Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Diody migające na przemian - nietypowy problem

Foxik20 22 Nov 2009 23:27 5331 19
Tespol
  • #1
    Foxik20
    Level 16  
    Witam wszystkich!

    Myślicie pewnie, że jestem kolejnym z tych, którzy zakładają temat, który wałkowany był już kilka razy? Możliwe...
    ... ale mój problemik polega na czym innym.

    Buduję model zdalnie sterowanej łodzi policyjnej i potrzebuję pomocy w zaprojektowaniu układu, który sterowałby migotaniem diod.
    Wszystko wyglądałoby fajnie, gdybym nie potrzebował podwójnych mrugnięć na stronę. Chodzi mi oczywiście, aby najpierw jedna strona mignęła 2 razy, a następnie druga 2 i tak w koło Macieju.

    Potrzebuję około 3-6 diod na stronę, także myślę, że większych kłopotów z ich zasilaniem nie będzie.

    Niedaleko mojej miejscowości znajduje się sklep elektroniczny, gdzie mogę zakupić potrzebne elementy, ale zależy mi na jak największym uproszczeniu całości oraz nieużywania mikro-kontrolerów które trzeba by było programować, gdyż tego nie potrafię.
    Gdyby się udało wykonać ten projekt na układzie ne555, to by było fajnie, bo robiłem już na nim układ pod kierunkowskazy do motoru kolegi. Wiadomo, tam były regularne migotania, bez żadnych "wymysłów".

    Pozdrawiam i czekam na odpowiedzi
    Łukasz
  • Tespol
  • #2
    yogi009
    Level 43  
    A gdyby tak zrobić układ kolejno mrugających czterech diód ? I teraz sobie ustalimy, że na lewej burcie masz diodę 1 i 2, a na prawej 3 i 4. Podwajamy co prawda liczbę diod, ale upraszczamy schemat, nie ma tu żadnych programowalnych elementów, jest tylko licznik do 4. Oczywiście zamiast diody nr 1 możesz dać zespół złożony z kilku. Czy takie rozwiązanie wchodzi w grę ?

    Tu masz fajnie opisane liczniki zbudowane na cyfrowych bramkach:

    Moderated By Dzimi:

    Link nieaktywny-usunięty. Zgłoszone raportem.



    ale widziałem też proste schematy na tranzystorach (w tej chwili nie mogę tego odszukać).
  • Tespol
  • #4
    Foxik20
    Level 16  
    Dziękuję za szybką odpowiedź.

    Obydwa sposoby mi się podobają, lecz nie wiem, czy układ który został przedstawiony w schemacie eklarda będzie łatwo dostępny. Osobiście nie zagłębiam się aż tak w układy scalone, także chciałbym się dowiedzieć, jak jest u innych z kupnem do tego układu.
    Niewątpliwie byłbym w stanie zmontować taki układzik, tylko mam kilka pytań co do niego.

    Na zdjęciu złożonego już układu widzimy dwa układy scalone, a na schemacie jest jeden. Dlaczego tak?
    Do tego, czym są elementy U1A... U1D oraz jak się konkretnie nazywa "główny" układ, bo tam nazwany jest jako U2 4017, a nie chciałbym wyjść na debila, mówiąc sprzedawcy jakimś niezrozumiałym szyfrem czy kodem... :)

    Pozdrawiam
  • #5
    prezeswal
    VIP Meritorious for electroda.pl
    I podobne rozwiązanie w temacie:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=7283132#7283132
    Ponieważ temat jest w koszu i może niedługo "zniknąć" - załączam sam schemat:
    Diody migające na przemian - nietypowy problem
    Powyższy układ jest bardziej "elastyczny" - umożliwia np. uzyskanie przerwy między błyskami obu par diod (jeśli to oczywiście jest potrzebne :D ).
    Pozdrawiam.
  • #6
    maciej113
    Level 14  
    Układy na zdjęciu są 2 dlatego że jeden to bramki NOR a drugi to cały układ sterujący (4017)
  • #7
    Foxik20
    Level 16  
    Dziękuję za podpowiedzi, na pewno się przydadzą, tylko chcę jeszcze wiedzieć, dla świętego spokoju, czym są w układzie elementy U1A itd.

    Aha, jeżeli mówisz, że będzie możliwa regulacja czasu przerwy pomiędzy mignięciami, to jak tego dokonać?
    Jest jakiś program-kalkulator, dzięki któremu można obliczyć potrzebne parametry oporników.
    Jeżeli takowy ktoś posiada, to chciałbym, aby jeden cały cykl mrugnięć zamknął się w około 3/4 sekundy, a odstępy pomiędzy mrugnięciami stron były 2 razy dłuższe od odstępu pomiędzy podwójnym mrugnięciem strony.
    Jeżeli dla kogoś jest to niezrozumiałe załączam filmik z efektem, jaki chcę osiągnąć:
    http://www.youtube.com/watch?v=Sf_Fw_PpnLo&feature=related
    Oczywiście biorę pod uwagę dolne lampy. Czas przerwy pomiędzy mrugnięciami stron mi odpowiada, tylko czas pomiędzy (podwójnym) mignięciem jednej strony mógłby być nieco dłuższy.

    Pozdrawiam
  • #8
    prezeswal
    VIP Meritorious for electroda.pl
    Foxik20 wrote:
    tylko chcę jeszcze wiedzieć, dla świętego spokoju, czym są w układzie elementy U1A itd.

    Szanowny Kolego!
    Nawet w piaskownicy trzeba wiedzieć, jak używać łopatki i wiaderka (pozostając w konwencji tytułu tego działu) :D
    Wykaż trochę inwencji i zajrzyj przynajmniej do katalogów, zobacz co to jest CD4093 (cztery dwu wejściowe bramki NAND z wejściem Schmitta) i CD4017 (dziesiętny licznik pierścieniowy). Jeśli zaś nie chcesz (z jakichś powodów) tego zrobić, to żadne wyjaśnienia nic tu nie pomogą.
    Pozdrawiam.

    ps. możesz jeszcze zlutować układ o nic nie pytając i zobaczyć, jak działa, ale znacznie pożyteczniejsza będzie próba zrozumienia (na podstawie przeczytanej literatury podstawowej) jak to działa :D
  • #9
    Foxik20
    Level 16  
    Witam.

    Poszukałem co nieco i chciałbym się upewnić, czy wybrałem dobre części. Niby oznaczenia się zgadzają, ale na wszelki wypadek chciałbym się upewnić.
    U2 4017 - Link do sklepu
    Układ 4001 - Link do sklepu
    Aha, żeby było jasne, mówiliście, że jest jakaś możliwość aby regulować czasy mrugnięć pomiędzy bramkami itp.
    W jaki sposób się je określa??
    A co do tych tajemniczych 4 elementów, to już wszystko jasne :)
    Są one tylko wydzielone z całego układu, aby uprościć schemat na papierze.

    Pozdrawiam
  • #10
    Jaduda
    Level 32  
    Foxik20 wrote:
    U2 4017 - Link do sklepu
    Ok
    Foxik20 wrote:
    Układ 4001 - Link do sklepu
    Skąd go wiozłeś, jak na schemacie jest 4093?
    Pewnie maciej113 Cie zmylił :)
    maciej113 wrote:
    Układy na zdjęciu są 2 dlatego że jeden to bramki NOR a drugi to cały układ sterujący (4017)
    Na schemacie są bramki NAND, a nie NOR.
  • #11
    prezeswal
    VIP Meritorious for electroda.pl
    Na schemacie z odnośnika kol. elkard narysowane są symbole bramek NAND, układ nazwany 4001 - czyli bramki NOR (i takie powinny być narysowane) - więc nic dziwnego, że mniej doświadczony użytkownik może się pogubić :D
  • #12
    Paweł Es.
    VIP Meritorious for electroda.pl
    Te elementy to tzw. bramki. Zależnie od typu to dają one na wyjściu stan wysoki przy różnej kombinacji sygnałów wejściowych. Sygnały na wejściach są dwustanowe albo jest stan niski (napięcie na poziomie masy) lub wysoki (napięcie na poziomie napięcia zasilania). Bramki mają przeważnie 2,3, 4 lub 8 wejść.

    Inwerter (NOT) daje na wyjściu zawsze stan przeciwny do stanu wejściowego.

    Bramka AND daje stan wysoki tylko jak na WSZYSTKICH wejściach ma stan wysoki.
    Bramka NAND (AND+NOT) daje stan NISKI tylko jak na WSZYSTKICH wejściach ma stan wysoki.

    ogólnie bramki AND służą do wykrywania jednoczesnego spełnienia warunków wejściowych.

    Bramka OR daje stan wysoki jeżeli PRZYNAJMNIEJ na jednym wejściu jest stan wysoki.
    Bramka NOR (OR+NOT) daje stan NISKI jeżeli PRZYNAJMNIEJ na jednym wejściu jest stan wysoki

    bramki OR służą do wykrywania, że w ogóle pojawił się jakiś sygnał.

    Bramka XOR (ma zawsze 2 wejścia) - daje na wyjściu stan WYSOKIi jeżeli stany na wejściach są RÓŻNE (L,H lub H,L).

    Bramka XNOR (XOR+NOT) daje na wyjściu stan WYSOKI jeżeli na wejściach są stany IDENTYCZNE (L,L lub H,H).

    Dla układów wykonanych w technologii CMOS, przeważnie:

    stan niski (oznaczany L, Low lub 0) oznacza napięcie w pobliżu 0V ale nie więcej niż 30% napięcia zasilania układu (by nie było błędnej interpretacji stanu).

    stan wysoki (oznaczany H, High lub 1) oznacza napięcie w pobliżu Udd (napięcie zasilania układu CMOS) ale nie mniej niż 70% Vdd.

    Przedziału napięć w zakresie 30% do 70% Udd należy unikać, bo bramka może działać niepoprawnie (nieuszkodzi się ale nie będzie pewności czy zadziała poprawnie).

    Bramki CMOS mają bardzo dużą rezystancję wejściową co powoduje, że mogą łapać zakłócenia jeżeli nie będą odpowiednio podłączone. Niewykorzystane wejścia bramek należy podłączać do ustalonego stanu l0gicznego (L=Masa lub H=Udd).

    W przypadku bramek AND i NAND niewykorzystane wejścia przyłączamy do stanu wysokiego, jeżeli bramka jest do czegoś używana lub do dowolnego, jeżeli nie jest wykorzystana.

    W przypadku bramek OR i NOR niewykorzystane wejścia przyłączamy do stanu NISKIEGO, jeżeli bramka jest do czegoś używana lub do dowolnego (L lub H, który jest wygodniej uzyskać), jeżeli nie jest wykorzystana.

    Ponieważ obudowy układów scalonych są przeważnie 14 lub 16 nóżkowe, to po odliczeniu 2 końcówek na zasilanie, w pojedyńczej "kostce" może być różna ilość bramek (zależnie od ilości wejść pojedyńczej bramki), a więc może być:

    6 inwerterów
    4 bramki dwuwejściowe
    3 bramki 3 wejściowe
    2 bramki 4 wejściowe
    1 bramka 8 wejściowa (tu tylko bramki NOR i NAND mają po tyle wejść)

    Układy różnych producentów mogą się różnić opisem na układzie ale mają to samo działanie

    np. 4001 można spotkać z oznaczeniem:

    CD4011 (Fairchild, Texas Instruments)
    HEF4011 (Philips Semiconductor obecnie jako firma NXP)
    MC14011 (dawniej Motorola obecnie ON Semiconductor)
    TC4011 (Toshiba)

    To tak w skrócie.

    Układ 4017 jest licznikiem dziesiętnym z dobudowanym dekoderem dającym 1 na wyjściu odpowiadającym aktualnemu stanowi licznika (przy kolejnych impulsach na wejściu zliczającym na kolejnych wyjściach pojawiają się stany wysokie (1) a na pozostałych są stany niskie.

    W prezentowanym wcześniej układzie bramki NOR wykrywają jedynki na odpowiednich wyjściach licznika dając stany niskie na wyjściu. Liczniki liczy:

    0-LEWA
    1-
    2-LEWA
    3-
    4-PRAWA
    5-
    6-PRAWA
    7

    Tu następuje powrót do początku cyklu i licznik znów liczy od 0. Ponieważ "surowy" licznik liczy od 0 do 9 to trzeba skrócić cykl jego pracy, uzyskuje się to przez bezpośrednie połączenie wyjścia 8 licznika do wejścia zerującego licznika 4017 (przy 8 impulsie wejściowym licznik na ułamek sekundy ustawia się w stan 8 ale jednocześnie ten stan wysoki powoduje wyzerowanie licznika.

    Należy pamiętać, że układy 4001 i 4017 wymagają podłączenia zasilania:

    4001 masa do nóżki 7, zasilanie do nóżki 14

    http://www.doctronics.co.uk/4001.htm

    4017 masa do nóżki 8, zasilanie do nóżki 16

    Tu są rysunki pokazujące jak liczyć końcówki (to jest widok z góry)

    http://rafa.am.gdynia.pl/~czarny/edukacja/cmos_4017.htm


    Czasy mrugnięć i przerw między nimi zależą od częstotliwości generatora taktującego licznik 4017, zmieniając tę częstotliwość zmieniamy te czasy (większa częstotliwość -> krótsze czasy)
  • #13
    elkard
    Level 36  
    O zależy o który schemat chodzi.
    Na schemacie z podanego przeze mnie linku jest właśnie układ 4001. Ale nie zmienia to faktu, że są to też bramki NAND a nie NOR, tyle że nie z wejściem schmita.

    Edit.
    Właśnie to już kolega prezeswal przed chwilą wyjaśnił.
  • #14
    prezeswal
    VIP Meritorious for electroda.pl
    elkard wrote:
    O zależy o który schemat chodzi.
    Na schemacie z podanego przeze mnie linku jest właśnie układ 4001. Ale nie zmienia to faktu, że są to też bramki NAND a nie NOR, tyle że nie z wejściem schmita.

    CD4001 to są bramki NOR i takie muszą być :!: :D
  • #15
    elkard
    Level 36  
    prezeswal wrote:
    elkard wrote:
    O zależy o który schemat chodzi.
    Na schemacie z podanego przeze mnie linku jest właśnie układ 4001. Ale nie zmienia to faktu, że są to też bramki NAND a nie NOR, tyle że nie z wejściem schmita.

    CD4001 to są bramki NOR i takie muszą być :!: :D


    Zgadza się. Po prostu na schemacie jest błąd stąd taka zmyłka.
  • #16
    Foxik20
    Level 16  
    Jaduda wrote:
    Skąd go wiozłeś, jak na schemacie jest 4093?

    Chyba patrzymy na całkiem oddzielne schematy :) Link Wykonuję ten :wink:

    Mam jeszcze małe pytanie co do obliczania, bo nie do końca wiem, gdzie to się robi. Na stronie podane są dane dotyczące ogólnych informacji na temat licznika oraz wykres czasowy na wyjściach układu.

    Piszę dlatego, bo chciałbym już jutro zakupić potrzebne elementy, żeby wszystko działało wg moich oczekiwań.

    Pozdrawiam
  • #17
    elkard
    Level 36  
    O częstotliwości przełączania diod decydują wartości elementów C1, R1 i R2. Najlepiej zastosuj takie wartości jak podano na schemacie. A ewentualnie później rozważysz ich dobór gdy zobaczysz jaki jest efekt.
    Ja bym jednak zwrócił uwagę na inny problem. Mianowicie rozwiązanie to nie zapewnia świecenia diod z ich nominalną jasnością z racji ograniczonego prądu wyjściowego zastosowanych bramek. Aby uzyskać nominalny prąd przewodzenia diod LED należało by jeszcze zastosować po tranzystorze dla każdej z diod. Coś podobnie jak w tym schemacie kol. prezeswal.
  • #18
    Foxik20
    Level 16  
    Czyli mam rozumieć, że jak mam po 4 diody na bramkę, to do każdej muszę podpiąć tranzystor wzmacniający, czy można jeden na cały pakiet LED'ów?
    A co do podłączenia, to w przypadku schematu, na którym bazuję to C od tranzystora ma iść do + napięcia, B ma iść odpowiednio do 3 oraz 4 w układzie 4001, a E do + diod ?
    Jeżeli kłamię, to proszę o nakierowanie na poprawną drogę...

    Cały układ, zasilałbym napięciem 9V z baterii, a czytałem w w/w temacie, że parametry oporników R5-R9 zależą od napięcia, także od czego się oblicza ich oporności? Co bierze się bierze do obliczania oprócz napięcia zasilania?

    Mógłbym pójść po najmniejszej linii oporu, zostać typem "pasożyta" , ale chciałbym wiedzieć co się skąd bierze i dlaczego :)

    Pozdrawiam
  • #19
    Foxik20
    Level 16  
    Witam :)

    Układ już zmontowany, ale nie działa zbyt dobrze... Diody tylko się świecą, a o mruganiu to im się nie śni :)
    Mój problem podlega na jednej części w schemacie, a dokładnie z wyściem 13 w układzie 4017. Jest tam taka sama kropka jak przy dojściu zasilania oraz przy oddzielnym schemacie złożonym z 2 kondensatorów. I co z tym fantem zrobić? Jak to wszystko powinno wyglądać po złożeniu? Chodzi mi oczywiście o schemat podłączenia :)
    Czy może mi ktoś w tym pomóc?
    PS. Po próbach i błędach, doszedłem, że bez tranzystorów wzmacniających, idealnie świecą się diody po jednej na stronę.

    Pozdrawiam i czekam na odpowiedź.
  • #20
    huluk
    Level 32  
    W kwestii mrugania i wejścia 13 w 4017:

    Kropka oznacza negację sygnału - jest to wejście oznaczone jako ClockEnable czyli sygnalizujące układowi czy ma zliczać czy się wstrzymać. Zanegowanie oznacza, że układ będzie liczył przy stanie logicznym 0 a wstrzymywał liczenie przy stanie 1. Ponieważ ma wymuszone logiczne 0 - układ powinien liczyć cały czas. Możesz sprawdzić działanie obu części układu poprzez odłączenie wejścia Clock układu 4017 (nóżka 14) i sprawdzić, czy zwieranie i rozwieranie go z masą będzie powodować liczenie czyli "miganie" LEDów, oraz - osobno - podłączyć miernik stanów logicznych lub diodę z opornikiem (bądź oscyloskop - jeśli posiadasz) do wyjścia 10 układu 4001 (połączonego z kondensatorem) i sprawdzić czy występuje tam sygnał prostokątny (możesz zwiększyć wartość C1 w celu lepszej obserwacji).