Układ logiczny. Składa się z czterech elementów logicznych 2I-NOT. Każdy z tych elementów zawiera cztery tranzystory polowe, dwa n-kanałowe - VT1 i VT2, dwa p-kanałowe - VT3 i VT4. Dwa wejścia A i B mogą mieć cztery kombinacje sygnałów wejściowych. Schemat i tablica prawdy jednego elementu mikroukładu pokazane poniżej.
Logika pracy K561LA7
Rozważ logikę elementu mikroukładu ... Jeżeli napięcie wysokiego poziomu zostanie przyłożone do obu wejść elementu, wówczas tranzystory VT1 i VT2 będą w stanie otwartym, a VT3 i VT4 w stanie zamkniętym. Zatem produkcja Q będzie niska. Jeśli do któregokolwiek z wejść zostanie przyłożone napięcie niskiego poziomu, to jeden z tranzystorów VT1, VT2 zostanie zamknięty, a jeden z VT3, VT4 będzie otwarty. Spowoduje to ustawienie wysokiego poziomu napięcia na wyjściu Q. Naturalnie ten sam wynik będzie, jeśli napięcie niskiego poziomu zostanie przyłożone do obu wejść mikroukładu K561LA7. Motto bramki NAND to zero na każdym wejściu daje jeden na wyjściu.
| wejście | Wyjście Q | |
|---|---|---|
| ZA | b | |
| H. | H. | b |
| H. | b | b |
| b | H. | b |
| b | b | H. |
Tabela prawdy mikroukładu K561LA7
Pinout mikroukładu K561LA7
Mikroukład k561la7 był kiedyś popularny, a nawet kochany. Całkiem zasłużenie, bo wtedy był to rodzaj „ uniwersalny żołnierz”, co pozwoliło zbudować nie tylko logikę, ale także różne generatory, a nawet wzmacniać sygnały analogowe. To zabawne, że nawet dzisiaj wiele zapytań lubi opis układu K561LA7, analog z k561la7, generator na K561LA7, generator prostokątnych impulsów na K561LA7 itp.
Niestety nie wszystko jest takie proste z tym ogólnie użytecznym mikroukładem ...
Zaskoczyło mnie, że na przykład Texas Instruments nadal wydaje coś kompletnego analog czyli - mikroukład CD4011A. Dla ciekawskich - tutaj jest link do strony dokumentacji lub arkusza danych na CD4011A firmy TI.
zauważ, że pinout k561la7 jest inny ze zwykłego układu 4x 2I-NOT TTL (k155la3 i firma).
Mikroukład jest naprawdę wygodny:
- Znikomy prąd upływu na wejściu jest cechą charakterystyczną całej logiki CMOS
- Statyczny pobór prądu - zwykle ułamki mikroamperów
- Możliwość pracy od 3 do 15 woltów napięcia zasilania
- Symetryczna, aczkolwiek mała (poniżej miliampera) obciążalność wyjść
- Mikroukład był dostępny nawet w trudnych czasach radzieckich. Dziś w ogóle - 3 ruble to drobiazg, a nawet taniej.
Aby szybko wykonać makietę jednego ramienia mostka wzmacniającego DCC, zwykle użyłem k561la7 do zbudowania klasycznego oscylatora relaksacyjnego CMOS.
Rezystor R2 i kondensator C1 ustawiają częstotliwość oscylacji na około 0,7 / R2C1. Rezystor R1 ogranicza prąd rozładowania kondensatora C1 przez diody ochronne na wejściu pierwszego falownika Q1.
Zasada działania generatora jest w skrócie następująca: kondensator obejmuje dwa falowniki z plusem sprzężenie zwrotneW ten sposób uzyskuje się zatrzask, wyzwalacz. Przeprowadź eksperyment myślowy: wymień kondensator i R1 na przewodnik, podczas gdy wpływ R2 można pominąć (ale tylko na krótki czas).
Przez R2 do górnej płyty kondensatora jest doprowadzany prąd zgodnie z obwodem, ładując kondensator „w drugą stronę”, to znaczy zapobiegając pozostawaniu zatrzasku w jednym stanie w nieskończoność. Prąd ten określa czas ładowania kondensatora, a tym samym częstotliwość generowania. Ponieważ zatrzask RF jest objęty dodatnim sprzężeniem zwrotnym dokładnie tak, jak w właśnie przeprowadzonym eksperymencie myślowym - najlepiej byłoby, gdyby przełączanie następowało przy maksymalnej możliwej prędkości dla klawiszy: najmniejszy wzrost napięcia na wyjściu Q2 jest bezpośrednio podawany na wejście Q1, co prowadzi do spadku napięcia wyjściowego Q1 i jeszcze większy wzrost napięcia na wyjściu Q2.
Przebiegi na wejściu i wyjściu Q1:
Tak wygląda niesympatycznie na wyjściach Q1 i Q2:
- R1 \u003d 91 kohm
- R2 \u003d 33 kiloomy
- C1 \u003d 10 nF
- C2 \u003d 2,2 nF
- F \u003d 1,3 KHz
W przypadku poważnego projektu osobiście nie użyłbym tego generator impulsów prostokątnych... Nawet prosty ma lepszą stabilność i tworzy bardzo czysty prostokąt.
Proszę, jeśli ten materiał Ci w czymś pomógł, a nawet wywołał przyjemne, nostalgiczne wspomnienia, podziel się nim z innymi. Aby to zrobić, wystarczy „kliknąć” ikonę sieci, w której jesteś zarejestrowany, aby Twoi znajomi otrzymali link do tego artykułu. Podziękować!
Proste obwody radiowe dla początkujących
W tym artykule przyjrzymy się kilku prostym urządzeniom elektronicznym opartym na układach logicznych K561LA7 i K176LA7. W zasadzie te mikroukłady są praktycznie takie same i mają ten sam cel. Pomimo niewielkiej różnicy w niektórych parametrach są praktycznie wymienne.
Krótko o mikroukładzie K561LA7
Mikroukłady K561LA7 i K176LA7 reprezentują cztery elementy 2I-NOT. Strukturalnie są wykonane w czarnej plastikowej obudowie z 14 pinami. Pierwszy pin mikroukładu jest oznaczony jako etykieta (tzw. Klucz) na obudowie. Może to być punkt lub wycięcie. Wygląd mikroukłady i wyprowadzenia pokazano na rysunkach.
Zasilanie mikroukładów wynosi 9 V, napięcie zasilania doprowadzone jest na zaciski: 7 wyjść - „wspólne”, 14 wyjść - „+”.
Podczas montażu mikroukładów należy uważać na wyprowadzenie - przypadkowe zamontowanie mikroukładu „na lewą stronę” spowoduje jego wyłączenie. Zaleca się lutowanie mikroukładów lutownicą o mocy nie większej niż 25 watów.
Przypomnijmy, że te mikroukłady nazwano „logicznymi”, ponieważ mają tylko dwa stany - „logiczne zero” lub „logiczny jeden”. Ponadto na poziomie „jeden” oznacza napięcie zbliżone do napięcia zasilania. W konsekwencji, wraz ze spadkiem napięcia zasilania samego mikroukładu, poziom „jednostki logicznej” będzie mniejszy.
Zróbmy mały eksperyment (rysunek 3)
Najpierw zamieńmy element mikroukładu 2I-NOT po prostu na NIE, podłączając do tego wejścia. Podłączymy diodę LED do wyjścia mikroukładu i dostarczymy napięcie do wejścia poprzez rezystor zmienny, kontrolując jednocześnie napięcie. Aby dioda LED się zaświeciła konieczne jest uzyskanie napięcia równego logicznej „1” na wyjściu mikroukładu (jest to pin 3). Napięcie można kontrolować za pomocą dowolnego multimetru, włączając go w trybie pomiaru napięcia DC (na schemacie jest to PA1).
Ale pobawmy się trochę z zasilaniem - najpierw podłączamy jedną baterię 4,5 V. Ponieważ mikroukład jest falownikiem, więc aby uzyskać „1” na wyjściu mikroukładu, należy przeciwnie, zastosować logiczne „0” na wejściu mikroukładu. Dlatego nasz eksperyment zaczniemy od logicznej „1” - czyli suwak rezystora musi znajdować się w górnym położeniu. Obracając suwak zmiennego rezystora, poczekaj, aż zaświeci się dioda LED. Napięcie na silniku z rezystorem zmiennym, a zatem na wejściu mikroukładu, będzie wynosić około 2,5 wolta.
Jeśli podłączysz drugą baterię, otrzymamy już 9 woltów, a nasza dioda LED w tym przypadku zaświeci się przy napięciu wejściowym około 4 woltów.
Nawiasem mówiąc, konieczne jest trochę wyjaśnienia.: Jest całkiem możliwe, że Twój eksperyment może mieć inne wyniki niż powyższe. Nie ma w tym nic dziwnego: w pierwszych dwóch absolutnie identycznych mikroukładów nie ma, a ich parametry i tak będą się różnić, a po drugie, mikroukład logiczny może rozpoznać każdy spadek sygnału wejściowego jako logiczne „0”, aw naszym przypadku zmniejszyliśmy napięcie wejściowe do dwa razy, a po trzecie, w tym eksperymencie staramy się, aby to zadziałało cyfrowy mikroukład w trybie analogowym (czyli sygnał sterujący przechodzi dla nas płynnie), a mikroukład z kolei działa tak, jak powinien - po osiągnięciu określonego progu natychmiast rzuca stan logiczny. Ale ten sam próg może się różnić dla różnych mikroukładów.
Jednak cel naszego eksperymentu był prosty - musieliśmy udowodnić, że poziomy logiczne zależą bezpośrednio od napięcia zasilania.
Kolejny niuans: jest to możliwe tylko w przypadku mikroukładów CMOS, które nie są bardzo krytyczne dla napięcia zasilania. W przypadku mikroukładów z serii TTL jest inaczej - ich moc odgrywa ogromną rolę, a podczas pracy dopuszczalne jest odchylenie nie większe niż 5%
Cóż, krótka znajomość się skończyła, przejdźmy do ćwiczeń ...
Prosty przekaźnik czasowy
Schemat urządzenia pokazano na rysunku 4. Element mikroukładu jest tu zawarty w taki sam sposób jak w eksperymencie powyżej: wejścia są zamknięte. Gdy przycisk S1 jest otwarty, kondensator C1 jest naładowany i nie przepływa przez niego prąd. Jednak wejście mikroukładu jest również podłączone do „wspólnego” przewodu (przez rezystor R1), a zatem logiczne „0” będzie obecne na wejściu mikroukładu. Ponieważ elementem mikroukładu jest falownik, oznacza to, że logiczne „1” zostanie uzyskane na wyjściu mikroukładu, a dioda LED będzie się świecić.
Zamykamy przycisk. Logiczne „1” pojawi się na wejściu mikroukładu i dlatego na wyjściu będzie „0”, dioda LED zgaśnie. Ale kiedy przycisk jest zamknięty, kondensator C1 natychmiast się rozładuje. A to oznacza, że \u200b\u200bpo puszczeniu przycisku w kondensatorze rozpocznie się proces ładowania i jak będzie trwał, będzie przez niego przepływał elektryczność utrzymanie poziomu logicznego „1” na wejściu mikroukładu. Oznacza to, że okazuje się, że dioda LED nie zapala się, dopóki kondensator C1 nie zostanie naładowany. Czas ładowania kondensatora można zmienić, wybierając pojemność kondensatora lub zmieniając rezystancję rezystora R1.
Drugi schemat
Na pierwszy rzut oka jest prawie taki sam jak poprzedni, ale przycisk z kondensatorem rozrządu włącza się w nieco inny sposób. I to też będzie działać trochę inaczej - w stanie czuwania dioda nie świeci, gdy przycisk jest zamknięty, dioda LED zapali się od razu i zgaśnie z opóźnieniem.
Prosty flasher
Jeśli włączysz mikroukład, jak pokazano na rysunku, otrzymamy generator impulsów świetlnych. W rzeczywistości jest to najprostszy multiwibrator, którego zasada została szczegółowo opisana na tej stronie.
Częstotliwość impulsów jest regulowana przez rezystor R1 (można nawet ustawić zmienną) i kondensator C1.
Kontrolowany migacz
Zmieńmy nieco obwód migacza (który był powyżej na rysunku 6) wprowadzając obwód ze znanego nam już przekaźnika czasowego - przycisku S1 i kondensatora C2.
Co otrzymujemy: gdy przycisk S1 jest zamknięty, wejście elementu D1.1 będzie logicznym „0”. Jest to element 2I-NOT i dlatego nie ma znaczenia, co się dzieje na drugim wejściu, wyjście i tak będzie miało wartość „1”.
To samo „1” trafi na wejście drugiego elementu (którym jest D1.2), a zatem logiczne „0” będzie mocno osadzone na wyjściu tego elementu. A jeśli tak, dioda LED zaświeci się i będzie stale świecić.
Jak tylko zwolniliśmy przycisk S1, kondensator C2 zaczyna się ładować. W czasie ładowania będzie przez nią przepływał prąd, utrzymując logiczny poziom „0” na pinie 2 mikroukładu. Gdy tylko kondensator zostanie naładowany, przepływ przez niego prąd ustanie, multiwibrator zacznie działać w swoim normalnym trybie - dioda LED zacznie migać.
Na kolejnym schemacie ten sam łańcuch też jest wprowadzony, ale włącza się go w inny sposób: po naciśnięciu przycisku dioda zacznie migać, a po chwili będzie się świecić w sposób ciągły.
Prosta piszczałka
W tym schemacie nie ma nic szczególnie niezwykłego: wszyscy wiemy, że jeśli do wyjścia multiwibratora zostanie podłączony głośnik lub słuchawka, zacznie emitować przerywane dźwięki. Przy niskich częstotliwościach będzie to po prostu „tykanie”, a przy wyższych będzie to pisk.
W przypadku eksperymentu obwód przedstawiony poniżej jest bardziej interesujący:
Tutaj znowu znajomy przekaźnik czasowy - zamykamy przycisk S1, otwieramy i po chwili urządzenie zaczyna piszczeć.
Schemat prostego i niedrogiego wykrywacza metalu na mikroukładzie K561LA7, aka CD4011BE. Nawet początkujący amator radiowy może złożyć ten wykrywacz metalu własnymi rękami, ale pomimo przestronności obwodu ma on całkiem dobre właściwości. Wykrywacz metalu zasilany jest zwykłą koronką, której ładunek będzie trwał przez długi czas, ponieważ pobór mocy nie jest duży.
Wykrywacz metalu jest montowany tylko na jednym mikroukładzie K561LA7 (CD4011BE), który jest dość rozpowszechniony i niedrogi. Do strojenia potrzebujesz oscyloskopu lub miernika częstotliwości, ale jeśli prawidłowo zmontujesz obwód, urządzenia te w ogóle nie będą potrzebne.
Obwód wykrywacza metalu
Czułość wykrywacza metali
Jeśli chodzi o czułość, ale nie jest wystarczająco zła dla tak prostego urządzenia, na przykład widzi metalową puszkę konserwową w odległości do 20 cm Moneta o wartości nominalnej 5 rubli, do 8 cm. temat, tym silniejszy ton. Jeśli obiekt ma duży obszar, taki jak właz lub rondel, głębokość wykrywania wzrasta.
Elementy wykrywacza metali
- Tranzystory mogą być używane z dowolnymi niskimi częstotliwościami niskiej mocy, takimi jak KT315, KT312, KT3102 lub ich zagraniczne odpowiedniki BC546, BC945, 2SC639, 2SC1815
- Mikroukład, odpowiednio K561LA7, można zastąpić analogiem CD4011BE lub K561LE5
- Diody małej mocy, takie jak kd522B, kd105, kd106 lub analogi: in4148, in4001 i tym podobne.
- Kondensatory 1000pF, 22nF i 300pF powinny być ceramiczne lub lepiej mikowe, jeśli są dostępne.
- Rezystor zmienny 20 kOhm, należy zabrać z przełącznikiem lub przełącznikiem osobno.
- Drut miedziany do cewki przystosowany do PEL lub PEV o średnicy 0,5-0,7 mm
- Słuchawki są zwyczajne, o niskiej impedancji.
- Bateria 9 V, korona jest w porządku.
Trochę informacji:
Płytkę wykrywacza metali można umieścić w plastikowej obudowie z automatów, możesz przeczytać, jak to zrobić w tym artykule: W tym przypadku użyto puszki przyłączeniowej))
Jeśli nie pomylisz ocen części, jeśli poprawnie przylutujesz obwód, a instrukcje dotyczą nawijania cewki, wykrywacz metali będzie działał natychmiast bez specjalnych ustawień.
Jeżeli przy pierwszym włączeniu wykrywacza metali nie słychać skrzypienia ani zmiany częstotliwości w słuchawkach podczas regulacji regulatora CZĘSTOTLIWOŚCI, to należy dobrać szeregowo z regulatorem i / lub kondensatorem w tym generatorze rezystor 10 kΩ (300 pF). W ten sposób sprawiamy, że częstotliwości oscylatorów odniesienia i wyszukiwania są takie same.
Gdy generator jest wzbudzony, pojawia się gwizd, syk lub zniekształcenie, przylutuj kondensator 1000 pF (1nf) od szóstego pinu mikroukładu do obudowy, jak pokazano na schemacie.
Za pomocą oscyloskopu lub miernika częstotliwości sprawdź częstotliwości sygnału na pinach 5 i 6 mikroukładu K561LA7. Osiągnij ich równość za pomocą powyższej metody ustawiania. Częstotliwość robocza generatorów może wynosić od 80 do 200 kHz.
Do ochrony mikroukładu potrzebna jest dioda ochronna (każda o małej mocy), jeśli na przykład nie podłączysz poprawnie baterii, a zdarza się to dość często.))
Cewka wykrywacza metalu
Cewka jest nawinięta drutem PEL lub PEV 0,5-0,7 mm na obręczy, której średnica może wynosić od 15 do 25 cm i zawiera 100 zwojów. Im mniejsza średnica cewki, tym niższa czułość, ale większa selektywność małych obiektów. Jeśli zamierzasz użyć wykrywacza metalu do wyszukiwania metali żelaznych, lepiej wykonać cewkę o większej średnicy.
Cewka może zawierać od 80 do 120 zwojów, po nawinięciu należy ją szczelnie owinąć taśmą elektryczną, jak pokazano na poniższym schemacie.
Teraz musisz owinąć cienką folię wzdłuż górnej części taśmy elektrycznej, odpowiednie jest jedzenie lub czekolada. Nie musisz owijać go do końca, ale zostaw kilka centymetrów, jak pokazano poniżej. Należy pamiętać, że folia jest starannie nawinięta, lepiej wyciąć proste paski o szerokości 2 centymetrów i owinąć cewkę jak taśmę elektryczną.
Teraz ponownie mocno owijamy cewkę taśmą elektryczną.
Cewka jest gotowa, teraz możesz ją zamocować na ramie dielektrycznej, zrobić pręt i zebrać wszystko na stos. Pręt można lutować z rur polipropylenowych i kształtek o średnicy 20 mm.
Aby podłączyć cewkę do obwodu, odpowiedni jest podwójnie ekranowany przewód (ekran do korpusu), na przykład ten, który łączy telewizor odtwarzacz DVD (audio Video).
Jak powinien działać wykrywacz metalu
Po włączeniu regulatorem „częstotliwości” ustawiamy w słuchawkach buczenie niskiej częstotliwości, gdy zbliżamy się do metalu, częstotliwość się zmienia.
Drugą opcją, aby dudnienie w uszach "nie ustały", jest ustawienie zerowych uderzeń, tj. łączą dwie częstotliwości. Wtedy w słuchawkach zapanuje cisza, ale jak tylko przyłożymy cewkę do metalu, zmieni się częstotliwość generatora wyszukiwania i w słuchawkach pojawi się pisk. Im bliżej metalu, tym wyższa częstotliwość w słuchawkach. Ale czułość przy tej metodzie nie jest duża. Urządzenie zareaguje tylko wtedy, gdy nastąpi mocne rozstrojenie generatorów, na przykład przyłożenie do wieczka puszki.
Umiejscowienie szczegółów DIP na płycie.
Umiejscowienie części SMD na płycie.
Montaż płytki wykrywacza metalu
Rozważ obwody czterech urządzeń elektronicznych zbudowanych na mikroukładzie K561LA7 (K176LA7). Schemat ideowy pierwszego urządzenia pokazano na rysunku 1. To jest lampa błyskowa. Mikroukład generuje impulsy, które trafiają do podstawy tranzystora VT1 iw tych momentach, gdy napięcie pojedynczego poziomu logicznego dociera do jego podstawy (przez rezystor R2), otwiera się i włącza żarówkę, aw tych momentach, gdy napięcie na pinie 11 mikroukładu jest równe zeru lampa gaśnie.
Wykres ilustrujący napięcie na pinie 11 mikroukładu pokazano na rysunku 1A.
Rys. 1A
Mikroukład zawiera cztery elementy logiczne „2AND NOT”, których wejścia są ze sobą połączone. Rezultatem są cztery falowniki („NIE”. Na pierwszych dwóch D1.1 i D1.2 montowany jest multiwibrator generujący impulsy (na pinie 4), których kształt pokazano na rysunku 1A. Częstotliwość tych impulsów zależy od parametrów obwodu składającego się z kondensatora C1 i rezystor R1. W przybliżeniu (bez uwzględnienia parametrów mikroukładu) częstotliwość tę można obliczyć ze wzoru F \u003d 1 / (CxR).
Działanie takiego multiwibratora można wyjaśnić w następujący sposób: gdy wyjście D1.1 ma wartość jeden, wyjście D1.2 ma wartość zero, prowadzi to do tego, że kondensator C1 zaczyna ładować się przez R1, a wejście elementu D1.1 monitoruje napięcie na C1. A gdy tylko napięcie osiągnie poziom jednostki logicznej, obwód jakby się obraca, teraz wyjście D1.1 będzie równe zero, a wyjście D1.2 będzie równe jeden.
Teraz kondensator zacznie się rozładowywać przez rezystor, a wejście D1.1 będzie postępować zgodnie z tym procesem, a gdy tylko napięcie na nim osiągnie logiczne zero, obwód ponownie się obróci. W efekcie poziom na wyjściu D1.2 będzie pulsował, a na wyjściu D1.1 będą też impulsy, ale w przeciwieństwie do impulsów na wyjściu D1.2 (rys. 1A).
Na elementach D1.3 i D1.4 wykonany jest wzmacniacz mocy, z którego w zasadzie można zrezygnować.
W tym schemacie można użyć części o różnych nominałach, granice, w których powinny pasować parametry części, są zaznaczone na schemacie. Na przykład R1 może mieć rezystancję od 470 kOhm do 910 kOhm, kondensator C1 może mieć pojemność od 0,22 uF do 1,5 uF, rezystor R2 - od 2 kOhm do 3 kOhm, w ten sam sposób, w jaki wartości znamionowe części są podpisane na innych obwodach.
Rysunek 1B
Żarówka pochodzi z latarki, a bateria jest albo wyczerpana przy 4,5 V, albo „korona” przy 9 V, ale lepiej jest wziąć dwie „płaskie” połączone szeregowo. Układ pinów (pinout) tranzystora KT815 pokazano na rysunku 1B.
Drugim urządzeniem jest przekaźnik czasowy, czyli timer z sygnalizacją dźwiękową zakończenia ustawionego przedziału czasowego (rys. 2). Oparty jest na multiwibratorze, którego częstotliwość jest znacznie zwiększona w porównaniu z poprzednią konstrukcją, ze względu na zmniejszenie pojemności kondensatora. Multiwibrator jest wykonany na elementach D1.2 i D1.3. Weź rezystor R2 taki sam jak R1 w obwodzie na rysunku 1, a kondensator (w tym przypadku C2) ma znacznie niższą pojemność, w zakresie 1500-3300 pF.
W rezultacie impulsy na wyjściu takiego multiwibratora (pin 4) mają częstotliwość audio. Impulsy te podawane są do wzmacniacza zamontowanego na elemencie D1.4 oraz do piezoceramicznego emitera dźwięku, który podczas pracy multiwibratora emituje wysoki lub średni ton. Emiter dźwięku - buzzer piezoceramiczny np. Z dzwonka słuchawki telefonu. Jeśli ma trzy piny, musisz przylutować dowolne dwa z nich, a następnie empirycznie wybrać dwa z trzech, po podłączeniu do maksymalnej głośności.
Ryc.2
Multiwibrator działa tylko wtedy, gdy jest jeden na pinie 2 D1.2, jeśli zero, multiwibrator nie generuje. Dzieje się tak, ponieważ element D1.2 jest elementem „2AND-NOT”, który, jak wiesz, różni się tym, że jeśli zero zostanie zastosowane do jego jednego wejścia, to jego wyjście będzie równe jeden, niezależnie od tego, co dzieje się na drugim wejściu ...
