Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Migające światło w modelu latarni morskiej

M9781 06 Paź 2017 23:10 936 15
  • #1 06 Paź 2017 23:10
    M9781
    Poziom 3  

    Cześć! Chcę odwzorować charakterystykę świecenia pewnej latarni morskiej (buduję model :D). Przekopałem forum, pogłówkowałem i zasymulowałem sobie w Circuit Wizard obwód na bazie trzech zagnieżdżonych w sobie multiwibratorów. Ustalając wartości na kondensatorach elektrolitycznych chciałem uzyskać odpowiednie czasy świecenia i zaciemnienia dwóch LEDów. Niestety okazało się, że:

    - świecenie i zaciemnienie LEDów jest niezsynchronizowane i niestabilne. Nawet jeśli czasy świeceń i zaciemnień się zgadzają, to niestety nie następują po sobie w ustalonej kolejności.
    -‎ Po sprawdzeniu tego samego obwodu w Crocodile Technology niektóre elementy "eksplodowały". 😀 LEDy - okej. Źle dobrałem rezystory. Ale nie wiem, dlaczego kondensatory ulegają uszkodzeniu.

    Stąd mam pytanie. Czy da się w ogóle użyć multiwibratorów, gdy chce się uzyskać różne, zsynchronizowane czasy zaciemnienia i świecenia? Mam podejrzenie, że obwód zachowuje się dziwnie przez różne pojemności kondensatorów.
    Jeśli nie, to co byście poradzili, żeby uzyskać taki efekt, jak poniżej? Nie wierzę, żeby to było takie trudne, ale nic mi już nie przychodzi do głowy i potrzebuję Waszej pomocy.

    Charakterystyka świecenia latarni:
    białe 1 sek.
    Przerwa 2 sek.
    czerw. 1 sek.
    Przerwa 2 sek.
    białe 1 sek.
    Przerwa 2 sek.
    czerw. 1 sek.
    Przerwa 5 sek.
    -Okres ogólnie: 15 sek.

    Dołączam pliki z CW i CT oraz screeny obwodów. Dzięki wielkie z góry!
    Migające światło w modelu latarni morskiejMigające światło w modelu latarni morskiej

    0 15
  • Pomocny post
    #2 07 Paź 2017 01:34
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Po pierwsze, podłączając kondensator elektrolityczny nie wolno pomylić '+' z '-', bo zwykle już przy paru V w niewłaściwą stronę wysiada.

    Po drugie, takie układy z multiwibratorami na tranzystorach są niezbyt przewidywalne - lepiej to zrobić na dostosowanych do tego układach scalonych. Tylko nie pomyl podłączenia zasilania, bo to je natychmiast uszkadza.

    Prosty, ale mało dokładny sposób: na NE555 robisz generator, który daje przez 1 sekundę '0', i przez 2 sekundy '1'; do niego podłączasz wejście zegarowe licznika CD4022 (albo CD4017), w którym wyjście '5' łączysz z wejściem RESET; wyjścia '1' i '3' łączysz przez oporniki do bazy tranzystora od białego LED-a, wyjścia '2' i '4' też przez oporniki, tylko od czerwonego LED-a; wyjść '0', '6', '7' (oraz '8' i '9' dla CD4017) nie używasz.

    Generator na NE555 można by zrobić według standardowego schematu z noty katalogowej, np. używając dwóch oporników 15k i kondensatora 100uF (ale takie kondensatory są chyba tylko elektrolityczne, a one są mało dokładne, pisze na nim 100uF, a może mieć np. 70uF, albo i 200uF, a na dodatek to się zmienia w czasie), albo oporników 150k (a to już trochę dużo dla NE555, może działać mniej stabilnie) i kondensatora 10uF (taki już można znaleźć MKSE, jest dużo stabilniejszy) - teoretycznie to powinno dać czasy 1.04 i 2.08 sekundy. Bywały kondensatory papierowe 25uF, można by użyć takiego z opornikami 56k, wyjdą czasy 0.97 i 1.94 sekundy (i trzeba się liczyć z błędem pojemności 10%, oporników 5%...).

    Tranzystory NPN małej mocy (BC108 mogą być, ale ich teraz raczej nie znajdziesz w sklepie, zastąpiono je przez BC548), przy zasilaniu 9V oporniki baza-wyjście CD4022 mogą być ze 30k, emitery do masy, w kolektorze LED i opornik 400-500R.

    Można generator zrobić na CD4060, to pozwoli uniknąć stosowania dużych pojemności, bo ten układ dzieli generowaną częstotliwość - można by dobrać oporniki i kondensator tak (np. C=10nF, R1=5k6), by uzyskać podstawową częstotliwość 8192Hz i dwa ostatnie wyjścia dzielnika połączyć przez zwykłe diody z wejściem RESET, żeby liczył 00, 01, 10, a 11 go resetowało. Tylko on ma małą wydajność prądową, więc dojdzie jeszcze jeden tranzystor (NPN).

    A jeszcze jedna możliwość, to uC z odpowiednim programem i uzyskasz taką sekwencję, jaką zaprogramujesz - tylko koszt będzie o parę (a może tylko 1) zł większy, i trzeba będzie napisać program.

    0
  • #3 07 Paź 2017 19:04
    M9781
    Poziom 3  

    Zrobiłem taki układ, jak na zdjęciu. Nie wiem, czy do końca dobrze zrozumiałem instrukcje, bo w Crocodile i w Wizardzie wychodzą nieco inne czasy i brak przerw między świeceniem. Spróbowałem nieco "rozstrzelić" połączenia rezystorów z pinami CD4017, ale rozumiem, że nie o to chodzi. Proszę więc jeszcze o podpowiedź, co należy zrobić, żeby sterować czasem dawania przez generator "0" i "1".
    I jeszcze jedno - zmniejszyłem napięcie do 6V, bo Crocodile alarmował, że przy 9V CD4017 może ulec uszkodzeniu.
    Bardzo dziękuję za radę, bo widzę, że efekt jest już o niebo lepszy niż był wcześniej. :)

    Migające światło w modelu latarni morskiejMigające światło w modelu latarni morskiej

    0
  • Pomocny post
    #4 07 Paź 2017 23:25
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Emitery tych tranzystorów powinny być połączone z pinem 3 NE555, nie z masą - tak, jak podłączyłeś, powinieneś mieć: 3s białe, 3s żółte, 3s białe, 3s żółte, 6s przerwy.

    Z powodu podłączenia RESET do wyjścia '6' (a nie '5') uzyskasz czasy: 1s białe, 2s przerwy, 1s żółte, 2s przerwy, 1s białe, 2s przerwy, 1s żółte, 8s przerwy (a nie 5s).

    0
  • #5 08 Paź 2017 00:08
    M9781
    Poziom 3  

    Woooooow! O to właśnie chodziło! Teraz wszystko działa genialnie! Dziękuję Ci, bardzo mi pomogłeś. Mogę przystąpić do wykonania!
    Ostatecznie mój obwód będzie wyglądał tak, jak na screenie.

    Migające światło w modelu latarni morskiej

    0
  • #6 08 Paź 2017 00:43
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Jeszcze dwie uwagi: (1) CD4017, czy CD4022 można zasilać napięciem do 16V (a może i ciut więcej), natomiast np. 74HC4017 tylko 6V (ta sama funkcja logiczna, ale inna technologia, inne parametry elektryczne); (2) prąd wejścia TRIG NE555 jest (w/g noty Philipsa) typowo 0.5uA, maksymalny 2uA (THR tylko do 0.25uA) - może on zmienić napięcie kondensatora 10uF do 0.2V na sekundę, a przez to zmienić czasy (nie wyjdą 1:2, dłuższy będzie skrócony, krótszy wydłużony, i suma będzie nieco inna - do 10% mniejsza, w skrajnym przypadku czasy mogą wyjść 1.1s i 1.6s zamiast 1.0s i 2.0s).

    0
  • #7 09 Paź 2017 15:28
    M9781
    Poziom 3  

    Dzięki za wskazówki ;) Niestety mam jeszcze jeden problem. Przejrzałem sklepy elektryczne u mnie w okolicy i niestety nigdzie nie mają MKT o pojemności 10uF. Mają za to 1 i 2.2 uF. Facet mi powiedział, że mógłbym zastosować mniejszy kondensator 1uF, ale proporcjonalnie większe rezystory. Czy obwód "uciągnie" rezystory 1,5 MOhm? Czy spróbować użyć czegoś jeszcze innego?
    Z tego modelu nie będę strzelać, więc te czasy nie muszą być aż tak bardzo dokładne do części setnych sekundy. Byleby była zachowana sekwencja ;)

    0
  • #8 09 Paź 2017 19:04
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Działanie zwykłego NE555 z opornikami 1.5M jest bardzo wątpliwe - a nawet z kondensatorem 2.2uF i opornikami 680k dość niepewne, czasy mogą już bardzo różnić się od planowanych. Myślę, że można wziąć pod uwagę takie możliwości:
    1) zrezygnować z sekwencji 1w-2-1r-2-1w-2-1r-5, zrobić zamiast tego 1w-1-1r-1-1w-1-1r-3, bo z dużymi opornikami i tak może wyjść tak, że "przerwa 2 sekundy" zrobi się krótsza od "świecenia 1 sekundę", a ta druga sekwencja pozwala na nieco prostszy układ i pewność, że czasy będą w podanej proporcji;
    2) zastosować NE555 w wersji CMOS (niestety o ładnych parę zł droższa, ale jej megaomy niestraszne, schemat taki sam, tylko nieco brudu może zakłócić działanie - bo łatwiej o to, żeby odrobina brudu przewodziła prądy porównywalne z tymi, które będą płynąć przez megaomowe oporniki - ale to jeszcze nie wymaga specjalnych technik *);
    3) użyć CD4060, który pozwoli pozwoli uzyskać proponowane proporcje czasów przy zastosowaniu niewielkich pojemności bez megaomowych oporników - tanio i dokładniej.

    *) Robiłem dwa układy, przy których mi zależało na dokładności przy dużych opornościach - niektóre połączenia robiłem poza płytką, bo nie miałem dość dobrego materiału izolacyjnego - jeden to był generator RC o okresie minuty, który miał być dokładny (i jedno połączenie zrobiłem w powietrzu), drugi to miernik, który m mierzyłem ułamki pikoampera. W twoim układzie będą prądy miliony razy większe, więc wpływ przewodzenia płytki drukowanej mniejszy, ale może lepiej nie używać najtańszej bakelitowo-papierowej, a z czegoś lepszego - spokojnie powinna wystarczyć z FR4, a nie jest dużo droższa.

    Kondensator to ja bym miał i 25uF, tyle że stary papierowy (ale mam nadzieję, że w pełni sprawny), i nieco duży - mniej więcej rozmiar kostki mydła do prania. Ale musiałbym poszukać, i byłby problem z wysyłką - bo i poczta nieco kosztuje, i jest robota z pakowaniem, i trzeba iść na pocztę... Kondensatory 10uF miałem MKSE (jednego użyłem w tym generatorze RC), one były mniejsze (rozmiar pudełka zapałek), więc trudno będzie odnaleźć. Dużo łatwiej kupić CD4060 i przeczytać w nocie katalogowej, jak należy go podłączyć, żeby generował potrzebną częstotliwość, i co będzie na którym wyjściu.

    0
  • #9 10 Paź 2017 01:07
    M9781
    Poziom 3  

    Dobrze, że się upewniłem. Jeszcze raz dziękuję za pomoc! Przeszukałem nieco więcej sklepów i chcę dopytać o jedną rzecz. Czy mogę wpiąć równolegle dwa mniejsze kondensatory MKSE o pojemności 4,7uF (takie znalazłem) i uzyskam wtedy normalnie łączną pojemność 9,4 uF? Są jakieś przeciwwskazania? Gdyby nie było, mógłbym zastosować po prostu mniejsze rezystory 140/150 kOhm, zwykły NE555, CD4017 i sprawa załatwiona.

    0
  • #10 10 Paź 2017 11:31
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Można, jak najbardziej. Albo można by użyć i jednego (z opornikami 300k, może nawet 330k), oraz w razie potrzeby tranzystora (chyba PNP, jakiś BC557) w układzie wtórnika emiterowego do zmniejszenia prądu wejścia NE555.

    0
  • #11 12 Paź 2017 00:17
    krru
    Poziom 32  

    A nie można przenieść się na dalsze bity 4017 i dać zegar kilkukrotnie szybszy? Wtedy wymagane pojemności będą odpowiednio mniejsze.

    0
  • #12 12 Paź 2017 01:07
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Mało mamy tych bitów, tylko 10 - od biedy można zrobić zegar 2X szybszy, skoro czasy świecenia są krótsze od przerw, to nawet nie trzeba będzie wykorzystywać więcej sygnałów wyjściowych, wystarczy pominąć wyjścia nieparzyste. Ale... trzeba będzie odwrócić polaryzację wyjścia NE555 (załatwi to tranzystor NPN + opornik wyjście NE555 - baza tranzystora), żeby mieć '1' przez 1/3 czasu, '0' przez 2/3 (sam NE555 daje '1' dłużej, niż '0'), potrzebny będzie okres 1.5 sekundy, '0' przez 1 sekundę (i wtedy LED będzie świecił), '1' przez 0.5 sekundy, a potem przez 1.5 sekundy '1' na CD4022 będzie na wyjściu nieparzystym, dając w sumie 2 sekundy przerwy.

    0
  • #13 12 Paź 2017 01:23
    gumisie
    Poziom 38  

    M9781 napisał:
    Ostatecznie mój obwód będzie wyglądał tak, jak na screenie.

    Migające światło w modelu latarni morskiej
    Emitery Q1, Q2 do pin3 NE555 :?: . :!: To chyba coś nie tak. W celu uzyskania efektu z #1 w oparciu na CD4017 użyłbym dwa takie układy połączone "szeregowo".

    0
  • #14 12 Paź 2017 01:59
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Właśnie tak. Przeczytaj cały temat, to może zrozumiesz, dlaczego.

    Hm... można by zaoszczędzić jeden opornik - dać "400R" (chyba spokojnie może być np. 270R przy zasilaniu 6V) między te emitery, a pin3 NE555, zamiast dwóch między LED-y, a +zasilania.

    0
  • #15 12 Paź 2017 02:50
    gumisie
    Poziom 38  

    _jta_ napisał:
    Właśnie tak. Przeczytaj cały temat, to może zrozumiesz,
    Wybacz mnie laikowi, czytam i się pogubiłem, wtórnik emiterowy w przypadku tranzystory npn, emiter podłączamy do wyjścia źródła sygnału (pin.3 NE555) czy do [ masa (-) układu zasilania]. (patrz scren, #5 kol. M9781).
    Pozdrawiam.
    P.S.
    Wszystko zależy od mocy LED jakie kolega autor ma zamiar użyć, te tranzystory mogą okazać się zbędne. 4017 tyle co jeszcze pamiętam ma wyjścia typu "OD".

    0
  • #16 12 Paź 2017 10:39
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Tam nie ma wtórnika emiterowego, emitery nie łączą się z masą, tranzystory działają jako bramki logiczne ('E' and not 'B'). A 4017 ma wyjście CMOS totem-pole. Może już się wyspałeś i ze świeżym umysłem zrozumiesz? Tuż przed 3 rano to rzeczywiście mogło być nieco trudne.

    0