Eltronicschool. - Това е един от проектите за изграждане на функционален генератор, използващ основен IC компонент XR2206както е показано на фигура 1. Основният компонент в този проект се използва XR2206 IC и 7413 цифров IC.
В този проект ще ви покаже схемата на функционален генератор с форма на вълната синусоидален триъгълник квадрат. Можете да получите честотен диапазон от 1HZ до 1MHz. В този проект ние ще дадем освен схеми на веригата, ние също ще ви дадем необходимите компоненти, както и общо описание.
Схема на веригата
| Фигура 1. Схематична схема на функционален генератор, използващ XR2206 IC (Източник: www.eleccircuit.com) |
Компонент Част
- IC1___________LM7812 12V DC регулатор на напрежение
- IC2___________XR2206 Функционален генератор
- IC3___________LM7805 5V DC регулатор на напрежение
- IC4___________SN74LS00 Nand gate IC TTL
- Q1___________ BC327 50V 800mA PNP транзистор
- Q2, Q3, Q4_____ BC337 50V 800mA NPN транзистор
- D1-D4_________ DB101 Диоден мост
- D5____________ 1N4148 75V 150mA Диоди
- R1, R2, R12______4.7K 1/4W резистор
- R3, R4, R7, R9___ 27K 1/4W резистор
- R5, R6, R16______1K 1/4W резистор
- R8, R13_________2.2K 1/4W резистор
- R10____________3.3K 1/4W резистор
- R11____________ 100K 1/4W резистор
- R14____________ 47ohm 1/4W резистор
- R15____________10K 1/4W резистор
- C1, C8__________ 1000uF 25V електролитни кондензатори
- C2_____________ 22uF 16V електролитни кондензатори
- C3, C7__________ 100uF 25V електролитни кондензатори
- C4_____________ 2.2uF 25V електролитни кондензатори
- C5___________0.001uF 50V полиестерен кондензатор
- C6_____________ 10uF 25V електролитни кондензатори
- C9____________ 0,1uF 50V полиестерен кондензатор
- C10____________ 470uF 16V електролитни кондензатори
- VR1, VR5 (предварително зададен)__ 25K потенциометър
- VR2 Volume______ 10K Потенциометър
- VR3 Обем______ 100K Потенциометър
- VR4 (предварително зададен)______ 1K потенциометър
Схемата на веригата, както е показано на фигура 1 по-горе, е функционален генератор, използващ XR2206 IC. Сайтът Eleccircuit описва, че сърцето на тази верига е IC XR-2206. Цялото оборудване с изключение на силовия трансформатор 12 волта. Можем да ги сглобим върху печатната платка, както е показано по-долу. Трябва да запоявате правилно и успешно. След успешна проверка. Уверете се, че захранването на веригата. И регулирайте веригата.
Веригата на истинското приложение, както е показано по-долу. Може да се види, че превключвателите S1, които действат като честотен диапазон, който може да бъде избран трети диапазон, са.
1. 1-100 Hz
2. 100-10 000 Hz
3. 10 000-1 000 000 Hz
Въпреки това, като изберете стойността на капацитета между пин 5-6.
Първо настройте честотния профил, променяйки стойността, постигната от VR3.
След това VR2 се използва за регулиране на коефициента на усилване на веригата чрез фино с VR1 получаване на максимален изход 1V. VR5 е настроен да балансира формата на вълната.
След това, превключвател SW2 е избор на изходен сигнал към синусоидална или трионообразна вълна.
Понеделник, 15 април 2019 г
Понеделник, 4 февруари 2019 г
Eltronicschool. - Имате ли нужда от електрическа схема, за да управлявате вашия малък двигател за постоянен ток сега. Препоръчваме ви да използвате тази електрическа схема, която може да управлява малък двигател с постоянен ток, както се използва в записващата лента.
Това е регулатор на посоката на двигателя с мек бутон, използващ схема на транзистори. Основните компоненти, използвани в тази схема, са транзистори PNP и също NPN типове. Така че, моля, следвайте всички използвани вериги и компоненти, които изглеждат като на фигура 1 по-долу.
Схема на веригата
 |
| Фигура 1. Схематична схема на контролер за посока на двигателя с мек бутон, използващ транзистори (Източник: http://www.electronic-circuits-diagrams.com) |
Компонент Част
- Резистори
- Транзистори PNP
- Транзистори NPN
- Диоди
- DC двигател
Схемата на веригата като на фигура 1 по-горе е регулатор на посоката на двигателя с мек бутон, използващ транзистори. Въз основа на сайта на Electronics Zone, опишете товаКогато и двете точки A и B са „ВИСОКИ“, Q1 и Q2 са в насищане. Следователно основите от Q3 до Q6 са заземени. Следователно Q3, Q5 са ИЗКЛЮЧЕНИ, а Q4, Q6 са ВКЛЮЧЕНИ. Напреженията на двата извода на двигателя са еднакви и следователно двигателят е ИЗКЛЮЧЕН. По подобен начин, когато и A, и B са „НИСКИ“, моторът е ИЗКЛЮЧЕН.
Когато A е HIGH и B е LOW, Q1 се насища, Q2 е OFF. Основите на Q3 и Q4 са заземени, а тези на Q4 и Q5 са HIGH. Следователно Q4 и Q5 провеждат, правейки десния извод на двигателя по-положителен от левия и двигателят е ВКЛ. Когато A е LOW и B е HIGH, левият извод на мотора е по-положителен от десния и моторът се върти в обратна посока. Можех да използвам само SL/SK100, но тези, които използвах, имаха много нисък hFE ~70 и щяха да влязат в активния регион за 3V (2,9V беше това, което получих от компютъра за ВИСОКО), така че трябваше да използвайте BC148s. Можете да се откажете от BC148, ако имате SL/SK100 с прилична стойност на hFE (като 150). Диодите предпазват транзисторите от пренапрежение, причинено от внезапното обръщане на двигателя.
Четвъртък, 6 декември 2018 г
Eltronicschool. - Това е един от проектите за изграждане на дишащ LED индикатор за сън с помощта на LM358 видкакто е показано на фигура 1. Основният компонент в този проект се използва LM358 IC.
В този проект ще ви покажем като реплика на емблематичния модел на дишане, използван за индикатора за „сън“ в компютрите на Apple. Но в този дизайн се използва само популярен аналогов компонент, въпреки че ще помогне използването на микроконтролер за изграждане на широкоимпулсна модулация. В този проект ние ще дадем освен схеми на веригата, ние също ще ви дадем необходимите компоненти, както и общо описание.
Схема на веригата
 |
| Фигура 1. Схематична схема на дихателен LED индикатор за сън с помощта на LM358 (Източник: Electroschematics) |
Компонент Част
- LM358
- Резистори
- Транзистор BC547
- Кондензатор
Схематичният вид на веригата, както е показано на фигура 1 по-горе, е дишащ LED индикатор за сън, използващ LM358. Сайтът Electroschematics описва, че дизайнът е съсредоточен изцяло около един популярен усилвател с двойна работа LM358 (IC1), който бавно избледнява зелен диод, излъчващ светлина (LED1) в специален модел (така нареченият ефект на дишане). Веригата работи добре с регулирано захранващо напрежение от 5 V; не се препоръчват по-високи напрежения. Ако двупосочният джъмпер (JP1) във веригата е в режим "тест", веригата ще работи като самостоятелен индикатор. Но при преместване на позицията на джъмпера в "нормален" режим е необходим входен TTL сигнал с висока логика, за да се активира (EN) индикаторът. Тази опция е добавена умишлено, за да можем да активираме/деактивираме Sleepy-LED Eye, използвайки съществуващия микроконтролер (uC) в даден проект — там е необходим само един свободен I/O порт на съответния uC. Например, един I/O порт на uC може да бъде програмиран да събужда Sleepy-LED Eye само когато системата е в състояние на готовност.
Вторник, 6 ноември 2018 г
Eltronicschool. - Това е една от най-добрите прости DC димерни лампи, базирани на IC LM358, изглеждат както е показано на Фигура 1 и Фигура 2 по-долу. Основният компонент, необходим в неговата схема, е LM358 и MOSFET IRLZ44.
През това време, освен че ще ви дадем електрическата схема на обикновена DC димерна лампа, използваща LM358, ние също ще ви дадем глобалното описание на тази верига от оригиналния източник.
Схема на веригата
 |
| Фигура 1. Схема на веригата за управление на широчинно-импулсната модулация (Източник: https://www.electroschematics.com) |
 |
| Фигура 2. Схема на веригата на димерната лампа на захранващия драйвер (Източник: https://www.electroschematics.com) |
Компонент Част
- LM358
- IRLZ44 Mosfet
- Резистори
- Променлив резистор
- Диод
- Кондензатори
Според
0
Сергей Скворцов
Продължение на поредицата от статии. Началото на "Годишник на радиото" кн. 20 - 23
(част 1)
Моделиране
Нито една от стойностите на радиоелементите в диаграмата не се появи случайно. Това важи особено за стойностите на резистора. Тяхното аналитично изчисление е доста тромаво и с помощта на наличните програми за моделиране на вериги отнема много малко време. Предпочитам да използвам програмата TINA9-TI, която може да се счита за един вид „схемен калкулатор“. Тази програма е безплатна, винаги под ръка, лесна за научаване и не изисква ресурси на компютъра. Моделирането дори е достатъчно сложна верига, няма да създаде особени затруднения, ако използвате „Общи правила за моделиране“.
Нека започнем, както е обичайно, с захранването на операционния усилвател на чипа TL431. След като „сглобим“ прост фрагмент от веригата, ще използваме функциите за анализ:
Анализ -> Анализ DC ->
В прозореца, който се отваря (Фигура 6), задайте диапазона на промяна на източника на входен ток IS1 0 - 20 mA. Графиката на резултата от анализа ясно показва, че режимите на стабилизиране от +5 V и референтното напрежение от +2,49 V се появяват вече при ток от около 0,5 mA. Също така изборът на микросхемата TL431 се дължи на достатъчния максимален ток за нашата задача (до 100 mA) и допустимото разсейване на мощността (до 625 mW).
След това ще свържем два оп-усилвателя на чипа LM358 към силовите вериги, които изпълняват функциите на усилване и нормализиране на измервателния сигнал (Фигура 7). Ще се интересуваме от вида на трансформационните характеристики; колко близо са до необходимите. Нека го направим отново:
Анализ -> DC анализ -> DC преходни характеристики...
Резултатът от симулацията и характеристиките на трансформацията са ясно представени в графиката на резултата от анализа на тази част от веригата.
Позволете ми да обясня, че преди това, в съответствие с препоръките от, изборът и изчисляването на стойностите на резистора беше извършено върху модел на идеален операционен усилвател. Резултатът от анализа с помощта на модел на „истинската“ микросхема LM358 „честно“ показва нейното несъвършенство, което е свързано на първо място с ненулевата стойност на изходното напрежение, когато операционният усилвател е единично поляризиран и също и с влиянието на преднапрежението. Това доведе до факта, че получената характеристика на преобразуване за OP1 (зелена линия) има значителна грешка за входни токове от 0...4,5 mA. Този недостатък може да бъде частично елиминиран чрез използване на добре позната схемна техника: свързваме допълнителни диоди VD6 и VD7 последователно с изхода на операционния усилвател (вижте диаграмата на фигура 5).
Да повторим:
Анализ -> DC анализ -> DC преходни характеристики...
Удобно е да използвате наличната в програмата възможност за увеличаване на фрагмент от графиката на резултата от анализа. Тогава подобрението (графика на фигура 8 вдясно) е ясно видимо.
Най-общо казано, за нашия дизайн би било по-правилно да използваме така наречените операционни усилватели Rail-to-Rail, тоест операционни усилватели с диапазон на изходно напрежение, който практически съвпада със захранващото напрежение. В допълнение, те се отличават с много ниска консумация на ток и възможност за работа при ниско захранващо напрежение, например при 2,5 V. От моделите, налични в библиотеката TINA9-TI, ще изберем LPV358 dual Rail-to- Rail op-amp чип (фигури 9 и 10) и нека анализираме отново:
Анализ -> DC анализ -> DC преходни характеристики...
Има почти идеални характеристики. От друга страна, както показа опитът от предварителното прототипиране и производство на прототипно устройство, използването на евтина и широко разпространена микросхема LM358 дава доста приемливи резултати.
Предвиждам, че някои читатели ще бъдат скептични относно такива „гладки“ графики. И ще бъдат абсолютно прави. Ето защо, с помощта на TINA9-TI, ще обърна внимание на дълбоката „пропаст“, която очаква онези, които са свикнали да повтарят сляпо схемите на други хора (Фигура 11).
В този фрагмент от веригата можете да видите, че символът "*" се е появил до стойностите на резисторите R7, R8, R14. Това означава, че към тези елементи ще бъде приложена функция „почистване“, с други думи, вариация или „люлеене“ на параметъра. Трябва да направим това, за да оценим ефекта от разпространението на стойностите на тези резистори върху характеристиката на преобразуване на OP1 (DA2.1 на фигура 5). Резисторите R7, R8, R14 не са избрани случайно, тъй като те са тези, които основно определят вида на характеристиката.
По-долу ще цитирам накратко статията, в която е описана тази проста процедура.
Като щракнете върху избраната икона (Фигура 12), можете да преместите курсора на мишката до желания елемент от диаграмата (видът на курсора се променя след щракване върху иконата) и да го изберете, като щракнете върху левия клавиш.
Появява се диалоговият прозорец със свойствата на елемента (Фигура 13).
Избраният параметър, в този случай съпротивлението на резистора R7, ще се промени в диапазона между началната и крайната стойност. Бутонът "..." или "Избор...", маркиран в диалоговия прозорец, ви позволява да покажете нов диалогов прозорец за управление на обект за избор, където са зададени тези стойности. Тук ще зададем началната и крайната стойност на съпротивлението R7 при скорост от 620 kOhm ±5% (Фигура 14). Ще извършим подобна процедура за резистори R8 и R14. След това изберете отново:
Анализ -> DC анализ -> DC преходни характеристики...
Тъй като в диалоговия прозорец за управление на обекти за избор (вижте Фигура 14) стойността на броя на случаите беше посочена като 3, тогава за три „изпомпвани“ резистора получихме семейство от 33=27 графики (Фигура 15). В увеличените фрагменти на графиката на резултата от анализа (Фигура 16) ясно се вижда значително разсейване на характеристиките както в началната точка от 4 mA, така и в края на диапазона - 20 mA.
Накрая бяха избрани стойностите на резисторите на делителя на скалера: R28, R30, R32, R34, R36, R38 (Фигура 17). Тяхното аналитично изчисление също е доста тромаво и с помощта на „схемния калкулатор“ TINA9-TI отне много малко време.
Моите наблюдения показват, че начинаещите в програмите за моделиране на вериги обикновено използват инструментите, с които са свикнали в практическата работа: осцилоскоп и мултицет. Сигурен съм, че визуалните графики на резултатите от анализа на веригата, представени в тази статия, ще насърчат мнозина да преодолеят този психологически стереотип и да използват по-широко възможностите на специализираните програми.
Настройка и калибриране
Разглеждайки графиките на фигури 15 и 16, можем да направим недвусмислено заключение: не можем да направим без процедурата за настройка на устройството. За да го опростя, съветвам ви да закупите или изберете резистори (вижте диаграмата на фигура 5) R1, R8, R11, R14, R15 с точност не по-лоша от ±1%. В този случай ще бъде достатъчно само да се изясни стойността на резистора R7. Това се прави по следния начин:
След това трябва да зададете главния ток на 20,00 mA и да се уверите, че напрежението в контролните точки KT1 и KT2 е равно на 2,00 ± 0,08 V. За да осигурите приемлива точност на нашето устройство за калибриране, е необходимо да използвате устройства с клас на точност най-малко 0,2.
Окончателното калибриране на устройството се извършва според показанията на цифровия измервателен панел при зададен ток от 20,00 mA:
След това трябва да се уверите, че грешката на показанията на индикатора в средата на диапазона (при зададен ток от 12,00 mA) и в началото (4,00 mA) не надвишава допустимата стойност. Опитът от прототипирането и производството на прототипно устройство показва, че общата му грешка се определя преди всичко от грешката на цифровия измервателен панел. Няма значителни несъответствия между резултатите от симулацията в TINA9-TI и практически получените стойности.
Конструкция и детайли
Снимка на прототип на устройство е показана на фигура 2. За него не е разработена печатна платка. Цялата инсталация беше извършена на няколко breadboards и поставена в подходяща кутия, която беше „модифицирана на място с файл“. Предната плоча и превключвателят SA3 използват части от дефектен цифров мултицет. Тримерните резистори могат да се използват евтини еднооборотни, например SP3-38. Фиксираните резистори са евтини, за предпочитане е да се използва метален филм MF-0.25, те имат относително малък TCR (температурен коефициент на съпротивление). За други радиоелементи няма специални изисквания.
Цялата работа по прототипирането, инсталирането, настройката и калибрирането на прототипното устройство беше извършена от M.A., киповец с 40 години професионален опит. Кирпиченко, на когото също съм благодарен за важни практически предложения. Отделно бих искал да отбележа голямата помощ при подготовката на статията от V.N. Гололобова и съвети от В.Я. Володина.
Изтегляния
Днес много устройства, които преди са използвали цифрови чипове, са по-удобно внедрени на микроконтролери. Цифровите микросхеми обаче са по-евтини, много радиолюбители все още имат много цифрови микросхеми и няма смисъл да прехвърляте завършени схеми, ако работят, към нова елементна база. Намерих пример за такава схема в сайта и се казва „Автомат за поливане на цветя“.
Веригата е изградена върху микросхемата K561LA7, чийто аналог струва около 30 рубли. (Мисля, че можете да го намерите по-евтино). Ако го замените с микроконтролер, той ще струва не по-малко от 100 рубли. Има ли смисъл от такава подмяна?
Само в един случай, но за това по-късно. Уебсайтът има подробно описание на веригата; няма да го преразказвам или давам изцяло, тъй като ще говоря за програмата TINA-TI.
И така, нека да разгледаме работата на тригера върху елементи D1.1, D1.2. Но първо, къде да търсим цифрови чипове в програмата TINA-TI?
Просто въведете желаното име в прозореца „Намиране на компонент“ и щракнете върху бутона Търсене, за да видите всички компоненти, които имат това име. Въпреки че чипът, който търсите, е CD4011, той се съхранява в библиотеката с компоненти под името, което виждате на фигурата. След като изберете този компонент, щракнете върху бутона Вмъкни... и получете това, което търсите.
За да сглобим спусъка на Шмит, се нуждаем от две врати. Можете да потърсите отново компонента или можете просто да копирате и поставите втория елемент. Изберете първия клапан, като щракнете върху него с левия бутон на мишката (той ще стане червен, както е на фигурата по-горе) и преминете към секцията „Редактиране“.
По-долу има елемент от менюто „Вмъкване“, който ви позволява да добавите втори клапан. При вмъкване курсорът на мишката променя вида си, като е достатъчно да го преместите на желаното място в чертежа, където щракнете с левия бутон на мишката, оставяйки новия компонент там, където му е мястото.
Останалите елементи на веригата могат лесно да бъдат намерени на таблото. След като сменихме техните стойности в съответствие с диаграмата, ще добавим генератор на трионно напрежение и изходна точка за наблюдение. Първият също е сред най-често използваните елементи на веригата, вторият е в раздела „Измервателни инструменти“.
След свързването на елементите на веригата остава само да конфигурирате генератора. Щракнете два пъти с левия бутон на мишката, за да отворите диалоговия прозорец със свойства на генератора. Тъй като цифровите интегрални схеми използват 5V захранващо напрежение по подразбиране (и не изглежда да се променя в тази версия), амплитудата на сигнала трябва да бъде зададена въз основа на това. Типът сигнал ще се определя от нов диалогов прозорец, който се отваря с бутон в секцията „Сигнал“:
Списъкът с налични вълнови форми включва трионно напрежение, но то е биполярно, което може да се провери чрез щракване върху този бутон.
Затова предпочитам да използвам различна форма на вълната:
Този сигнал позволява амплитуда #2 да се направи равна на нула и да се получи трионообразно напрежение, което е само положително, което е необходимото. Чрез промяна на интервалите от време можете да постигнете желаната форма на сигнала:
Защо се спрях на този процес толкова подробно? За да повторим, симулационните програми имат доста полезни инструменти; че ако на пръв поглед нещо липсва, тогава трябва да погледнете по-отблизо, може би всичко не е толкова лошо. И накрая, редакторът на формата на вълната ви позволява да контролирате формата на вълната интерактивно. Полезно свойство, разбирате ли.
Да се върнем към диаграмата. Намерихме необходимите компоненти, готови сме да сглобим веригата. Веднага ли трябва да се направи това? Това, разбира се, е каквото ви харесва най-много. Предпочитам да разгледам отделно функционалните звена на веригата. Първата функционална единица е тригер на Шмит. Защо е необходимо?
От описанието на схемата следва, че тя е предназначена за редовно поливане на цветя всяка сутрин. Когато фотодиодът е достатъчно осветен, т.е. настъпи сутринта, тригерът на Шмит, който открива нарастващото напрежение на резистора R1 (резисторът може да се използва за регулиране на прага на превключване), трябва да превключи. Процесът на промяна на напрежението на резистора R1 е по-подобен на този, представен от генератор на сигнали. Тоест напрежението се променя плавно в зависимост от осветеността на фотодиода. Тригерът до известна степен играе ролята на компаратор на напрежение. Нека го проверим с помощта на програмата TINA-TI: Анализ -> Преходен анализ -> OK.
Логиката и таблицата на истината... какво общо има тригерът на Шмит с това? Не трябва да забравяме, че цифровите микросхеми са изградени по същество от усилватели, проектирани по специален начин. Два вентила, свързани като инвертори, са обхванати от верига с положителна обратна връзка чрез разделител на резистори R2 и R1, който превръща веригата в тригер.
Нека разгледаме втората функционална единица на веригата.
За този експеримент трябва да замените сигнала от генератора с единична стъпка.
Въпреки че предишната фигура не показва, че генераторът възпроизвежда една стъпка (стъпка), е възможно да се повтори предишният анализ на преходния процес, намалявайки времето за наблюдение до 50 μs.
И за да сме сигурни, че веригата работи, нека се опитаме да променим стойността на резистора R2 (R6 на оригиналната схема). Продължителността на изходния импулс трябва да се промени.
Както очаквахме, такава замяна е напълно приемлива.
Сега нека се опитаме да променим още един параметър на оригиналната схема. Оригиналната схема е предназначена за ежедневно поливане на цветя. Ами ако трябва да поливаме цветята на всеки няколко дни?
Нека се възползваме от това, което цифровите технологии могат да ни предоставят.
Добавянето на брояч към веригата ви позволява да стартирате устройството за управление на напояването не веднага след задействане на спусъка на Schmitt, а след няколко цикъла на неговата работа. Но докато модифицираме веригата, трябва да гарантираме, че веригата може да се върне в първоначалното си състояние.
Нека добавим още една врата, която нулира брояча до първоначалното му състояние. И клапан, който генерира сигнал за стартиране на напояването!
Както се вижда от осцилограмата, поливането не започва всеки ден, а след няколко дни. Точно както искахме. Остава да доведем схемата до завършен (или засега почти завършен) вид, за който можем да кажем, че това е устройство, че е готово да бъде пресъздадено на макет и тествано.
Когато разработвате което и да е устройство, опитайте се да не умножавате броя на обектите, използвани в схемата. В предишната диаграма има както 2I-НЕ порти, така и 2I порти. Разстройство!
По-рано видяхме, че спусъкът на Schmitt може да бъде сглобен с помощта на порта 2I. Освен това можете също да опитате да замените формиращия импулс за напояване, по аналогия с тригера на Шмит, с 2I клапан. Това ще направим.
Заключителни бележки
Веригата в последната й форма е трудна за пълно моделиране. Причината е, че генераторът истинско устройствотрябва да има период от 24 часа. Възможно е да изберете подходящи времена, но за сметка на действителното тестване на веригата. Въпреки това:
Последната верига може да бъде сглобена от нулата. Но е по-удобно да използвате различен подход - отворете предишни диаграми, от които копирайте и поставете необходимите програмни блокове в новата диаграма. Процесът на копиране и поставяне е най-често срещаният: използвайте мишката, за да кръгнете желания блок...
...ще бъде подчертано на диаграмата.
Изберете желаната схема, като използвате отметките:
И поставете копирания блок в желаната диаграма. Блок по блок, лесно е да се сглоби нова верига от съществуващи и доказани вериги.
Ако се развивате цифрово устройствонеобходима производителност, използвайте серия SN74:
 |
И накрая, оригиналната схема беше проста, завършена и напълно оправдана от гледна точка на цената на компонентите. Чрез модифициране на веригата добавихме компоненти. Ако погледнете цената на модифицираната схема, тогава възникват съмнения - трябва ли това устройство да бъде внедрено на микроконтролер? Можете лесно не само да повторите схемата, но и да добавите функционалност, например с помощта на няколко бутона можете да промените периода на поливане и времето за поливане. С течение на времето, ако се появят нови идеи, можете да разширите функционалността чрез препрограмиране на микроконтролера.
Но това е твое решение.
Изтегляния
- Файл за симулация на верига
- Програмата TINA-TI версия 9.3.50.40 SF-TI, обозначена като sloc243c (86.3 MB), е русифицирана и достъпна за безплатно изтегляне от страницата
Но програмата Proteus има един съществен недостатък. Не може да се използва за симулиране на аналогови вериги. Най-добрата програма LTSpice се използва за моделиране на аналогови вериги. Но е доста трудно да се овладее. Texas Instrument пусна своя собствена програма за тази цел, напълно безплатна, наречена Tina-TI. Програмата е напълно русифицирана и има ясен интерфейс. Аз току-що започнах да го овладявам и ще ви покажа основите на работа с Tina-TI. Между другото, можете да го изтеглите в края на статията. Ето работния прозорец на програмата.
Както можете да видите, тук няма нищо сложно или излишно. Всичко е ясно, всичко е на руски. Ето по-голяма лента с инструменти.
Сега ще ви покажа как да работите с тази програма. Засега нека вземем проста задача за себе си - нека моделираме най-простия RC нискочестотен филтър, нискочестотен филтър. Това е филтър, който пропуска ниските честоти, но отрязва високите честоти.
В интернет има много програми и дори онлайн услуги за изчисляване на такива филтри. Щракнете върху раздела „Основни“, след това щракнете върху символа на резистор и го плъзнете върху работното поле и щракнете, за да инсталирате компонента на желаното място. 
Сега добавяме и кондензатор. За да завъртите кондензатора, щракнете върху него щракнете с десния бутонмишката и изберете въртене.
След това свързваме компонентите - просто насочете курсора към щифта на компонента, щракнете и посочете щифта, който искате да свържете.
Сега добавяме заземяване. Същото като с елементите. Оказва се, че това е схемата.
Сега добавяме измервателни уреди. Нека добавим генератор веднага. Свързваме го към нашата верига.
Сега нека добавим осцилоскоп. Отидете в раздела „Измервателни инструменти“ и изберете „външен изход за измерване на напрежение“.
Свързваме го към изхода на нашия филтър и в крайна сметка получаваме следната схема.
Tina-TI има функция за проверка на начертаната диаграма. Проверката трябва да се извърши по различен начин; ако има точки, които програмата не харесва, симулацията няма да започне.
Няма нужда да стартирате нищо тук. За да конфигурирате параметрите на генератора и осцилоскопа, отидете в раздела T&M и добавете генератора и осцилоскопа един по един.
Е, всичко изглежда ясно с устройствата. Моля, обърнете внимание, че на генератора има превключвател Старт/Стоп. Трябва да се включи. И на осцилоскопа трябва да се избере желаното изходно напрежение (особено ако има няколко от тях).
Сега най-важното е да видим амплитудно-честотната характеристика на нашия филтър. За да направите това, отидете в раздела "Анализ" -> "AC анализ" -> "AC преходни характеристики...".
След това пред нас ще се отвори такъв прозорец.
Програмата TINA-TI е достъпна в английска и руска версия. Когато инсталирате програма, тя може да е чувствителна към езика на операционната система. Това важи особено за операционната система Linux, където програмата успешно (в момента) работи в средата на Wine. Ако езикът не съответства на версията, която инсталирате, инсталацията може да е неуспешна и ще трябва да инсталирате различна версия на TINA-TI.
Програмата има много примери, които са интересни и полезни. Разгледайте ги. Ако примерите не се отварят по подразбиране, тогава в секцията „Файл“ има подсекция „Отворени примери“.
Нека започнем историята с проста диаграма. Контролна верига.
Нито космически кораб, нито дори модел на самолет. Но контрол. И така, какво трябва да направи веригата:
Тази схема се основава на тригер на транзистори с две стабилни състояния. Устройството реагира на краткотраен сигнал аудио честота, който прехвърля спусъка в друго стабилно състояние, т.е. включва и изключва товара.
Няма да давам цялата схема; има въпроси относно други елементи на веригата, но нека да разгледаме как работи транзисторната тригерна верига (или как трябва да работи). Ето част от оригиналната диаграма, подчертана от мен:
В тази форма, с изключение на резистора R2, който замени транзистора VT1 на оригиналната схема, и наличието на генератора VG1, който замени източника на сигнала и усилвателя, в тази форма веригата точно повтаря показаната по-горе. Източникът VG1 ще генерира кратки импулси, симулиращи напрежението, произведено от "импулс на звукова честота".
Ще проведа първия експеримент с веригата „както е“, въпреки че можете да видите в оригиналния фрагмент, че резисторът в колекторната верига на втория транзистор няма точка на свързване с положителния полюс на източника на захранване. Възможно е веригата да има подобни дефекти. Въпреки това:
Не знам реалната продължителност и амплитуда на краткосрочния сигнал, така че изборът ми е, както се казва, „на ръце“. След импулс от генератора с продължителност 1 ms, напрежението на колектора на транзистора VT2 (VF2 метър) е 12 V. Това ще включи релето (не присъства на оригиналната фигура). От какво трябва да внимаваме в момента?
Съгласен съм, напрежението в колектора на транзистора VT1 (VF1 метър). Ако това е тригер, тогава неговите изходи трябва да се редуват между високо и ниско състояние. Причината може да е печатна грешка - няма връзка между резистор R8 и колектор VT1. Нека поправим тази правописна грешка.
Сега напреженията на колекторите на транзисторите са по-близки до правилните, но първият импулс не се включва, а изключва релето. Да видим дали втори импулс го прави. За да направя това, ще възстановя работата на генератора VG1. В програмата Tina-TI това може да стане в раздела за свойствата на генератора на напрежение. Първо, нека се обърнем към свойствата на сигнала, след което изберете и конфигурирайте вида на генерираното напрежение, от което се нуждаем.
След като възстановихме генератора, повтаряме анализа на преходния процес:
не Това не е резултатът, който очаквах.
Не знам кое е по-удобно за вас, но в такива случаи започвам да "танцувам от печката". Ако имам съмнения, опитвам да преначертая схемата във вида, в който я видях за първи път, когато отворих учебника преди изпитите. Прекарвайки малко време в преначертаване на диаграмата, бързо започвам да разбирам на какво да обърна внимание. Причината за случващото се с веригата може да е грешка във веригата, грешка в стойностите на елементите или неправилна работа на програмата. Тригер с два транзистора е симетрична верига. В реалния живот, след включване на захранващото напрежение, ще работи естествена асиметрия: рейтингите на частите никога няма да съвпадат точно. Програма, базирана на математически изчисления, работи с числа, които са дадени еднакви, така че в случай на задействане, програмата може да покаже неправилно резултата от веригата.
За да направя веригата симетрична, трябваше да добавя още един резистор; Смених транзисторите конкретни модели. Дизайнът на веригата не е толкова елегантен, колкото беше първоначално, но схемата изглежда започва да работи. Нека проверим това, като увеличим интервала на наблюдение:
След първия импулс, както се вижда на фигурата, веригата не работи по очаквания начин, но вторият импулс възстановява „справедливостта“. В бъдеще можете да видите как се редуват високо и ниско ниво на колекторите на транзисторите.
Малка подробност относно програмата Tina-TI: по подразбиране както сигналите, така и дисплеят им използват положително и отрицателно напрежение. Не очаквам да се появи отрицателно напрежение на колекторите на транзисторите. Затова ми е по-удобно да коригирам външния вид на извивките. За да направя това, избирайки първата VF1 крива с мишката, обръщам се към свойствата на кривата, като щраквам с десния бутон на мишката, за да изведа падащото меню със свойства, където коригирам долната граница на измерване.
 |
След като веригата започне да работи в програмата Tina-TI, можем да разгледаме по-отблизо как работи. Обичайно е (или беше обичайно) да се започне с предположението, че когато захранващото напрежение е включено, поради естествената промяна в номиналните стойности на частите, един от транзисторите започва да се включва. Да приемем, че това е транзистор VT2. Напрежението в основата на транзистора VT1 ще намалее, тъй като напрежението в основата на VT1 се подава от колектора VT2 през делител на напрежение: R8 е съпротивлението на прехода база-емитер на VT1. Намаляването на базовото напрежение на транзистора VT1 ще доведе до намаляване на тока през него и напрежението на неговия колектор ще се увеличи. Увеличаването на напрежението през резистора R9 ще увеличи напрежението база-емитер на транзистора VT2, което ще доведе до още по-голямо отваряне на транзистора VT2. Процесът протича като лавина, докато транзисторът VT2 премине в режим на насищане, т.е. транзисторът VT2 е напълно отворен, а транзисторът VT1 е напълно затворен. Нека начертаем този момент под формата на диаграма, където транзисторът VT2 ще бъде заменен с резистор, да речем, 100 ома.
След първия импулс, превключващ транзисторите, кондензаторът C1 се зарежда до напрежението, определено от импулса на генератора VG1 (маркиран на фигурата по-горе). Кондензатор C2 не е зареден. В момента, когато импулсът е преминал, т.е. кондензаторите са свързани към общия проводник, кондензаторът C1 през диод и резистор R3 има отрицателно напрежение в основата на транзистора T1, което помага да се запази в затворено състояние. Но с пристигането на следващия импулс кондензаторът C2 се зарежда и кондензаторът C1 се разрежда. И след преминаването на импулса, кондензаторът С2 го затваря с отрицателно напрежение в основата на транзистора Т2, което води до отваряне на транзистора Т1. Тригерът превключи и влезе във второ стабилно състояние преди пристигането на следващия превключващ импулс от генератора VG1.
Уверихме се, че тригерът (макар и виртуален) превключва. Нека добавим етап на усилване, който не е бил включен от оригиналната верига в фрагмента, който е бил първоначално избран.
И мисля, че е време да дадем пълната оригинална електрическа схема на устройството.
Нека добавим транзисторно входно стъпало към нашата схема.
Точката на свързване на резисторите R2 и R5 в оригиналната схема, разбира се, трябва да бъде свързана към основата на транзистора. Но защо трябва да повтаряме тази част от диаграмата?
Чрез промяна на амплитудата на входния сигнал, т.е. амплитудата на сигнала на генератора VG1, можем да определим неговата стойност, при която тригерът превключва стабилно. Тази амплитуда на сигнала ще служи като отправна точка за по-нататъшни експерименти с микрофона.
Задавайки амплитудата на напрежението на генератора VG1, равна на един волт, получаваме следната картина:
Изглежда, че напрежението на входа на веригата трябва да бъде повече от 1 V. Извършвайки анализа при напрежения до 9 V, не видях убедителен резултат. И само увеличаването на входния капацитет до 1 µF дава нещо подобно на работата на устройството с амплитуда на входния сигнал от 2 V:
И така, какво контролира веригата? Описанието на устройството казва:
Сигналът (звук от пляскане с ръка) се улавя от въглероден микрофон VM1 тип MK16-U, след което се филтрира от RC веригата C1R4 (Преминава само сигнал с честота, съответстваща на звуковите вибрации от пляскане с ръка).
Не искам да кажа, че резултатите, получени от моделирането на веригата в програмата Tina-TI, са истината от последна инстанция. Въпреки това, преди да има ръкопляскания, преди схемата да започне да работи, тя трябва да бъде внимателно тествана. Няма да кажа, че такъв тест на макет е невъзможен. Но, разбирате ли, правенето на това на компютър е много по-удобно. По-лесно е да промените например типа транзистор на компютър, за да определите как тази подмяна ще повлияе на производителността на веригата.
