Elektroniski bloķējošas radio pogas (*uzlabotas!*): 3 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Termins "radio pogas" cēlies no veco automašīnu radioaparātu dizaina, kur būtu vairākas spiedpogas, kas iepriekš noregulētas dažādiem kanāliem, un mehāniski saslēgtas tā, lai vienlaikus varētu iespiest tikai vienu.

Es gribēju atrast veidu, kā izveidot radio pogas, nepērkot dažus faktiskos bloķēšanas slēdžus, jo vēlos, lai varētu izvēlēties alternatīvas iepriekš iestatītas vērtības citā projektā, kuram jau ir rotējošs slēdzis, tāpēc es vēlējos citu stilu, lai izvairītos no kļūdām.

Taktilie slēdži ir daudz un lēti, un man ir no dažādām lietām demontēta slodze, tāpēc tie šķita dabiska izvēle. Sešstūra D tipa flip flop, 74HC174, labi izpilda bloķēšanas funkciju, izmantojot dažas diodes. Iespējams, kāda cita mikroshēma varētu paveikt labāku darbu, bet '174 ir ļoti lēts, un diodes bija bez maksas (dēļu vilkšana)

Ir nepieciešami arī daži rezistori un kondensatori, lai atspējotu slēdžus (pirmajā versijā) un nodrošinātu ieslēgšanu. Kopš tā laika esmu atklājis, ka, palielinot pulksteņa aizkaves kondensatoru, slēdža atkāpšanās kondensatori nav vajadzīgi.

Simulācija "interlock.circ" darbojas logisimā, kuru varat lejupielādēt šeit: https://www.cburch.com/logisim/ (diemžēl vairs netiek izstrādāta).

Esmu izveidojis 2 uzlabotas shēmas versijas, pirmajā tiek noņemti tikai atvienošanas kondensatori. Otrajā tiek pievienots tranzistors, lai ieslēgšanas laikā varētu aktivizēt vienu no pogām, nodrošinot noklusējuma iestatījumu.

Piegādes

• 1x 74HC174
• 6x taustes slēdži vai cita veida īslaicīgs slēdzis
• 7x 10k rezistori. Tie var būt SIL vai DIL, kas iepakoti ar kopēju termināli. Es izmantoju 2 iepakojumus, kuros katrā bija 4 rezistori.
• 6x 100n kondensatori - precīza vērtība nav svarīga.
• 1x 47k rezistors
• 1x 100n kondensators, minimālā vērtība. Izmantojiet jebko līdz 1u.
• Izejas ierīces, piemēram, mazi mosfeti vai gaismas diodes
• Materiāli ķēdes montāžai

1. solis: būvniecība

Salieciet, izmantojot vēlamo metodi. Es izmantoju abpusēju perforētu dēli. To būtu vieglāk izdarīt ar caurumu caur DIL iepakotu mikroshēmu, taču es bieži saņemu SOIC ierīces, jo tās parasti ir daudz lētākas.

Tātad, izmantojot DIL ierīci, jums nav jādara nekas īpašs, vienkārši pievienojiet to un pievienojiet vadu.

Lai iegūtu SOIC, jums ir jādara neliels triks. Nedaudz salieciet alternatīvās kājas, lai tās nepieskartos dēlim. Atlikušās tapas atrodas pareizajā attālumā, lai tās atbilstu paliktņiem uz tāfeles. Šeit ir rokasgrāmata, kā es saliecu raktuves (UP nozīmē saliektu uz augšu, DOWN nozīmē atstāt mierā)

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

Tādā veidā 4 no diodēm var savienot ar paliktņiem, un tikai 2 ir jāpievieno paceltām kājām. Daļai no manām ir aizdomas, ka tas būtu labāk otrādi.

Novietojiet diodes uz mikroshēmas abām pusēm un pielodējiet tās vietā.

Uzstādiet nolaižamos rezistorus katrai D ieejai. Es izmantoju 2 SIL komplektus pa 4 rezistoriem, Uzstādiet nolaižamo rezistoru pulksteņa ieejai. Ja izmantojat SIL paketes, pievienojiet vienu no rezerves rezistoriem, nevis atsevišķu

Novietojiet slēdžus blakus rezistoriem.

Novietojiet slēdžu atlēkušos kondensatorus pēc iespējas tuvāk tiem.

Uzstādiet izvadierīces. Testēšanai un demonstrēšanai es izmantoju gaismas diodes, taču jūs varētu uzstādīt kādu citu jūsu izvēlētu ierīci, lai, piemēram, katrā izejā iegūtu vairākus polus.

• Ja jums ir uzstādītas gaismas diodes, tām ir nepieciešams tikai viens strāvas ierobežošanas rezistors kopējā savienojumā, jo vienlaikus iedegas tikai 1 gaismas diode!
• Ja izmantojat MOSFET vai citas ierīces, pievērsiet uzmanību ierīces orientācijai. Atšķirībā no reāla slēdža, signālam joprojām ir saistība ar šīs ķēdes 0v savienojumu, tāpēc izejas tranzistors ir jāatsaucas uz to.

Pievienojiet visu kopā saskaņā ar shēmu. Šim nolūkam es izmantoju 0, 1 mm magnēta vadu, jūs, iespējams, dodat priekšroku kaut kam nedaudz mazāk smalkam.

2. darbība. Kā tas darbojas

Es esmu nodrošinājis 4 shēmas versijas: oriģinālu ar slēdža atvienošanas kondensatoriem, ar izejas mosfetu un bez tā, un vēl divas versijas, kurās ir palielināts pulksteņa aizkaves kondensators, tā ka slēdžu atslēgšana ir kļuvusi nevajadzīga, beidzot pievienojot tranzistors, kas, ieslēdzot strāvu, praktiski "nospiedīs" vienu no pogām.

Shēmā tiek izmantotas vienkāršas D tipa flip-flops ar kopēju pulksteni, ērti iegūstot 6 no tām 74HC174 mikroshēmā.

Pulkstenis un katra mikroshēmas D ieeja tiek izvilkti uz zemes, izmantojot rezistoru, tāpēc noklusējuma ievade vienmēr ir 0. Diodes ir savienotas kā "vadu VAI" ķēde. Jūs varētu izmantot 6 ieejas VAI vārtus, tad jums nebūtu nepieciešama pulksteņa ievades nolaišana, bet kur tur ir jautrība?

Pirmoreiz ieslēdzot ķēdi, CLR tapa tiek izvilkta caur kondensatoru, lai atiestatītu mikroshēmu. Kad kondensators uzlādējas, atiestatīšana ir atspējota. Es izvēlējos 47k un 100nF, lai dotu laika konstanti aptuveni 5 reizes vairāk nekā kombinētajiem atkāpšanās vāciņiem un slēdžiem izmantotajiem nolaižamajiem rezistoriem.

Nospiežot pogu, tiek ievietota loģika 1 uz D ieejas, kurai tas ir pievienots, un ar diodes palīdzību vienlaicīgi iedarbina pulksteni. Tas "pulksteņus" 1, padarot Q produkciju iet augstu.

Atlaižot pogu, loģika 1 tiek saglabāta flip-flop, tāpēc Q izvade paliek augsta.

Nospiežot citu pogu, tas pats efekts rodas uz flip-flop, ar kuru tas ir savienots, bet, tā kā pulksteņi ir kopīgi, tas, kura izvade ir 1, tagad jau pulksteņo 0, tātad Q zems.

Tā kā slēdži cieš no kontakta atlēciena, nospiežot un atlaižot vienu, jūs nesaņemat tīru 0, tad 1 un 0, jūs saņemat nejaušu 1 un 0 plūsmu, padarot ķēdi neparedzamu. Pienācīgu slēdža atcelšanas shēmu varat atrast šeit:

Galu galā es atklāju, ka ar pietiekami lielu pulksteņa aizkaves kondensatoru atsevišķu slēdžu atcelšana nav nepieciešama.

Jebkuras flip-flop Q produkcija palielinās, kad tiek nospiesta poga, un ne-Q produkcija samazinās. To varat izmantot, lai kontrolētu N vai P MOSFET, attiecīgi atsaucoties uz mazjaudas vai lieljaudas sliedi. Ja slodze ir savienota ar jebkura tranzistora kanalizāciju, tās avots parasti ir savienots ar 0 V vai strāvas sliedi, atkarībā no polaritātes, tomēr tas darbosies kā slēdzis, kas atsaucas uz kādu citu punktu, ja vien tam vēl ir vieta, kur pagriezties ieslēgšana un izslēgšana.

Galīgajā shēmā parādīts PNP tranzistors, kas ir savienots ar vienu no D ieejām. Ideja ir tāda, ka, pievadot jaudu, kondensators tranzistora pamatnē uzlādējas, līdz tas sasniedz tranzistora vadīšanas punktu. Tā kā nav atgriezeniskās saites, tranzistora kolektors ļoti ātri maina stāvokli, ģenerējot impulsu, kas var iestatīt augstu D ievadi un iedarbināt pulksteni. Tā kā tas ir savienots ar ķēdi, izmantojot kondensatoru, D ieeja atgriežas zemā stāvoklī un normālā darbībā tas netiek būtiski ietekmēts.

3. solis: plusi un mīnusi

Pēc šīs ķēdes uzbūvēšanas es domāju, vai tas ir tā vērts. Mērķis bija iegūt radio pogu līdzīgu funkcionalitāti, neizmantojot slēdžus un montāžas rāmi, taču, kad tika pievienoti nolaižamie rezistori un kondensatori, kas atlēca, es atklāju, ka tas ir nedaudz sarežģītāk, nekā es gribētu.

Īstie bloķēšanas slēdži neaizmirst, kurš slēdzis tika nospiests, kad strāvas padeve ir izslēgta, taču ar šo shēmu tas vienmēr atgriezīsies pie noklusējuma iestatījuma “nav” vai pastāvīgā noklusējuma.

Vienkāršāks veids, kā rīkoties tāpat, būtu izmantot mikrokontrolleru, un es nešaubos, ka kāds to komentāros norādīs.

Problēma ar mikro lietošanu ir tā, ka tā ir jāprogrammē. Turklāt jums ir jābūt vai nu pietiekami daudzām tapām visām nepieciešamajām ieejām un izejām, vai arī jābūt dekodētājam, lai tos izveidotu, kas uzreiz pievieno citu mikroshēmu.

Visas šīs ķēdes daļas ir ļoti lētas vai bezmaksas. 6 bloķējošo banku ieslēgšana eBay maksā (rakstīšanas laikā) £ 3,77. Labi, tāpēc tas nav daudz, bet mans 74HC174 maksāja 9 pensus, un man jau bija visas pārējās detaļas, kas jebkurā gadījumā ir lētas vai bezmaksas.

Minimālais kontaktu skaits, ko parasti iegūstat ar mehānisko bloķēšanas slēdzi, ir DPDT, taču jūs varat viegli iegūt vairāk. Ja vēlaties ar šo ķēdi iegūt vairāk "kontaktu", jums jāpievieno vairāk izvadierīču, parasti mosfets.

Viena liela priekšrocība salīdzinājumā ar standarta bloķēšanas slēdžiem ir tā, ka jūs varat izmantot jebkura veida īslaicīgus slēdžus, kas novietoti jebkurā vietā, vai pat vadīt ieejas no pilnīgi cita signāla.

Ja katrai šīs ķēdes izejai pievienojat mosfet tranzistoru, jūs saņemsiet SPCO izeju, izņemot to, ka tas nav pat tik labi, jo to var savienot tikai 1 veidā. Pievienojiet to citā veidā, un tā vietā jūs saņemat patiešām zemas jaudas diode.

No otras puses, izejai varat pievienot daudz mosfetu, pirms tā tiek pārslogota, tāpēc jums var būt patvaļīgi liels skaits polu. Izmantojot P un N tipa pārus, varat arī izveidot divvirzienu izvadi, taču tas arī palielina sarežģītību. Varat arī izmantot flip-flop izvadus, kas nav Q, kas sniedz alternatīvu darbību. Tātad šai ķēdei ir potenciāli liela elastība, ja jūs neiebilstat pret papildu sarežģītību.