3.3.1. Принцип действия устройства. Электронные самоделки
3.3.1. Принцип действия устройства. Электронные самоделкиВикиЧтение
Электронные самоделки
Кашкаров А. П.
Содержание
3.3.1. Принцип действия устройства
Эта схема основана на одном логическом элементе микросхемы К561ЛА7, включенном как инвертор. При подаче питания на входе элемента (выводы 1 и 2 DD1.1) присутствует низкий уровень напряжения до тех пор, пока не зарядится оксидный конденсатор С1 через ограничительный резистор R1. Пока этого не произошло, на выходе элемента (вывод 3 DD1.1) присутствует высокий уровень напряжения. Он поступает через резистор R2, ограничивающий ток, в базу транзистора VT1, работающего в режиме усилителя тока. Транзистор VT1 открыт, сопротивление его перехода коллектор-эмиттер близко к нулю и на пьезоэлектрический капсюль со встроенным генератором звуковой частоты НА1 подано напряжение питания.
Когда постоянное напряжение на пьезоэлектрическом капсюле со встроенным генератором НА1 окажется почти равным напряжению питания устройства, капсюль переходит в режим генерации колебаний звуковой частоты.
По мере заряда конденсатора С1 через резистор R1 и внутренний узел элемента DD1.1 происходит изменение состояния выхода микросхемы. Когда напряжение на обкладках конденсатора С1 достигнет уровня переключения микросхемы, она переключится и высокий уровень напряжения на выходе DD1.1 сменится низким. Транзистор VT1 закроется. Постоянное напряжение на пьезоэлектрическом капсюле со встроенным генератором НА1 окажется почти равным нулю, и капсюль перейдет в режим ожидания.
Функцию данного электронного узла можно поменять на обратную — т. е. сделать так, чтобы пьезоэлектрический капсюль НА1 молчал первые 3 сек после подачи на устройство питания, а затем все остальное время работал. Для этого оксидный конденсатор С1 и времязадающий резистор R1 следует поменять местами (с соблюдением полярности включения оксидного конденсатора — положительной обкладкой к «плюсу» питания). При этом средняя точка их подключения к выводам 1 и 2 элемента DD1.1 сохраняется. В таком варианте устройство без особых изменений можно применять для звукового сигнализатора открытой (сверх меры) дверцы холодильника. Кроме того, вариантов применения данного простого и надежного устройства бесконечно много и они ограничены только фантазией радиолюбителя.
1.3.1. Принцип работы устройства
1.3.1. Принцип работы устройства Сетевой блок питания (БП) вырабатывает пониженное выпрямленное напряжение 13–14 В. В БП входят понижающий трансформатор и выпрямительный мост. Пульсации этого источника питания сглаживаются электролитическим конденсатором большой емкости
2.2.1. Принцип действия устройства
3.2.1. Принцип работы устройства
3. 2.1. Принцип работы устройства Устройство собрано на микросхеме К561ТЛ1 (в схеме используется только один ее элемент). Эта многофункциональная микросхема популярна среди радиолюбителей и имеет ряд преимуществ по сравнению с другими микросхемами К561 серии. В состав
3.6.1. Особенности и принцип работы устройства
3.6.1. Особенности и принцип работы устройства Рассмотрим устройство, показанное на рис. 3.10. Ток, потребляемый схемой от источника питания в рабочем режиме, при использовании указанных на схеме номиналов элементов — 10 мА. Выходной каскад на комплементарной паре
3.3.1. Принцип работы устройства
3.3.1. Принцип работы устройства Электрическая схема устройства представлена на рис. 3.8.Микросхема DA1 является конструктивно «залитой» и на печатной плате представляет собой каплю твердой композиции с тремя выводами.
3.17.1. Принцип работы устройства
3.17.1. Принцип работы устройства Включение маячка осуществляется с помощью включателя SB1. Принцип работы мультивибратора подробно описан в литературе.В первый момент времени на выводе 3 микросхемы DA1 высокий уровень напряжения и светодиоды горят. Оксидный конденсатор С1
1.8.3. Принцип работы и комплектация устройства
1.8.3. Принцип работы и комплектация устройства Подавитель «Скорпион PS TG-120A-Pro» прост и удобен в эксплуатации. Устройство работает по принципу создания помех в диапазоне частот: GSM 900 (925-960 МГц), GSM 1800 (1805-1880 МГц), 3G (2110-2170 МГц) и Wi-Fi/BT (2400-2500 МГц). Для организации работы устройства
1.1. Принцип устройства автомобиля
1. 1. Принцип устройства автомобиля Современный легковой автомобиль представляет собой транспортное средство, состоящее из многих систем, механизмов и узлов.Кузов автомобиля – это жесткая пространственная рама, облицованная тонким листом или волокнистым пластиком. В
Принцип работы устройства
Принцип работы устройства Прежде всего интерфейс должен реагировать на любое слово, воспринятое УРР. Когда УРР «слышит» слово, оно пытается его распознать, что вызывает немедленное мигание светодиода.Ток через светодиод используется для запуска интерфейса (реакция на
Системы с технологией обратного осмоса. Описание, принцип действия. Сменные элементы
Системы с технологией обратного осмоса. Описание, принцип действия. Сменные элементы Метод обратного осмоса возник в 1953 г., когда Рейдом и Бретоном (США) были открыты полупроницаемые свойства ацетилцеллюлозных мембран.
Ультрафильтрационные системы. Описание, принцип действия. Отличия от обратного осмоса
Ультрафильтрационные системы. Описание, принцип действия. Отличия от обратного осмоса Ультрафильтрацию, в отличие от обратного осмоса, используют для разделения систем, в которых молекулярная масса растворенных компонентов намного больше молекулярной массы
Карбюраторы. Принцип действия простейшего карбюратора
Карбюраторы. Принцип действия простейшего карбюратора Процесс приготовления горючей смеси из топлива и воздуха вне цилиндра двигателя называется карбюрацией. Прибор, осуществляющий этот процесс, называется карбюратором. Карбюраторы могут быть трех типов:
5.12 Другие действия
5. 12 Другие действия 5.12.1 Контроль критических ситуаций Разработчик должен осуществлять контроль за критическими для выполнения контракта ситуациями, которые могут возникнуть во время разработки ПО. Разработчик должен выявить, идентифицировать и проанализировать
Схемы мультивибраторов, принцип работы, расчет
Печать
Мультивибратор, пожалуй, самый распространённый генератор импульсов в электронике и радиотехнике. Игрушки, телевизоры, автомобили и даже компьютеры имеют их в различных вариантах. Что же такое мультивибратор, его назначение и схемы с примерами, рассмотрим в этой статье.
Содержание
- 1 Что такое мультивибратор и для чего нужен
- 2 Виды мультивибраторов
- 3 Принцип работы мультивибратора
- 3.1 Симметричный
- 3.2 Несимметричный
- 4 Характеристики мультивибратора
- 5 Схемы мультивибраторов
- 5. 1 Простые
- 5.2 Трёхфазный
- 5.4 С питанием три вольта
- 5.5 На тиристорах
- 6 На микросхемах
- 6.1 Микросхема NE555
- 6.2 Схема мультивибратора на К561ЛА7
- 7 Мультивибратор на ОУ
- 8 Итог
Что такое мультивибратор и для чего нужен
Мультивибратор — это генератор электрических колебаний. В переводе с латыни значит: «мульти» — много, «вибро» — колебание.
В электротехнике встречается много схем мультивибраторов различающихся исполнением, применением различных элементов и режимов работы. Главное назначение устройства – генерировать импульсы для различных целей.
Применение в игрушках позволяет сделать на его основе световую и звуковую сигнализацию. Широко применяется в качестве задающего генератора частоты в радиотехнике: часы, радио, телевидение, вычислительная техника.
Виды мультивибраторов
Как бы ни были сложны и разнообразны схемы мультивибраторов, учитывая режим работы, они делятся на три вида:
- автоколебательный;
- моностабильный:
- бистабильный.
Автоколебательный или нестабильный. Непрерывно генерирует импульсы и ему не нужен внешний источник синхронизации. Устройство сразу начинает работу при подаче напряжения. К этой группе также относят и блокинг-генератор.
Моностабильный. Имеет одно устойчивое положение, а второе – неустойчивое, определяемое параметрами элементов. Как это выглядит. Устройство находится в состоянии покоя до тех пор, пока на него не поступит управляющий сигнал. Перейдя в неустойчивое состояние, начинает работу генератор, до окончания действия сигнала. Такие мультивибраторы получили название одновибраторы или ждущие мультивибраторы.
Бистабильный. Эти устройства имеют два стабильных положения и переключаются из одного состояния в другое подачей внешнего сигнала. Их работа схожа с работой мультивибраторов, но таковыми не являются. Такие устройства относятся к тригерам и рассматривать их не будем.
Кроме классификации по режиму работы, устройства делятся на несимметричные мультивибраторы и симметричные.
Принцип работы мультивибратора
Делать упор в этой статье на то, как работают тот или иной вид, не будем. Описать работу всех видов в одном месте трудно. Однако рассмотрим работу мультивибратора на примере самых распространённых схем. Для примера возьмём две схемы — с симметричным и несимметричным исполнением.
Симметричный
В симметричном плечи работают в противофазе
В начальный период подачи питания транзисторы закрыты, а С1 и С2 полностью разряжены, их сопротивление незначительно. Это должно привести к быстрому открыванию транзисторов Т1 и Т2 через L2>R3>C1> база T1 и L1>R4>C2> база T2. Но в реальности, параметры элементов имеют разброс в характеристиках: ёмкость конденсаторов, сопротивление резисторов и переходы транзисторов различаются. В какой-то момент один из транзисторов начнёт открываться чуть быстрее, допустим T2, что приводит к угнетению Т1 и ещё более быстрому открыванию Т2.
В итоге, с концом цикла мы имеем, что T1 закрыт, а T2 полностью открыт и насыщен. Светодиод L2 светится. Конденсатор C1 заряжен до напряжения питания. При заряженном C1, ток через резистор R1 прекращается. Напряжение на нём равно IBТ2·R2, а на коллекторе T1 соответствует напряжению питания.
Напряжение на коллекторе T2 невелико. Заряженный конденсатор C2, начинает медленно разряжаться через открытый транзистор T2 и R3. Отрицательным напряжением на базе транзистор T1 он остаётся закрытым, до тех пор, пока C2 не начнёт перезаряжаться через R3 и напряжение базы T1 не достигнет порога его полного открывания +0,6 В.
T1 с ростом напряжения приоткрывается, и напряжение на его коллекторе снижается. Это вызывает начало запирания транзистора T2, с ростом напряжения на его коллекторе. При этом через C2 ещё больше открывается транзистор T1. Горит светодиод L1.
Процесс повторяется циклично, а его частота задаётся резисторами и конденсаторами. Такая схема имеет два выхода, с которых снимаются сигналы. Это коллекторы транзисторов Т1 и Т2.
Несимметричный
Выполняется с меньшим количеством элементов и является простейшим на дискретных элементах.
Перед подачей питания оба транзистора закрыты, конденсатор разряжен. Небольшой ток потечёт по цепи R1>C1>L1. По мере зарядки конденсатора транзистор T1 начнёт открываться, одновременно открывая T2. Напряжение на коллекторе T2 нарастает с увеличением его на базе T1. Что приводит к открытию транзисторов. Ток потечёт эмиттер-коллектор Т2 и лампа L1.
Заряженный конденсатор начнёт разряжаться и затем заряжаться обратным зарядом. При росте отрицательного заряда на базе T1 он закроется и закроет Т2. Тока проходящего через резистор R1 недостаточно для поддержания транзисторов открытыми. Потенциал на коллекторе VT2 станет падать, это падение через конденсатор передастся на базу VT1, и транзисторы закроются.
Характеристики мультивибратора
Работа схемы характеризуется несколькими величинами. Это:
- Частота. Единица измерения F — герц, Гц.
- Амплитуда. Вольт.
- Длительность импульса. Единица измерения секунды.
- Скважность. Отношение периода Т к длительности импульса t. S=T/tim. Обозначение буквы тау не воспроизводит word и применена прописная буква t.
Если посмотреть осциллографом сигнал, снятый с нагрузки, а для данных мультивибраторов это лампочки, то в идеале мы должны увидеть «меандр». Это форма прямоугольных импульсов с длительностью равной паузам.
Импульсы меандр, длительность паузы tp равна длительности импульса tim
На примере схемы симметричного мультивибратора мы видим, что длительность перезаряда конденсаторов определяется цепями:
t1=R2C1 и t2=R3C2
Где С – ёмкость в Фарадах: R – сопротивление в Омах.
Амплитуда сигнала или импульса – это максимальное значение напряжения или тока. Амплитуда может выражаться в вольтах или амперах.
Частота колебаний F, выражается в герцах сек/сек=Гц и определяется отношением периода Т (сек) к секунде времени через соотношение:
F=1/T
Расчёт скважности определяется формулой — S=T/tim. Важный параметр колебательного процесса. Не имеет единицы измерения, являясь числовой величиной. Изменяемая величина, например, счётчики-дешифраторы, могут делить импульсы на отдельные.
Схемы мультивибраторов
Простые
Приведённые схемы являются простейшими мультивибраторами по элементам и для повторения. Используемые в них детали можно заменить современными аналогами. Вместо транзистора КТ315 подойдёт импортный аналог BC546, BC547, BC548 или отечественный КТ3102.
Кроме того их можно усовершенствовать. Например, добавив в симметричный «мультик» переменный резистор получится регулировать частоту мигания светодиодов.
Регулируемый симметричный мультивибратор на транзисторах
А для получения более качественных импульсов, в мультивибратор можно добавить корректирующие диоды. Также не помешает подобрать конденсаторы с одинаковой емкостью и транзисторы с близким коэффициентом усиления h31Э. Емкость проверяется специальным прибором или мультиметром с имеющим такую возможность, им же проверяется h31Э транзистора.
Корректирующие диоды делают форму сигнала почти идеальной
Это необходимо в случаях, когда нужно чёткое срабатывания устройства.
Трёхфазный
Для создания световых эффектов типа бегущие огни, добавив ещё один каскад, получим трёхфазный мультивибратор. Как видно из схемы, последний каскад связан с первым положительной обратной связью. Так схема понимает, что пора начинать новый цикл.
Реле поворотов
Этот генератор можно сделать на полевых транзисторах. Схема такого на рисунке снизу.
Работать устройство начинает сразу после подачи напряжения при замыкании цепи левого или правого поворота. Мощности 60 Ватт вполне достаточно. В автомобилях или мотоциклах для указания поворота используют 2 лампочки по 20 ватт с каждой стороны.
Если нужно заменить импортные детали на отечественные, то подойдут аналоги указанных на схеме транзисторов. Для VT1 — КТ814Г, КТ816Г, VT2 — КП723 или КП812А1 с соблюдением распиновки.
С питанием три вольта
Данная схема может работать от двух батареек на 1,5 вольт.
На тиристорах
Мультивибраторы можно собрать на тиристорах, хотя это менее распространённый вариант.
Однако у него есть плюсы. Например, использование сетевого напряжения. В этой схеме реализован эффект «бегущие огни».
Все эти устройства собраны на отдельных элементах, но есть способы собрать вибратор быстрее и проще, применив микросхемы.
На микросхемах
Реализовать устройство на транзисторах нужно обязательно, а после этого пробовать собирать схемы мультивибраторов на микросхемах (ИМС). Микросхемы могут содержать встроенный генератор или с возможностью на её основе сделать его. Дополнив ИМС несколькими элементами, получим, генератор с более чёткими фронтами сигнала, регулируемой частотой или заполнением.
Современные устройства содержат генераторы именно на микросхемах. Многие блоки питания построены как мультивибратор Ройера. В недавнем прошлом чаще всего реализовывал вибраторы на К176ЛА7, предшественницы более надёжной К561ЛА7. Итак, давайте рассмотрим некоторые варианты.
Микросхема NE555
Мультивибраторы, исполненные на ИМС 555 серии, можно встретить во многих схемах генерации сигналов. Это различные звуковые или световые устройства оповещения, игрушек, бытовых приборов и устройств.
Заменить ИМС NE555 можно импортными аналогами AN1555, MC1455, TA7555P или отечественным — 1006ВИ1. Приведу схему мультивибратора на NT555 таймере с регулировкой частоты.
При отсутствии сигнала горит светодиод VD1, а при появлении он тухнет и горит VD2. Эта схема может выполнять тест на исправность микросхем данной серии.
Схема мультивибратора на К561ЛА7
Широко распространённая микросхема, на основе которой реализовываются различные устройства. Генераторы звуковых и световых сигналов, металлоискатели и т. д. Аналогом К561ЛА7 является К564ЛА7 или импортная ИМС CD4011BE. Поскольку выход логического элемента является слаботочным, схема практически всегда содержит выходной нагрузочный каскад.
Мультивибратор собран на 2 логических элементах 2И-НЕ с регулировкой частоты. Если дополнить схему ещё 2 логическими элементами частотой 3 кГц как триггер и с пьезоэлектрическим излучателем в нагрузке, то получится звуковой сигнализатор.
Работает она так, мультивибратор собран на элементах DD1.1 и DD1.2 с частотой 1 Гц. Сигнал поступающий на вывод 8 DD1.3 запускает генератор. Это схема подойдёт автолюбителям, как сигнализатор включения поворотников.
Мультивибратор на ОУ
Мультивибратор можно сделать на операционном усилителе. Такое решение довольно редкое, но встречается. Ниже приведена схема автоколебательного мультивибратора на операционном усилителе К140УД1А.
Итог
Итак, начиная заниматься электроникой, непременно соберите несколько схем из приведённых или подобных им. Это дополнительный опыт и просто интересно понаблюдать. К тому же можно попробовать модернизировать их и получить что-то новое. Удачи.
ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР
В больших квартирах и частных домах в вечернее и ночное время сложно проследить темные коридоры или лестничные клетки, на ощупь найти кнопку и включить освещение.
Есть еще вариант — купить автономные светильники мягкого света — можно установить в любом удобном месте на усмотрение владельца.
Однако, помимо безусловных преимуществ, такие лампы имеют и ряд существенных недостатков. Во-первых, они питаются от батареек, которые со временем придут в негодность. Во-вторых, в качестве осветительных элементов в этих устройствах задействованы лампы накаливания, потребляющие (по сравнению со светодиодами) относительно большой ток и имеющие низкий КПД, малый срок службы.
В качестве альтернативного и более экономичного варианта предлагается простое электронное устройство, схема которого представлена на рисунке. В качестве элементов освещения используются светодиоды большой мощности, с возможностью регулировки яркости свечения.
Этот импульсный низковольтный регулятор мощности постоянного тока позволяет изменять яркость мощных светодиодов или величину тока в активной нагрузке. По сравнению со светильниками на основе ламп накаливания, такой прибор лишен их недостатков, срок службы светодиодов соответствует нескольким десяткам тысяч часов, возможность плавной регулировки мощности осветительного прибора предназначен для питания от автономных источников питания ( батареи, аккумуляторы) и стационарного стабилизированного источника питания напряжением 6…15 В. кроме того, он прост в изготовлении, так как содержит всего одну КМОП-микросхему и собрать его под силу даже любителю с небольшим опытом. Использование в схеме светодиодов позволяет расширить возможности устройства.
Итак, вместо определенных в схеме расположения светодиодов можно установить светодиоды любого цвета свечения (синий, желтый, красный, зеленый и другие), а также установить даже мигающие светодиоды — тогда это устройство можно будет использовать в качестве тревожной индикации какого-либо процесса, а по яркости не уступает яркости нескольких миниатюрных ламп накаливания (при напряжении 6,3…13,5 В), что обеспечивает многочасовую работу.
Электрическая схема регулировки мощности лампы
Устройство легко трансформируется для плавного затемнения в автомобиле, а также яркости подсветки приборной панели и многих других подходящих случаев. Для этого его необходимо включить в электрическую цепь автомобиля.
Принцип работы
В устройстве (см. электрическую схему) применена микросхема К561ЛЕ5, обе они включены в схему инверторов. В каждой микросхеме К561ЛЕ5 — четыре одинаковых элемента. Фронт и срез выходного импульса не зависят от формы входного сигнала. На элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов с регулируемой скважностью.
Импульсы с выхода второго элемента поступают на затвор силового МОП-транзистора VT1, в цепи которого через ограничительные резисторы RZ и R4 включена нагрузка — две цепи с четырьмя светодиодами HL1 — HL8. Транзистор VT1 при отсутствии входного сигнала имеет большое сопротивление (несколько мОм) перехода сток — исток, поэтому ток потребления устройства ничтожен — всего несколько мкА (когда светодиоды не горят) и может достигать до 200 мА (в зависимости от режима и типа применяемой мощности светодиодов).
Транзистор переходит в режим насыщения, когда на выходе инвертора DD1.2 появляются импульсы с преобладающим высоким уровнем напряжения. Когда на входе транзисторного ключа преобладают прямоугольные импульсы с низким уровнем (это зависит от положения переменного резистора R2 регулирования скважности), транзистор закрыт, ток через светодиоды снижается вплоть до практически полного отсутствия.
Яркость светодиодов HL1 — HL8 изменяется в зависимости от увеличения или уменьшения частоты появления положительных пиков импульсов на выходе элемента DD1.2. Все неиспользуемые входы оставшихся двух элементов микросхемы DD1 (выводы 9, 10, 12, 13) желательно совместить между собой и подключить к «+» питания.
Транзистор необходимо установить на радиатор — он понадобится на случай длительного использования прибора во включенном состоянии (режим 24 часа).
Переключение транзистора происходит с почти постоянной частотой 330 Гц. С помощью переменного резистора R2 (предпочтительно применить СПО-1БВ) скважность можно изменить так, чтобы мощность, подаваемая на нагрузку, изменялась от 5% до 95% предельного значения. Свечение светодиодов мягкое, мерцание не заметно.
Установка
Печатная плата для экономии времени не была разработана. Элементы закреплялись на печатной плате. Выводы соединялись перемычкой — проводами МГТФ сечением 0,6…0,8 мм.
Корпус промышленного светильника (фото на заставке) с контроллером устанавливается в удобном месте и подключается к проводникам от стационарного источника питания через малогабаритный разъем (например, РП10-5).
Ручка переменного резистора должна иметь возможность изменять яркость светодиодов при необходимости.
Сетевое устройство не требуется. При подключении выводов 1, 2, 4 микросхемы DD1 осциллографом удобно контролировать наличие импульсов и изменением положения движка переменного резистора R2 в их скважности.
Подробнее
Полевой транзистор КП743Б можно заменить на КП743А, КП510 с любым буквенным индексом или зарубежный аналог — ИРФ511. Все постоянные резисторы — МЛТ-0,5.
При длительной работе устройства резисторы будут нагреваться до температуры 40…50°С. Если собираетесь работать 24 часа — лучше заменить на более мощный, с рассеиваемой мощностью 1 Вт.
Конденсатор С1 типа КМ-6. Диоды VD1, VD2 можно заменить на КД521, КД522, Д311 и такие же с любым буквенным индексом. Стабилитрон VDЗ служит защитным элементом от перенапряжения от источника питания (например, при установке устройства в автомобиле). На приведенной схеме можно заменить любой другой, обеспечив напряжение 12…13 В стоке не менее 25 мА, а при использовании устройства в квартире с питанием от стабилизированного источника тока — VDЗ следует вообще исключить из схемы. .
Оксидный конденсатор С2 фильтрует пульсации источника питания с низкой частотой. Может быть любого типа (например К50-29).
Вместо микросхем К561ЛЕ5 можно использовать микросхемы К561ЛА7 или К1564ТЛ2, К561ЛН2 с изменением схемы последних двух из-за разной цоколевки выводов.
Переменный резистор R2 (кроме рекомендованного СПО-1БВ) может быть типа ГПА-12, ГПА-З0В и им подобных. Желательно иметь линейную характеристику изменения сопротивления буквы «V» в индексе.
Светодиоды, также указанные на схеме, допустимо заменить на тип RS276-143 и подобные. Если указанные на схеме светодиоды (8 шт.) слишком яркие, их количество без изменения номиналов схемы можно вырезать — за счет регулирования всегда можно установить необходимую мощность свечения.