Электронные устройства на КМОП-микросхемах

March 16, 2011 by admin Комментировать »

Как уже отмечалось ранее, существуют десятки и сотни са­мых разнообразных цифровых микросхем. Живописному описа­нию каждой их них можно было бы посвятить немало страниц. Однако в целях экономии бумаги и для демонстрации неограни­ченных возможностей применения всего одной микросхемы из множества других ниже будут рассмотрены простейшие устройст­ва, использующие только одну микросхему — K561J1E5.

Сенсорный пульт управления, позволяющий включать/вы­ключать нагрузку, разработан И. А. Нечаевым (рис. 27.1) [Р 1/85-49]. Устройство содержит генератор, вырабатывающий импульсы частотой 300…500 Гц. Их скважность (отношение длительности импульса к паузе) составляет 1:40 и определя­ется отношением сопротивлений R1 и R2. Если к сенсорной пластинке Е1 приложить палец, начнет заряжаться конденса­тор С2. Скорость и время заряда этого конденсатора зависит от сопротивления между контактами. В соответствии с заряд- но-разрядными процессами будет изменяться величина управ­ляющего сигнала, проходящего через схему управления.

Рис. 27.1. Схема сенсорного пульта управления

Изменяя силу и время прижатия пальцев к сенсорным пло­щадкам Е1 и Е2, можно управлять уровнем выходных сигна­лов, интенсивностью свечения светодиодов HL1 и HL2. Для настройки схемы при использовании сенсорных площадок различной конфигурации и площади, возможно, придется подоб­рать емкости конденсаторов С2 и СЗ.

Несложный цветорегулятор можно собрать используя гене­ратор импульсов управляемой скважности (рис. 27.2). Изменяя соотношение пауза/импульс с помощью потенциометра R2 можно управлять средней силой тока, протекающего через светодиоды HL1 и HL2. Если эти светодиоды отличаются по цвету свечения, объединив их под общим светособирающим экраном, можно до­биться плавного изменения цвета суммарного свечения. В каче­стве нагрузки можно включить лампы накаливания, получив таким образом регулятор света. Для этого придется выполнить выходные каскады на более мощных транзисторах.

Рис. 27.2. Схема цветорегулятора

 

Рис. 27.3. Схема сенсорного выключателя

На рис. 27.3 показана схема сенсорного выключателя кон­струкции ИЛ. Нечаева [Р 4/89-62]. Прикосновение к площадкам Е1 и Е2 позволяет включать или выключать ток в нагрузке (свето­диоды HL1 и HL2).

Работает сенсорный выключатель следующим образом: в момент включения питания конденсаторы С1 и С2 разряжены, на входах соответствующих логических элементов устанавливаются логический нуль (выводы 1, 2 микросхемы DD1) и логическая еди­ница (выводы 3, 5, 6 микросхемы DD1). Соответственно, на выхо­де второго логического элемента установится логический нуль, а на выходе третьего — логическая единица, четвертого — снова нуль. Следовательно, один из элементов нагрузки — светоди- од — будет включен, другой — выключен.

Резистор R3 создает цепь положительной обратной связи, обеспечивающей устойчивое состояние сенсорного выключате­ля. Для того чтобы переключить нагрузку, достаточно коснуться пальцем до сенсорных площадок Е1 и Е2. С конденсатора С2 уровень логической единицы окажется поданным через сопро­тивление пальца и резистор R1 на вход первого логического элемента. Поскольку на входе первого элемента устанавливает­ся значение логической единицы, все остальные логические элементы одновременно изменят свое состояние. Выходные каскады переключатся.

На конденсаторе С1 установится значение логической еди­ницы, на конденсаторе С2 — логического нуля. Для повторного переключения элементов схемы необходимо снова прикоснуться к сенсорным площадкам. Это прикосновение приведет к очеред­ной перезарядке конденсаторов С1 и С2 и переключению схемы в другое устойчивое состояние.

Сенсорный выключатель устойчиво работает в диапазоне питающих напряжений от 6 до 12 в. Взамен светодиодных инди­каторов или параллельно им может быть включена и иная нагруз­ка, например, обмотка реле, управляющего работой бытовой техники, генератор звуковых или световых сигналов и т.п.

Модель электронного светофора (рис. 27.4) позволяет по­очередно переключать разноцветные светодиоды, имитируя ра­боту настоящего светофора [Рл 10/98-15]. Времязадающая цепь генератора (R2, С2) определяет частоту переключения зеленого и красного светодиодов, а цепь R1, С1 определяет время свечения желтого светодиода. Продолжительность свечения зеленого и красного светодиодов составляет около 10 сек и определяется постоянной времени R2C2, где сопротивление выражено в МОм, а емкость — в мкФ.

Рис. 27.4. Схема «светофора»

 

Рис. 27.15. Схема многоголосого имитатора звуков

Устройство собрано на микросхеме K561J1A7 (элементы И-НЕ). Имитатор при желании можно выполнить и на элементах ИЛИ-НЕ (K561J1E5). Для этого потребуется самостоятельная пе­реработка схемы.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты