Elektronisesti lukittavat radiopainikkeet (*parannettu!*): 3 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Termi "radiopainikkeet" tulee vanhojen autoradioiden suunnittelusta, jossa olisi useita painikkeita, jotka on viritetty eri kanaville ja lukittu mekaanisesti, jotta vain yksi voidaan painaa sisään kerrallaan.

Halusin löytää tavan tehdä valintanappeja tarvitsematta ostaa varsinaisia lukituskytkimiä, koska haluan pystyä valitsemaan vaihtoehtoisia esiasetettuja arvoja toisessa projektissa, jossa on jo kiertokytkin, joten halusin eri tyylin virheiden välttämiseksi.

Kosketuskytkimet ovat runsaat ja halvat, ja minulla on kuorma purettu eri asioista, joten ne näyttivät luonnolliselta käytöltä. Kuusikulmainen D-tyyppinen läppä, 74HC174, suorittaa lukitustoiminnon hienosti joidenkin diodien avulla. Mahdollisesti jokin muu siru voisi tehdä parempaa työtä, mutta '174 on erittäin halpa ja diodit olivat ilmaisia (levyn vetäminen)

Tarvitaan myös joitain vastuksia ja kondensaattoreita kytkimien poistamiseksi (ensimmäisessä versiossa) ja käynnistyksen palauttamiseksi. Olen sittemmin havainnut, että lisäämällä kellon viivekondensaattoria kytkimen purkukondensaattoreita ei tarvita.

Simulaatio "interlock.circ" toimii Logisimissa, jonka voit ladata täältä: https://www.cburch.com/logisim/ (Valitettavasti ei ole enää kehitteillä).

Olen tuottanut 2 parannettua versiota piiristä, ensimmäisessä vain poistokondensaattorit poistetaan. Toiseen lisätään transistori, jonka avulla yksi painikkeista voidaan aktivoida kytkentähetkellä, jolloin saadaan oletusasetus.

Tarvikkeet

• 1x 74HC174
• 6x kosketuskytkintä tai muun tyyppistä hetkellistä kytkintä
• 7x 10k vastukset. Ne voivat olla SIL- tai DIL -paketteja, joissa on yhteinen pääte. Käytin 2 pakettia, joissa kussakin oli 4 vastusta.
• 6x 100n kondensaattorit - tarkka arvo ei ole tärkeä.
• 1x 47k vastus
• 1x 100n kondensaattori, vähimmäisarvo. Käytä mitä tahansa enintään 1 u.
• Lähtölaitteet, esim. Pienet mosfetit tai LEDit
• Materiaalit piirin kokoamiseen

Vaihe 1: Rakentaminen

Kokoa haluamallasi tavalla. Käytin kaksipuolista rei'itettyä levyä. Olisi helpompi tehdä läpireikäinen DIL -pakattu siru, mutta saan usein SOIC -laitteita, koska ne ovat yleensä paljon halvempia.

Joten DIL -laitteen kanssa sinun ei tarvitse tehdä mitään erityistä, kytke se vain ja kytke se.

SOICia varten sinun on tehtävä pieni temppu. Taivuta vaihtoehtoisia jalkoja hieman ylöspäin, jotta ne eivät kosketa lautaa. Loput nastat ovat oikealla etäisyydellä levyn tyynyjen kanssa. Tässä on opas kuinka taivutin omani (YLÖS tarkoittaa taivutettu ylös, ALAS tarkoittaa jättämistä rauhaan)

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

Tällä tavoin 4 diodia voidaan liittää tyynyihin ja vain 2 on liitettävä korotettuihin jaloihin. Osa minusta epäilee, että tämä olisi parempi toisinpäin.

Aseta diodit sirun kummallekin puolelle ja juota ne paikalleen.

Asenna vedettävät vastukset kullekin D-tulolle. Käytin 2 SIL -pakettia, joissa jokaisessa oli 4 vastusta, Asenna vedettävä vastus kellotuloa varten. Jos käytät SIL -paketteja, kytke yksi varavastuksista erillisen sijaan

Asenna kytkimet vastuksen viereen.

Asenna kytkimien laukaisukondensaattorit mahdollisimman lähelle niitä.

Asenna lähtölaitteet. Käytin LED -valoja testaukseen ja esittelyyn, mutta voit asentaa jonkun muun valitsemasi laitteen saadaksesi useita napoja esimerkiksi jokaiseen lähtöön.

• Jos asennat LEDit, ne tarvitsevat vain yhden virranrajoitusvastuksen yhteiseen liitäntään, koska vain 1 LED palaa kerrallaan!
• Jos käytät MOSFET -laitteita tai muita laitteita, kiinnitä huomiota laitteen asentoon. Toisin kuin todellinen kytkin, signaalilla on edelleen yhteys tämän piirin 0v -liitäntään, joten lähtötransistori on viitattava siihen.

Kytke kaikki yhteen kaavion mukaan. Käytin tähän 0,1 mm magneettilankaa, saatat haluta jotain hieman vähemmän hienoa.

Vaihe 2: Näin se toimii

Olen toimittanut kaaviosta neljä versiota: alkuperäinen, jossa on kytkimen laukaisukondensaattorit, lähtömoottorilla ja ilman sitä, ja kaksi muuta versiota, joissa kellon viivekondensaattoria on lisätty, joten kytkimien poistaminen on tullut tarpeettomaksi, lopulta lisäyksellä transistorin, joka käytännössä "painaa" yhtä painiketta, kun virta kytketään päälle.

Piiri käyttää yksinkertaisia D-tyylisiä varvastossuja, joilla on yhteinen kello, kätevästi saat 6 näistä 74HC174-sirulle.

Kello ja jokainen sirun D -tulo vedetään maahan vastuksen kautta, joten oletustulo on aina 0. Diodit on kytketty "langalliseksi TAI" -piiriksi. Voisit käyttää 6 -tuloa TAI porttia, jolloin sinun ei tarvitse vetää alas kellotuloa, mutta missä on hauskaa?

Kun piiri kytketään ensimmäisen kerran päälle, CLR -tappi vedetään alas kondensaattorin kautta sirun nollaamiseksi. Kun kondensaattori latautuu, nollaus poistetaan käytöstä. Valitsin 47 k: n ja 100 nF: n antamaan aikavakion, joka on noin 5 -kertainen yhdistettyjen poistokorkkien ja kytkimissä käytettävien vetovastusvasteiden aikaan.

Kun painat painiketta, se asettaa logiikan 1 D -tuloon, johon se on liitetty, ja diodin kautta laukaisee kellon samanaikaisesti. Tämä "kellot" 1, jolloin Q ulostulo mennä korkea.

Kun painike vapautetaan, logiikka 1 tallennetaan kiikkuun, joten Q-ulostulo pysyy korkeana.

Kun painat toista painiketta, sama vaikutus tapahtuu varvastossulla, johon se on yhdistetty, mutta koska kellot ovat yhteisiä, se, jonka ulostulossa on 1, näyttää jo 0: n, joten sen Q-lähtö menee matala.

Koska kytkimet kärsivät kontaktin pomppimisesta, kun painat ja vapautat yhden, et saa siistiä 0, sitten 1 ja 0, saat satunnaisten 1: n ja 0: n virran, mikä tekee piiristä arvaamattoman. Löydät kunnollisen kytkimen poistopiirin täältä:

Lopulta huomasin, että riittävän suurella kelloviivekondensaattorilla yksittäisten kytkimien purkaminen ei ole välttämätöntä.

Minkä tahansa flip-flopin Q-lähtö nousee korkealle, kun painiketta painetaan, ja ei-Q-lähtö laskee. Voit käyttää tätä ohjataksesi N- tai P -MOSFET -järjestelmää, viitaten pienitehoiseen tai suuritehoiseen kiskoon. Kun kuorma on kytketty minkä tahansa transistorin viemäriin, sen lähde olisi tyypillisesti kytketty 0 V: iin tai virtakiskoon napaisuudesta riippuen, mutta se toimii kytkimenä, johon viitataan johonkin muuhun pisteeseen, niin kauan kuin sillä on vielä pään tilaa kääntyä päälle ja pois päältä.

Lopullinen kaavio esittää PNP -transistorin, joka on kytketty yhteen D -tuloista. Ajatuksena on, että kun virtaa syötetään, transistorin pohjassa oleva kondensaattori latautuu, kunnes se saavuttaa pisteen, jossa transistori johtaa. Koska palautetta ei ole, transistorin keräilijä vaihtaa tilaa hyvin nopeasti, jolloin syntyy pulssi, joka voi asettaa D -tulon korkealle ja laukaista kellon. Koska se on kytketty piiriin kondensaattorin kautta, D -sisääntulo palaa matalaan tilaan eikä se vaikuta merkittävästi normaalikäyttöön.

Vaihe 3: Hyödyt ja haitat

Tämän piirin rakentamisen jälkeen mietin, kannattaako se tehdä. Tavoitteena oli saada valintanapin kaltainen toiminto ilman kytkimien ja asennuskehyksen kustannuksia, mutta kun alasvetovastukset ja laukaisukondensaattorit lisättiin, havaitsin sen hieman monimutkaisemmaksi kuin olisin halunnut.

Todelliset lukituskytkimet eivät unohda, mitä kytkintä painettiin, kun virta katkaistaan, mutta tällä piirillä se palaa aina oletusasetukseksi "ei mitään" tai pysyvä oletus.

Yksinkertaisempi tapa tehdä sama asia olisi käyttää mikrokontrolleria, ja en epäile, että joku aikoo huomauttaa tästä kommenteissa.

Mikron käytön ongelma on se, että sinun on ohjelmoitava se. Lisäksi sinulla on oltava joko tarpeeksi nastoja kaikille tuloille ja lähtöille, joita tarvitset, tai sinulla on oltava dekooderi niiden luomiseksi, mikä lisää välittömästi toisen sirun.

Kaikki tämän piirin osat ovat erittäin halpoja tai ilmaisia. Kuuden lukituksen pankki kytkee eBayn päälle (kirjoitushetkellä) 3,77 puntaa. Ok niin se ei ole paljon, mutta 74HC174 maksoi 9 penniä ja minulla oli jo kaikki muut osat, jotka ovat halpoja tai ilmaisia joka tapauksessa.

Vähimmäismäärä kontakteja, joita tavallisesti saat mekaanisella lukituskytkimellä, on DPDT, mutta voit helposti saada lisää. Jos haluat lisää "yhteystietoja" tämän piirin kanssa, sinun on lisättävä lisää lähtölaitteita, tyypillisesti mosfetteja.

Yksi suuri etu verrattuna tavanomaisiin lukituskytkimiin on, että voit käyttää minkä tahansa tyyppisiä hetkellisiä kytkimiä, jotka on sijoitettu mihin tahansa, tai jopa ohjata tuloja täysin eri signaalista.

Jos lisäät mosfet -transistorin jokaiseen tämän piirin ulostuloon, saat SPCO -lähdön, lukuun ottamatta sitä, että se ei edes ole niin hyvä, koska voit liittää sen vain yhdellä tavalla. Liitä se toisella tavalla ja saat sen sijaan todella pienitehoisen diodin.

Toisaalta voit lisätä paljon mosfetteja lähtöön ennen kuin se ylikuormittuu, joten sinulla voi olla mielivaltaisesti suuri määrä napoja. Käyttämällä P- ja N-tyyppisiä pareja voit myös luoda kaksisuuntaisia lähtöjä, mutta tämä lisää myös monimutkaisuutta. Voit myös käyttää varvastossujen ei-Q-lähtöjä, mikä antaa sinulle vaihtoehtoisen toiminnon. Joten tässä piirissä on mahdollisesti paljon joustavuutta, jos et välitä ylimääräisestä monimutkaisuudesta.