Απλό κύκλωμα χρονοδιακόπτη με χρήση IC 4060

Σε αυτήν την ανάρτηση μαθαίνουμε πώς να φτιάχνουμε ένα απλό αλλά ακριβές κύκλωμα χρονοδιακόπτη χρησιμοποιώντας το IC 4060 και ορισμένα συνηθισμένα παθητικά εξαρτήματα.

Κύριο πλεονέκτημα της χρήσης IC 4060 ως Timer IC

Έχω ήδη συζητήσει αυτό το ολοκληρωμένο IC σε ένα από τα προηγούμενα άρθρα μου, τα πάντα σχετικά με τα pin outs έχουν συζητηθεί εκεί λεπτομερώς. Μελετήσαμε ότι το IC 4060 είναι ειδικά κατάλληλο για εφαρμογές χρονοδιακόπτη και επίσης ως ταλαντωτής. Σε αυτό το άρθρο θα μελετήσουμε πώς μπορεί να δημιουργηθεί ένας απλός ευέλικτος χρονοδιακόπτης χρησιμοποιώντας το IC 4060.

Εκτός από το IC θα χρειαστείτε μόνο μερικές αντιστάσεις, ένα δοχείο και έναν πυκνωτή για την κατασκευή αυτού του χρονοδιακόπτη.

Αναφερόμενος στο σχήμα, η απλότητα του σχεδιασμού γίνεται εμφανής και ως εκ τούτου αυτό το κύκλωμα είναι ιδανικό για όλους τους ηλεκτρονικούς νεοεισερχόμενους, οι οποίοι μπορούν εύκολα να φτιάξουν αυτό το έργο και να απολαύσουν τη χρήσιμη υπηρεσία του.

Όπως εξηγήθηκε νωρίτερα σε ένα άρθρο μου, το IC διαθέτει ενσωματωμένο ταλαντωτή που χρειάζεται μόνο μερικά παθητικά εξωτερικά στοιχεία για να το κάνει να τσεκάρει.

Ανάλογα με τις τιμές των εξωτερικών εξαρτημάτων RC, οι περίοδοι ταλάντωσης μπορούν να κυμαίνονται από μερικά κλάσματα του δευτερολέπτου έως πολλές ώρες.

Τα εξαρτήματα RC αναφέρονται στις τιμές των εξαρτημάτων καθορισμού εξωτερικού χρόνου που αποτελούνται από μια αντίσταση ή ένα δοχείο και έναν πυκνωτή.

Οι έξοδοι παράγουν ποικίλο ρυθμό χρονικών περιόδων που κάθε έξοδος παράγει χρονικές περιόδους που είναι ακριβώς διπλάσιες από εκείνες της προηγούμενης εξόδου με συγκεκριμένη σειρά των IC pin out

Δεδομένου ότι εδώ θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε αυτήν τη μονάδα ως χρονοδιακόπτη, επιλέξαμε το pinout που είναι τελευταίο στη σειρά όσον αφορά τη διάρκεια της χρονικής περιόδου, που σημαίνει ότι έχουμε επιλέξει τον αριθμό # 3 που δημιουργεί την υψηλότερη περίοδο καθυστέρησης.

Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της δημιουργίας χρονοδιακόπτη με χρήση IC 4060 είναι ότι ο εμπλεκόμενος πυκνωτής χρονισμού μπορεί να διατηρηθεί όσο το δυνατόν μικρότερος αυξάνοντας τη συμπληρωματική τιμή του εξαρτήματος χρονισμού, που είναι η αντίσταση.

Αυτό βοηθά να διατηρηθεί το κύκλωμα απλό, μικρότερο και πολύ κομψό, σε αντίθεση με άλλα IC χρονοδιακόπτη όπως το 555, τα οποία απαιτούν ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές υψηλής αξίας για τη δημιουργία ακόμη και συνηθισμένων καθυστερήσεων χρόνου.

Πώς κλειδώνεται το κύκλωμα όταν παρέλθει ο χρόνος

Στο σχήμα μπορείτε να δείτε μια δίοδο να εισάγεται από τον πείρο εξόδου # 3 σε έναν από τον πείρο ταλαντωτή # 11. Αυτή η δίοδος λειτουργεί ως συστατικό μανδάλωσης, το οποίο ασφαλίζει το IC όταν παρέλθει ο καθορισμένος χρόνος και η έξοδος του IC πηγαίνει υψηλή.

Εάν δεν έχει εισαχθεί αυτή η δίοδος, η έξοδος θα μετακινηθεί ελεύθερα από λογική υψηλή σε λογική χαμηλή και θα συνεχίσει να επαναλαμβάνει τις καθυστερήσεις χρόνου.

Το κύκλωμα μπορεί να τροφοδοτείται από μια μικρή μπαταρία 9 volt που θα διαρκέσει σχεδόν για πάντα.

Ένας βομβητής τοποθετείται στην έξοδο για τις απαιτούμενες ενδείξεις της εξόδου του χρονοδιακόπτη μετά την παρέλευση της χρονικής καθυστέρησης.

Πώς να επαναφέρετε το χρονοδιακόπτη

Το IC μπορεί να γίνει επαναφορά απλά πατώντας το κουμπί επαναφοράς ή εναλλακτικά το κύκλωμα επαναφέρεται αυτόματα όταν απενεργοποιείται και ενεργοποιείται ξανά.

Πώς να υπολογίσετε τη συχνότητα ή την καθυστέρηση χρόνου του IC 4060 - Ο τύπος

Εναλλακτικά, ο ακόλουθος τυπικός τύπος για τον υπολογισμό των τιμών Rt και Ct είναι:

f (osc) = 1 / 2,3 x Rt x Ct

2.3 είναι μια σταθερά σύμφωνα με την εσωτερική διαμόρφωση IC.

Ο Rt θα στα Ohms και ο Rt στο Farads

Σχεδιασμός PCB

Προσθήκη ρελέ

Μπορείτε να αναβαθμίσετε περαιτέρω την παραπάνω σχεδίαση προσθέτοντας ένα ρελέ ελέγχου στην έξοδο για να διευκολύνετε μια εναλλαγή εναλλασσόμενου ρεύματος εξωτερικού δικτύου, όπως φαίνεται στην ακόλουθη εικόνα:

Θυμηθείτε ότι το διάστημα καθυστέρησης στο pin3 μπορεί να αυξηθεί αυξάνοντας την τιμή C1 μαζί με την τιμή pot P1. Hoover, βεβαιωθείτε ότι το C1 είναι πάντα μη πολικό, επομένως για να αυξήσετε την τιμή του, μπορείτε να συνδέσετε πολλούς μη πολικούς πυκνωτές παράλληλα. Για παράδειγμα, μπορείτε να συνδέσετε μη πολικό πυκνωτή 1uF όσους αριθμούς θέλετε για να έχετε μια επιθυμητή μεγάλη καθυστέρηση.

Κατανόηση της βασικής ακολουθίας ON / OFF των pinouts IC 4060

Το παρακάτω βίντεο δείχνει πώς μπορεί να διαμορφωθεί ένα βασικό κύκλωμα χρονοδιακόπτη χρησιμοποιώντας ένα IC 4060 και μερικά υποστηρικτικά παθητικά στοιχεία.

Το σχήμα για το κύκλωμα που συζητείται στο βίντεο μπορεί να απεικονιστεί στα ακόλουθα διαγράμματα:

Η παρακάτω εικόνα δείχνει πώς να συνδέσετε την έξοδο IC 4060 προσθέτοντας μια δίοδο στον επιλεγμένο πείρο εξόδου και τον πείρο # 11

Όπως ήδη γνωρίζουμε ότι η έξοδος χρονισμού ή η καθυστέρηση σε όλες τις εμφανιζόμενες ακίδες εξόδου του IC 4060 εξαρτάται από το προϊόν των τιμών των R1 και C1, εδώ ο πείρος # 3 μπορεί να δει μετά από 32 λογικούς παλμούς από τον πείρο # 14 του IC. Δηλαδή όταν το LED στον πείρο # 14 συμπληρώνει 32 παλμούς, το LED στον πείρο # 3 ανάβει και σβήνει μετά από άλλους 32 παλμούς από τον πείρο # 14. Πανομοιότυπα μπορεί να βρείτε διαφορετικά ισοδύναμα ποσοστά στις άλλες ακίδες εξόδου του IC.

Αυτή η αναλογία χρονισμού παρατηρείται όταν τα R2 και C1 επιλέγονται να είναι 10Κ και 0.1uF αντίστοιχα.

Απλό χρονόμετρο με συναγερμό

Το επόμενο κύκλωμα έχει επίσης σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας το CMOS IC CD4060, το οποίο περιλαμβάνει παλμογεννήτρια και μετρητή. Όταν η τροφοδοσία είναι ενεργοποιημένη μέσω S1, δίνεται τάση επαναφοράς στο IC μέσω C2. Ταυτόχρονα, ο ενσωματωμένος ταλαντωτής IC αρχίζει να παρέχει παλμούς στον πάγκο.

Μετά από 213 ρολόγια, η έξοδος μετρητή (Q14) πηγαίνει ψηλά, ενεργοποιώντας τον ταλαντωτή κατά μήκος των Τ1 και Τ2. Κάνοντας αυτό μια απότομη συχνότητα 3 kHz που εκπέμπεται μέσω ενός μικρού ηχείου 8 ohm. Το κύκλωμα απενεργοποιείται απλώς απενεργοποιώντας το S1.

Με τα υποδεικνυόμενα R2 και C1, ο βομβητής θα ηχήσει περίπου μία ώρα μετά την εκκίνηση του κυκλώματος. Αναβαθμίζοντας το R2 με ρυθμιζόμενο ποτενσιόμετρο 1 Μ, η χρονική περίοδος του βομβητή μπορεί να κυμαίνεται από 5 λεπτά έως 214 ώρες.

Η κλίμακα ποτενσιόμετρου μπορεί να βαθμονομηθεί κατάλληλα για γρήγορη εγκατάσταση. Το κύκλωμα χρησιμοποιεί σχεδόν καθόλου ρεύμα (0, 2 mA αν και ο μετρητής θα λειτουργεί με 35 mA όταν το σήμα συναγερμού είναι ενεργοποιημένο), έτσι ώστε μια μπαταρία 9 V να υπόσχεται αρκετά παρατεταμένη διάρκεια ζωής.

Ο σχεδιασμός PCB και η διάταξη στοιχείων για τον παραπάνω χρονοδιακόπτη με συναγερμό μπορούν να δουν παρακάτω: