Tombol Radio yang saling berkaitan secara elektronik (* diperbaiki! *): 3 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Istilah "butang radio" berasal dari reka bentuk radio kereta lama, di mana terdapat sebilangan butang tekan yang diselaraskan ke saluran yang berlainan, dan dihubungkan secara mekanikal sehingga hanya satu yang dapat didorong pada satu masa.

Saya ingin mencari cara membuat butang radio tanpa perlu membeli beberapa suis saling, kerana saya ingin dapat memilih nilai pratetap alternatif dalam projek lain yang sudah mempunyai suis putar, jadi saya mahukan gaya yang berbeza untuk mengelakkan kesilapan.

Suis taktil banyak dan murah, dan saya mempunyai beban yang dibongkar dari pelbagai perkara, jadi mereka nampaknya pilihan semula jadi untuk digunakan. Flip flop jenis D hex, 74HC174, melakukan fungsi interlock dengan baik dengan bantuan beberapa dioda. Mungkin beberapa cip lain dapat melakukan pekerjaan yang lebih baik tetapi '174 sangat murah, dan dioda bebas (tarikan papan)

Beberapa perintang juga diperlukan, dan kapasitor untuk mematikan suis (dalam versi pertama) dan menyediakan power-on-reset. Sejak itu saya dapati bahawa dengan meningkatkan kapasitor penundaan jam, kapasitor penyahtinjaan suis tidak diperlukan.

Simulasi "interlock.circ" dijalankan di Logisim, yang boleh anda muat turun di sini: https://www.cburch.com/logisim/ (Sayangnya tidak lagi dalam pembangunan).

Saya telah menghasilkan 2 versi litar yang lebih baik, pada yang pertama, hanya kapasitor debounce yang dikeluarkan. Pada detik, transistor ditambahkan untuk membolehkan salah satu butang diaktifkan pada waktu hidup, memberikan tetapan lalai.

Bekalan

• 1x 74HC174
• Suis taktil 6x atau jenis suis sesaat lain
• Perintang 7x 10k. Ini boleh dibungkus SIL atau DIL dengan terminal biasa. Saya menggunakan 2 pakej yang masing-masing mengandungi 4 perintang.
• Kapasitor 6x 100n - nilai tepat tidak penting.
• Perintang 1x 47k
• Kapasitor 1x 100n, nilai minimum. Gunakan apa sahaja sehingga 1u.
• Peranti output, misalnya mosfet kecil, atau LED
• Bahan untuk memasang litar

Langkah 1: Pembinaan

Berkumpul menggunakan kaedah pilihan anda. Saya menggunakan papan berlubang dua sisi. Lebih mudah dilakukan dengan cip yang dibungkus DIL melalui lubang, tetapi saya sering mendapat peranti SOIC kerana biasanya lebih murah.

Oleh itu, dengan peranti DIL, anda tidak perlu melakukan sesuatu yang istimewa, cukup pasangkan dan pasangkannya.

Untuk SOIC, anda perlu melakukan sedikit muslihat. Bengkokkan kaki selang sedikit sehingga tidak menyentuh papan. Pin yang tinggal akan berada pada jarak yang betul untuk menyamai pad di papan. Inilah panduan bagaimana saya membengkokkan tambang (UP bermaksud membongkok, BAWAH bermaksud tinggalkan sendiri)

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

Dengan cara ini 4 diod boleh disambungkan ke pad dan hanya 2 yang perlu disambungkan ke kaki yang diangkat. Sebahagian daripada saya mengesyaki ini akan lebih baik sebaliknya.

Letakkan diod ke kedua sisi cip dan pateri di tempatnya.

Pasang perintang tarik untuk setiap input D. Saya menggunakan 2 pek SIL yang terdiri daripada 4 perintang, Pasang perintang tarik untuk input jam. Sekiranya menggunakan pakej SIL, sambungkan salah satu perintang ganti dan bukannya yang lain

Pasang suis di sebelah perintang.

Pasang kapasitor yang tidak melantun untuk suis sedekat dengan yang sesuai.

Pasangkan peranti output anda. Saya menggunakan LED untuk ujian dan demonstrasi, tetapi anda boleh memuatkan beberapa alat pilihan lain untuk mendapatkan beberapa tiang pada setiap output, misalnya.

• Sekiranya anda memasang LED, mereka hanya memerlukan 1 perintang had semasa dalam sambungan biasa, kerana hanya 1 LED menyala pada satu masa!
• Sekiranya anda menggunakan MOSFET atau peranti lain, perhatikan orientasi peranti. Tidak seperti suis sebenar, isyarat masih mempunyai hubungan dengan sambungan 0v litar ini sehingga transistor output mesti dirujuk kepadanya.

Wire semuanya bersama mengikut skema. Saya menggunakan wayar magnet 0.1mm untuk ini, anda mungkin lebih suka sesuatu yang lebih halus.

Langkah 2: Bagaimana Ia Berfungsi

Saya telah menyediakan 4 versi skema: yang asli dengan kapasitor pemutus suar, dengan dan tanpa mosfet keluaran, dan dua versi lagi di mana kapasitor penundaan jam telah ditingkatkan, sehingga mematikan suis menjadi tidak perlu, akhirnya dengan penambahan transistor yang hampir akan "menekan" salah satu butang semasa kuasa dihidupkan.

Litar menggunakan flip-flop jenis D sederhana dengan jam biasa, dengan mudah anda mendapat 6 dari ini dalam cip 74HC174.

Jam dan setiap input D dari cip ditarik ke tanah melalui perintang, jadi input lalai selalu 0. Diod dihubungkan sebagai litar "berwayar ATAU". Anda boleh menggunakan gerbang 6 input ATAU, maka anda tidak memerlukan penarikan input jam, tetapi di mana keseronokan itu?

Semasa litar pertama kali dihidupkan, pin CLR ditarik rendah melalui kapasitor untuk menetapkan semula cip. Apabila kapasitor dicas, tetapan semula dilumpuhkan. Saya memilih 47k dan 100nF untuk memberikan pemalar masa kira-kira 5x daripada had debounce gabungan dan perintang tarik yang digunakan untuk suis.

Apabila anda menekan butang, ia meletakkan logik 1 pada input D yang disambungkannya dan melalui diod mencetuskan jam pada masa yang sama. Ini "jam dalam" 1, menjadikan output Q menjadi tinggi.

Apabila butang dilepaskan, logik 1 disimpan di flip-flop, sehingga output Q tetap tinggi.

Apabila anda menekan butang yang berbeza, kesan yang sama berlaku pada flip-flop yang disambungkannya, tetapi kerana jamnya biasa, jam yang mempunyai 1 pada outputnya sekarang sudah jam dalam 0, jadi output Q akan berjalan rendah.

Kerana suis mengalami pantulan kenalan, apabila anda menekan dan melepaskannya, anda tidak mendapat 0 dan 1 kemudian 0, anda mendapat aliran 1 dan 0 secara rawak, menjadikan litar tidak dapat diramalkan. Anda boleh menemui litar penyahtinjaan suis yang layak di sini:

Akhirnya saya dapati bahawa dengan kapasitor penangguhan jam yang cukup besar, mematikan suis individu tidak diperlukan.

Output Q mana-mana flip-flop menjadi tinggi apabila butang ditekan, dan output not-Q menjadi rendah. Anda boleh menggunakan ini untuk mengawal MOSFET N atau P, masing-masing merujuk pada rel kuasa rendah atau tinggi. Dengan beban yang disambungkan ke longkang transistor mana pun, sumbernya biasanya akan dihubungkan ke 0v atau rel kuasa, bergantung pada kekutuban, namun ia akan berfungsi sebagai suis yang dirujuk ke titik lain, selagi ia masih mempunyai ruang kepala untuk dipusingkan hidup dan mati.

Skema akhir menunjukkan transistor PNP yang disambungkan ke salah satu input D. Ideanya adalah bahawa apabila kuasa digunakan, kapasitor di dasar transistor mengecas sehingga mencapai titik di mana transistor melakukan. Kerana tidak ada maklum balas, pengumpul transistor berubah keadaan dengan sangat cepat, menghasilkan denyutan yang dapat mengatur input D tinggi dan memicu jam. Kerana disambungkan ke litar melalui kapasitor, input D kembali ke keadaan rendah dan tidak terjejas dalam operasi normal.

Langkah 3: Kebaikan dan Kekurangan

Selepas saya membina litar ini, saya tertanya-tanya adakah ia patut dilakukan. Objektifnya adalah untuk mendapatkan fungsi radio seperti butang tanpa perbelanjaan suis dan bingkai pelekap, namun setelah perintang penarik dan kapasitor pemantul ditambahkan, saya dapati ia sedikit lebih rumit daripada yang saya mahukan.

Suis interlocking sebenar jangan lupa suis mana yang ditekan ketika daya dimatikan, tetapi dengan litar ini, ia akan selalu kembali ke tetapan lalai "tidak ada", atau lalai tetap.

Cara yang lebih mudah untuk melakukan perkara yang sama adalah menggunakan mikrokontroler, dan saya tidak meragukan seseorang akan menunjukkannya dalam komen.

Masalah penggunaan mikro adalah, anda harus memprogramnya. Anda juga mesti mempunyai pin yang mencukupi untuk semua input dan output yang anda perlukan, atau mempunyai penyahkod untuk membuatnya, yang dengan serta-merta menambah cip lain.

Semua bahagian untuk litar ini sangat murah atau percuma. Bank dengan 6 interlocking menukar kos eBay (pada masa penulisan) £ 3.77. Ok, itu tidak banyak, tetapi 74HC174 saya berharga 9 pence dan saya sudah mempunyai semua bahagian lain, yang murah atau percuma pula.

Jumlah minimum kenalan yang biasanya anda dapat dengan suis saling mengunci mekanikal adalah DPDT, tetapi anda boleh mendapatkan lebih banyak lagi. Sekiranya anda mahukan lebih banyak "kenalan" dengan litar ini, anda harus menambahkan lebih banyak peranti output, biasanya mosfets.

Satu kelebihan besar berbanding dengan suis interlocking standard ialah anda boleh menggunakan sebarang jenis suis sesaat, diletakkan di mana sahaja yang anda suka, atau bahkan mendorong input dari isyarat yang sama sekali berbeza.

Sekiranya anda menambahkan transistor mosfet ke setiap output litar ini, anda akan mendapat output SPCO, kecuali ia tidak begitu baik, kerana anda hanya dapat menghubungkannya 1 cara. Sambungkannya dengan cara lain dan sebaliknya anda mendapat diod berkuasa rendah.

Sebaliknya, anda dapat menambahkan banyak mosfet ke output sebelum kelebihan beban, sehingga anda dapat memiliki jumlah tiang yang sewenang-wenangnya. Dengan menggunakan pasangan jenis P dan N, anda juga dapat membuat output dua arah, tetapi ini juga menambah kerumitan. Anda juga boleh menggunakan output not-Q dari flip-flop, yang memberi anda tindakan alternatif. Oleh itu, ada kemungkinan banyak kelenturan dengan litar ini, jika anda tidak keberatan dengan kerumitan tambahan.