IC Egg Timer: 11 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:50

Հեղինակ ՝ Գաբրիել Չիու

Ակնարկ

Այս նախագիծը ցույց է տալիս թվային տրամաբանության հիմունքները, NE555 ժմչփի բնութագիրը և ցույց է տալիս, թե ինչպես են հաշվարկվում երկուական թվերը: Օգտագործվող բաղադրիչներն են ՝ NE555 ժմչփ, 12-բիթանոց ալիքի հաշվիչ, երկու 2-մուտքային NOR դարպաս, 4-մուտքային AND դարպաս, 2-մուտքային AND դարպաս և 2-մուտքային OR դարպաս: Տրամաբանական դարպասները, NOR, AND և OR գալիս են TTL և CMOS համարժեքներով, որոնք կարելի է գտնել Lee's Electronic- ում: Այս նախագիծը պարզ ձվի ժամաչափ է `երկու պարամետրով` կոշտ կամ փափուկ խաշած և գալիս է վերակայման գործառույթով:

Մասեր և գործիքներ

• 1x Breadboard (Լիի համարը ՝ 10516)

• 1x 9V մարտկոց (Լիի համարը ՝ 8775, կամ 16123)

  ՈEՇԱԴՐՈԹՅՈՆ. ԱՅՍ ՇՐIRԱՆԸ ԿԱՐՈ Է ԱՇԽԱՏԵԼ ՆԱԵՎ ՕԳՏԱԳՈՐՈՄ 5 Վ ԼՈՅՍ: 9 Վ -ից մի՛ գերազանցեք, քանի որ դա կարող է վնասել IC չիպսերը

• Մարտկոցի 1x 9V մարտկոց (Լիի համարը ՝ 657 կամ 6538 կամ 653)
• Կոշտ մետաղալար (Լիի համարը ՝ 2249)
• Jumper Wire (Լիի համարը ՝ 10318 կամ 21805)
• Ալիգատորների փորձարկման առաջատարներ (Լիի համարը ՝ 690)
• 3x շոշափելի անջատիչներ (Լիի համարը ՝ 31241 կամ 31242)
• 1x NE555 ժամաչափ (Լիի համարը ՝ 7307)
• 1x 12-բիթանոց ալիքային հաշվիչ CMOS 4040 (Լիի համարը ՝ 7210)
• 1x երկակի քառակի մուտքագրում AND դարպաս CMOS 4082 (Լիի համարը ՝ 7230)
• 1x Quad 2-մուտքային AND դարպաս CMOS 4081 (Լիի համարը ՝ 7229)
• 2x Quad 2-մուտքային NOR դարպաս CMOS 4001 կամ 74HC02 (Լիի համարը ՝ 7188 կամ 71692)
• 1x Quad 2-Input OR gate 74HC32 (Լիի համարը ՝ 71702)
• 3x 1k OHM դիմադրիչներ ¼ վտ (Լիի համարը ՝ 9190)
• 2x 150k OHM դիմադրիչներ ¼ վտ (Լիի համարը ՝ 91527)
• 1x 10nF (0.01UF) կոնդենսատոր (Լիի համարը ՝ 8180)
• 1x 4.7UF կոնդենսատոր (Լիի համարը ՝ 85)
• 1x 1N4001 դիոդ (Լիի համարը ՝ 796)
• 1x Buzzer 3-24V DC շարունակական (Լիի համարը ՝ 4135)

Գործիքներ

1x մետաղալարեր (Լիի համարը ՝ 10325)

Քայլ 1: Ստեղծեք ձեր խորհուրդը

Այս ծրագրի համար ձեր խորհուրդը ստեղծելը կարևոր է: Այս կարգավորումը պետք է ապահովի, որ հոսանքի բոլոր ռելսերը (կարմիր և կապույտ գծերը) սնուցվեն:

1. Տախտակի վերևում գտնվող երկու բանանի տերմինալները տախտակին ինքնին միացնելու համար անհրաժեշտ կլինի օգտագործել մի փոքր ցատկող մետաղալար: Սա կօգնի միացնել մարտկոցը կամ էներգիայի աղբյուրը:
2. Ինչպես վերը նկար 1-ի դեպքում, տեղադրեք կարմիր ամրացնող մետաղալար `կարմիր երկաթուղային գծերը միմյանց միացնելու համար:
3. Կապույտ երկաթուղային գծերը միասին միացնելու համար օգտագործեք սև մետաղալար: (Ես օգտագործել եմ սև մետաղալար, բայց կապույտը լավ է)

ԿԱՐԵՎՈՐ!. Համոզվեք, որ կարմիր գծերից որևէ մեկը կապ չունի կապույտ գծերի հետ: Սա կարճացնելու է միացումը և ԿԱՅԱՆԻ ՁԵՐ REԵԱՓՈՅԸ, Ո D ԱՆՍԱՀԱՅՏՈՄ ՁԵՐ ԼԱՐԵՐԸ ԵՎ ՄԱՐՏԿՈԸ:

Վստահ եղեք, որ ձեր խորհուրդը էլեկտրագծով միացված չէ: Սա կարող է պատահական վնաս պատճառել ձեր բաղադրիչներին:

Նախքան սկսելը, մենք կօգտագործենք զգալի չափի IC չիպսեր մեր տախտակի վրա, ուստի ես կտրամադրեմ տեղեր, թե որտեղ, որտեղ պետք է տեղադրվի տախտակի վրա, բաղադրիչները տեղադրվեն գեղեցիկ և հեշտ տարածության համար:

IC- ի մեծամասնությունը չիպի վրա ունի ցուցիչ `ցույց տալու համար, թե որտեղ է գտնվում առջևի կամ առաջի ուղղությունը: Չիպը պետք է ունենա մի փոքր խազ, որը ցույց կտա, թե որտեղ է գտնվում չիպի առջևը, ինչպես ցույց է տրված Նկար 2 -ում:

(Եթե ձեզ հետաքրքրում է անկյունում գտնվող փոքրիկ LED միացումը, գնացեք մինչև վերջ: Ես ձեզ ցույց կտամ, թե ինչու է այն այնտեղ և ինչպես է այն աշխատում)

Քայլ 2: tingամաչափի կարգավորում

Այս ժամաչափը ամեն վայրկյան զարկերակ է ուղարկում հաշվիչին, որը մենք կօգտագործենք հաջորդ քայլին: Առայժմ մենք կկենտրոնանանք NE55 erամաչափի ճիշտ տեղադրման վրա: Ես օգտագործեցի NE555 ժմչփ հաշվիչ `դիմադրության և կոնդենսատորի արժեքները գտնելու համար, որոնք անհրաժեշտ են ժամանակահատվածը 1 վայրկյան սահմանելու համար: Սա կհամոզվի, որ հաշվիչը հաշվում է վայրկյաններով:

1. Տեղադրեք NE555 ժմչփ IC չիպը հացի տախտակի վրա, որպեսզի առջևի կապումներն ընկած լինեն սեղանի ձախ կողմի 5 -րդ մակարդակի վրա:
2. Միացրեք 8 -րդ կապը Կարմիր երկաթուղային գծին
3. Միացրեք PIN 1 կապույտ երկաթուղային գծին
4. Միացրեք Pin 7 -ը Կարմիր երկաթուղային գծին `150k OHM դիմադրիչով

5. Միացրեք Pin 7 -ը Pin 2 -ին `օգտագործելով մյուս 150k OHM ռեզիստորը և 1N4001 դիոդը

   • Համոզվեք, որ դիոդի գիծը կանգնած է դեպի Pin 2, ինչպես ցույց է տրված դիագրամում
   • Մի անհանգստացեք այն ուղղության մասին, որին դիմակայում է դիմադրողը
6. Միացրեք Pin 6 -ը Pin 2 -ին, ինչպես նաև մետաղալարով կամ jumper- ով
7. Միացրեք Pin 5 կապույտ երկաթուղային գծին `օգտագործելով 10nF կոնդենսատորը
8. Միացրեք Pin 2 կապույտ երկաթուղային գծին ՝ օգտագործելով 4.7uF կոնդենսատորը
9. Համոզվեք, որ գծի գծանշման կողքին գտնվող մետաղալարը միացված է Կապույտ երկաթգծին, այլապես կոնդենսատորը հետ է
10. Վերականգնման գործառույթը անջատելու համար մետաղալարով միացրեք Pin 4 -ը Կարմիր երկաթուղային գծին
11. Ի վերջո, հաջորդ քայլի համար տեղադրեք jumper- ը Pin 3 -ում:

Քայլ 3: Հաշվիչի տեղադրում

Սա ամբողջ համակարգի ամենակարևոր մասն է, այլապես դուք կստանաք ավելին, քան պարզապես խաշած ձու:

1. Տեղադրեք CMOS 4040 Counter IC չիպը հացի տախտակի վրա, NE555 Timer չիպից հետո, այնպես որ առջևի կապումներն գտնվում են թիվ 10 մակարդակում
2. Միացրեք Pin 16 -ը Կարմիր երկաթուղային գծին
3. Միացրեք Pin 8 կապույտ երկաթուղային գծին
4. Միացրեք Pin 10 -ը NE555 erամաչափի ելքին (PIN 3 NE555- ին), որը թողել եք նախորդ քայլում
5. Վերակայման գործառույթի համար թողեք Pin 11 -ը

Քայլ 4: Համակարգի ուղեղի պատրաստում

Համակարգի ուղեղի ստեղծման առաջին քայլերը հարց են տալիս. Որքա՞ն ժամանակ ենք մենք ուզում, որ մեր ձվերը եփվեն:

Համակարգն ունի երկու պատրաստման կարգավորում. կոշտ և փափուկ եռացրած: Այնուամենայնիվ, ամենադժվարն այն է, որ թվային համակարգերը (նույնիսկ ձեր համակարգիչները) հաշվում են երկուական թվերով, այսինքն ՝ 1 և 0: ուստի մենք պետք է մեր սովորական տասնորդական թվերը վերածենք երկուական թվերի:

SԱՄԱՆԱԿ ՈՐՈՇ ԹԻՎ ՆԵԼՈ ՀԱՄԱՐ:

Տասներորդի երկուականի փոխարկումը տանում է բաժանման պարզ քայլեր:

1. Վերցրեք ձեր թիվը և բաժանեք այն 2 -ի
2. Հիշեք արդյունքը և մնացածը բաժանումից
3. Մնացածը անցնում է առաջին բիթին
4. Ձեր արդյունքը բաժանեք 2 -ի

5. Կրկնեք 2 -ից 4 -րդ քայլերը յուրաքանչյուր հաջորդ բիտի համար, մինչև ձեր արդյունքը զրո չդառնա:

   Ո NOTՇԱԴՐՈԹՅՈՆ. ԵՐԿՈ ԹԻՎԵՐԸ ԿԱՐԴԱՎՈՄ ԵՆ ԱՊԱՀՈՎՈ SOԹՅՈՆԻ SO ԱՊԱՍՏՈԹՅՈՆ #1 THEԻՇՏ ԱՄԵՆ ԹԻՎԸ:

Օրինակ ՝ տասնորդական համարի համար ՝ 720

Տես վերևի աղյուսակը:

Հետևաբար, ստացված երկուական համարը 0010 1101 0000 է: Ես երկուական թիվը պահել եմ 4 խմբերում `զույգ տարածության և մեր 12-բիթանոց հաշվիչի հետ համընկնելու համար:

Գտնելով մեր ժամանակները

Այս նախագծի համար ես ընտրեցի 3 րոպե փափուկ, և 6 րոպե `խաշած: Այս ժամանակները պետք է փոխարկվեն վայրկյանների ՝ մեր NE555 ժամաչափի և հաշվիչի արագությանը համապատասխանելու համար:

1 րոպեում կա 60 վայրկյան:

Այսպիսով, 3 րոպեն դառնում է 180 վայրկյան, իսկ 6 րոպեն ՝ 360 վայրկյան:

Հաջորդը, մենք պետք է այն վերածենք երկուականի:

Օգտագործելով տասնորդականը երկուականի փոխակերպելու մեթոդը, մենք ստանում ենք.

360 վայրկյան 0001 0110 1000

180 վայրկյան 0000 1011 0100

Քայլ 5. 4 մուտքագրման AND Gate CMOS 4082 տեղադրում

Մենք վերջապես կարող ենք սկսել համակարգի ուղեղների տեղադրումը մեր հացահատիկի վրա: Նախ, 4 մուտքագրվող AND դարպասը: Այս դարպասին անհրաժեշտ են բոլոր մուտքերը 1 -ի համար, մինչև ելքն ինքը դառնա 1: Օրինակ, եթե ընտրենք 3 րոպե; 3 -րդ, 5 -րդ, 6 -րդ և 8 -րդ բիթերը պետք է լինեն 1 -ի նախքան AND դարպասը կարող է թողնել a 1. Սա մեր համակարգը կաշխատի միայն որոշակի ժամանակներում:

1. CMOS 4082 4 մուտքագրվող AND Gate IC չիպը CMOS 4040 հաշվիչից հետո դրեք հացի տախտակի վրա, այնպես որ առջևի կապումներն ընկած են թիվ 20 մակարդակում:
2. Միացրեք Pin 14 -ը Կարմիր երկաթուղային գծին
3. Միացրեք Pin 7 -ը կապույտ երկաթուղային գծին
4. Միացրեք 2-5 կապում Counter կապումներին, ինչպես ցույց է տրված վերևի դիագրամում
5. Նույնը արեք 12-9 կապում
6. 6 -րդ և 8 -րդ կապերը չեն օգտագործվի, որպեսզի կարողանաք հանգիստ թողնել դրանք

Քայլ 6: Կարգավորեք կոճակները և կողպեքները

Սա է հիմնական վերահսկողությունը և համակարգի մեկ այլ կարևոր մասը:

Սկզբից սկսենք սողնակների հայեցակարգից: Նկար 3 -ը սխեմայի դիագրամ է, թե ինչպիսին կլինի մեր փականներից մեկը ՝ օգտագործելով մեր CMOS 4001 NOR դարպասները:

Երբ մեկ մուտքագրումը միացված է (տրամաբանական բարձր կամ 1), համակարգը կփոխի, թե որ ելքն է միացված և կպահի այն միացված: Երբ մյուս մուտքը միացված է, համակարգը նորից կմիանա և այդ նոր ելքը կպահպանի:

Այժմ այն կիրառելու համար մեր շղթայում:

Առաջին սողանը կլինի 4 մուտքագրման ելքի համար, և մենք պարզապես միացանք:

1. CMOS 4001 NOR Gate IC չիպը տեղադրեք հացի տախտակի վրա CMOS 4082 4-Input AND դարպասից հետո, այնպես որ առջևի կապումներն են 30 համարի վրա:
2. Միացրեք Pin 14 -ը Կարմիր երկաթուղային գծին
3. Միացրեք Pin 7 -ը կապույտ երկաթուղային գծին
4. Միացրեք Pin 1 -ը AND դարպասի 1 -ին կապին
5. Միացրեք 2 և 4 կապերը միասին
6. Միացրեք 3 և 5 կապերը միասին
7. Միացրեք Pin 13 -ը AND դարպասի 13 -րդ կապին
8. Միացրեք 12 և 10 կապում միասին
9. Միացրեք 11 և 9 կապերը միասին
10. Միացրեք 6 -րդ և 8 -րդ կապերը միասին, դրանք հետագայում կօգտագործենք վերակայման գործառույթի համար:

Քայլ 7: Կարգավորեք կոճակները և կողպեքները շարունակական:

Հաջորդը երկրորդ փականն է և կոճակները:

Սրանք մենք կտեղադրենք տախտակի աջ կեսը, որպեսզի ավելի հեշտ լինի սեղմել կոճակները և մեր շրջանի կարիքը պահել և հեռու պահել: Կոճակները նաև օգտագործում են կողպեքը `ընտրված կարգավորումը կարգավորելու և վերակայելու համար:

1. Տեղադրեք ձեր կոճակները (Շոշափելի անջատիչներ) ձեր տախտակի վրա

2. Լարացրեք կոճակները վերը նշված սխեմայի պես

   Օգտագործված ռեզիստորներն են 1k OHM դիմադրիչները

3. Լարացրեք CMOS 4001- ը, ինչպես դա արեցինք առաջին սողնակի համար, բայց փոխարենը մենք միացնում ենք կոճակները CMOS 4001- ի մուտքերին

   Նկար 4 -ում օգտագործվում է 74HC02 NOR համարժեքը

ՀԻՄԱ ՄԵՆՔ Ի վերջո պատրաստվում ենք օգտագործել այն վերակայման կոճակը և վերագործարկել մուտքի հնարավորությունը:

1. Միացրեք վերականգնման կոճակը համակարգի այլ վերակայման վայրերին

   • Տեղադրությունների համար դիմեք նախորդ քայլերի նկարներին
   • Բոլոր կապումներն իրար միացնելու համար հարկավոր է օգտագործել բազմաթիվ ցատկող լարեր
2. Կոշտ և Փափուկ եռացրած կոճակի ելքերը սողնակից կօգտագործվեն հաջորդ քայլին

Քայլ 8. CMOS 4081 2 մուտքագրման և դարպասի կարգավորում

Այս մասը հաստատում է, թե ինչ պարամետր ենք ընտրել: Ելքը միացված կլինի միայն այն դեպքում, երբ երկու մուտքերն էլ ճիշտ են: Սա թույլ կտա պարամետրերից միայն մեկին վերջում ակտիվացնել ահազանգը:

1. Տեղադրեք CMOS 4081 AND Gate IC չիպը հացի տախտակի վրա մեր առաջին սողնակից հետո, որպեսզի առջևի քորոցները լինեն 40 -րդ մակարդակի վրա ՝ տախտակի աջ և ձախ կողմերում:
2. Միացրեք Pin 14 -ը Կարմիր երկաթուղային գծին
3. Միացրեք Pin 7 -ը կապույտ երկաթուղային գծին
4. Երկու սողնակների ելքերը միացրեք AND դարպասների մուտքերին (տե՛ս 6 -րդ քայլը. Կտտացրեք կոճակները և կողպեքները)
5. Դա արեք ինչպես կոշտ, այնպես էլ փափուկ եռացրած պարամետրերի համար:

Քայլ 9: Համակարգի ավարտում

Համակարգի վերջին շոշափումները: OR դարպասը թույլ է տալիս ցանկացած մուտքագրում միացնել ելքը:

1. Տեղադրեք 74HC32 OR Gate IC չիպը հացի տախտակի վրա, CMOS 4081 2-մուտքով AND դարպասից հետո, այնպես որ առջևի կապում են 50-րդ համարի մակարդակը ՝ տախտակի աջ և ձախ կողմերում:
2. Միացրեք Pin 14 -ը Կարմիր երկաթուղային գծին
3. Միացրեք Pin 7 -ը կապույտ երկաթուղային գծին
4. Վերցրեք Քայլ 7 -ի երկու ելքերը և միացրեք դրանք 74HC32 չիպի մուտքերին (կապում 1 և 2)
5. Միացրեք ելքը (PIN 3) ազդանշանի կարմիր մետաղալարին
6. Միացրեք ազդանշանի սև մետաղալարը Կապույտ երկաթուղային գծին

Ավարտեցիր

Մարտկոցը միացրեք մարտկոցի պահարանին և կարմիր մետաղալարը դրեք հացաթխի կարմիր բանանի տերմինալին, իսկ սև մետաղալարը `տախտակի սև բանանի տերմինալին` այն հզորացնելու համար: Theամաչափի գործարկման համար նախ հարվածեք վերակայմանը և այնուհետև ընտրեք ձեր տարբերակը ամեն անգամ, երբ ցանկանում եք նոր ժամանակ սկսել, քանի որ NE555 ժմչփը անընդհատ աշխատում է և կպահի համակարգը հաշվել, եթե առաջինը սեղմված չլինի:

Ապագա բարելավումներ

Այս սխեման 100% կատարյալ միացում չէ: Կան բաներ, որոնց վրա ես կցանկանայի բարելավել.

1. Համոզվեք, որ NE555 Timամաչափը և հաշվիչը սկսում են հաշվել միայն ընտրություն կատարելուց հետո
2. Յուրաքանչյուր ավարտված ահազանգից հետո պահանջեք համակարգը վերականգնել
3. Համոզվեք, որ միաժամանակ կարող է ընտրվել միայն մեկ տարբերակ, ներկայումս երկու տարբերակն էլ կարող են ընտրվել
4. Մաքրեք շրջանը, որպեսզի ավելի հեշտ լինի հետևել և հասկանալ հոսքը
5. Ունեք մաս կամ համակարգ, որը ցույց է տալիս, թե որ ընտրությունն է ընտրված և ժամաչափի ընթացիկ ժամանակը

Քայլ 10: Գործողության տեսանյութ

Ես ազդանշանը փոխարինեցի փոքրիկ փորձարկման սխեմայով: LED- ը կարմիրից կդառնա կանաչ, երբ այն հաջողությամբ ազդանշան տա:

Քայլ 11. ԲՈՆՈՍ Test Test Circuit

Այսպիսով … դուք իսկապես հետաքրքրված եք բաղադրիչների այս փոքրիկ կտորով:

Վերոնշյալ նկարները ցույց են տալիս, թե ինչ տեսք ունի այն տախտակի վրա և սխեմայի սխեմատիկ դիագրամ: Այս սխեման կոչվում է տրամաբանական փորձարկման միացում: Սա կարող է ստուգել, արդյոք IC- ի կամ թվային ելքերի ելքերը բարձր են (1) կամ ցածր (0):

Այս սխեման օգտագործում է դիոդների և էլեկտրական հոսանքի հիմնարար հասկացությունը: Էլեկտրաէներգիան գետի պես բարձր պոտենցիալից անցնում է ավելի ցածր պոտենցիալի, բայց դուք կարող եք հարցնել ՝ ինչպե՞ս է փոխվում պոտենցիալը: Շղթայի ներուժը նվազում է յուրաքանչյուր բաղադրիչից հետո: Այսպիսով, դիմադրության մի ծայրում, օրինակ, ավելի մեծ ներուժ կլինի, քան մյուս կողմում: Այս անկումը կոչվում է լարման անկում և պայմանավորված է դիմադրության բնութագրիչներով և հայտնաբերվում է Օհմի օրենքի միջոցով:

Օմի օրենքը. Լարման = Ընթացիկ x Դիմադրություն

Դիոդների վրա կա նաև լարման անկում, որն էլ ավելի է նվազեցնում լարումը, երբ անցնում եք շրջագծով: Սա շարունակվում է այնքան ժամանակ, քանի դեռ չեք հարվածել գրունտի խորհրդանիշին, որը ներկայացնում է զրո ներուժ կամ զրո լարում:

Հիմա այն հարցը, թե ինչպես է այս շղթան ստուգում տրամաբանական բարձր (1) կամ տրամաբանական ցածր (0) ցուցանիշը:

Դե, երբ մենք միացնում ենք ցանկացած տրամաբանական ելք երկու LED- ների միջև ընկած կետին, այն այդ պահին լարման ներուժ է դնում: Օգտագործելով դիոդների հիմունքները, քանի որ LED- ները լուսադիոդներ են և հետևում են նույն սկզբունքներին, դիոդները թույլ են տալիս հոսանքը հոսել միայն մեկ ուղղությամբ: Ահա թե ինչու, երբ LED- ները միացնում եք հակառակ ուղղությամբ, դրանք չեն միանա:

Երկու LED- ների միջև այս կետի ազդեցությունը հանգեցնում է այս բնութագրի կատարմանը: Երբ կետը տրամաբանական բարձր է (1), այդ կետում տեղադրվում է 5 վոլտ պոտենցիալ, և քանի որ ԿԱՐՄԻՐ LED- ից առաջ լարման ներուժը փորձարկման կետից ցածր է, ապա ԿԱՐՄԻՐ LED- ը չի միանա: Այնուամենայնիվ, Կանաչ LED- ը կմիանա: Սա ցույց կտա, որ այն, ինչ դուք փորձարկում եք, գտնվում է տրամաբանական բարձր մակարդակի վրա (1):

Եվ հակառակը, երբ փորձարկման կետը գտնվում է տրամաբանական ցածր մակարդակի վրա (0) փորձարկման կետում զրոյական լարման ներուժ կլինի: Սա թույլ կտա միայն ԿԱՐՄԻՐ LED- ը միացնել ՝ ցույց տալով, որ ինչ կետ էլ փորձեք փորձարկել, տրամաբանական ցածր մակարդակի վրա է: