Timer ng Egg ng IC: 11 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Nilikha ni: Gabriel Chiu

Pangkalahatang-ideya

Ipinapakita ng proyektong ito ang mga pangunahing kaalaman sa digital na lohika, ang mga katangian ng isang timer ng NE555, at ipinapakita kung paano binibilang ang mga binary na numero. Ang mga sangkap na ginamit ay: isang timer ng NE555, isang 12-bit na ripple counter, dalawang 2-input na mga pintuan ng NOR, isang 4-input AT gate, isang 2-input AT gate, at isang 2-input O gate. Ang mga gate ng lohika, NOR, AT, at O ay dumating sa mga katumbas na TTL at CMOS na matatagpuan sa Lee's Electronic. Ang proyektong ito ay isang simpleng timer ng itlog na may dalawang mga setting: matigas o malambot na pinakuluang at may isang function na pag-reset.

Mga Bahagi at Kasangkapan

• 1x Breadboard (Numero ni Lee: 10516)

• 1x 9V na baterya (Numero ni Lee: 8775, o 16123)

  TANDAAN: ANG CIRCUIT NA ITO AY MAAARI ring MAGING PAGGAMIT 5V POWER. HUWAG MULA SA 9V DAHIL MAAARING MAKAPinsala sa mga IC CHIPS

• 1x 9V na may hawak ng baterya (Numero ni Lee: 657 o 6538 o 653)
• Solid hook-up wire (Numero ni Lee: 2249)
• Jumper Wire (Numero ni Lee: 10318 o 21805)
• Nangunguna ang Alligator Test (Numero ni Lee: 690)
• 3x Mga Tactile Switch (Numero ni Lee: 31241 o 31242)
• 1x NE555 Timer (Bilang ni Lee: 7307)
• 1x 12-bit ripple counter CMOS 4040 (Numero ni Lee: 7210)
• 1x Dual Quad input AT gate CMOS 4082 (Numero ni Lee: 7230)
• 1x Quad 2-input AT gate CMOS 4081 (Bilang ni Lee: 7229)
• 2x Quad 2-input NOR gate CMOS 4001 o 74HC02 (Numero ni Lee: 7188 o 71692)
• 1x Quad 2-Input O gate 74HC32 (Numero ni Lee: 71702)
• 3x 1k OHM resistors ¼ watt (Bilang ni Lee: 9190)
• 2x 150k OHM resistors ¼ watt (Numero ni Lee: 91527)
• 1x 10nF (0.01UF) capacitor (Bilang ni Lee: 8180)
• 1x 4.7UF Capacitor (Bilang ni Lee: 85)
• 1x 1N4001 Diode (Bilang ni Lee: 796)
• 1x Buzzer 3-24V DC Patuloy (Bilang ni Lee: 4135)

Mga kasangkapan

1x Wire Strippers (Numero ni Lee: 10325)

Hakbang 1: Pag-set up ng Iyong Lupon

Ang pagse-set up ng iyong board para sa proyektong ito ay susi. Ang set up na ito ay upang matiyak na ang lahat ng mga riles ng kuryente (Pula at asul na mga linya) ay pinapatakbo.

1. Kakailanganin mong gumamit ng ilang wire ng jumper upang ikonekta ang dalawang mga terminal ng saging sa tuktok ng board sa mismong breadboard. Makakatulong ito sa paglakip ng iyong baterya o mapagkukunan ng kuryente.
2. Tulad ng sa Larawan 1 sa itaas, maglagay ng pulang kawit na kawit upang maiugnay ang mga pulang linya ng riles.
3. Gumamit ng itim na kawad upang pagsamahin ang mga asul na linya ng riles nang magkasama. (Gumamit ako ng itim na kawad, ngunit ang asul na kawad ay mabuti)

MAHALAGA !: Tiyaking ang alinman sa mga pulang linya ay HINDI nakakonekta sa mga asul na linya. Paikliin nito ang circuit at BAWALIN ANG IYONG BREADBOARD, AT SISIRA ANG IYONG mga WIRES AT BATTERY.

Titiyakin NA ANG IYONG LABAN AY HINDI MAKAPANGYARIHAN Habang WIRING! ITO AY MAAARIY DAHILAN NG PANGANAK NA ACCIDENTAL SA PARA SA IYONG mga SUMBON

Bago kami magsimula, gagamit kami ng isang malaking halaga ng mga IC chip sa aming breadboard, kaya bibigyan ko ang mga lokasyon kung saan sa breadboard upang ilagay ang mga sangkap para sa isang mahusay at madaling puwang.

Karamihan sa mga IC ay may isang tagapagpahiwatig sa maliit na tilad upang maipakita kung saan matatagpuan ang harap o pasulong na direksyon. Ang maliit na tilad ay dapat magkaroon ng isang maliit na bingaw upang ipahiwatig kung nasaan ang harap ng maliit na tilad, tulad ng ipinakita sa Larawan 2.

(Kung nag-usisa ka tungkol sa maliit na LED circuit sa sulok pumunta sa pinakadulo. Ipapakita ko sa iyo kung bakit ito naroroon at kung paano ito gumagana)

Hakbang 2: Pag-set up ng Timer

Nagpapadala ang timer ng pulso bawat segundo sa counter na gagamitin namin sa susunod na hakbang. Sa ngayon, magtutuon kami sa tamang pag-set up ng NE55 Timer. Gumamit ako ng isang calculator ng timer ng N5555 upang mahanap ang mga halaga ng risistor at kapasitor na kinakailangan upang maitakda ang yugto sa 1 segundo. Sisiguraduhin nito na ang counter ay binibilang ng mga segundo.

1. Ilagay ang NE555 timer IC chip sa bread board upang ang mga front pin ay nasa antas na 5 sa kaliwang bahagi ng breadboard
2. Ikonekta ang Pin 8 sa linya ng Red rail
3. Ikonekta ang Pin 1 sa linya ng Blue rail
4. Ikonekta ang Pin 7 sa linya ng Red rail gamit ang isa sa resistor na 150k OHM

5. Ikonekta ang Pin 7 sa Pin 2 gamit ang iba pang 150k OHM risistor at ang 1N4001 Diode

   • Tiyaking ang linya ng diode ay nakaharap sa Pin 2 tulad ng ipinakita sa diagram
   • Huwag mag-alala tungkol sa direksyon na kinakaharap ng risistor
6. Ikonekta ang Pin 6 sa Pin 2 pati na rin gamit ang isang wire o isang jumper
7. Ikonekta ang Pin 5 sa linya ng Blue rail gamit ang 10nF capacitor
8. Ikonekta ang Pin 2 sa linya ng Blue rail gamit ang 4.7uF capacitor
9. Tiyaking ang kawad na nasa gilid ng pagmamarka ng linya ay konektado sa Blue rail o kung hindi paatras ang capacitor
10. Ikonekta ang Pin 4 sa linya ng Red rail gamit ang isang kawad upang hindi paganahin ang pag-andar ng pag-reset
11. Panghuli, maglagay ng isang jumper sa Pin 3 para sa susunod na hakbang.

Hakbang 3: Pag-set up ng Counter

Ito ang pinakamahalagang bahagi ng buong system o kung hindi ka makakakuha ng higit pa sa isang matapang na itlog!

1. Ilagay ang chip ng CMOS 4040 Counter IC sa board ng tinapay, pagkatapos ng chip ng Timer na NE555, kaya ang mga front pin ay nasa antas na bilang 10
2. Ikonekta ang Pin 16 sa linya ng Red rail
3. Ikonekta ang Pin 8 sa linya ng Blue rail
4. Ikonekta ang Pin 10 sa NE555 Timer Output (Pin 3 sa NE555) na iniwan mo sa nakaraang hakbang
5. Iwanan ang Pin 11 para sa pag-andar ng pag-reset

Hakbang 4: Paghahanda ng Mga talino ng System

Ang mga unang hakbang ng pag-set up ng utak ng system ay ang pagtatanong: Gaano katagal ang gusto nating lutuin ng ating mga itlog?

Ang system ay may dalawang setting ng pagluluto; matapang, at maluto. Gayunpaman, ang mahirap na bahagi ay ang mga digital na system (kahit na ang iyong mga computer) ay binibilang sa mga binary na numero, kaya ang mga 1 at 0 ay. kaya kailangan nating baguhin ang aming normal na decimal number sa binary na numero.

PANAHON PARA SA ILANG BILANG CRUNCHING

Ang pag-convert ng decimal sa binary ay tumatagal ng mga simpleng hakbang sa paghahati.

1. Kunin ang iyong numero at hatiin ito sa 2
2. Tandaan ang resulta at natitirang bahagi ng paghahati
3. Ang natitira ay napupunta sa unang piraso
4. Hatiin ang iyong resulta sa 2

5. Ulitin ang mga hakbang 2 hanggang 4 para sa bawat sunud-sunod na bit hanggang sa maging zero ang iyong resulta.

   TANDAAN: ANG BILANG NG BINARY AY NABASA MULA SA KANANO SA KALIWAN KAYA BIT # 1 ANG TAMA NG PINAKA LAMANG BILANG

Halimbawa, para sa decimal number: 720

Sumangguni sa talahanayan sa itaas

Samakatuwid, ang nagresultang numero ng binary ay 0010 1101 0000. Iningatan ko ang numero ng binary sa mga pangkat na 4 para sa pantay na spacing at upang maitugma ang aming 12-bit counter.

Paghahanap ng ating mga oras

Para sa proyektong ito, pumili ako ng 3 minuto para sa soft-pinakuluang, at 6 minuto para sa pinakuluang. Ang mga oras na ito ay kailangang i-convert sa mga segundo upang tumugma sa bilis ng aming timer na NE555 at ang aming counter.

Mayroong 60 segundo sa 1 minuto.

Kaya, ang 3 minuto ay lumiliko sa 180 segundo at 6 na minuto ay lumiliko sa 360 segundo

Susunod, kailangan naming i-convert ito sa binary.

Gamit ang pamamaraan upang mai-convert ang decimal sa binary, nakukuha namin ang:

360 segundo 0001 0110 1000

180 segundo 0000 1011 0100

Hakbang 5: Pag-set up ng 4-input AT Gate CMOS 4082

Sa wakas maaari naming simulang i-set up ang mga utak ng system sa aming breadboard. Una, ang 4-input AT gate. Kailangan ng gate na ito ang lahat ng mga input ay dapat na 1 bago ang output ay maging 1 mismo. Halimbawa, kung pumili kami ng 3 minuto; Ang mga bit 3, 5, 6, at 8 ay dapat na 1 bago maglabas ang gate ng isang 1. Ito ay magpapalitaw lamang sa aming system sa mga tiyak na oras.

1. Ilagay ang CMOS 4082 4-input AT chip IC chip sa tinapay board pagkatapos ng CMOS 4040 Counter upang ang mga front pin ay nasa antas na 20 bilang
2. Ikonekta ang Pin 14 sa linya ng Red rail
3. Ikonekta ang Pin 7 sa linya ng Blue rail
4. Ikonekta ang mga Pins 2-5 sa mga Counter pin tulad ng ipinakita ng diagram sa itaas
5. Gawin ang pareho para sa Pins 12-9
6. Ang Pins 6 at 8 ay hindi gagamitin kaya maiiwan mo silang nag-iisa

Hakbang 6: Pag-set up ng Mga Push Buttons at Latches

Ito ang pangunahing kontrol at isa pang mahalagang bahagi ng system!

Magsimula muna tayo sa konsepto ng mga latches. Ang Larawan 3 ay isang circuit diagram ng kung ano ang magiging hitsura ng isa sa aming mga latches gamit ang aming mga CMOS 4001 NOR na pintuan.

Kapag ang isang input ay ON (binigyan ng mataas na lohika o isang 1), lilipat ang system kung aling output ang ON at panatilihin itong ON. Kapag ang iba pang input ay ON, ang system ay lilipat muli at panatilihin ang bagong output.

Ngayon upang ilapat ito sa aming circuit!

Ang unang aldaba ay para sa output ng 4-Input AT nag-wire lang kami.

1. Ilagay ang CMOS 4001 NOR Gate IC chip sa bread board pagkatapos ng CMOS 4082 4-Input AT gate kaya ang mga front pin ay nasa bilang na 30
2. Ikonekta ang Pin 14 sa linya ng Red rail
3. Ikonekta ang Pin 7 sa linya ng Blue rail
4. Ikonekta ang Pin 1 sa Pin 1 ng AND gate
5. Ikonekta magkasama ang mga Pins 2 at 4
6. Ikonekta magkasama ang mga Pins 3 at 5
7. Ikonekta ang Pin 13 sa Pin 13 ng AND gate
8. Ikonekta magkasama ang mga Pin 12 at 10
9. Magkonekta ng mga Pin 11 at 9
10. Ikonekta magkasama ang Pins 6 at 8, gagamitin namin ang mga ito sa paglaon para sa pag-andar ng pag-reset.

Hakbang 7: Pag-set up ng Mga Push Buttons at Latches Cont

Susunod ay ang pangalawang aldaba at ang mga pindutan!

Ang mga ito ay ilalagay natin sa kanang kalahati ng pisara upang mas madaling itulak ang mga pindutan at mapanatili ang pangangailangan ng aming circuit at magkalayo. Ginagamit din ng mga pindutan ang aldaba upang itakda at i-reset ang napiling setting.

1. Ilagay ang iyong mga pindutan (Tactile switch) sa iyong board

2. Wire up ang mga pindutan tulad ng eskematiko sa itaas

   Ang ginamit na resistors ay ang 1k OHM resistors

3. Wire up ang CMOS 4001 tulad ng ginawa namin dati para sa unang latch ngunit sa halip ay ikonekta namin ang mga pindutan sa mga input ng CMOS 4001

   Ang pigura 4 ay gumagamit ng katumbas na 74HC02 NOR

NGAYON AY TATAPOS NA KAMING GAMITIN GAMITIN ANG BUTTON AT I-RESET ANG INPUT NA GAMIT!

1. Ikonekta ang pindutan ng pag-reset sa iba pang mga lugar ng pag-reset sa system

   • Sumangguni sa mga larawan sa mga nakaraang hakbang para sa mga lokasyon
   • Kakailanganin mong gumamit ng maraming mga jumper wires upang ikonekta ang lahat ng mga pin nang magkasama
2. Ang Hard-pinakuluang at Soft-pinakuluang pindutan outputs mula sa aldma ay gagamitin sa susunod na hakbang

Hakbang 8: Pag-set up ng CMOS 4081 2-Input AT Gate

Hawak ng bahaging ito ang kumpirmasyon kung anong setting ang aming napili. Ang output ay makikita lamang kung ang parehong mga input ay tama. Papayagan lamang nito ang isa sa mga setting upang buhayin ang alarma sa dulo.

1. Ilagay ang CMOS 4081 AND Gate IC chip sa bread board pagkatapos ng aming unang latch chip upang ang mga front pin ay nasa antas na 40 sa kanang bahagi at kaliwang bahagi ng breadboard
2. Ikonekta ang Pin 14 sa linya ng Red rail
3. Ikonekta ang Pin 7 sa linya ng Blue rail
4. Ikonekta ang mga output ng dalawang latches sa mga input ng AND gate (Sumangguni sa Hakbang 6: Pagse-set up ng mga pindutan ng Push at Latches)
5. Gawin ito para sa parehong setting na Hard-pinakuluang at Lutong.

Hakbang 9: Pagtatapos ng System

Ang pangwakas na pagpindot sa system. Hinahayaan ng OR gate ang alinman sa pag-input I-ON ang output.

1. Ilagay ang chip na 74HC32 O Gate IC sa board ng tinapay, pagkatapos ng CMOS 4081 2-input AT Gate, kaya ang mga front pin ay nasa antas na 50 sa kanang bahagi at kaliwang bahagi ng breadboard
2. Ikonekta ang Pin 14 sa linya ng Red rail
3. Ikonekta ang Pin 7 sa linya ng Blue rail
4. Kunin ang dalawang output mula sa Hakbang 7 at ikonekta ang mga ito sa mga input ng 74HC32 Chip (Pins 1 at 2)
5. Ikonekta ang output (PIN 3) sa pulang kawad ng buzzer
6. Ikonekta ang itim na kawad ng buzzer sa linya ng Blue rail

Tapos ka na

Ikonekta ang baterya sa may hawak ng baterya at ilagay ang pulang kawad sa pulang terminal ng saging ng breadboard at ang itim na kawad sa itim na banana terminal ng breadboard upang mapagana ito. Para sa pagpapatakbo ng timer, unang pindutin ang pag-reset at pagkatapos ay piliin ang iyong pagpipilian sa bawat oras na nais mong magsimula ng isang bagong oras dahil ang NE555 timer ay patuloy na tumatakbo at panatilihin ang bilang ng system kung ang pindutan ng pag-reset ay hindi muna pinindot

Mga pagpapabuti sa hinaharap

Ang circuit na ito ay hindi isang 100% perpektong circuit. May mga bagay na nais kong pagbutihin:

1. Siguraduhin na ang NE555 Timer at counter ay magsisimulang magbilang lamang matapos magawa ang isang pagpipilian
2. I-reset ang system pagkatapos ng bawat nakumpleto na alarma
3. Siguraduhin na ang isang pagpipilian lamang ang maaaring mapili nang paisa-isa, sa kasalukuyan ang parehong mga pagpipilian ay maaaring mapili
4. Linisin ang circuit upang gawing mas madaling masundan at maunawaan ang daloy
5. Magkaroon ng isang bahagi o system na nagpapakita kung aling pagpipilian ang napili at ang kasalukuyang oras ng timer

Hakbang 10: Video ng Pagpapatakbo

Pinalitan ko ang buzzer ng maliit na circuit ng pagsubok. Ang LED ay magbabago mula pula hanggang sa berde kapag matagumpay itong nag-trigger ng alarma.

Hakbang 11: BONUS ang Circuit ng Test Point

Kaya … ikaw ay tunay na nagtataka tungkol sa maliit na piraso ng mga bahagi.

Ipinapakita ng mga larawan sa itaas kung ano ang hitsura nito sa pisara at ng diagram ng eskematiko para sa circuit. Ang circuit na ito ay tinatawag na isang circuit pagsubok ng lohika. Maaari nitong subukan kung ang mga output ng IC o digital na output ay mataas (1) o mababa (0).

Gumagamit ang circuit na ito ng pangunahing konsepto ng diode at kasalukuyang elektrisidad. Ang kuryente ay dumadaloy mula sa mataas na potensyal hanggang sa mas mababang potensyal tulad ng isang ilog, ngunit maaaring nagtanong ka, paano nagbabago ang potensyal? Ang potensyal ng circuit ay bumaba pagkatapos ng bawat bahagi. Kaya, sa isang dulo ng isang risistor, halimbawa, magkakaroon ng mas mataas na potensyal pagkatapos sa kabilang panig. Ang patak na ito ay tinatawag na isang drop ng boltahe at sanhi ng mga katangian ng risistor at matatagpuan sa pamamagitan ng batas ni Ohm.

Batas ng Ohm: Boltahe = Kasalukuyang x Paglaban

Ang mga diode ay mayroon ding drop ng boltahe sa mga ito na bumababa ng boltahe nang higit pa habang kasama mo ang circuit. Nagpapatuloy ito hanggang sa maabot mo ang simbolo ng lupa na kumakatawan sa zero potensyal o zero boltahe.

Ngayon ang tanong, paano sumusubok ang circuit na ito para sa isang mataas na lohika (1) o isang mababang lohika (0)?

Sa gayon, kapag ikinonekta namin ang anumang output ng lohika sa point sa-pagitan ng dalawang LED ay naglalagay ito ng potensyal na boltahe sa puntong iyon. Gamit ang mga batayan ng diode dahil ang LED's ay Light Emitting Diode at sundin ang parehong mga prinsipyo, pinapayagan lamang ng mga diode na dumaloy ang kasalukuyang sa isang direksyon. Iyon ang dahilan kung bakit kapag binutsa mo ang mga LEDs sa kabaligtaran hindi sila bubuksan.

Ang epekto ng puntong ito sa pagitan ng dalawang LEDs ay nagdudulot ng katangiang ito. Kapag ang punto ay isang mataas na lohika (1), isang potensyal na 5 volt ay inilalagay sa puntong iyon at dahil ang potensyal na boltahe bago ang RED LED ay mas mababa kaysa sa potensyal sa test point kung gayon ang RED LED ay hindi bubuksan. Gayunpaman, bubuksan ang GREEN LED. Ipapakita nito na ang anumang sinusubukan mo ay nasa mataas na lohika (1).

At sa kabaligtaran, kapag ang test point ay nasa isang mababang lohika (0) magkakaroon ng potensyal na zero boltahe sa test point. Papayagan lamang nitong i-on ang RED LED, ipinapakita na kahit anong puntong sinusubukan mong subukan ay nasa isang mababang lohika.