לחצני רדיו משתלבים אלקטרונית (*משופרים!*): 3 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

המונח "כפתורי רדיו" מגיע מהעיצוב של מכשירי רדיו ישנים לרכב, שם יהיו מספר כפתורי לחיצה מכוונים מראש לערוצים שונים, ומשולבים מכנית כך שניתן לדחוף רק אחד בכל פעם.

רציתי למצוא דרך לייצר לחצני רדיו מבלי לקנות כמה מתגים משתלבים בפועל, כי אני רוצה להיות מסוגל לבחור ערכים חלופיים מוגדרים מראש בפרויקט אחר שכבר יש לו מתג סיבובי, אז רציתי סגנון אחר כדי להימנע מטעויות.

מתגי מישוש נמצאים בשפע וזולים, ויש לי עומס מפורק מדברים שונים, כך שהם נראו הבחירה הטבעית לשימוש. כפכף משושה מסוג D, 74HC174, מבצע את פונקציית השיבוץ בצורה יפה בעזרת כמה דיודות. אולי שבב אחר יכול לעשות עבודה טובה יותר אבל ה- 174 הוא מאוד זול והדיודות היו בחינם (משיכות לוח)

יש צורך גם בכמה נגדים, וקבלים כדי לבטל את הקפצת המתגים (בגרסה הראשונה) ולספק איפוס מופעל. מאז גיליתי כי על ידי הגדלת קבל עיכוב השעון, אין צורך בקבלי ניתוק המתג.

הסימולציה "interlock.circ" פועלת ב- Logisim, אותה תוכל להוריד כאן: https://www.cburch.com/logisim/ (לצערי כבר לא בפיתוח).

יצרתי 2 גרסאות משופרות של המעגל, בראשון רק קבלים הניתוק מוסרים. בשני, נוסף טרנזיסטור כדי לאפשר את הפעלת אחד הלחצנים בזמן ההפעלה בזמן, ונותן הגדרת ברירת מחדל.

אספקה

• 1x 74HC174
• 6x מתגים מישוש או סוג אחר של מתג רגעי
• נגדים 7x 10k. אלה יכולים להיות SIL או DIL ארוזים עם מסוף משותף. השתמשתי בשתי חבילות המכילות 4 נגדים כל אחת.
• קבלים 6x 100n - הערך המדויק אינו חשוב.
• נגד 1x 47k
• קבל 1 x 100n, ערך מינימלי. השתמש בכל דבר עד 1u.
• מכשירי פלט, למשל מסכות קטנות או נוריות LED
• חומרים להרכבת מעגלים

שלב 1: בנייה

הרכיבו בשיטה המועדפת עליכם. השתמשתי בלוח מחורר דו צדדי. זה יהיה קל יותר לעשות עם שבב ארוז DIL חור, אבל לעתים קרובות אני מקבל מכשירים SOIC כי הם בדרך כלל הרבה יותר זולים.

אז עם מכשיר DIL, אתה לא צריך לעשות שום דבר מיוחד, פשוט חבר אותו וחבר אותו.

עבור SOIC, אתה צריך לעשות טריק קטן. כופפו מעט רגליים חלופיות כלפי מעלה כדי שלא ייגעו בלוח. הסיכות הנותרות יהיו במרווח הנכון להתאמת הרפידות שעל הלוח. להלן מדריך כיצד כיפפתי את שלי (UP פירושו כפוף, למטה פירושו לעזוב לבד)

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

כך ניתן לחבר 4 דיודות לרפידות ורק 2 צריכות להיות מחוברות לרגליים מורמות. אבל חלק ממני חושד שזה יהיה טוב יותר להיפך.

הנח את הדיודות לשני צדי השבב והלחם אותן במקומן.

התאם את נגדי המשיכה לכל אחת מכניסות ה- D. השתמשתי בשתי חבילות SIL של 4 נגדים כל אחת, התאם את הנגד הנפתח עבור קלט השעון. אם משתמשים בחבילות SIL, חבר אחד הנגדים החילופיים במקום אחד נפרד

התאם את המתגים שליד הנגדים.

התאימו את קבלים הניתרים למתגים קרוב אליהם כפי שיתאים.

התאם את מכשירי הפלט שלך. השתמשתי בנורות לד לבדיקה והדגמה, אך תוכל להתאים למכשיר אחר לבחירתך לקבל מספר קטבים על כל פלט, למשל.

• אם אתם מתאימים נוריות הם זקוקים רק לנגד הגבלת זרם אחד בחיבור המשותף, שכן רק נורית אחת דולקת בכל פעם!
• אם אתה משתמש במכשירי MOSFET או בהתקנים אחרים, שים לב לכיוון המכשיר. שלא כמו מתג אמיתי, לאות עדיין יש קשר לחיבור 0v של מעגל זה ולכן יש להפנות אליו את טרנזיסטור הפלט.

חברו הכל יחד לפי הסכימה. השתמשתי בחוט מגנט 0.1 מ מ בשביל זה, אולי תעדיף משהו קצת פחות בסדר.

שלב 2: איך זה עובד

סיפקתי 4 גרסאות של הסכימה: המקור עם קבלים מפסיקים של מתגים, עם ובלי פלט פלט, ושתי גרסאות נוספות בהן קבל עיכוב השעון הוגדל, כך שניתוק המתגים הפך להיות מיותר, לבסוף עם התוספת של טרנזיסטור שלמעשה "ילחץ" על אחד הלחצנים כאשר המכשיר מופעל.

המעגל משתמש בכפכפים פשוטים מסוג D עם שעון משותף, בנוחות אתה מקבל 6 כאלה בשבב 74HC174.

השעון וכל אחת מכניסות ה- D של השבב נמשכים לקרקע באמצעות נגד, כך שקלט ברירת המחדל הוא תמיד 0. הדיודות מחוברות כמעגל "חוטי או". אתה יכול להשתמש בשער או 6 כניסות, ואז לא תצטרך להוריד את כניסת השעון, אבל איפה הכיף בזה?

כאשר המעגל מופעל לראשונה, סיכת ה- CLR נמשכת נמוך באמצעות קבל כדי לאפס את השבב. כאשר הקבל נטען, האיפוס מושבת. בחרתי 47k ו- 100nF כדי לתת קבוע זמן בערך פי 5 מזה של מכסי הניתוק המשולבים ולהוריד נגדים המשמשים למתגים.

כאשר אתה לוחץ על כפתור, הוא מכניס לוגיקה 1 לכניסת D שאליה היא מחוברת ובאמצעות דיודה מפעילה את השעון בו זמנית. זה "משעבד" את ה -1, מה שהופך את פלט ה- Q לעלות גבוה.

כאשר הכפתור משתחרר, ההיגיון 1 מאוחסן בכפכף, כך שפלט ה- Q נשאר גבוה.

כאשר אתה לוחץ על כפתור אחר, אותה השפעה מתרחשת על הכפכף שאליו הוא מחובר, אבל מכיוון שהשעונים משותפים, זה שיש לו 1 על הפלט כבר שעון ב 0, אז זה פלט Q הולך נָמוּך.

מכיוון שהמתגים סובלים מהקפצת מגע, כאשר אתה לוחץ ומשחרר אחד אתה לא מקבל 0 מסודר ואז 1 ואז 0, אתה מקבל זרם של 1 ו 0 אקראיים, מה שהופך את המעגל לבלתי צפוי. אתה יכול למצוא מעגל ניתוק מתג הגון כאן:

בסופו של דבר גיליתי שעם קבל עיכוב שעון מספיק גדול, אין צורך בהפסקת מתגים בודדים.

פלט ה- Q של כל כפכף עולה גבוה כאשר לוחצים על הכפתור שלו, והפלט של ה- Q לא יורד. אתה יכול להשתמש בזה כדי לשלוט ב- N או P MOSFET, בהתייחס לרכבת החשמל הנמוכה או הגבוהה, בהתאמה. כאשר העומס מחובר לטמיון של כל טרנזיסטור, מקורו בדרך כלל יהיה מחובר ל- 0v או למסילת הכוח, בהתאם לקוטביות, אולם הוא יפעל כמתג המתייחס לנקודה אחרת, כל עוד יש לו מרווח פנייה לסירוגין.

התרשים הסופי מציג טרנזיסטור PNP המחובר לאחת מכניסות ה- D. הרעיון הוא שכאשר מופעל כוח, הקבל בבסיס הטרנזיסטור נטען עד שהוא מגיע לנקודה שבה הטרנזיסטור מתנהל. מכיוון שאין משוב, אספן הטרנזיסטור משנה את המצב מהר מאוד, ויוצר דופק שיכול להגדיר את קלט ה- D גבוה ולהפעיל את השעון. מכיוון שהוא מחובר למעגל באמצעות קבלים, קלט D חוזר למצב נמוך ואינו מושפע באופן ניכר בפעולה רגילה.

שלב 3: יתרונות וחסרונות

לאחר שבניתי את המעגל הזה תהיתי אם כדאי לעשות זאת. המטרה הייתה להשיג פונקציונליות כפתור רדיו ללא עלות המתגים ומסגרת ההרכבה, אולם ברגע שנוספו הנגדים הנפתחים והקבלים המפגינים, מצאתי את זה קצת יותר מורכב ממה שהייתי רוצה.

מתגים משתלבים אמיתיים לא שוכחים איזה מתג נלחץ כאשר הכוח נכבה, אך עם מעגל זה הוא תמיד יחזור להגדרת ברירת המחדל של "אין", או ברירת מחדל קבועה.

דרך פשוטה יותר לעשות את אותו הדבר תהיה שימוש במיקרו -בקר, ואין לי ספק שמישהו יצביע על זה בתגובות.

הבעיה בשימוש במיקרו היא שאתה צריך לתכנת אותו. כמו כן, עליך שיהיו לך מספיק סיכות לכל הכניסות והיציאות הדרושות לך, או שיהיה לך מפענח כדי ליצור אותן, מה שמוסיף באופן מיידי שבב נוסף.

כל החלקים למעגל זה זולים מאוד או בחינם. בנק של 6 מתגים משתלבים ב- eBay עולה (בזמן הכתיבה) 3.77 ליש ט. אוקיי אז זה לא הרבה, אבל 74HC174 שלי עלה 9 פני וכבר היו לי את כל החלקים האחרים, שהם זולים או בחינם בכל מקרה.

כמות המגעים המינימלית שאתה מקבל בדרך כלל עם מתג נעילה מכני היא DPDT, אבל אתה יכול בקלות להשיג יותר. אם אתה רוצה יותר "אנשי קשר" עם מעגל זה, עליך להוסיף עוד התקני פלט, בדרך כלל פוסטים.

יתרון אחד גדול בהשוואה למתגים משתלבים סטנדרטיים הוא שאתה יכול להשתמש בכל סוג של מתגים רגעיים, הממוקמים בכל מקום שתרצה, או אפילו להניע את הכניסות מאות אחר לגמרי.

אם אתה מוסיף טרנזיסטור mosfet לכל אחד מהיציאות של המעגל הזה, אתה מקבל פלט SPCO, חוץ מזה שהוא אפילו לא כל כך טוב, כי אתה יכול לחבר אותו רק בדרך אחת. חבר את זה לכיוון השני ותקבל דיודה עם ממש מתח נמוך.

מצד שני, אתה יכול להוסיף הרבה mosfets לפלט לפני שהוא עומס, כך שתוכל לקבל מספר קטבים באופן שרירותי. על ידי שימוש בזוגות מסוג P ו- N, תוכל גם ליצור פלט דו כיווני, אך הדבר גם מוסיף מורכבות. אתה יכול גם להשתמש ביציאות ה- not-Q של הכפכפים, מה שנותן לך פעולה חלופית. כך שיש פוטנציאל רב של גמישות במעגל זה, אם לא אכפת לך מהמורכבות הנוספת.