Kohëmatësi i vezës IC: 11 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:25

Krijuar nga: Gabriel Chiu

Vështrim i përgjithshëm

Ky projekt demonstron bazat e logjikës dixhitale, karakteristikat e një kohëmatësi NE555 dhe demonstron se si numërohen numrat binarë. Komponentët e përdorur janë: një kohëmatës NE555, një numërues i valëzimit 12-bit, dy porta NOR me 2 hyrje, një portë AND me 4 hyrje AND, një portë AND me 2 hyrje, dhe një portë OR me 2 hyrje. Portat logjike, NOR, AND, dhe OR vijnë në ekuivalentë TTL dhe CMOS të cilët mund të gjenden në Lee's Electronic. Ky projekt është një kohëmatës i thjeshtë i vezëve me dy cilësime: i zier fort ose i butë dhe vjen me një funksion rivendosjeje.

Pjesë dhe Mjete

• 1x Breadboard (Numri i Lee: 10516)

• Bateri 1x 9V (Numri i Lee: 8775, ose 16123)

  SHENIM: Ky rreth mund të punojë gjithashtu duke përdorur fuqi 5V. MOS E tejkaloni 9V sepse mund të dëmtojë çipat e IC

• Mbajtës baterie 1x 9V (Numri i Lee: 657 ose 6538 ose 653)
• Teli i fortë lidhës (Numri i Lee: 2249)
• Jumper Wire (Numri i Lee: 10318 ose 21805)
• Përfitimet e testit të aligatorit (Numri i Lee: 690)
• 3x Çelësa prekës (Numri i Lee: 31241 ose 31242)
• Kohëmatësi 1x NE555 (Numri i Lee: 7307)
• Numëruesi i valëzimit 1x 12-bit CMOS 4040 (Numri i Lee: 7210)
• 1x Hyrje e dyfishtë Quad AND gate CMOS 4082 (Numri i Lee: 7230)
• 1x Quad 2-hyrëse AND gate CMOS 4081 (Numri i Lee: 7229)
• 2x Quad 2-hyrëse NOR porta CMOS 4001 ose 74HC02 (Numri i Lee: 7188 ose 71692)
• 1x Quad 2-Input OR porta 74HC32 (Numri i Lee: 71702)
• 3x 1k rezistenca OHM ¼ vat (Numri i Lee: 9190)
• 2x 150k rezistorë OHM ¼ vat (Numri i Lee: 91527)
• Kondensator 1x 10nF (0.01UF) (Numri i Lee: 8180)
• 1x 4.7UF Kondensator (Numri i Lee: 85)
• Diodë 1x 1N4001 (Numri i Lee: 796)
• 1x Buzzer 3-24V DC Continuous (Numri i Lee: 4135)

Mjetet

1x shirita me tela (Numri i Lee: 10325)

Hapi 1: Vendosja e Bordit tuaj

Vendosja e bordit tuaj për këtë projekt është çelësi. Ky sistem është për të siguruar që të gjitha binarët e energjisë (Linjat e kuqe dhe blu) të mundësohen.

1. Ju do të duhet të përdorni një tel bluzë për të lidhur dy terminalet e bananeve në krye të tabelës me vetë pjatën. Kjo do të ndihmojë në lidhjen e baterisë ose burimit të energjisë.
2. Ashtu si me Figurën 1 më lart, vendosni tela të kuq të lidhur për të lidhur së bashku linjat e kuqe të hekurudhës.
3. Përdorni tela të zinj për t'u bashkuar së bashku me linjat hekurudhore blu. (Kam përdorur tela të zinj, por tela blu është mirë)

E RORTNDSISHME !: Sigurohuni që ndonjë nga vijat e kuqe NUK është e lidhur me vijat blu. Kjo do të shkurtojë qarkun dhe DO T B Djegë PARABIN TUAJ, DHE T D SHKATROJT W TELAT DHE BATERINO TUAJ.

Sigurohuni që bordi juaj të mos ketë fuqi gjatë instalimit të telave! KJO MUND T CA SHKAKTOJ D D DMIN Aksidental Komponentëve TUAJ

Para se të fillojmë, ne do të përdorim një sasi të konsiderueshme të patate të skuqura IC në tryezën tonë të bukës, kështu që unë do të jap vendndodhjet se ku në bordin e bukës për të vendosur përbërësit për një hapësirë të bukur dhe të lehtë.

Shumica e IC -ve kanë një tregues në çip për të treguar se ku ndodhet drejtimi para ose përpara. Çipi duhet të ketë një nivel të vogël për të treguar se ku është pjesa e përparme e çipit, siç tregohet në Figurën 2.

(Nëse jeni kurioz për qarkun e vogël LED në qoshe shkoni deri në fund. Unë do t'ju tregoj pse është atje dhe si funksionon)

Hapi 2: Vendosja e kohëmatësit

Ky kohëmatës dërgon një puls çdo sekondë në numëruesin të cilin do ta përdorim në hapin tjetër. Tani për tani, ne do të përqëndrohemi në konfigurimin e saktë të Kohëmatësit NE55. Kam përdorur një kalkulator të kohëmatësit NE555 për të gjetur vlerat e rezistencës dhe kondensatorit të nevojshëm për të vendosur periudhën në 1 sekondë. Kjo do të sigurohet që numëruesi të numërojë për sekonda.

1. Vendoseni çipin IC të kohëmatësit NE555 në tabelën e bukës në mënyrë që kunjat e përparme të jenë në nivelin 5 në anën e majtë të bordit të bukës
2. Lidhni Pin 8 me linjën hekurudhore të Kuqe
3. Lidhni Pin 1 me vijën hekurudhore Blu
4. Lidhni Pin 7 me linjën hekurudhore të Kuqe me një nga rezistencën 150k OHM

5. Lidhni Pin 7 me Pin 2 duke përdorur rezistencën tjetër 150k OHM dhe Diodën 1N4001

   • Sigurohuni që vija e diodës të jetë përballë Pin 2 siç tregohet në diagram
   • Mos u shqetësoni për drejtimin me të cilin po ballafaqohet rezistenca
6. Lidhni Pin 6 me Pin 2 gjithashtu duke përdorur një tel ose një bluzë
7. Lidhni Pin 5 me vijën hekurudhore Blu duke përdorur kondensatorin 10nF
8. Lidhni Pin 2 me vijën hekurudhore Blu duke përdorur kondensatorin 4.7uF
9. Sigurohuni që teli që është në anën e shënimit të linjës të jetë i lidhur me shinën Blu ose përndryshe kondensatori është prapa
10. Lidhni Pin 4 me linjën e hekurudhës së Kuqe duke përdorur një tel për të çaktivizuar funksionin e rivendosjes
11. Së fundi, vendosni një kërcyes në Pin 3 për hapin tjetër.

Hapi 3: Vendosja e numëruesit

Kjo është pjesa më e rëndësishme e të gjithë sistemit, përndryshe ju do të merrni më shumë se vetëm një vezë të zier!

1. Vendosni çipin CMOS 4040 Counter IC në tabelën e bukës, pas çipit Timer NE555, kështu që kunjat e përparme janë në nivelin e numrit 10
2. Lidhni Pin 16 me linjën hekurudhore të Kuqe
3. Lidhni Pin 8 me vijën hekurudhore Blu
4. Lidhni Pin 10 me daljen e kohëmatësit NE555 (kunja 3 në NE555) që keni lënë në hapin e mëparshëm
5. Lini Pin 11 për funksionin e rivendosjes

Hapi 4: Përgatitja e trurit të sistemit

Hapat e parë të krijimit të trurit të sistemit është shtrimi i pyetjes: Sa kohë duam që vezët tona të gatuhen?

Sistemi ka dy cilësime gatimi; të ziera fort dhe të ziera butë. Sidoqoftë, pjesa e vështirë është se sistemet dixhitale (madje edhe kompjuterët tuaj) llogariten në numra binarë, pra 1 dhe 0. kështu që ne duhet të konvertojmë numrat tanë dhjetorë normalë në numra binarë.

KOHA P SR NDRYSHIM TOM DISA NUMRI

Shndërrimi i dhjetorit në binar merr hapa të thjeshtë të ndarjes.

1. Merrni numrin tuaj dhe ndani atë me 2
2. Mbani mend rezultatin dhe pjesën e mbetur nga pjesëtimi
3. Pjesa e mbetur shkon në pjesën e parë
4. Ndani rezultatin tuaj me 2

5. Përsëritni hapat 2 deri në 4 për secilin bit radhazi derisa rezultati juaj të bëhet zero.

   SH NOTNIM: NUMRAT BINAR JANAD LEXUAR NGA E DREJTA P TOR T L LEFN POR VETITM BISTA #1 ISSHT THE NUMRI M R I MIR I DREJTS

Shembull, për numrin dhjetor: 720

Referojuni tabelës së mësipërme

Prandaj, numri binar që rezulton është 0010 1101 0000. Unë e mbaj numrin binar në grupe prej 4 personash për hapësira të barabarta dhe që të përputhen me numëruesin tonë 12-bitësh.

Duke gjetur kohën tonë

Për këtë projekt zgjodha 3 minuta për zierjen e butë dhe 6 minuta për atë të zier. Këto kohë duhet të konvertohen në sekonda që të përputhen me shpejtësinë e kohëmatësit tonë NE555 dhe numëruesit tonë.

Ka 60 sekonda në 1 minutë.

Pra, 3 minuta kthehen në 180 sekonda dhe 6 minuta kthehen në 360 sekonda

Tjetra, ne duhet ta konvertojmë atë në binar.

Duke përdorur metodën për të kthyer dhjetorin në binar, marrim:

360 sekonda 0001 0110 1000

180 sekonda 0000 1011 0100

Hapi 5: Vendosja e CMOS 4082 AND 4-hyrëse AND Gate

Më në fund mund të fillojmë të vendosim trurin e sistemit në tryezën tonë të bukës. Së pari, porta AND me 4 hyrje. Kjo portë ka nevojë për të gjitha hyrjet duhet të jenë 1 -të para se dalja të bëhet 1 vetë. Për shembull, nëse zgjedhim 3 minuta; bitet 3, 5, 6 dhe 8 duhet të jenë 1 -të para se porta AND të japë një 1. Kjo do ta bëjë sistemin tonë të aktivizohet vetëm në kohë të veçanta.

1. Vendoseni çipin CMOS 4082 4-input AND Gate IC në tabelën e bukës pas sportelit CMOS 4040 në mënyrë që kunjat e përparme të jenë në nivelin 20
2. Lidhni Pin 14 me linjën hekurudhore të Kuqe
3. Lidhni Pin 7 me vijën hekurudhore Blu
4. Lidhni Kunjat 2-5 me Kunjat e Numëruesit siç tregohet nga diagrami i mësipërm
5. Bëni të njëjtën gjë për kunjat 12-9
6. Kunjat 6 dhe 8 Nuk do të përdoren në mënyrë që t'i lini të qetë

Hapi 6: Vendosja e butonave dhe fiksimeve

Ky është kontrolli kryesor dhe një pjesë tjetër vendimtare e sistemit!

Së pari le të fillojmë me konceptin e shulave. Figura 3 është një diagram qarkor i asaj se si do të duket një nga kapëset tona duke përdorur portat tona CMOS 4001 NOR.

Kur një hyrje është ON (duke pasur parasysh një logjikë të lartë ose 1), sistemi do të kalojë se cila dalje është ON dhe do ta mbajë atë ON. Kur hyrja tjetër është ON, sistemi do të kalojë përsëri dhe do ta mbajë atë dalje të re të ndezur.

Tani për ta aplikuar atë në qarkun tonë!

Shulja e parë do të jetë për daljen e 4-hyrjes DHE sapo jemi lidhur.

1. Vendoseni çipin CMOS 4001 NOR Gate IC në tabelën e bukës pas portës CMOS 4082 4-hyrëse AND në mënyrë që kunjat e përparme të jenë në numrin 30
2. Lidhni Pin 14 me linjën hekurudhore të Kuqe
3. Lidhni Pin 7 me vijën hekurudhore Blu
4. Lidhni Pin 1 me Pin 1 të portës AND
5. Lidhni kunjat 2 dhe 4 së bashku
6. Lidhni kunjat 3 dhe 5 së bashku
7. Lidhni Pin 13 me Pin 13 të portës AND
8. Lidhni kunjat 12 dhe 10 së bashku
9. Lidhni kunjat 11 dhe 9 së bashku
10. Lidhni Kunjat 6 dhe 8 së bashku, ne do t'i përdorim ato më vonë për funksionin e rivendosjes.

Hapi 7: Vendosja e butonave të shtytjes dhe fiksimeve të vazhdueshme

Tjetra është shulja e dytë dhe butonat!

Këto do t'i vendosim në gjysmën e djathtë të tabelës, kështu që është më e lehtë të shtypim butonat dhe të mbajmë nevojën e qarkut tonë dhe të distancuar jashtë. Butonat gjithashtu përdorin shulën për të vendosur dhe rivendosur cilësimin e zgjedhur.

1. Vendosni butonat (çelsat prekës) në tabelën tuaj

2. Lidhni butonat si skema e mësipërme

   Rezistencat e përdorura janë rezistencat 1k OHM

3. Lidhni CMOS 4001 siç bëmë më parë për shulën e parë, por në vend të kësaj ne po lidhim butonat me hyrjet e CMOS 4001

   Figura 4 po përdor ekuivalentin 74HC02 NOR

TANI PERFUNDIMisht KA PRDORUR PUTR PRDORIMIN E BUTONIT DHE RESETIMIN E HYRJEVE P TOR P USRDORIM!

1. Lidhni butonin e rivendosjes me vendet e tjera të rivendosjes në sistem

   • Referojuni fotove në hapat e mëparshëm për vendet
   • Ju do të duhet të përdorni tela të shumta kërcyese për të lidhur të gjitha kunjat së bashku
2. Daljet e butonit të zier dhe të zier butë nga shulja do të përdoren në hapin tjetër

Hapi 8: Konfigurimi i CMOS 4081 2-Input AND Gate

Kjo pjesë trajton konfirmimin se çfarë cilësimi kemi zgjedhur. Dalja do të jetë e ndezur vetëm kur të dy hyrjet janë të sakta. Kjo do të lejojë që vetëm një nga cilësimet të aktivizojë alarmin në fund.

1. Vendoseni çipin CMOS 4081 AND Gate IC në tabelën e bukës pas çipit tonë të parë me shul, kështu që kunjat e përparme janë në nivelin e numrit 40 në anën e djathtë dhe anën e majtë të pjatës.
2. Lidhni Pin 14 me linjën hekurudhore të Kuqe
3. Lidhni Pin 7 me vijën hekurudhore Blu
4. Lidhni daljet e dy shullave me hyrjet e portave AND (Shihni Hapi 6: Vendosja e butonave të shtytjes dhe kapëseve)
5. Bëni këtë si për cilësimet e ziera ashtu edhe ato të ziera të buta.

Hapi 9: Përfundimi i sistemit

Prekjet e fundit në sistem. Porta OR lejon që hyrja të aktivizojë daljen.

1. Vendoseni çipin 74HC32 OR Gate IC në tabelën e bukës, pas CMOS 4081 AND Gate, kështu që kunjat e përparme janë në nivelin numër 50 në anën e djathtë dhe anën e majtë të pjatës.
2. Lidhni Pin 14 me linjën hekurudhore të Kuqe
3. Lidhni Pin 7 me vijën hekurudhore Blu
4. Merrni dy daljet nga hapi 7 dhe lidheni ato me hyrjet e çipit 74HC32 (kunjat 1 dhe 2)
5. Lidhni daljen (PIN 3) me telin e kuq të ziles
6. Lidhni tela të zezë të ziles në linjën hekurudhore Blu

Keni mbaruar

Lidheni baterinë me mbajtësen e baterisë dhe vendosni telin e kuq në terminalin e bananeve të kuqe të pjatës dhe telin e zi në terminalin e bananes së zezë të pjatës për ta fuqizuar atë. Për funksionimin e kohëmatësit, së pari shtypni reset dhe më pas zgjidhni opsionin tuaj sa herë që dëshironi të filloni një kohë të re sepse kohëmatësi NE555 është vazhdimisht në punë dhe do ta mbajë sistemin duke numëruar nëse butoni i rivendosjes nuk shtypet i pari

Përmirësimet e ardhshme

Ky qark nuk është një qark 100% i përsosur. Ka gjëra me të cilat do të doja të përmirësohesha:

1. Sigurohuni që Kohëmatësi dhe numëruesi NE555 të fillojnë të numërohen vetëm pasi të jetë bërë një zgjedhje
2. Rivendosni sistemin pas çdo alarmi të përfunduar
3. Sigurohuni që vetëm një opsion mund të zgjidhet në të njëjtën kohë, aktualisht të dy opsionet mund të zgjidhen
4. Pastroni qarkun për ta bërë rrjedhën më të lehtë për tu ndjekur dhe kuptuar
5. Keni një pjesë ose sistem që tregon se cila përzgjedhje është zgjedhur dhe koha aktuale e kohëmatësit

Hapi 10: Video e operacionit

Zëvendësova zilen me qarkun e vogël të provës. LED do të ndryshojë nga e kuqe në të gjelbër kur aktivizon me sukses alarmin.

Hapi 11: BONUS Qarku i Pikës së Testimit

Pra… ju jeni vërtet kuriozë për këtë pjesë të vogël të përbërësve.

Fotografitë e mësipërme tregojnë se si duket në tabelë dhe diagramin skematik për qarkun. Ky qark quhet një qark testimi logjik. Kjo mund të testojë nëse daljet e IC ose daljeve dixhitale janë të larta (1) ose të ulëta (0).

Ky qark përdor konceptin themelor të diodave dhe rrymës elektrike. Energjia elektrike rrjedh nga potenciali i lartë në potencialin më të ulët si një lumë, por ju mund të pyesni, si ndryshon potenciali? Potenciali i qarkut bie pas çdo komponenti. Pra, në një skaj të një rezistence, për shembull, do të ketë një potencial më të lartë se në anën tjetër. Kjo rënie quhet rënie e tensionit dhe shkaktohet nga karakteristikat e rezistencës dhe gjendet përmes ligjit të Ohmit.

Ligji i Ohmit: Tensioni = Rezistenca aktuale

Diodat gjithashtu kanë një rënie të tensionit në to, e cila e ul tensionin më tej ndërsa ecni përgjatë qarkut. Kjo vazhdon derisa të godisni simbolin e tokës, kjo përfaqëson potencial zero ose tension zero.

Tani pyetja, si provon ky qark për një logjikë të lartë (1) ose një logjikë të ulët (0)?

Epo, kur lidhim çfarëdo dalje logjike në pikën në mes të dy LED-ve, ajo vendos një potencial tensioni në atë pikë. Duke përdorur bazat e diodave sepse LED -të janë diodë që lëshojnë dritë dhe ndjekin të njëjtat parime, diodat lejojnë që rryma të rrjedhë vetëm në një drejtim. Kjo është arsyeja pse kur lidhni LED -të në të kundërt ato nuk do të ndizen.

Efekti i kësaj pike në mes të dy LED-ve bën që kjo karakteristikë të ndodhë. Kur pika është një logjikë e lartë (1), një potencial 5 volt vendoset në atë pikë dhe meqenëse potenciali i tensionit para LED të KUQ është më i ulët se potenciali në pikën e provës, atëherë LED i KUQ nuk do të ndizet. Sidoqoftë, LED GREEN do të ndizet. Kjo do të tregojë se çdo gjë që po testoni është në një nivel të lartë logjik (1).

Dhe anasjelltas, kur pika e provës është në një nivel të ulët logjik (0) do të ketë potencial zero të tensionit në pikën e provës. Kjo do të lejojë që LED i KUQ të ndizet, duke treguar se cilado pikë që po përpiqeni të provoni është në një nivel të ulët logjik.