Radio gumbi s elektroničkim povezivanjem (*poboljšani!*): 3 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Izraz "radio gumbi" dolazi od dizajna starih auto radija, gdje bi bilo nekoliko tipki unaprijed podešenih na različite kanale i mehanički međusobno povezanih tako da se može pritisnuti samo jedan odjednom.

Htio sam pronaći način izrade radio gumba, a da ne moram kupiti neke stvarne prekidače za blokiranje, jer želim moći birati alternativne unaprijed zadane vrijednosti u drugom projektu koji već ima rotacijski prekidač, pa sam htio drugačiji stil kako bih izbjegao greške.

Taktilni prekidači su u izobilju i jeftini, a ja sam demontirao teret s raznih stvari pa su se činili prirodnim izborom za upotrebu. Šesterostrani japanka D-tipa, 74HC174, izvrsno obavlja funkciju blokiranja uz pomoć nekih dioda. Možda bi neki drugi čip mogao bolje obaviti posao, ali '174 je vrlo jeftin, a diode su bile besplatne (povlači ploču)

Neki otpornici su također potrebni, a kondenzatori za odbijanje odbijanja sklopki (u prvoj verziji) i osiguravanje resetiranja pri uključivanju. Od tada sam otkrio da povećanjem kondenzatora odgode takta, kondenzatori za otklanjanje prekidača nisu potrebni.

Simulacija "interlock.circ" izvodi se u Logisimu, koji možete preuzeti ovdje: https://www.cburch.com/logisim/ (Nažalost, više se ne razvija).

Proizveo sam 2 poboljšane verzije kruga, u prvoj se uklanjaju samo kondenzatori za uklanjanje. U drugom se dodaje tranzistor koji omogućuje aktiviranje jedne od tipki pri uključivanju, dajući zadane postavke.

Pribor

• 1x 74HC174
• 6x taktilni prekidači ili druga vrsta trenutnih prekidača
• 7x 10k otpornici. To mogu biti SIL ili DIL paketi sa zajedničkim terminalom. Koristio sam 2 paketa koji sadrže po 4 otpornika.
• 6x 100n kondenzatori - točna vrijednost nije važna.
• 1x 47k otpornik
• 1x 100n kondenzator, minimalna vrijednost. Koristite sve do 1u.
• Izlazni uređaji, npr. Mali mosfeti ili LED diode
• Materijali za sastavljanje kola

Korak 1: Izgradnja

Sastavite željenom metodom. Koristio sam dvostranu perforiranu ploču. Lakše bi to bilo učiniti s DIL zapakiranim čipom kroz rupu, ali često dobivam SOIC uređaje jer su obično puno jeftiniji.

Dakle, s DIL uređajem ne morate raditi ništa posebno, samo ga priključite i povežite.

Za SOIC morate napraviti mali trik. Nagnite naizmjenične noge malo prema gore kako ne bi dodirivale dasku. Preostali pinovi bit će na ispravnom razmaku kako bi odgovarali jastučićima na ploči. Evo vodiča kako sam savio svoju (GORE znači savijeno, DOLJE znači ostavite na miru)

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

Na ovaj način 4 diode se mogu spojiti na jastučiće, a samo 2 trebaju biti spojene na podignute noge. Dio mene sumnja da bi ovo bilo bolje obrnuto.

Postavite diode s obje strane čipa i lemite ih na mjesto.

Postavite povlačne otpornike za svaki od D ulaza. Koristio sam 2 SIL pakiranja od po 4 otpornika, Postavite padajući otpornik na ulaz sata. Ako koristite SIL pakete, spojite jedan od rezervnih otpornika umjesto zasebnog

Postavite prekidače pored otpornika.

Kondenzatore za uklanjanje odskakivanja sklopki postavite što bliže njima.

Postavite svoje izlazne uređaje. Koristio sam LED diode za testiranje i demonstraciju, ali možete postaviti neki drugi uređaj po vašem izboru da biste dobili više polova na svakom izlazu, na primjer.

• Ako ugradite LED diode, potreban im je samo 1 otpornik za ograničavanje struje u zajedničkom spoju, jer samo 1 LED svijetli odjednom!
• Ako koristite MOSFET -ove ili druge uređaje, obratite pozornost na orijentaciju uređaja. Za razliku od stvarnog prekidača, signal i dalje ima odnos s 0v vezom ovog kruga pa se na njega mora odnositi izlazni tranzistor.

Ožičite sve zajedno prema shemi. Za to sam koristio magnetsku žicu od 0,1 mm, možda biste radije odabrali nešto manje fino.

Korak 2: Kako to radi

Dostavio sam 4 verzije sheme: izvornu s kondenzatorima za odvajanje sklopke, sa i bez izlaznih MOSF -ova, te još dvije verzije gdje je kondenzator odgode takta povećan, tako da je uklanjanje prekidača postalo nepotrebno, konačno s dodatkom tranzistora koji će praktički "pritisnuti" jednu od tipki kada se uključi napajanje.

Krug koristi jednostavne japanke tipa D sa zajedničkim satom, prikladno je da ih dobijete 6 u čipu 74HC174.

Sat i svaki od D ulaza čipa su izvučeni na masu preko otpornika, pa je zadani ulaz uvijek 0. Diode su spojene kao "ožičeno ILI" kolo. Mogli biste koristiti ulaz sa 6 ulaza ILI, tada vam neće trebati povlačenje ulaza sata, ali gdje je tu zabava?

Prilikom prvog uključivanja kruga, CLR pin se nisko povlači preko kondenzatora kako bi se čip resetirao. Kada se kondenzator napuni, resetiranje je onemogućeno. Odabrao sam 47k i 100nF kako bih dao vremensku konstantu otprilike 5x veću od one kombiniranih debounce kapa i otpornika koji se koriste za prekidače.

Kada pritisnete gumb, on stavlja logičku vrijednost 1 na D ulaz na koji je spojen i preko diode aktivira sat u isto vrijeme. Ovo "uklapa" 1, čineći Q izlaz visokim.

Kad se gumb otpusti, logika 1 je pohranjena u japanci, tako da Q izlaz ostaje visok.

Kada pritisnete drugu tipku, isti učinak se događa i na japanci s kojima je povezan, ali budući da su satovi zajednički, onaj koji ima 1 na izlazu već sada radi u 0, tako da Q izlaz ide niska.

Budući da prekidači pate od odbijanja kontakata, kada pritisnete i otpustite jedan, ne dobivate uredno 0 pa 1 pa 0, dobivate niz nasumičnih 1 i 0, što čini krug nepredvidljivim. Pristojan sklop za uklanjanje prekidača možete pronaći ovdje:

Na kraju sam otkrio da je s dovoljno velikim kondenzatorom odgode takta odvajanje pojedinačnih sklopki nepotrebno.

Q izlaz bilo kojeg flip-flopa ide visoko kad se pritisne njegova tipka, a izlaz koji nije Q je nizak. Ovo možete koristiti za upravljanje N ili P MOSFET -om, koji se odnosi na tračnicu male ili velike snage. S opterećenjem spojenim na odvod bilo kojeg tranzistora, njegov izvor obično bi bio spojen na 0v ili na energetski vod, ovisno o polaritetu, međutim on će djelovati kao prekidač upućen na neku drugu točku, sve dok ima prostora za okretanje uključeno i isključeno.

Konačna shema prikazuje PNP tranzistor koji je spojen na jedan od D ulaza. Ideja je da se, kad se primijeni snaga, kondenzator u podnožju tranzistora puni dok ne dosegne točku u kojoj tranzistor vodi. Budući da nema povratne informacije, kolektor tranzistora vrlo brzo mijenja stanje generirajući impuls koji može postaviti D ulaz visoko i pokrenuti sat. Budući da je spojen na krug preko kondenzatora, ulaz D se vraća u nisko stanje i nema značajnih utjecaja u normalnom radu.

Korak 3: Za i protiv

Nakon što sam izgradio ovaj sklop, pitao sam se isplati li se to raditi. Cilj je bio dobiti funkcionalnost poput radio-gumba bez troškova prekidača i okvira za montažu. Međutim, nakon što su dodani padajući otpornici i kondenzatori koji odskaču, bilo mi je malo složenije nego što bih želio.

Pravi prekidači za zaključavanje ne zaboravljaju koji je prekidač pritisnut kada je napajanje isključeno, ali s ovim krugom uvijek će se vratiti na zadanu postavku "nema" ili na trajnu zadanu vrijednost.

Jednostavniji način da učinite istu stvar bio bi korištenje mikrokontrolera i ne sumnjam da će to netko istaknuti u komentarima.

Problem s korištenjem mikro uređaja je što ga morate programirati. Također morate imati dovoljno pinova za sve ulaze i izlaze koji su vam potrebni, ili imati dekoder za njihovo stvaranje, koji odmah dodaje još jedan čip.

Svi dijelovi ovog kruga vrlo su jeftini ili besplatni. Banka od 6 međusobno povezanih računa uključuje troškove eBay -a (u vrijeme pisanja ovog članka) 3,77 GBP. Ok, to nije puno, ali moj 74HC174 je koštao 9 penija i već sam imao sve ostale dijelove, koji su ionako jeftini ili besplatni.

Minimalna količina kontakata koju obično dobijete s mehaničkim prekidačem za zaključavanje je DPDT, ali lako možete dobiti više. Ako želite više "kontakata" s ovim krugom, morate dodati više izlaznih uređaja, obično MOSFET -ove.

Jedna velika prednost u usporedbi sa standardnim sklopkama za zaključavanje je ta što možete koristiti bilo koju vrstu trenutnih prekidača, postavljenih gdje god želite, ili čak pogoniti ulaze iz potpuno različitog signala.

Ako svakom od izlaza ovog kruga dodate mosfet tranzistor, dobit ćete SPCO izlaz, osim što nije čak ni toliko dobar, jer ga možete spojiti samo na jedan način. Spojite ga na drugi način i umjesto toga dobit ćete diodu jako male snage.

S druge strane, možete dodati mnogo MOSFET -ova na izlaz prije nego što se preoptereti, tako da možete imati proizvoljno veliki broj polova. Korištenjem parova tipa P i N možete stvoriti i dvosmjerne izlaze, ali to također dodaje složenost. Također možete koristiti not-Q izlaze japanki, što vam daje alternativnu akciju. Dakle, postoji potencijalno velika fleksibilnost ovog kruga, ako vam ne smeta dodatna složenost.