Site Loader

Микросхемы.

Микросхемы ТТЛ (74…).

На рисунке показана схема самого распространенного логического элемента — основы микросхем серии К155 и ее зарубежного аналога — серии 74. Эти серии принято называть стандартными (СТТЛ). Логический элемент микросхем серии К155 имеет среднее быстродействие tзд,р,ср.= 13 нс. и среднее значение тока потребления Iпот = 1,5…2 мА. Таким образом, энергия, затрачиваемая этим элементом на перенос одного бита информации, примерно 100 пДж.

Для обеспечения выходного напряжения высокого уровня U1вых. 2,5 В в схему на рисунке потребовалось добавить диод сдвига уровня VD4, падение напряжения на котором равно 0,7 В. Таким способом была реализована совместимость различных серий ТТЛ по логическим уровням. Микросхемы на основе инвертора, показанного на рисунке (серии К155, К555, К1533, К1531, К134, К131, К531), имеют очень большую номенклатуру и широко применяются.

Динамические параметры микросхем ТТЛ серии

ТТЛ серия Параметр Нагрузка
Российские Зарубежные Pпот. мВт. tзд.р. нс Эпот. пДж. Cн. пФ. Rн. кОм.
К155 КМ155 74 10 9 90 15 0,4
К134 74L 1 33 33 50 4
К131 74H 22 6 132 25 0,28
К555 74LS 2 9,5 19 15 2
К531 74S 19 3 57 15 0,28
К1533 74ALS 1,2 4 4,8 15 2
К1531 74F 4 3 12 15 0,28

При совместном использовании микросхем ТТЛ высокоскоростных, стандартных и микромощных следует учитывать, что микросхемы серии К531 дают увеличенный уровень помех по шинам питания из-за больших по силе и коротких по времени импульсов сквозного тока короткого замыкания выходных транзисторов логических элементов. При совместном применении микросхем серий К155 и К555 помехи невелики.

Взаимная нагрузочная способность логических элементов ТТЛ разных серий

Нагружаемый
выход
Число входов-нагрузок из серий
К555 (74LS) К155 (74) К531 (74S)
К155, КM155, (74) 40 10 8
К155, КM155, (74), буферная 60 30 24
К555 (74LS) 20 5 4
К555 (74LS), буферная 60 15 12
К531 (74S) 50 12 10
К531 (74S), буферная 150 37 30

Выходы однокристальных, т. е. расположенных в одном корпусе, логических элементов ТТЛ, можно соединять вместе. При этом надо учитывать, что импульсная помеха от сквозного тока по проводу питания пропорционально возрастет. Реально на печатной плате остаются неиспользованные входы и даже микросхемы (часто их специально «закладывают про запас») Такие входы логического элемента можно соединять вместе, при этом ток Ioвх. не увеличивается. Как правило, микросхемы ТТЛ с логическими функциями И, ИЛИ потребляют от источников питании меньшие токи, если на всех входах присутствуют напряжения низкого уровня. Из-за этого входы таких неиспользуемых элементов ТТЛ следует заземлять.

Статические параметры микросхем ТТЛ

Параметр Условия измерения К155 К555 К531 К1531
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс. Мин. Макс.
U1вх, В
схема
U1вх или U0вх Присутствуют на всех входах 2 2 2
2
U0вх, В
схема
0,8 0,8 0,8
U0вых, В
схема
Uи.п.= 4,5 В 0,4 0,35 0,5 0,5 0,5
I0вых= 16 мА I0вых= 8 мА I0вых= 20 мА
U1вых, В
схема
Uи.п.= 4,5 В 2,4 3,5 2,7
3,4
2,7 3,4 2,7
I1вых= -0,8 мА I1вых= -0,4 мА I1вых= -1 мА
I1вых, мкА с ОК
схема
U1и.п.= 4,5 В, U1вых=5,5 В 250 100 250
I1вых, мкА Состояние Z
схема
U1и.п.= 5,5 В, U1вых= 2,4 В на входе разрешения Е1 Uвх= 2 В 40 20
50
I0вых, мкА Состояние Z
схема
U1и.п.= 5,5 В, Uвых= 0,4 В, Uвх= 2 В -40 -20 -50
I1вх, мкА
схема
U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 2,7 В 40 20 50 20
I1вх, max, мА U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 10 В 1
0,1 1 0,1
I0вх, мА
схема
U1и.п.= 5,5 В, U0вх= 0,4 В -1,6 -0,4 -2,0 -0,6
Iк.з., мАU1и.п.= 5,5 В, U0вых= 0 В -18 -55 -100 -100 -60 -150

К561ЛЕ5, КМ561ЛЕ5, КФ561ЛЕ5, ЭК561ЛЕ5, ЭКФ561ЛЕ5

Микросхемы представляют собой четыре логических элемента 2ИЛИ-НЕ. Содержат 49 интегральных элементов.

Назначение выводов:
1 — вход A1;
2 — вход B1;
3 — выход C1;
4 — выход C2;
5 — вход A2;
6 — вход B2;
7 — общий;
8 — вход A3;
9 — вход B3;
10 — выход C3;
11 — выход C4;
12 — вход A4;
13 — вход B4;
14 — напряжение питания.

условное графическое обозначение микросхем К561ЛЕ5, КМ561ЛЕ5, КФ561ЛЕ5, ЭК561ЛЕ5, ЭКФ561ЛЕ5

условное графическое обозначение микросхем К561ЛЕ5, КМ561ЛЕ5, КФ561ЛЕ5, ЭК561ЛЕ5, ЭКФ561ЛЕ5

Электрические параметры:
Напряжение питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3…15 В

Выходное напряжение низкого уровня . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ 0,01 В
Выходное напряжение высокого уровня:
    при Uп= 10 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≥ 9,99 В
    при Uп= 5 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≥ 4,99 В
Максимальное выходное напряжение низкого уровня:
    при Uп= 10 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≤ 2,9 В
    при Uп= 5 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≤ 0,95 В
Минимальное выходное напряжение высокого уровня:
    при Uп= 10 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≥ 7,2 В
    при Uп= 5 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≥ 3,6 В
Ток потребления:
    при Uп= 10 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≤ 5 мкА
    при Uп= 5 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≤ 0,5 мкА
Входной ток низкого (высокого) уровня при Uп= 10 В . . . . . . . . . . .≤ 0,2 мкА
Выходной ток низкого уровня:
    при Uп= 10 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≥ 0,6 мА
    при Uп= 5 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≥ 0,3 мА
Выходной ток высокого уровня:
    при Uп= 10 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≥ 0,3 мА
    при Uп= 5 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≥ 0,25 мА
Время задержки распространения при включении:
    при Uп= 10 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≤ 115 нс
    при Uп= 5 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≤ 180 нс
Время задержки распространения при выключении:
    при Uп= 10 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≤ 130 нс
    при Uп= 5 В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .≤ 260 нс

Предельно допустимые режимы эксплуатации:
Напряжение питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3…15 В
Напряжение на входах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -0,2…(Uп+0,2) В
Максимальная потребляемая мощность при t 25 °C . . . . . . . . . . . . . 150 мВт
Максимальный допустимый ток на один (любой) вывод . . . . . . . . . . 10 мА
Температура окружающей среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-45…+85 °C

Таблица истинности:

таблица истинности для микросхемы К561ЛЕ5

таблица истинности для микросхемы К561ЛЕ5

Понравилась статья? Поделись с друзьями!

цифровые микросхемы — начинающим ( занятие_5 ) CAVR.ru

Рассказать в:

К561ЛЕ5 — ВСЕ ТОЖЕ, НО НАОБОРОТ, (занятие №5)

На предыдущих занятиях мы исследовали микросхему К561ЛА7 (К176ЛА7), которая содержит четыре элемента «2И- НЕ». Есть еще одна интересная микросхема — К561ЛЕ5 (К176ЛЕ5), которая содержит четыре элемента «2ИЛИ-НЕ». Вспомним чем отличаются эти элементы : если на, хотя бы один вход элемента И-НЕ поступает логический ноль, то на его выходе будет единица независимо от того что происходит на его остальных входах. То есть решающую роль играет ноль на входе. Элемент ИЛИ-НЕ отличается тем, что для него решающую роль играет единица на входе, то есть если, хотя бы на одни вход поступает единица, то на выходе будет ноль независимо от того какие уровни на его других входах. Таким образом элементы И-НЕ и ИЛИ- НЕ работают по сходному принципу, но имеют противоположные функции.

Рассмотрим это явление на примере простого реле времени из прошлых занятий. Наше реле времени было выполнено на двух элементах 2И-НЕ микросхемы К561ЛА7. Это был мультивибратор, который вырабатывал импульсы только тогда, когда на вывод 2 элемента D1.1 поступает высокий (единичный) логический уровень. Цепь из конденсатора С2 и двух резисторов R3 и R4 превращает этот мультивибратор в реле времени, поскольку единица на С2 появляется только после того как С2 зарядится через эти резисторы, а на это уходит время, прямо- пропорциональное суммарному сопротивлению резисторов.

Теперь сделаем точно такое же реле времени на микросхеме К561ЛЕ5 (К176ЛЕ5) как показано на рисунке 1. 

Здесь тоже управляемый мультивибратор, но разница в том, что поскольку И-НЕ и ИЛИ-НЕ имеют противоположные функции, то мультивибратор будет вырабатывать импульсы только тогда, когда на вывод 2 элемента D1.1 будет поступать нуль (в варианте на К561ЛА7 нужно чтобы там была единица). Поэтому конденсатор С2 перемещается наверх — к плюсовой шине питания, а резисторы R4 и R3 опускаются вниз — к минусовой цепи питания. Времязадающая RC-цепь, как бы переворачивается. Теперь конденсатор будет заряжаться не до единицы, а наооборот до нуля. Смотрите, пока он разряжен (или замкнуты контакты S1) напряжение на нем не велико, и составляет небольшую долю от напряжения питания, при этом основная большая доля напряжения питания падает на резисторах R3 и R4. И в точке соединения этих резисторов с С2 напряжение по уровню соответствует уровню логической единицы. Конденсатор С2 заряжается, постепенно, через резисторы R3 и R4 и доля напряжения на нем растет, а доля напряжения на резисторах падает. И в какой-то момент напряжение на С2 будет значительно больше чем на R3 и R4, на столько, что напряжение на резисторах будет соответствовать логическому нулю. В этот момент мультивибратор запустится и из динамика раздастся звук.

Теперь вспомним предыдущее занятие №4 (из журнала «РК» 04-2000). Там мы изучали одновибратор и RS-триггер на К561ЛА7. Теперь выполним те же самые вещи, но на К561ЛЕ5 (К176ЛЕ5). Начнем с одновибратора. На рисунке 1 (ж. «РК»04-2000 стр.42) прошлого занятия изображена схема одновибратора на двух элементах 2И-НЕ. На вход одновибратора при помощи кнопки S1 мы подавали произвольный короткий импульс, а на выходе (вывод 4 D1.2) получался тоже отрицательный импульс, но его длительность строго фиксированная, и зависит от номиналов С1 и R2.

Посмотрите на схему точно такого же одновибратора на микросхеме К561ЛЕ5 (К176ЛЕ5) — рисунок 2. Обратите внимание, схема как бы перевернулась. S1 переместилась вверх, a R1 вниз. Изменилась полярность С1 и подключение R2. Теперь на вход одновибратора нужно подавать не отрицательный а положительный импульс, и на выходе тоже будет положительный импульс, но его длительность, так же как и одновибраторе на К561ЛА7, будет зависеть от С1 и R2.

Посмотрим что происходит когда мы кратковременно нажмем на S1. В этот момент на выводе 2 D1.1 появится короткий положительный импульс (диаграмма 2D1). В этот момент, поскольку на выводе 4 D1.2 нуль, на выходе D1.1 уровень изменится на нулевой (диаграмма 3D1) и конденсатор С1 начнет заряжаться через R2, но пока он еще не заряжен напряжение на входах D1.2 будет близким к нулю (диаграмма 5,6D1). В этот момент на выходе D1.2 будет единица, которая поступит на вход 1 D1.1 и будет удерживать его в состоянии с нулем на выходе пока С1 не зарядится через R2. Как только С1 зарядится до уровня единицы элемент D1.2 перейдет в исходное состояние (на его выходе будет ноль). А поскольку S1 мы не нажимаем то и на обеих входах D1.1 будет нули, а на его входе — единица. С1 станет разряжаться через R2 и схема вернется в исходное состояние.

Если сравнить диаграммы одновибратора на ИЛИ-НЕ (сегодняшние) с диаграммами на И-НЕ (прошлое занятие) то видно что они как бы перевернуты относительно друг друга. Так и есть, ведь функции И и ИЛИ противоположны.

Теперь сделаем RS-триггер на элементах 2ИЛИ-НЕ микросхемы К561ЛЕ5 (К176ЛЕ5). Вспомним схему триггера на К561ЛА7 (предидущее занятие в РК 04-2000 стр. 44 рисунок 3). У RS-триггера были два входа, на которые при помощи кнопок S1 и S2 подавались отрицательные импульсы. То есть, пока на входы ничего не поступает на них через резисторы R1 и R2 подаются единичные уровни, а когда нужно переключить триггер в противоположное состояние на один из его входов подается логический нуль при помощи одной из кнопок. Так кратковременно нажимая кнопки S1 и S2 можно было переключать светодиоды подключенные на выходах триггера. Значит для управления RS-триггером на элементах И-НЕ требуются подача на его входы нулевых логических уровней.

Возможно вы уже догадались, — триггер построенный на элементах ИЛИ-НЕ будет реагировать не на нулевые, а на единичные сигналы, поступающие на его входы. Схема RS-триггера на микросхеме К561ЛЕ5 (К176ЛЕ5) показана на рисунке 4. 

Предположим в исходном состоянии на выходе элемента D1.1 единица и это подтверждает горение светодиода VD1. Если нажать на кнопку S1 на вывод 1 D1.1 через контакты кнопки поступит единица, и независимо от того, что в данный момент на втором входе этого элемента, на его выходе установится ноль. Светодиод VD1 погаснет. Ноль с выхода D1.1 поступит на один из входов D1.2 (вывод 5). А на второй вход этого элемента ноль уже поступает через R2 (ведь кнопка S2 не нажата). Так как на обеих входах D1.2 будут нуль, то на его выходе будет единица, которая зажжет светодиод VD2. Эта же единица поступит на вывод 2 D1.1 и зафиксирует этот элемент в состоянии с нулем на выходе. Теперь и после отпускания S1 триггер будет оставаться в таком положении (горит VD2) до тех пор пока не нажать на кнопку S2. При нажатии на S2 единица через контакты S2 поступит на вход D1.2 и на выходе этого элемента будет ноль. VD2 погаснет. Затем этот ноль поступит на вывод 2 D1.1 и поскольку на его вывод 1 уже поступает ноль через R1 на его выходе будет единица. Это приведет к зажиганию VD1 и фиксации элемента D1.2 (с выхода D1.1 единица поступает на его вход — вывод 5).

Большинство микросхем, содержащих RS- триггеры имеют в своем составе именно триггеры построенные на элементах ИЛИ-НЕ, и поэтому для них нормой являются единичные управляющие входные сигналы, а не нулевые, как у триггера построенного на элементах И- НЕ.

Теперь посмотрим на схемы охранного устройства и устройства, контролирующего влажность (занятие №3 «РК»03-2000 стр.40 рисунки 3 и 4). Оба устройства сделаны на микросхемах К561ЛА7, содержащих четыре элемента 2И-НЕ. Представьте что произойдет, если в этих схемах вместо микросхем К561ЛА7 использовать К561ЛЕ5. Схема охранного устройства будет работать точно наоборот : звуковой сигнал будет слышен когда петля охранного шлейфа будет цела, а при её обрыве звук будет прекращаться. В схеме, контролирующей влажность тоже самое, все наоборот. Звук будет слышен тогда когда резервуар с водой наполнен, а когда он будет пустым звуковой сигнал будет выключаться.

Как восстановить работу схем ? В охранном устройстве нужно поменять местами подключение резистора R1 и охранного шлейфа, а вывод резистора R4, который подключен к выходу элемента D1.4 нужно от него отключить и подключить к выходу элемента D1.3. В устройстве контроля за влажностью нужно поменять местами подключение резистора R1 и датчиков влажности. Вместо резистора R1 подключить

контакты датчиков, а вместо контактов датчика — резистор.

ЕЩЕ ОДИН ЭЛЕМЕНТ.

Кроме уже изученных логических элементов есть еще один интересный элемент, именуемый как «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ». Его графическое изображение показано на рисунке 5. 

В квадратике написано «=1». Это значит, что если на обеих входах этого элемента одинаковые уровни (все равно какие, важно только что одинаковые), то на его выходе будет единица. А если уровни разные — ноль. Микросхема, содержащая четыре таких элемента — К561ЛП2 (К176ЛП2).

Если оба тумблера S1 и S2 будут выключены на оба входа элемента через резисторы R1 и R2 поступят логические нули. На обеих входах будут нули, значит на обеих входах одинаковые уровни — нулевые, и на выходе будет единица (стрелка вольтметра покажет напряжение единичного уровня). Тоже самое будет если оба тумблера включить. На оба входа через тумблеры поступят единицы, уровни на входах опять будут равными, и на выходе останется единица. Но если один из тумблеров включить, а другой выключить — на выходе будет ноль, поскольку логические уровни на входах не будут равны.

Вот и вся логика работы элемента «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ».


Раздел: [Теоретические материалы]
Сохрани статью в:
Оставь свой комментарий или вопрос:

Простой мощный металлоискатель на К561ЛЕ5 с питанием 9 вольт для поиска золота и серебра | РадиоДом

Описываемый в данной статье металлоискатель очень чувствителен для обнаружения металлических предметов под покровом снега, грунта, камня, на развалинах, под завалами и т.д. Работает металлоискатель на сравнении частот двух генераторов, один из которых образцовый, а второй измерительный—изменяет свои колебания при приближении к металлическим предметам. Устройство может «различать» цветные, например золото, серебро, бронза, латунь, медь, алюминий (благородные) и черные металлы (железо, чугун, сталь). Напряжение питания устройства 9 вольт, потребление тока достаточно мало, время работы зависит от источника питания.
 


Образцовый генератор собран на элементе DD1.1, а измерительный — на элементах DD2.1 и DD2.2. Частота колебаний образцового генератора, определяемая данными его контурной катушки L1 и конденсаторов C1 и C2, около 100 кГц. Частота измерительного генератора, колебательный контур которого образуют выносная катушка L2 и конденсаторы C3—C5; ее плавно изменяют конденсатором переменной емкости C3 в пределах ±1 кГц.

Элемент DD3.1 — смеситель сигналов. На его выходе формируются колебания с суммарными и разностными частотами генераторов и их гармоник. Для выделения сигналов разностной, т.е. звуковой частоты предназначен фильтр НЧ R3C6. Такое схемотехническое построение металлоискателя позволяет получить биения в несколько герц. Чтобы обеспечить прослушивание сигналов столь низких частот на головные телефоны, использовано преобразование синусоидального, а точнее — треугольного сигнала в короткие импульсы с удвоенной частотой следования. Достигается это с помощью компаратора напряжения, собранного на элементах DD3.2 — DD3.4.

За один период частоты биений компаратор дважды переключается из одного логического состояния в другое. Формируемые им прямоугольные импульсы дифференцируются цепью C7R8, поэтому на телефон, подключенный к разъему X2, поступают короткие импульсы напряжения и громкость звукового сигнала слабее зависит от его частоты. В громкоговорителе, который может быть как высокоомным, так и низкоомным, слышатся «щелчки».

Громкость их регулируют переменным резистором R8 (совмещен с выключателем питания SA1). Все детали, кроме разъемов и, конечно, контурной катушки измерительного генератора, размещают на печатной плате из двустороннего стеклотекстолита. Монтаж односторонний — со стороны печатных проводников. Фольга другой стороны, которую по краям платы соединяют с общим проводом питания выполняет роль экрана.
Монтажную плату и источник питания лучше разместить в металлическом корпусе подходящих размеров, или например, спаянном из пластин фольгированного текстолита. Если корпусом будет служить пластмассовая коробка, то по краям платы, а также в местах, обозначенных на рисунке штриховыми линиями, надо припаять вертикально полоски фольги шириной 7…10 мм.
 


Переменный конденсатор СЗ — КП-180 или другой, с максимальной емкостью 190…230 пФ; С8 — С10 — оксидные К50-35 или серий К52, К53, остальные — КМ, КЛС. Резистор R8 — СП3-3В, остальные — МЛТ. Разъемы XI и Х2 любые мало габаритные. Для повышения термостабильности конденсаторы С1, С2, С4 и С5 надо использовать с ТКЕ не хуже М1500. L1, содержащая 310 витков медного провода ПЭВ-2 0,09 мм, намотана на каркасе контура ПЧ от транзисторного радиоприемника.

Выносную катушку измерительного генератора выполняют в такой последовательности. На оправке диаметром 240…250 мм наматывают 29 витков медного провода ПЭВ-2 0,62 мм, а получившийся жгут скрепляют в 10-12 местах тонкой прочной ниткой. Затем, нагревая над пламенем газовой плиты до температуры 50…60 градусов Цельсия, пропитывают заранее приготовленной эпоксидной смолой. После отверждения смолы катушку обматывают лакотканью.
Далее экранируют — обматывают тонкой медной или алюминиевой фольгой с таким расчетом, чтобы в передней части образовался небольшой, длиной 6…8 мм, незамкнутый участок экрана. Готовую выносную катушку и ее экран соединяют (разъем XI) с конструкцией металлоискателя двужильным экранированным проводом длиной 130…140 сантиметров.
 


Налаживание металлоискателя начинают с настройки образцового генератора и проверки работоспособности компаратора напряжения. Для этого ротор конденсатора C3 устанавливают в положение средней ёмкости и подстроечной L1 изменяют частоту образцового генератора до появления в телефоне звукового сигнала. Затем этим же подстроечным добиваются «нулевых биений» — «щелчков» в телефоне, следующих в несколько герц. Бывает, что достигнуть этого не удается. Причиной тому могут быть неполадки в компараторе.
В таком случае надо проверить работоспособность остальной части устройства — к выходу элемента DD3.1 подключить высокоомный телефон (например, ТОН-2) и катушкой L1 добиться звукового сигнала. В противном случае придется искать ошибку в монтаже или неисправные детали. Настройка компаратора заключается в подборе резистора R9, показанного на схеме штриховыми линиями. Его сопротивление может быть в пределах 300 кОм… 1 МОм. Если на выходе компаратора (выводы 10,11 микросхемы DD3) напряжение высокого уровня, то этот резистор включают между выводами 5 и 6 элемента DD3.2 и общим проводом. После настройки образцового генератора, L1 фиксируют в каркасе каплей клея.
Схема достаточно проста в изготовлении для начинающего радиолюбителя, требует небольших знаний для повторения, имеет мало настроек и почти отсутствует налаживание. Все радиокомпоненты устройства отечественного производства, но имеют много зарубежных аналогов:
DD1 — DD2 микросхема К561ЛЕ5, заменима на К176ЛЕ5, К176ЛА7, К561ЛА7, а так же на импортные CD4001, CD4001B, CD4001
R1 — 15 кОм
R2 — 15 кОм
R3 — 150 кОм
R4 — 150 кОм
R5 — 1 мОм
R6 — 1 кОм
R7 — 1 кОм
R8 — 10 кОм — переменный
R9 — подбирается в процессе наладки.
C1 — 0,01 мкФ
C2 — 0,01 мкФ
C3 — 10-180 пФ
C4 — 0,01 мкФ
C5 — 0,01 мкФ
C6 — 150 пФ
C7 — 0,047 мкФ
C8 — 3,3 мкФ х 16 вольт
C9 — 3,3 мкФ х 16 вольт



К561ЛЕ5


К561ЛЕ5 представляет собой четыре логических элемента 2ИЛИ-НЕ. В принципиальной схеме одного элемента микросхемы К561ЛЕ5 видно, что последовательно соединяются p-канальные транзисторы VT1 и VT2, а параллельно — n-канальные VT3 и VT4.

Принципиальная схема элемента микросхемы К561ЛЕ5

Логика работы элемента микросхемы К561ЛЕ5 следующая. При подаче на оба входа напряжения низкого уровня, т.е. нуля, транзисторы VT1 и VT2 оказываются открытыми, а VT3 и VT4 закрытыми. Т.о. на выходе оказывается напряжение высокого уровня, т.е. единица. Если на какой-либо вход подать напряжение высокого уровня (1), то на выходе микросхемы К561ЛЕ5 будет напряжение низкого уровня (0), т.к. один из транзисторов VT1, VT2 будет закрыт, а один из VT3, VT4 открыт. Девиз логического элемента ИЛИ-НЕ — единица на любом входе даёт ноль на выходе. Таблицу истинности микросхемы К561ЛЕ5 можно видеть ниже.


Вход  Выход Q 
 A  B 
H H B
H B Н
B H Н
B B H

Обозначение элемента 2ИЛИ-НЕ на схеме

Цоколёвка К561ЛЕ5


Внешний вид микросхемы К561ЛЕ5


Фотореле на микросхеме К561ЛЕ5 (К561ЛА7) Схема принципиальная

Схема фотореле

Фотореле предназначено для включения освещения с наступлением темноты и его выключения на рассвете.
Датчиком уровня естественной освещенности служит фототранзистор FT1. Ток на лампу подается через ключевой каскад на высоковольтных полевых ключевых транзисторах, работающих аналогично механическому выключателю. Поэтому, светильник может быть как на основе лампы накаливания, так и на основе любой энергосберегающей лампы (светодиодной, люминесцентной). Единственное ограничение — мощность лампы не должна быть более 200W.

В исходном состоянии, когда темно, конденсатор С1 заряжен. На выходе элемента D1.3 — единица. Она открывает полевые ключевые транзисторы VT2 и VT3, и через них поступает переменное напряжение 220V на светильник Н1. Резистор R5 ограничивает ток заряда емкости затворов полевых транзисторов.

Фотореле на микросхеме К561ЛЕ5 (К561ЛА7) Схема принципиальная

Когда светло сопротивление эмиттер -коллектор фототранзистора FT1 снижается (он открывается). Напряжение на соединенных вместе входах D1.1 равно логическому нулю. На выходе D1.1 -единица. Транзистор VT1 открывается и разряжает конденсатор С1 через резистор R3, ограничивающий ток разряда С1. Напряжение на соединенных вместе входах D1.2 падает до логического нуля. На выходе D1.2 возникает логический ноль. Транзисторы VT3 и VT2 закрыты, поэтому напряжение на светильник не поступает.

После очередного уменьшения освещенности сопротивление эмиттер-коллектор FT1 возрастает (фототранзистор закрывается). Через R1 на соединенные вместе входы элемента D1.1 поступает напряжение логической единицы. На выходе D1.1 — ноль, поэтому транзистор VT1 закрывается. Теперь конденсатор С1 начинает медленно заряжаться через R4. Спустя некоторое время (1,5-2 минуты) напряжение на нем достигает логической единицы. На выходе D1.3 напряжение увеличивается до логической единицы. Транзисторы VT2 и VT3 открываются и светильник включается.

Благодаря задержке времени, вызванной зарядкой конденсатора С1 через R4, схема не реагирует на резкое и кратковременное увеличение освещенности, которое может иметь место, например, от влияния фар проезжающего в зоне видимости FT1 автомобиля.

Логическая схема питается от источника на диоде VD4 и параметрическом стабилизаторе VD1-R6. Конденсатор С2 сглаживает пульсации. Наиболее опасный в схеме элемент это резистор R6. На нем падает значительное напряжение и мощность. При монтаже его выводы желательно не обрезать, а изогнуть и установить резистор так, чтобы его корпус был над платой и над всем монтажом. То есть, чтобы не возникало условия для пробоя на другие детали через пыль или влажность.

При мощности потребления светильником не более 200W транзисторам VT2 и VT3 никаких радиаторов не нужно. Можно работать и со светильником мощностью до 2000W, но с соответствующими радиаторами для этих транзисторов.

Печатная плата фотореле.jpg

Схема собрана на миниатюрной печатной плате, показанной на рисунке.

Вместо фототранзистора L-51P3C можно использовать другой фототранзистор, а так же, фоторезистор или фотодиод в обратном включении (анодом вместо эмиттера, катодом вместо коллектора). В любом случае сопротивление R1 нужно подобрать так чтобы схема надежно срабатывала (в случае с фотодиодом сопротивление R1 придется существенно увеличить, а с фоторезистором, — его сопротивление будет зависеть от номинального сопротивления фоторезистора).

Микросхема D1 — К561ЛЕ5 или К561ЛА7, а так же, К176ЛЕ5, К176ЛА7 или импортные аналоги типа CD4001, CD4011.
Транзистор КТ3102 — любой аналогичный.
Транзисторы IRF840 можно заменить на BUZ90 или другие аналоги, а так же, отечественными КП707Б — Г.
Стабилитрон КС212Ж можно заменить любым стабилитроном на 10-12V.
Диоды 1N4148 можно заменить любыми КД522, КД521. Выпрямительный диод
1N4004 можно заменить на 1N4007 или КД209.
Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 12V.

Все налаживание сводится к настройке фотодатчика подбором сопротивления R1. При желании или необходимости менять настройку оперативно этот резистор можно заменить переменным.

Большую роль играет пространственная установка фотореле и светильника. Нужно сделать так, чтобы фотореле, а именно, фототранзистор располагался вне попадания на него прямого света от светильника. Например, если светильник расположен под непрозрачным навесом, то FT1 должен быть где-то над этим навесом.

Богачев А.

banner-turbobit-unlock