วงจรจับเวลาอย่างง่ายโดยใช้ IC 4060

ในโพสต์นี้เราได้เรียนรู้วิธีสร้างวงจรจับเวลาที่เรียบง่าย แต่แม่นยำโดยใช้ IC 4060 และส่วนประกอบแบบพาสซีฟธรรมดา ๆ

ข้อได้เปรียบหลักของการใช้ IC 4060 เป็น IC ตั้งเวลา

ฉันได้พูดคุยเกี่ยวกับ IC นี้อย่างละเอียดแล้วในบทความก่อนหน้านี้ทุกเรื่อง เกี่ยวกับพินของมัน มีการพูดคุยรายละเอียดที่นั่น เราศึกษาว่า IC 4060 เหมาะเป็นพิเศษสำหรับแอพพลิเคชั่นจับเวลาและยังเป็นออสซิลเลเตอร์ด้วย ในบทความนี้เราจะศึกษาวิธีสร้างตัวจับเวลาอเนกประสงค์แบบธรรมดาโดยใช้ IC 4060

นอกเหนือจาก IC คุณจะต้องใช้ตัวต้านทานสองสามตัวหม้อหนึ่งตัวและตัวเก็บประจุเพื่อสร้างตัวจับเวลานี้

เมื่ออ้างอิงถึงตัวเลขความเรียบง่ายของการออกแบบจะปรากฏชัดเจนดังนั้นวงจรนี้จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับผู้มาใหม่ทางอิเล็กทรอนิกส์ทุกคนที่สามารถสร้างโครงการนี้ได้อย่างง่ายดายและเพลิดเพลินกับบริการที่เป็นประโยชน์

ดังที่ได้อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ในบทความหนึ่งของฉัน IC มีออสซิลเลเตอร์ในตัวซึ่งต้องการส่วนประกอบภายนอกแบบพาสซีฟเพียงไม่กี่ชิ้นในการทำเครื่องหมาย

ขึ้นอยู่กับค่าของส่วนประกอบ RC ภายนอกช่วงเวลาการสั่นสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่เศษส่วนไม่กี่วินาทีจนถึงหลายชั่วโมง

ส่วนประกอบ RC หมายถึงค่าของส่วนประกอบที่กำหนดเวลาภายนอกซึ่งประกอบด้วยตัวต้านทานหรือหม้อและตัวเก็บประจุ

ผลลัพธ์จะสร้างอัตราช่วงเวลาที่แตกต่างกันออกไปแต่ละเอาต์พุตจะสร้างช่วงเวลาที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าของเอาต์พุตก่อนหน้าในลำดับที่กำหนดของพิน IC

เนื่องจากที่นี่เราต้องการใช้หน่วยนี้เป็นตัวจับเวลาเราจึงเลือกพินเอาต์ซึ่งอยู่ในลำดับสุดท้ายเท่าที่เกี่ยวข้องกับระยะเวลาซึ่งหมายความว่าเราได้เลือกพิน # 3 ซึ่งสร้างช่วงเวลาหน่วงสูงสุด

ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของการจับเวลาโดยใช้ IC 4060 คือตัวเก็บประจุไทม์มิ่งที่เกี่ยวข้องสามารถเก็บไว้ให้เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยการเพิ่มค่าส่วนประกอบเวลาเสริมซึ่งก็คือตัวต้านทาน

สิ่งนี้ช่วยให้วงจรเรียบง่ายมีขนาดเล็กและเพรียวบางมากซึ่งแตกต่างจาก IC จับเวลาอื่น ๆ เช่น 555 ซึ่งต้องใช้ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์มูลค่าสูงเพื่อสร้างความล่าช้าแม้กระทั่งเวลาธรรมดา

วิธีสลักวงจรเมื่อเวลาผ่านไป

ในรูปคุณจะเห็นไดโอดถูกนำมาจากขาเอาต์พุต # 3 ไปยังหนึ่งในขาออสซิลเลเตอร์ # 11 ไดโอดนี้ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบในการล็อคซึ่งสลัก IC เมื่อเวลาที่ตั้งไว้หมดลงและเอาต์พุตของ IC สูงขึ้น

หากไม่ได้ใส่ไดโอดนี้เอาท์พุทจะทำงานอิสระจากลอจิกสูงไปจนถึงลอจิกต่ำและทำซ้ำเวลาล่าช้า

วงจรอาจใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ขนาดเล็ก 9 โวลต์ซึ่งจะใช้งานได้เกือบตลอดไป

มีการติดตั้งเสียงกริ่งที่เอาต์พุตสำหรับสัญญาณบ่งชี้ที่จำเป็นของเอาต์พุตตัวจับเวลาหลังจากเวลาผ่านไป

วิธีรีเซ็ตตัวตั้งเวลา

IC อาจถูกรีเซ็ตได้ง่ายๆโดยการกดปุ่มรีเซ็ตหรืออีกวิธีหนึ่งคือวงจรจะรีเซ็ตโดยอัตโนมัติเมื่อปิดและเปิดเครื่องอีกครั้ง

วิธีการคำนวณความถี่หรือเวลาล่าช้าของ IC 4060 - สูตร

หรืออีกวิธีหนึ่งคือสูตรมาตรฐานต่อไปนี้สำหรับการคำนวณค่า Rt และ Ct คือ:

f (osc) = 1 / 2.3 x Rt x Ct

2.3 เป็นค่าคงที่ตามการกำหนดค่าภายในของ ICs

Rt จะเป็นโอห์มและ Rt ใน Farads

การออกแบบ PCB

การเพิ่มรีเลย์

คุณสามารถอัพเกรดการออกแบบข้างต้นเพิ่มเติมได้โดยเพิ่มตัวควบคุมรีเลย์ไปยังเอาต์พุตเพื่ออำนวยความสะดวกในการสลับโหลด AC ของไฟเมนภายนอกดังที่แสดงในภาพต่อไปนี้:

โปรดจำไว้ว่าช่วงเวลาหน่วงที่ pin3 สามารถเพิ่มได้โดยการเพิ่มค่า C1 พร้อมกับค่าหม้อ P1 ฮูเวอร์ตรวจสอบให้แน่ใจว่า C1 เป็นแบบไม่มีขั้วเสมอดังนั้นในการเพิ่มมูลค่าคุณสามารถเชื่อมต่อตัวเก็บประจุที่ไม่ใช่ขั้วจำนวนมากแบบขนานได้ ตัวอย่างเช่นคุณสามารถเชื่อมต่อตัวเก็บประจุ 1uF แบบไม่มีขั้วได้มากเท่าที่คุณต้องการเพื่อให้ได้ค่าหน่วงเวลานานที่ต้องการ

การทำความเข้าใจลำดับการเปิด / ปิดพื้นฐานของ IC 4060 pinouts

วิดีโอต่อไปนี้แสดงวิธีการกำหนดค่าวงจรจับเวลาพื้นฐานโดยใช้ IC 4060 และส่วนประกอบแบบพาสซีฟที่รองรับบางส่วน

แผนผังของวงจรที่กล่าวถึงในวิดีโอสามารถมองเห็นได้ในแผนภาพต่อไปนี้:

ภาพต่อไปนี้แสดงวิธีการล็อกเอาต์พุต IC 4060 โดยการเพิ่มไดโอดบนขาเอาต์พุตที่เลือกและพิน # 11

ดังที่เราทราบแล้วว่าเอาต์พุตเวลาหรือการหน่วงเวลาในพินเอาต์พุตที่แสดงทั้งหมดของ IC 4060 นั้นขึ้นอยู่กับผลคูณของค่าของ R1 และ C1 ที่นี่พิน # 3 สามารถเห็นได้หลังจากพัลส์ลอจิก 32 จากพิน # 14 ของ เข้าใจแล้ว. หมายถึงเมื่อ LED ที่ขา # 14 ทำงานครบ 32 พัลส์ไฟ LED ที่ขา # 3 จะเปิดและปิดหลังจากนั้นอีก 32 พัลส์จากพิน # 14 ในทางเดียวกันคุณอาจพบอัตราเทียบเท่าที่แตกต่างกันที่พินเอาต์พุตอื่น ๆ ของ IC

สัดส่วนเวลานี้จะสังเกตได้เมื่อ R2 และ C1 ถูกเลือกเป็น 10K และ 0.1uF ตามลำดับ

จับเวลาง่าย ๆ พร้อมนาฬิกาปลุก

วงจรถัดไปได้รับการออกแบบโดยใช้ CMOS IC CD4060 ซึ่งรวมถึงเครื่องกำเนิดพัลส์และตัวนับ เมื่อเปิดเครื่องผ่าน S1 แรงดันไฟฟ้ารีเซ็ตจะถูกกำหนดให้กับ IC ถึง C2 พร้อมกันที่ IC ในตัวออสซิลเลเตอร์จะเริ่มส่งพัลส์ไปยังตัวนับ

หลังจาก 213 นาฬิกาเอาต์พุตตัวนับ (Q14) จะสูงขึ้นโดยเปิดออสซิลเลเตอร์ข้าม T1 และ T2 ด้วยการทำเช่นนี้ด้วยความถี่ 3 kHz ที่คมชัดซึ่งส่งผ่านลำโพงขนาดเล็ก 8 โอห์ม วงจรจะปิดเพียงแค่ปิด S1

ด้วย R2 และ C1 ที่ระบุไว้เสียงกริ่งจะดังขึ้นประมาณหนึ่งชั่วโมงหลังจากที่วงจรเริ่มทำงาน ด้วยการอัปเกรด R2 ด้วยโพเทนชิออมิเตอร์ที่ปรับได้ 1 M ระยะเวลาของกริ่งอาจเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 5 นาทีถึง 214 ชั่วโมง

มาตราส่วนโพเทนชิออมิเตอร์อาจได้รับการปรับเทียบอย่างเหมาะสมเพื่อการตั้งค่าอย่างรวดเร็ว วงจรใช้กระแสไฟฟ้าแทบไม่ได้เลย (0. 2 mA แม้ว่าตัวนับจะทำงานด้วย 35 mA เมื่อสัญญาณเตือนเปิดอยู่) ดังนั้นแบตเตอรี่ขนาด 9 V ควรมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน

การออกแบบ PCB และเค้าโครงส่วนประกอบสำหรับตัวจับเวลาด้านบนพร้อมสัญญาณเตือนสามารถดูได้ด้านล่าง: