бастапқы қалпына келтіру түймесі басылмаса, жүйені санауды жалғастырады

Болашақ жақсартулар

Бұл схема 100% мінсіз схема емес. Мен жақсартқым келетін нәрселер бар:

1. NE555 таймері мен есептегіш санау тек таңдаудан кейін басталатынына көз жеткізіңіз
2. Әр аяқталған дабылдан кейін жүйені қалпына келтіріңіз
3. Бір уақытта тек бір опцияны таңдауға болатынына көз жеткізіңіз, қазіргі уақытта екі нұсқаны да таңдауға болады
4. Ағынды қадағалап, түсінуді жеңілдету үшін тізбекті тазалаңыз
5. Қандай таңдау таңдалғанын және таймердің ағымдағы уақытын көрсететін бөлікке немесе жүйеге ие болыңыз

10 -қадам: операция туралы бейне

Мен дыбыстық сигналды шағын сынақ схемасына ауыстырдым. Жарықдиодты дабылды сәтті қосқанда қызылдан жасылға ауысады.

11 -қадам: BONUS сынақ нүктесінің схемасы

Сонымен … сіз осы кішкене компоненттерге шынымен қызығасыз.

Жоғарыдағы суреттер тақтада қалай көрінетінін және схеманың схемасын көрсетеді. Бұл схема логикалық тестілеу схемасы деп аталады. Бұл IC немесе цифрлық шығыс жоғары (1) немесе төмен (0) екенін тексере алады.

Бұл схема диодтар мен электр тогының негізгі түсінігін қолданады. Электр жоғары потенциалдан өзен сияқты төмен потенциалға қарай ағып жатыр, бірақ сіз сұрауыңыз мүмкін, әлеует қалай өзгереді? Әрбір компоненттен кейін тізбектің потенциалы төмендейді. Мысалы, резистордың бір шетінде, екінші жағынан, әлеуеті жоғары болады. Бұл төмендеу кернеудің төмендеуі деп аталады және резистордың сипаттамаларына байланысты және Ом заңы бойынша табылған.

Ом заңы: кернеу = ток x қарсылық

Диодтарда кернеудің төмендеуі бар, ол тізбек бойымен кернеуді одан әрі төмендетеді. Бұл нөлдік потенциалды немесе нөлдік кернеуді білдіретін жерге белгіге жеткенше жалғасады.

Енді сұрақ: бұл тізбек логиканы жоғары (1) немесе логикалық төменді (0) қалай тексереді?

Біз кез келген логикалық шығуды екі жарықдиодты арасындағы нүктеге қосқанда, кернеу потенциалы сол нүктеге түседі. Диодтардың негізін қолдана отырып, жарық диодтары жарық диодтары болып табылады және сол принциптерді ұстанады, диодтар тек бір бағытта ток ағуына мүмкіндік береді. Сондықтан светодиодтарды керісінше қосқан кезде олар қосылмайды.

Бұл нүктенің екі светодиод арасындағы әсері бұл сипаттаманың пайда болуына әкеледі. Егер нүкте логикалық жоғары болса (1), онда 5 вольтты потенциал орналастырылады және ҚЫЗЫЛ жарық диодының алдындағы кернеу потенциалы сынақ нүктесіндегі потенциалдан төмен болғандықтан, ҚЫЗЫЛ диод қосылмайды. Дегенмен, ЖАСЫЛ жарық диоды қосылады. Бұл сіз тексеретін нәрсенің логикалық жоғары деңгейде екенін көрсетеді (1).

Ал керісінше, сынақ нүктесі логикалық төмен болғанда (0) сынақ нүктесінде кернеудің нөлдік потенциалы болады. Бұл тек ҚЫЗЫЛ жарық диодты қосуға мүмкіндік береді, бұл тестілеуге тырысатын кез келген нүкте логикалық төмен екенін көрсетеді.