Prosty obwód czasowy wykorzystujący IC 4060

W tym poście dowiemy się, jak zbudować prosty, ale dokładny obwód czasowy przy użyciu IC 4060 i zwykłych elementów pasywnych.

Główna zaleta używania IC 4060 jako układu scalonego timera

Omówiłem już obszernie ten układ scalony w jednym z moich poprzednich artykułów, wszystko co do jego pinów zostały tam szczegółowo omówione. Zbadaliśmy, że IC 4060 nadaje się szczególnie do aplikacji czasowych, a także jako oscylator. W tym artykule dowiemy się, jak można zbudować prosty, wszechstronny timer za pomocą IC 4060.

Poza układem scalonym do wykonania tego timera potrzebowałbyś tylko kilku rezystorów, jednego potencjometru i kondensatora.

Odnosząc się do rysunku, prostota projektu staje się oczywista, dlatego obwód ten jest doskonale dostosowany do wszystkich nowicjuszy elektronicznych, którzy mogą z łatwością zbudować ten projekt i cieszyć się jego użyteczną usługą.

Jak wyjaśniono wcześniej w jednym z moich artykułów, układ scalony ma wbudowany oscylator, który potrzebuje tylko kilku pasywnych komponentów zewnętrznych, aby działał.

W zależności od wartości zewnętrznych komponentów RC, okresy oscylacji mogą się zmieniać od kilku ułamków sekundy do wielu godzin.

Elementy RC odnoszą się do wartości zewnętrznych elementów określających czas, składających się z rezystora lub potencjometru i kondensatora.

Wyjścia wytwarzają zróżnicowaną częstotliwość okresów, każde wyjście generuje okresy, które są dokładnie dwa razy większe niż poprzednie wyjście w określonej kolejności wyjść układów scalonych.

Ponieważ tutaj chcemy użyć tej jednostki jako timera, wybraliśmy pinout, który jest ostatni w kolejności pod względem długości okresu czasu, co oznacza, że ​​wybraliśmy pin nr 3, który generuje największy okres opóźnienia.

Największą zaletą wykonania czasomierza przy użyciu układu IC 4060 jest to, że zastosowany kondensator taktowania może być tak mały, jak to tylko możliwe, poprzez zwiększenie wartości komplementarnej składowej czasowej, którą jest rezystor.

Pomaga to w utrzymaniu prostego, mniejszego i bardzo eleganckiego obwodu, w przeciwieństwie do innych układów scalonych timera, takich jak 555, które wymagają kondensatorów elektrolitycznych o dużej wartości do generowania nawet zwykłych opóźnień czasowych.

Jak obwód jest zatrzaśnięty po upływie czasu

Na rysunku widać, jak dioda jest wprowadzana ze styku wyjściowego nr 3 do jednego ze styku nr 11 oscylatora. Ta dioda działa jako element zatrzaskowy, który zatrzaskuje układ scalony po upływie ustawionego czasu i osiągnięciu wysokiego poziomu wyjściowego układu scalonego.

Gdyby ta dioda nie była włożona, wyjście przechodziłoby swobodnie z logicznego wysokiego na logiczny niski i powtarzałby opóźnienia czasowe.

Układ może być zasilany z małej 9-woltowej baterii, która będzie działać prawie wiecznie.

Na wyjściu zamontowany jest brzęczyk dla wymaganych wskazań wyjścia timera po upływie czasu opóźnienia.

Jak zresetować licznik czasu

Układ scalony można zresetować po prostu przez naciśnięcie przycisku resetowania lub alternatywnie obwód zostanie automatycznie zresetowany po wyłączeniu i ponownym włączeniu.

Jak obliczyć częstotliwość lub opóźnienie czasowe IC 4060 - wzór

Lub Alternatywnie następująca standardowa formuła do obliczania wartości Rt i Ct jest następująca:

f (osc) = 1 / 2,3 x Rt x Ct

2.3 jest stałą zgodnie z wewnętrzną konfiguracją układów scalonych.

Rt będzie w omach i Rt w faradach

Projektowanie PCB

Dodawanie przekaźnika

Możesz dalej ulepszyć powyższy projekt, dodając sterowanie przekaźnikiem do wyjścia w celu ułatwienia przełączania zewnętrznego obciążenia sieci zasilającej AC, jak pokazano na poniższym obrazku:

Pamiętaj, że interwał opóźnienia na pinie3 można zwiększyć, zwiększając wartość C1 wraz z wartością potencjometru P1. Hoover, upewnij się, że C1 jest zawsze niepolarny, dlatego aby zwiększyć jego wartość, możesz podłączyć równolegle wiele kondensatorów niepolarnych. Na przykład możesz podłączyć niepolarny kondensator 1uF tyle liczb, ile chcesz, aby uzyskać pożądane długie opóźnienie.

Zrozumienie podstawowej sekwencji włączania / wyłączania pinoutów IC 4060

Poniższy film pokazuje, jak można skonfigurować podstawowy obwód czasowy przy użyciu układu scalonego IC 4060 i kilku wspierających elementów pasywnych.

Schemat obwodu omówionego na filmie można zwizualizować na następujących schematach:

Poniższy obraz pokazuje, jak zablokować wyjście IC 4060, dodając diodę na wybranym pinie wyjściowym i pinie # 11

Jak już wiemy, wyjście taktowania lub opóźnienie na wszystkich pokazanych pinach wyjściowych IC 4060 zależy od iloczynu wartości R1 i C1, tutaj pin # 3 można zobaczyć po 32 impulsach logicznych z pinu # 14 IC. Oznacza to, że kiedy dioda LED na pinie # 14 zakończy 32 impulsy, dioda LED na pinie # 3 włączy się i wyłączy po kolejnych 32 impulsach z pinu # 14. Identycznie można znaleźć różne równoważne szybkości na innych pinach wyjściowych układu scalonego.

Ta proporcja czasowa jest obserwowana, gdy R2 i C1 są wybrane jako odpowiednio 10K i 0,1uF.

Prosty minutnik z alarmem

Następny obwód jest również zaprojektowany przy użyciu CMOS IC CD4060, który zawiera generator impulsów i licznik. Gdy zasilanie jest włączane przez S1, napięcie resetujące jest podawane do układu scalonego przez C2. Jednocześnie wbudowany oscylator IC zaczyna dostarczać impulsy do licznika.

Po 213 zegarach wyjście licznika (Q14) idzie w stan wysoki, włączając oscylator między T1 i T2. W ten sposób ostra częstotliwość 3 kHz jest emitowana przez mały głośnik 8 omów. Obwód jest wyłączany po prostu przez wyłączenie S1.

Przy wskazanych R2 i C1 brzęczyk zabrzmi po około godzinie po uruchomieniu obwodu. Modernizując R2 za pomocą regulowanego potencjometru 1 M, czas brzęczyka można było zmieniać od 5 minut do 214 godzin.

Skala potencjometru może być odpowiednio skalibrowana w celu szybkiego ustawienia. Obwód prawie nie pobiera prądu (0,2 mA, chociaż licznik będzie działał z 35 mA po włączeniu sygnału alarmowego), dlatego bateria 9 V powinna zapewniać dość wydłużoną żywotność.

Projekt PCB i układ komponentów dla powyższego timera z alarmem można zobaczyć poniżej: