Pemasa Telur IC: 11 Langkah (dengan Gambar)

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

Dibuat oleh: Gabriel Chiu

Gambaran keseluruhan

Projek ini menunjukkan asas-asas logik digital, ciri-ciri pemasa NE555, dan menunjukkan bagaimana bilangan binari dikira. Komponen yang digunakan adalah: pemasa NE555, penghitung riak 12-bit, dua gerbang NOR 2-input, gerbang AND 4-input, gerbang AND 2-input, dan gerbang OR 2-input. Gerbang logik, NOR, AND, dan OR terdapat dalam setara TTL dan CMOS yang boleh didapati di Lee's Electronic. Projek ini adalah pemasa telur sederhana dengan dua tetapan: rebus keras atau lembut dan dilengkapi dengan fungsi reset.

Bahagian dan Alat

• Papan Roti 1x (Nombor Lee: 10516)

• Bateri 1x 9V (Nombor Lee: 8775, atau 16123)

  CATATAN: LITAR INI JUGA BOLEH BEKERJA MENGGUNAKAN KUASA 5V. TIDAK MELEBIHI 9V KERANA MUNGKIN MEROSAKKAN IC CHIPS

• Pemegang bateri 1x 9V (Nombor Lee: 657 atau 6538 atau 653)
• Kawat pengikat pepejal (Nombor Lee: 2249)
• Jumper Wire (Lee's Number: 10318 atau 21805)
• Prestasi Ujian Buaya (Nombor Lee: 690)
• Suis Taktil 3x (Nombor Lee: 31241 atau 31242)
• Pemasa 1x NE555 (Lee's Number: 7307)
• 1x 12-bit ripple counter CMOS 4040 (Lee's Number: 7210)
• 1x Dual Quad input DAN gerbang CMOS 4082 (Lee's Number: 7230)
• 1x Quad 2-input AND gate CMOS 4081 (Lee's Number: 7229)
• Gerbang NOR 2x Quad 2-input CMOS 4001 atau 74HC02 (Nombor Lee: 7188 atau 71692)
• 1x Quad 2-Input ATAU gerbang 74HC32 (Nombor Lee: 71702)
• 3x 1k perintang OHM ¼ watt (Nombor Lee: 9190)
• 2x 150k perintang OHM ¼ watt (Nombor Lee: 91527)
• Kapasitor 1x 10nF (0.01UF) (Nombor Lee: 8180)
• Kapasitor 1x 4.7UF (Nombor Lee: 85)
• 1x 1N4001 Diode (Nombor Lee: 796)
• 1x Buzzer 3-24V DC Berterusan (Lee's Number: 4135)

Alat

1x Wire Strippers (nombor Lee: 10325)

Langkah 1: Menyiapkan Papan Anda

Menyiapkan papan anda untuk projek ini adalah kunci. Penyediaan ini adalah untuk memastikan bahawa semua rel kuasa (Garis merah dan biru) dihidupkan.

1. Anda perlu menggunakan beberapa wayar pelompat untuk menyambungkan dua terminal pisang di bahagian atas papan ke papan roti itu sendiri. Ini akan membantu memasang bateri atau sumber kuasa anda.
2. Seperti Gambar 1 di atas, letakkan wayar pengait merah untuk menyambungkan garis rel merah bersama-sama.
3. Gunakan wayar hitam untuk menyatukan garisan rel biru. (Saya menggunakan wayar hitam, tetapi wayar biru baik)

PENTING !: Pastikan mana-mana garis merah TIDAK bersambung dengan garis biru. Ini akan membuat litar pintas dan AKAN MEMBAKAR BREADBOARD ANDA, DAN MENGHILANGKAN WIR DAN BATERAI ANDA.

PASTIKAN BAHWA DEWAN ANDA TIDAK BERKUASA DENGAN WIRING! INI MUNGKIN MENYEBABKAN KEROSAKAN KEMALANGAN KEPADA KOMPONEN ANDA

Sebelum memulakan, kami akan menggunakan sejumlah besar cip IC di papan roti kami, jadi saya akan memberikan lokasi di papan roti untuk meletakkan komponen untuk jarak yang baik dan mudah.

Sebilangan besar IC mempunyai penunjuk pada cip untuk menunjukkan di mana arah depan atau hadapan berada. Cip harus mempunyai sedikit takik untuk menunjukkan di mana bahagian depan cip itu, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.

(Sekiranya anda ingin tahu tentang litar LED kecil di sudut sampai ke hujung. Saya akan menunjukkan kepada anda mengapa ia ada dan bagaimana ia berfungsi)

Langkah 2: Menyiapkan Pemasa

Pemasa ini menghantar nadi setiap saat ke kaunter yang akan kita gunakan pada langkah seterusnya. Buat masa ini, kami akan fokus pada penyediaan Pemasa NE55 dengan betul. Saya menggunakan kalkulator pemasa NE555 untuk mencari nilai perintang dan kapasitor yang diperlukan untuk menetapkan jangka masa hingga 1 saat. Ini akan memastikan bahawa pembilang dikira beberapa saat.

1. Letakkan cip IC pemasa NE555 di papan roti sehingga pin depan berada pada tahap nombor 5 di sebelah kiri papan roti
2. Sambungkan Pin 8 ke laluan rel Merah
3. Sambungkan Pin 1 ke garisan rel Biru
4. Sambungkan Pin 7 ke garisan rel Merah dengan salah satu perintang OHM 150k

5. Sambungkan Pin 7 ke Pin 2 menggunakan perintang OHM 150k yang lain dan Diod 1N4001

   • Pastikan garis dioda menghadap Pin 2 seperti yang ditunjukkan dalam rajah
   • Jangan risau dengan arah yang dihadapi oleh perintang
6. Sambungkan Pin 6 ke Pin 2 juga menggunakan wayar atau pelompat
7. Sambungkan Pin 5 ke garisan rel Biru menggunakan kapasitor 10nF
8. Sambungkan Pin 2 ke garisan rel Biru menggunakan kapasitor 4.7uF
9. Pastikan wayar yang berada di sisi penanda garisan disambungkan ke rel Biru atau kapasitor ke belakang
10. Sambungkan Pin 4 ke jalur rel Merah menggunakan wayar untuk mematikan fungsi reset
11. Akhirnya, letakkan pelompat di Pin 3 untuk langkah seterusnya.

Langkah 3: Menyiapkan Kaunter

Ini adalah bahagian terpenting dari keseluruhan sistem atau jika tidak, anda akan mendapat lebih daripada sekadar telur rebus!

1. Letakkan cip IC Counter CMOS 4040 di papan roti, selepas cip Pemasa NE555, sehingga pin depan berada di tahap nombor 10
2. Sambungkan Pin 16 ke garisan rel Merah
3. Sambungkan Pin 8 ke garisan rel Biru
4. Sambungkan Pin 10 ke Output Pemasa NE555 (Pin 3 pada NE555) yang anda tinggalkan pada langkah sebelumnya
5. Biarkan Pin 11 untuk fungsi tetapan semula

Langkah 4: Menyiapkan Otak Sistem

Langkah pertama untuk mengatur otak sistem adalah mengemukakan soalan: Berapa lama kita mahu telur kita dimasak?

Sistem ini mempunyai dua tetapan memasak; rebus, dan direbus lembut. Walau bagaimanapun, bahagian yang sukar ialah sistem digital (bahkan komputer anda) dikira dalam nombor binari, jadi 1 dan 0. jadi kita perlu menukar nombor perpuluhan normal kita ke nombor binari.

WAKTU UNTUK BEBERAPA NOMBOR MENGESAN

Penukaran perpuluhan kepada perduaan mengambil langkah pembahagian yang mudah.

1. Ambil nombor anda dan bahagikan dengan 2
2. Ingatlah hasilnya dan selebihnya dari bahagian
3. Selebihnya masuk ke bit pertama
4. Bahagikan hasil anda dengan 2

5. Ulangi langkah 2 hingga 4 untuk setiap bit berurutan sehingga hasil anda menjadi sifar.

   CATATAN: NOMBOR BINARI DIBACA DARI KANAN UNTUK MENINGGALKAN BIT # 1 ADALAH NOMBOR PALING KANAN

Contoh, untuk nombor perpuluhan: 720

Rujuk jadual di atas

Oleh itu, nombor binari yang dihasilkan adalah 0010 1101 0000. Saya menyimpan nombor perduaan dalam kumpulan 4 untuk jarak genap dan untuk memadankan pembilang 12-bit kami.

Mencari masa kita

Untuk projek ini saya memilih 3 minit untuk rebus lembut, dan 6 minit untuk rebus keras. Masa ini perlu ditukar menjadi beberapa saat untuk menyesuaikan dengan kelajuan pemasa NE555 dan pembilang kami.

Terdapat 60 saat dalam 1 minit.

Jadi, 3 minit bertukar menjadi 180 saat dan 6 minit bertukar menjadi 360 saat

Seterusnya, kita perlu menukarnya menjadi binari.

Dengan menggunakan kaedah untuk menukar perpuluhan menjadi binari, kita mendapat:

360 saat 0001 0110 1000

180 saat 0000 1011 0100

Langkah 5: Menyiapkan 4-input AND Gate CMOS 4082

Kita akhirnya dapat mula mengatur otak sistem di papan roti kita. Pertama, gerbang AND 4-input. Gerbang ini memerlukan semua input mesti 1 sebelum output menjadi 1 itu sendiri. Contohnya, jika kita memilih 3 minit; bit 3, 5, 6, dan 8 mesti 1 sebelum gerbang AND dapat mengeluarkan 1. Ini akan menjadikan sistem kita mencetuskan hanya pada masa-masa tertentu.

1. Letakkan cip CMOS 4082 4-input AND Gate IC di papan roti selepas Kaunter CMOS 4040 sehingga pin depan berada pada tahap nombor 20
2. Sambungkan Pin 14 ke garisan rel Merah
3. Sambungkan Pin 7 ke garisan rel Biru
4. Sambungkan Pin 2-5 ke pin Counter seperti yang ditunjukkan oleh rajah di atas
5. Lakukan perkara yang sama untuk Pin 12-9
6. Pin 6 dan 8 Tidak akan digunakan sehingga anda boleh membiarkannya sahaja

Langkah 6: Menyiapkan Tombol Tekan dan Selak

Ini adalah kawalan utama dan bahagian penting lain dari sistem!

Pertama mari kita mulakan dengan konsep selak. Gambar 3 adalah gambarajah litar bagaimana salah satu kait kami akan kelihatan seperti menggunakan gerbang CMOS 4001 NOR kami.

Apabila satu input ON (diberi logik tinggi atau 1), sistem akan menukar output mana yang ON dan tetap ON. Apabila input lain AKTIF, sistem akan beralih semula dan membiarkan output baru dihidupkan.

Sekarang untuk memasukkannya ke litar kami!

Selak pertama adalah untuk output dari 4-Input DAN kami baru sahaja memasang kabel.

1. Letakkan cip CMOS 4001 NOR Gate IC pada papan roti selepas pintu masuk CMOS 440 4-Input AND sehingga pin depan berada pada nombor 30
2. Sambungkan Pin 14 ke garisan rel Merah
3. Sambungkan Pin 7 ke garisan rel Biru
4. Sambungkan Pin 1 ke Pin 1 dari pintu AND
5. Sambungkan Pin 2 dan 4 bersama-sama
6. Sambungkan Pin 3 dan 5 bersama-sama
7. Sambungkan Pin 13 ke Pin 13 dari pintu AND
8. Sambungkan Pin 12 dan 10 bersama-sama
9. Sambungkan Pin 11 dan 9 bersama-sama
10. Sambungkan Pin 6 dan 8 bersama-sama, kami akan menggunakannya kemudian untuk fungsi tetapan semula.

Langkah 7: Menyiapkan Tombol Tekan dan Latches Cont

Selanjutnya adalah selak kedua dan butang!

Ini akan kita letakkan di bahagian kanan papan supaya lebih mudah menekan butang dan menjaga keperluan litar kita dan dijauhkan. Butang juga menggunakan kait untuk mengatur dan menetapkan semula pengaturan yang dipilih.

1. Letakkan butang anda (suis taktil) ke papan anda

2. Kabelkan butang seperti skema di atas

   Perintang yang digunakan adalah perintang 1k OHM

3. Sambungkan CMOS 4001 seperti yang kita lakukan sebelumnya untuk selak pertama tetapi sebaliknya kita menyambungkan butang ke input CMOS 4001

   Rajah 4 menggunakan setara 74HC02 NOR

SEKARANG KAMI AKHIRNYA AKAN MENGGUNAKAN TOMBOL RESET DAN MENGESANKAN INPUT UNTUK DIGUNAKAN!

1. Sambungkan butang reset ke tempat tetapan semula lain dalam sistem

   • Rujuk gambar pada langkah sebelumnya untuk lokasi
   • Anda perlu menggunakan wayar pelompat berganda untuk menyambungkan semua pin bersama
2. Keluaran butang yang direbus dengan keras dan lembut dari kait akan digunakan pada langkah seterusnya

Langkah 8: Menyiapkan CMOS 4081 2-Input AND Gate

Bahagian ini menangani pengesahan tetapan apa yang telah kita pilih. Keluaran hanya akan dihidupkan apabila kedua input betul. Ini hanya akan membolehkan salah satu tetapan untuk mengaktifkan penggera di hujungnya.

1. Letakkan cip CMOS 4081 AND Gate IC di papan roti selepas cip kait pertama kami sehingga pin depan berada pada tahap nombor 40 di sebelah kanan dan kiri papan roti
2. Sambungkan Pin 14 ke garisan rel Merah
3. Sambungkan Pin 7 ke garisan rel Biru
4. Sambungkan output kedua kait ke input gerbang AND (Lihat Langkah 6: Menyiapkan butang Push dan Latches)
5. Lakukan ini untuk kedua-dua tetapan rebus dan rebus lembut.

Langkah 9: Selesaikan Sistem

Sentuhan terakhir kepada sistem. Gerbang OR membolehkan salah satu input menghidupkan output.

1. Letakkan cip IC 74HC32 ATAU Gerbang di papan roti, selepas Gerbang AND 2-input CMOS 4081, sehingga pin depan berada di tingkat nombor 50 di sebelah kanan dan kiri papan roti
2. Sambungkan Pin 14 ke garisan rel Merah
3. Sambungkan Pin 7 ke garisan rel Biru
4. Ambil dua output dari Langkah 7 dan sambungkannya ke input Cip 74HC32 (Pin 1 dan 2)
5. Sambungkan output (PIN 3) ke wayar merah buzzer
6. Sambungkan wayar hitam buzzer ke garisan rel Biru

Anda sudah selesai

Sambungkan bateri ke pemegang bateri dan masukkan wayar merah ke terminal pisang merah papan roti dan wayar hitam ke terminal pisang hitam papan roti untuk menghidupkannya. Untuk pengoperasian pemasa, tekan semula tetapan pertama dan kemudian pilih pilihan anda setiap kali anda ingin memulakan waktu baru kerana pemasa NE555 sentiasa berjalan dan akan terus mengira sistem jika butang reset tidak ditekan terlebih dahulu

Penambahbaikan masa depan

Litar ini bukan litar 100% sempurna. Ada perkara yang ingin saya perbaiki:

1. Pastikan Pemasa dan penghitung NE555 hanya mula dikira setelah pilihan dibuat
2. Pastikan sistem diset semula selepas setiap penggera selesai
3. Pastikan hanya satu pilihan yang dapat dipilih pada satu masa, pada masa ini kedua-dua pilihan dapat dipilih
4. Bersihkan litar untuk menjadikan aliran lebih mudah diikuti dan difahami
5. Mempunyai bahagian atau sistem yang menunjukkan pemilihan mana yang dipilih dan masa semasa pemasa

Langkah 10: Video Operasi

Saya mengganti buzzer dengan litar ujian kecil. LED akan berubah dari merah ke hijau apabila berjaya mencetuskan penggera.

Langkah 11: BONUS Litar Titik Uji

Oleh itu … anda benar-benar ingin tahu mengenai komponen kecil ini.

Gambar di atas menunjukkan seperti apa yang terdapat di papan dan rajah skematik untuk litar. Litar ini dipanggil litar pengujian logik. Ini dapat menguji sama ada output IC atau digital output tinggi (1) atau rendah (0).

Litar ini menggunakan konsep asas diod dan arus elektrik. Elektrik mengalir dari potensi tinggi ke potensi rendah seperti sungai, tetapi anda mungkin bertanya, bagaimana potensi berubah? Potensi litar menurun selepas setiap komponen. Oleh itu, pada satu hujung perintang, misalnya, akan mempunyai potensi yang lebih tinggi daripada yang lain. Penurunan ini disebut penurunan voltan dan disebabkan oleh ciri-ciri perintang dan dijumpai melalui undang-undang Ohm.

Undang-undang Ohm: Voltan = Rintangan x Semasa

Dioda juga mengalami penurunan voltan melintang yang menurunkan voltan lebih jauh semasa anda mengikuti litar. Ini berterusan sehingga anda menekan simbol tanah ini menunjukkan potensi sifar atau voltan sifar.

Sekarang persoalannya, bagaimana rangkaian ini menguji logik tinggi (1) atau logik rendah (0)?

Nah, apabila kita menyambungkan apa sahaja output logik ke titik di antara kedua LED, ia meletakkan potensi voltan pada ketika itu. Menggunakan asas-asas diod kerana LED adalah Diod Pemancar Cahaya dan mengikuti prinsip yang sama, diod hanya membenarkan arus mengalir dalam satu arah. Itulah sebabnya apabila anda memasang LED secara terbalik, lampu tidak akan menyala.

Kesan titik ini di antara dua LED menyebabkan ciri ini berlaku. Apabila titik tinggi logik (1), potensi 5 volt diletakkan pada titik itu dan kerana potensi voltan sebelum LED RED lebih rendah daripada potensi pada titik ujian maka LED MERAH tidak akan menyala. Walau bagaimanapun, LED HIJAU akan menyala. Ini akan menunjukkan bahawa apa sahaja yang anda uji berada pada tahap logik tinggi (1).

Dan sebaliknya, apabila titik ujian berada pada logik rendah (0) akan ada potensi voltan sifar pada titik ujian. Ini hanya akan membolehkan LED MERAH menyala, menunjukkan bahawa titik apa pun yang anda cuba uji berada pada tahap logik rendah.