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

Prośba o sprawdzenie układu pulsacji świetlnej

soulreaver1 05 Wrz 2006 14:13 2168 14
  • #1 05 Wrz 2006 14:13
    soulreaver1
    Poziom 21  

    Układ ten zaprojektowałem aby uzyskać efekt pulsacji świetlnej (płynne przygasanie i płynne zapalanie diody led. Problem polega na tym że nie wiem czy układ będzie działał prawidłowo (podczas symulacji w EWB nie działa wcale).Proszę o sprawdzenie układu i wyrażenie opinii na jego temat.

    1 14
  • Pomocny post
    #2 05 Wrz 2006 14:48
    al777
    Poziom 26  

    Układ powinien działać, jeśli R4-R10 będą miały ok. 10x większe wartości, a pomiędzy bazą tranzystora BC107 i masą dołączy się jeszcze jakiś rezystor, np. 1kΩ. R3 zmniejszyłbym ok. 3 razy na początek.
    Jeśli obciążeniem będzie pojedyncza dioda LED, można ją z powodzeniem zasilać z +5V (+12 niepotrzebne).
    To oczywiście tylko moja opinia na temat tego układu, oparta na doświadczeniach z czasu kiedy sam budowałem podobne zabawki.
    Uprzedzam że jasność świecenia LED dość dziwnie zależy od wartości jej prądu (bynajmniej nie jest to zależność liniowa), więc pewnie trzeba będzie poeksperymentować z wartościami R4-R10 żeby to pulsowanie było zgodne z oczekiwaniami.

    1
  • #3 22 Sty 2018 22:22
    negromonte
    Poziom 4  

    Witam, raczkuje w temacie elektroniki, a interesuje mnie zbudowanie układu z pulsującą diodą. Dlatego odkurzam temat. Nie do końca rozumiem ten układ.

    Mam prośbę do uczynnego człowieka o rozpisanie niezbędnych elementów z uwzględnieniem uwag kolegi aI777.

    Na układzie jest jednocześnie zasilanie 12v i 5v. Czy to oznacza, że muszę podpiąć dwa źródła, czy może da się to oblecieć na jednym 5V?

    Układ 7406N ma 14 nóżek., a układzie tylko dwa podłączenia. Do których nóżek podłączać?

    Z góry dziękuję.

    0
  • #4 22 Sty 2018 23:32
    HD-VIDEO
    Poziom 38  

    Tamten schemat pokręcony; Zasilasz z jednego napięcia 5V; 7406 - piny zasilania +5V(14) i masa (7) + wykorzystujesz jedną z bramek układu 7406;resztę wyprowadzeń nie podłączona; 74164 - piny zasilania +5V(14) i masa (7). Schemat jest nie pewny

    To samo, szeroki zakres napięcia, układ łatwo dostępny.
    Link

    lub to samo:
    Link

    0
  • #5 23 Sty 2018 01:28
    _jta_
    Specjalista elektronik

    A może generator na NE555 i wykorzystać napięcie na kondensatorze do sterowania jasnością LED-a? Trzeba by tego LED-a podłączyć przez wtórnik (może nawet tranzystor złożony), żeby mieć małe obciążenie tego kondensatora. Napięcie na kondensatorze zmienia się między 1/3 a 2/3 napięcia zasilania (albo między 50%, a 100% napięcia pinu 5 - można wymusić inne, niż 2/3 zasilania), trzeba tak dobrać ten zakres napięć, żeby dolne było na progu świecenia LED-a.

    Jeszcze wrócę do układu z pierwszego linku: to jest generator "trójkąta" - na zmianę jest narastanie i opadanie napięcia ze stałą szybkością (z NE555 "trójkąt" wyjdzie nieco krzywy); jeśli wyjście użytych wzmacniaczy będzie "rail-to-rail" (od -zasilania do +zasilania), to z zakres zmian napięcia na wyjściu pierwszego wzmacniacza będzie od (1-0.47)*Uz/2 do (1+0.47)*Uz/2 (tu 0.47 to stosunek oporników 47k i 100k przy dolnym wejściu drugiego wzmacniacza); na wyjściu drugiego na zmianę 0 i Uz. Jeśli górna granica możliwości napięcia na wyjściu będzie Uz-1.5 (tak jest dla typowego wzmacniacza), to minimalne napięcie na wyjściu pierwszego wzmacniacza przy Uz=9V będzie 9V/2-0.47*(9V-1.5V-9V/2)=3.09V i dla 2 czerwonych LED-ów będzie spory odcinek czasu, w którym nie będą one świecić (na złączu B-E jest spadek napięcia o ponad 0.6V, a 2.45V na 2 LED-y to mało), może dać wyższe napięcie zasilania? Dla Uz=12V minimalne napięcie na LED-ach wyjdzie około 3.2V, to już lepiej, tylko ponieważ zakres zmian będzie prawie 6V, zamiast opornika 100R przy LED-ach trzeba dać 300R, jeśli prąd LED-ów ma nie przekraczać 20mA. Ewentualnie, można dobierać te oporniki tak, by uzyskać najlepszy efekt - tylko ten "100k" powinien być znacznie (no, może co najmniej 1.5X) większy od tego "47k". Poza tym, może przyda się zmienić pojemność, albo opornik 47k od wyjścia drugiego wzmacniacza, np. zwiększyć jeśli pulsowanie będzie za szybkie.

    Pewną niedogodnością tego jest to, że napięcie na kondensatorze jest przemienne, a kondensatory o takiej pojemności zwykle są elektrolityczne, i one są biegunowe - potrzebują napięcia o określonym znaku. Można połączyć w szereg dwa kondensatory elektrolityczne w przeciwne strony i dodać do nich równoległe diody, żeby nie pozwolić na napięcie w "złą" stronę; można poszukać kondensatora o jak największej pojemności (MKSE widywałem 10uF, papierowe nawet 25uF) i ewentualnie zwiększyć opornik 47k od wyjścia drugiego wzmacniacza; można wybrać wzmacniacz o małym prądzie wejściowym, np. w wejściem FET (TL082 i podobne, albo LF353), wtedy opornik może być dużo większy (choćby 10M), a kondensator odpowiednio mniejszy (150nF).

    Można zamiast dzielnika 47k/47k podającego napięcie Uz/2 na piny 3 i 6 zastosować dwa potencjometry (osobny dla każdego z tych pinów), to pozwoli oddzielnie regulować stusunek szybkości narastania i opadania, oraz średnią wartość napięcia podawanego na bazę tranzystora, żeby móc je dobrać wedle gustu.

    0
  • #6 24 Sty 2018 08:48
    negromonte
    Poziom 4  

    Dziękuję za odpowiedzi. Jak wspomniałem jestem zielony w temacie elektroniki a nawet bladozielony. Dopiero niedawno kupiłem pierwszą płytkę stykową i coś tam zmajstrowałem wg schematu. Dlatego niestety niewiele z tego zrozumiałem. Może lepiej napiszę o co mi chodzi i do czego. Otóż buduję model latarni morskiej , w której chcę zamontować oświetlenie imitujące działanie na prawdziwej latarni. Zrobiłem układ wg schematu z tego wątku: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3037799.html

    Działa ale nie o to mi chodzi. Działanie jest takie, że dioda po prostu włącza się i wyłącza (na obrazku schemat A). Mogę kontrolować częstotliwość (t1).

    Na teraz zależy mi aby zrobić układ, który będzie płynnie rozpalał i przygasał diodę z kontrolą czasu t1 (schemat B). Docelowo chciałbym zbudować układ, w którym można będzie kontrolować 3 parametry (schemat C):
    - szybkość rozświetlania/przygaszania: t1
    - czas pełnego rozświetlenia: t2
    - czas pełnego wygaszenia: t3

    Nie wiem czy takie coś jest osiągalne ale pomarzyć zawsze można.

    W układzie elementem świecącym będzie dioda 3,7V/135mA lub żarówka 5V/60mA. Zasilanie 5V lub 12V.


    Prośba o sprawdzenie układu pulsacji świetlnej

    0
  • #7 24 Sty 2018 10:55
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Osiągalne na pewno jest, kwestia na ile musi być złożony układ, i czy wolisz analogowy (zmienia się napięcie i ono w jakiś sposób steruje jasnością), czy cyfrowy (zmieniają się czasy, sterowanie jasnością robi się przez PWM; w wersji analogowej też można przetwarzać napięcie na PWM, ale w cyfrowej nie uzyskuje się zmiennego napięcia, tylko stany 0/1, a zmieniają się czasy ich trwania).

    W zasadzie, jak masz B, to możesz z niego zrobić C poprzez obcięcie skrajnych napięć - ale to wymaga dodatkowego wzmacniacza, pewnie da się i bez niego - bez regulacji, to pierwszy link z #4, ale bazę tranzystora podłączasz przez opornik (żeby zbytnio nie obciążać kondensatora), i kolektor do zasilania podłączasz przez opornik - to obetnie przebieg od góry, bo opornik ograniczy prąd, obcięcie od dołu uzyskasz, jeśli napięcie będzie schodzić poniżej progu włączenia tranzystora.

    Kiedyś zrobiłem na dwóch WO generator trapezu, ale symetrycznego (był przeznaczony do światła alarmującego, że akcelerator działa i nie należy stać przy pomieszczeniu, w którym on jest, żeby się nie napromieniować - z płynnym sterowaniem żarówką, żeby się za szybko nie przepaliła) - pewnie z małą modyfikacją dałoby się zrobić i asymetryczny. Jakie wartości czasów t1/t2/t3 wchodzą w rachubę?

    Żarówka jest raczej bardzo nieliniowa, przynajmniej przy regulowaniu prądu - przy regulacji napięcia dużo lepiej - a poza tym zmienia barwę (świeci żółto, nawet pomarańczowo).

    0
  • #8 24 Sty 2018 11:43
    negromonte
    Poziom 4  

    Faktycznie z żarówką jest problem barwy przy obniżonym napięciu. Ale z drugiej strony ma pełny kąt świecenia, gdy dioda szerokokątna nie dojdzie nawet do 180 st. Dlatego się waham w tym względzie.

    Czasy to:
    t1 w zakresie 0-2s
    t2, t3 w zakresie 0-10s

    Cały okres to 5-15s (suma: t1 * 2 + t2 + t3)

    Jeśli cyfrowy układ daje większe możliwości sterowania to mile widziany. Z drugiej strony jeśli działa tylko w stanach 0/1 i nie dałby efektu powolnego rozjaśniania i przygaszania to wolę analogowy.

    0
  • #9 24 Sty 2018 13:03
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Cyfrowo: robisz dwa układy generatorów sygnału prostokątnego o nieco różnych częstotliwościach i znacznie różniących się czasach stanu '1' na wyjściu. LED/żarówka ma świecić wtedy, gdy na wyjściach obu generatorów jest '1', a nie świecić, gdy na wyjściu któregokolwiek jest '0'. Jasność zależy od tego, jak się nakładają odcinki z '1': jeśli suma czasów trwania '1' na wyjściach obu generatorów jest mniejsza od okresu, to występuje odcinek czasu, w którym '1' na wyjściu jednego zawsze trafia w '0' na wyjściu drugiego, więc LED/żarówka nie świecą; jeśli czasy trwania '1' są różne, to występuje odcinek czasu, w którym przez cały czas trwania '1' na wyjściu jednego jest '1' na wyjściu drugiego, i wtedy jasność się nie zmienia; jeśli w czasie trwania '1' na wyjściu jednego jest zmiana stanu na wyjściu drugiego, to jasność płynnie się zmienia.

    Niedogodność jest taka, że jeśli okres zmian ma się liczyć w sekundach, to różnica częstotliwości generatorów musi być o ułamek Hz, i musi być stabilna. To jest raczej trudne do uzyskania analogowo, więc trzeba użyć jednego generatora o dużej częstotliwości, i dzielić ją w jednym układzie przez N, w drugim przez N-1 - może zrobić to dla N=2^K przy użyciu liczników binarnych, tylko przy pojawieniu się '1' na ostatnim stopniu w jednym układzie zerować wszystkie stopnie, w drugim ustawiać '1' na wyjściu pierwszego stopnia (w tym celu pierwszy stopień można zrobić na przerzutniku 'D', np. 1/2 CD4013, albo 1/2 74HC74), albo uzyskać podział przez 2^K+1 i 2^K na K-stopniowych licznikach binarnych, ale na pierwszym sygnał końca zliczania opóźniać o 1 cykl zegara przerzutnikiem 'D' i z tym opóźnieniem zerować licznik.

    Tylko jak już cyfrowo, to pewnie wygodniej pisać program na uC, albo minikomputer, niż lutować układy scalone - zwłaszcza, jakby miało ich być dużo. Pytanie, ile ich będzie - np. CD4040 jest 12-stopniowym licznikiem binarnym (wszystkie wyjścia wyprowadzone), CD4020 - 14-stopniowym (brak wyjść 2 i 3, nie będą potrzebne). Może użyć np. 2 CD4020, żeby jeden liczył do 2^14, a drugi po osiągnięciu 2^13 podawał sygnał na przerzutnik D i w następnym cyklu był resetowany, dając cykl o długości 2^13+1, dodatkowy przerzutnik D pozwoli zrobić dodatkowy podział przez 2, żeby mieć cykl 2^14+1 (jeśli ten dodatkowy D też będzie resetowany). Do tego 2 przerzutniki monostabilne (są 2 w CD4528, albo CD4538, drugi jest dokładniejszy) do analogowego odmierzania czasu impulsu (tu dokładność nie jest tak ważna, jak przy częstotliwościach) - w sumie 4 kości + generator sygnału zegarowego + układ wykonawczy (na te dwie rzeczy wystarczy 1 kość CD4094 + MOSFET). Pytanie, czy podział przez 2^14 to nie za dużo (ale można wykorzystać wcześniejsze wyjście CD4020) - dla zegara 4MHz wyjdą sygnały około 240Hz z przesunięciem o 0.25us na cykl, i tych cykli na okres trzeba będzie ponad 16000 - czyli okres byłby powyżej minuty, ta "latarnia morska" dawałaby błysk rzadziej, niż raz na minutę - oczywiście, z możliwością uzyskania np. płynnego rozjaśniania przez 15 sekund, potem świecenia pełną jasnością przez 10 i płynnego ściemniania przez kolejne 15, i potem 25 sekund przerwy do następnego cyklu... Można ograniczyć podział do 2^13 i zaoszczędzić jeden przerzutnik D.

    0
  • #10 24 Sty 2018 16:11
    negromonte
    Poziom 4  

    Cykl ponad minutę to za dużo. Z tego co zrozumiałem trzeba by zwiększyć podział (min. 2^16) lub zmniejszyć przesunięcie (do 0.05 us) aby uzyskać okres ok. 15 s. To zwiększa ilość układów?

    0
  • #11 24 Sty 2018 16:40
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Duże skrócenie cyklu (w układzie cyfrowym) można uzyskać zmniejszając podział - np. biorąc sygnał nie z ostatniego, a z przedostatniego wyjścia dzielnika skróci się go 4-krotnie. Powiedzmy, mamy jak poprzednio zegar 4MHz, jeden dzielnik po prostu dzieli jego częstotliwość przez 2^13=8192, drugi sygnał "2^13" podaje na przerzutnik D, żeby go opóźnić o "tyknięcie" zegara i przy następnym zresetować dzielnik, co daje podział przez 8193. Uzyskane częstotliwości różnią się o 0.0596Hz, co daje okres 16.78 sekundy - co tyle czasu będzie się powtarzał cały cykl. Jak jest potrzebny trochę inny czas cyklu, to najprościej zmienić nieco częstotliwość zegara.

    Gdyby się chciało znacznie wydłużyć cykl, to wtedy przede wszystkim można by było zmniejszyć częstotliwość zegara, ale jak będzie za mała, to będzie widoczne migotanie ze sterowania PWM - i wtedy pozostaje rozbudować dzielnik. Ale to przy cyklu dłuższym, niż parę minut - rozumiem, że aż taki nie jest potrzebny? ;)

    0
  • #12 24 Sty 2018 16:53
    negromonte
    Poziom 4  

    Nie jest. Jak pisałem potrzebny okres mieści się z zakresie 5-15s. Byłbym wdzięczny za podrzucenie schematu jak to powinno wyglądać i jakie elementy będą potrzebne.

    0
  • #13 27 Sty 2018 14:32
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Nie bardzo mam czas i siły na rysowanie schematu, więc może napiszę, jak się do tego zabrać. Po pierwsze, poszukaj informacji o tych układach scalonych: 4093, 4013, 4020, 4528, 4538 (te oznaczenia zwykle są poprzedzone jakimiś literami, zależnie od producenta, często to są litery CD, ale mogą być inne - istotne różnice są wyrażone poprzez cyfry).

    Dla wszystkich potrzebna jest informacja, która nóżka jest do czego i jak należy je zasilać - zwykle między nóżkami zasilania i masy daje się kondensator ceramiczny. Nie należy zostawiać bez podłączenia tych pinów, które są wejściami - to powoduje nieprawidłowe działanie - więc zawsze trzeba ustalić, do czego ma być podłączone każde wejście. One mają dużą tolerancję napięcia zasilania - zwykle działają od 3V do 18V, zaleca się napięcia od 5V do 15V, przy większym napięciu mogą działać szybciej. Jakim napięciem chcesz to zasilać?

    Dla 4093 (to są 4 bramki NAND z przerzutnikiem Schmitta na wejściach) poszukaj informacji, jak się robi generator na jednej jego bramce - z grubsza, wejścia bramki łączy się razem, i od nich opornik do wyjścia, kondensator do masy, być może działa i bez tego kondensatora - same wejścia mają pojemności i może one wystarczą; ale nie wiem, jakie wartości opornika i kondensatora pasują do jakiej częstotliwości - wypytaj o to wujka Google.

    Pozostałe układy zawierają jakieś przerzutniki (licznik jest zbudowany z przerzutników), które reagują na poziom, bądź zbocze sygnału na wejściu. Przykładowo, przerzutnik D, bądź licznik może zmieniać stan, kiedy na wejściu zegarowym sygnał zmienia się z L (0) na H (1) - wtedy przerzutnik D przepisuje stan wejścia D (dane) na wyjście Q, a licznik zwiększa stan zliczenia o 1. Poza tym wszystkie te układy mają wejście RESET do zerowania (a pewnie 4013 i może 45*8 także SET) - czy na RESET trzeba podać L, czy H, żeby wyzerować?

    Pozbieraj te wszystkie informacje i opisz (sprawdzając dokładnie - pomyłka oznacza potem błąd w działaniu) - to ułatwi dalszą pracę.

    0
  • #14 28 Sty 2018 21:44
    negromonte
    Poziom 4  

    Rozumiem, dzięki za informacje. Odrobię najpierw lekcje z podstaw i potem postaram się znaleźć więcej informacji i pokombinować samemu i zapewne wrócę z pytaniami.

    0
  • #15 01 Lut 2018 10:44
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Pozbierałeś już te informacje? Przerzutników D bywają 2 rodzaje: sterowane poziomem (level-triggered) i sterowane zboczem (edge-triggered). Pierwsze przepisują stan wejścia D (dane) na wyjście Q, kiedy wejście sterujące CLK jest w stanie aktywnym, a trzymają stan wyjścia Q, kiedy jest ono w stanie nieaktywnym. Drugie przepisują D na Q, kiedy na CLK jest zbocze aktywne. I to daje 4 możliwe kombinacje: poziom L, poziom H, zbocze H->L, zbocze L->H; nie wiem, czy wszystkie "występują w przyrodzie" (a raczej w produkowanych układach scalonych) - ale na pewno trzeba wiedzieć, z którą się ma do czynienia. Do konstruowania liczników pasują raczej te drugie (mam wrażenie, że ciężko byłoby złożyć licznik z przerzutników sterowanych poziomem), ale są jeszcze JK, które zapamiętują stan wejść na jednym zboczu, a zmieniają stan wyjścia na drugim, i też bywają używane w licznikach.

    0