Elektronik Olarak Kilitlenen Radyo Düğmeleri (*gelişmiş!*): 3 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

"Radyo düğmeleri" terimi, farklı kanallara önceden ayarlanmış ve aynı anda yalnızca bir tanesine basılabilmesi için mekanik olarak kilitlenmiş bir dizi basma düğmesinin bulunduğu eski araba radyolarının tasarımından gelir.

Bazı gerçek kilitleme anahtarları satın almak zorunda kalmadan radyo düğmeleri yapmanın bir yolunu bulmak istedim, çünkü zaten döner anahtarı olan başka bir projede alternatif ön ayar değerleri seçebilmek istiyorum, bu yüzden hatalardan kaçınmak için farklı bir stil istedim.

Dokunsal anahtarlar bol ve ucuzdur ve çeşitli şeylerden sökülmüş bir yüküm var, bu yüzden kullanmak için doğal bir seçim gibi görünüyorlardı. Altıgen D tipi bir flip flop olan 74HC174, bazı diyotların yardımıyla kilitleme işlevini güzel bir şekilde yerine getirir. Muhtemelen başka bir çip daha iyi bir iş çıkarabilirdi ama '174 çok ucuz ve diyotlar serbestti (kart çeker)

Bazı dirençler de gereklidir ve anahtarları (ilk versiyonda) geri döndürmek ve sıfırlama sırasında güç sağlamak için kapasitörler. O zamandan beri, saat gecikme kapasitörünü artırarak, anahtar geri tepme kapasitörlerine ihtiyaç olmadığını buldum.

"interlock.circ" simülasyonu, buradan indirebileceğiniz Logisim'de çalışır: https://www.cburch.com/logisim/ (Maalesef artık geliştirilmemektedir).

Devrenin 2 geliştirilmiş versiyonunu ürettim, ilkinde sadece debounce kondansatörleri kaldırıldı. İkincisinde, düğmelerden birinin açılış zamanında etkinleştirilmesini sağlamak için varsayılan bir ayar vererek bir transistör eklenir.

Gereçler

• 1x 74HC174
• 6x dokunsal anahtarlar veya diğer türde anlık anahtarlar
• 7x 10k dirençler. Bunlar, ortak bir terminal ile paketlenmiş SIL veya DIL olabilir. Her biri 4 direnç içeren 2 paket kullandım.
• 6x 100n kapasitör - kesin değer önemli değildir.
• 1x 47k direnç
• 1x 100n kapasitör, minimum değer. 1u'ya kadar herhangi bir şey kullanın.
• Çıkış cihazları, örneğin küçük mosfetler veya LED'ler
• Devre montajı için malzemeler

Adım 1: İnşaat

Tercih ettiğiniz yöntemi kullanarak birleştirin. Çift taraflı delikli tahta kullandım. Bir açık delik DIL paketlenmiş çip ile yapmak daha kolay olurdu, ancak genellikle çok daha ucuz oldukları için genellikle SOIC cihazları alıyorum.

Yani bir DIL cihazıyla özel bir şey yapmanıza gerek yok, sadece fişini prize takın ve bağlayın.

Bir SOIC için küçük bir numara yapmanız gerekir. Tahtaya dokunmamaları için alternatif bacakları biraz yukarı bükün. Kalan pinler, tahtadaki pedlerle eşleşmesi için doğru aralıkta olacaktır. İşte benimkini nasıl büktüğüme dair bir rehber (UP, bükülme anlamına gelir, AŞAĞI yalnız bırakma anlamına gelir)

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

Bu şekilde diyotlardan 4'ü pedlere bağlanabilir ve sadece 2'sinin yükseltilmiş bacaklara bağlanması gerekir. Ancak bir parçam bunun tam tersinin daha iyi olacağından şüpheleniyor.

Diyotları çipin her iki yanına yerleştirin ve yerlerine lehimleyin.

D girişlerinin her biri için aşağı çekme dirençlerini takın. Her biri 4 dirençli 2 SIL paketi kullandım, Saat girişi için aşağı çekme direncini takın. SIL paketleri kullanılıyorsa, ayrı bir direnç yerine yedek dirençlerden birini bağlayın

Anahtarları dirençlerin yanına yerleştirin.

Anahtarlar için zıplama önleyici kapasitörleri, sığabilecekleri kadar yakına takın.

Çıkış cihazlarınızı takın. Test ve gösteri için LED'ler kullandım, ancak örneğin her çıkışta birden fazla kutup almak için seçtiğiniz başka bir cihaza sığdırabilirsiniz.

• LED'leri takarsanız, bir seferde yalnızca 1 LED yandığından, ortak bağlantıda yalnızca 1 akım sınırlama direncine ihtiyaç duyarlar!
• MOSFET veya başka cihazlar kullanıyorsanız cihazın yönüne dikkat edin. Gerçek bir anahtarın aksine, sinyalin bu devrenin 0v bağlantısıyla hala bir ilişkisi vardır, bu nedenle çıkış transistörüne referans verilmelidir.

Her şeyi şemaya göre birbirine bağlayın. Bunun için 0.1mm mıknatıs tel kullandım, biraz daha az ince bir şey tercih edebilirsiniz.

Adım 2: Nasıl Çalışır?

Şemanın 4 versiyonunu sağladım: çıkış mosfetleri olan ve olmayan anahtar geri tepme kapasitörlerine sahip orijinal ve saat gecikme kapasitörünün artırıldığı, böylece anahtarların geri tepmesini gereksiz hale getirdiği, son olarak ekleme ile Güç açıldığında düğmelerden birine neredeyse "basacak" bir transistörün.

Devre, ortak bir saate sahip basit D tipi parmak arası terlik kullanır, bunlardan 6 tanesini 74HC174 yongasında rahatlıkla bulabilirsiniz.

Çipin saat ve D girişlerinin her biri bir direnç aracılığıyla toprağa çekilir, bu nedenle varsayılan giriş her zaman 0'dır. Diyotlar "kablolu VEYA" devresi olarak bağlanır. 6 girişli bir VEYA geçidi kullanabilirsiniz, o zaman saat girişini aşağı çekmeye ihtiyacınız olmaz, ama bunun eğlencesi nerede?

Devre ilk açıldığında, çipi sıfırlamak için CLR pimi bir kapasitör aracılığıyla aşağı çekilir. Kondansatör şarj olduğunda, sıfırlama devre dışı bırakılır. Anahtarlar için kullanılan birleşik geri tepme kapaklarının ve aşağı çekme dirençlerinin yaklaşık 5 katı bir zaman sabiti vermek için 47k ve 100nF'yi seçtim.

Bir düğmeye bastığınızda bağlı olduğu D girişine bir lojik 1 koyar ve aynı anda bir diyot vasıtasıyla saati tetikler. Bu, 1'i "girer" ve Q çıktısının yüksek olmasını sağlar.

Düğme bırakıldığında, mantık 1 flip-flop'ta depolanır, böylece Q çıkışı yüksek kalır.

Farklı bir düğmeye bastığınızda, bağlı olduğu flip-flop'ta aynı etki gerçekleşir, ancak saatler ortak olduğu için, çıkışında 1 olan saat zaten 0'da çalışır, bu nedenle Q çıkışı gider düşük.

Anahtarlar kontak sıçramasından muzdarip olduğundan, birine basıp bıraktığınızda düzgün bir 0, sonra 1 sonra 0 elde edemezsiniz, rastgele 1'ler ve 0'lar akışı elde edersiniz, bu da devreyi tahmin edilemez hale getirir. Uygun bir anahtar sıçrama devresini burada bulabilirsiniz:

Sonunda, yeterince büyük bir saat gecikme kapasitörü ile, bireysel anahtarların geri dönmesinin gerekli olmadığını buldum.

Herhangi bir flip-flop'un Q çıkışı, düğmesine basıldığında yükselir ve Q olmayan çıkışı düşer. Bunu, sırasıyla düşük veya yüksek güç rayına atıfta bulunulan bir N veya P MOSFET'i kontrol etmek için kullanabilirsiniz. Yük, herhangi bir transistörün tahliyesine bağlıyken, kaynağı tipik olarak 0v'a veya polariteye bağlı olarak güç rayına bağlanır, ancak hala dönecek boşluk payı olduğu sürece başka bir noktaya atıfta bulunulan bir anahtar görevi görür. açık ve kapalı.

Son şema, D girişlerinden birine bağlı bir PNP transistörünü gösterir. Buradaki fikir, güç uygulandığında, transistörün tabanındaki kondansatörün, transistörün ilettiği noktaya ulaşana kadar şarj olmasıdır. Geri besleme olmadığı için, transistörün toplayıcısı çok hızlı bir şekilde durum değiştirir ve D girişini yükseğe ayarlayıp saati tetikleyebilen bir darbe üretir. Devreye bir kondansatör aracılığıyla bağlı olduğu için D girişi düşük durumuna döner ve normal çalışmada belirgin şekilde etkilenmez.

3. Adım: Artıları ve Eksileri

Bu devreyi kurduktan sonra yapmaya değip değmeyeceğini merak ettim. Amaç, anahtarlar ve montaj çerçevesi masrafı olmadan radyo düğmesi benzeri bir işlevsellik elde etmekti, ancak aşağı çekme dirençleri ve zıplama önleyici kapasitörler eklendiğinde, istediğimden biraz daha karmaşık buldum.

Gerçek kilitleme anahtarları, güç kapatıldığında hangi anahtara basıldığını unutmaz, ancak bu devre ile her zaman varsayılan "yok" ayarına veya kalıcı bir varsayılana döner.

Aynı şeyi yapmanın daha basit bir yolu, bir mikrodenetleyici kullanmak olacaktır ve birinin bunu yorumlarda belirteceğinden şüphem yok.

Mikro kullanmanın sorunu, onu programlamanız gerektiğidir. Ayrıca, ihtiyacınız olan tüm giriş ve çıkışlar için yeterli pin'e sahip olmanız veya bunları oluşturmak için anında başka bir çip ekleyen bir kod çözücüye sahip olmanız gerekir.

Bu devrenin tüm parçaları çok ucuz veya bedava. 6 kilitli bir banka, eBay maliyetlerinde (yazma sırasında) 3,77 £ tutarındadır. Tamam, bu çok değil, ama 74HC174'üm 9 peniye mal oldu ve zaten ucuz veya ücretsiz olan diğer tüm parçalara sahibim.

Normalde mekanik bir kilitleme anahtarıyla aldığınız minimum kontak miktarı DPDT'dir, ancak kolayca daha fazlasını elde edebilirsiniz. Bu devre ile daha fazla "kontak" istiyorsanız, genellikle mosfetler olmak üzere daha fazla çıkış cihazı eklemeniz gerekir.

Standart kilitleme anahtarlarına kıyasla büyük bir avantaj, istediğiniz yere yerleştirilmiş her tür anlık anahtarı kullanabilmeniz ve hatta girişleri tamamen farklı sinyallerden çalıştırabilmenizdir.

Bu devrenin çıkışlarının her birine bir mosfet transistör eklerseniz, bir SPCO çıkışı elde edersiniz, bunun dışında gerçekten o kadar iyi değil çünkü sadece 1 yol bağlayabilirsiniz. Diğer yoldan bağlayın ve bunun yerine gerçekten düşük güçlü bir diyot elde edin.

Öte yandan, bir çıktıya aşırı yüklenmeden önce çok sayıda mosfet ekleyebilir, böylece keyfi olarak çok sayıda kutba sahip olabilirsiniz. P ve N tipi çiftleri kullanarak iki yönlü çıktılar da oluşturabilirsiniz, ancak bu aynı zamanda karmaşıklığı da artırır. Ayrıca, size alternatif bir eylem sağlayan parmak arası terliklerin Q olmayan çıkışlarını da kullanabilirsiniz. Bu nedenle, ekstra karmaşıklığa aldırmazsanız, bu devrede potansiyel olarak çok fazla esneklik vardır.