Des LED sont installées sur la carte multivibrateur
Clignotant LED - multivibrateur symétrique L'application du circuit multivibrateur symétrique est très large. Des éléments des circuits multivibrateurs se retrouvent dans la technologie informatique, les radiomesures et les équipements médicaux.
Un ensemble de pièces pour l'assemblage des clignotants LED peut être acheté sur le lien suivant http://ali.pub/2bk9qh . Si vous souhaitez vous entraîner sérieusement à souder des structures simples, le Maître vous recommande d'acheter un lot de 9 sets, ce qui vous permettra d'économiser considérablement vos frais de port. Voici le lien pour acheter http://ali.pub/2bkb42 . Le maître a rassemblé tous les décors et ils ont commencé à travailler. Succès et développement des compétences en soudure.
La perfection n'est pas atteinte quand il n'y a plus rien à ajouter,
et puis quand il n'y a rien à supprimer.
Antoine de Saint-Exupéry
De nombreux radioamateurs ont bien sûr découvert la technologie des cartes de circuits imprimés SMT (Surface Mount Technology), rencontré les éléments SMD (Surface Mount Device) montés en surface et entendu parler des avantages du montage en surface, appelé à juste titre la quatrième révolution de l'électronique. technologie après l'invention lampe, transistor et circuit intégré.
Certaines personnes considèrent le montage en surface difficile à mettre en œuvre à la maison en raison de la petite taille des éléments CMS et... du manque de trous pour les câbles de pièces.
C'est en partie vrai, mais après un examen attentif, il s'avère que la petite taille des éléments nécessite simplement une installation minutieuse, à condition bien sûr qu'il s'agisse de composants CMS simples qui ne nécessitent pas d'équipement spécial pour l'installation. L'absence de points de référence, qui sont des trous pour les broches des pièces, ne fait que créer l'illusion de la difficulté de réaliser une conception de circuit imprimé.
Vous avez besoin de pratique pour créer des conceptions simples sur des éléments CMS afin d'acquérir des compétences, de la confiance en vous et d'être personnellement convaincu des perspectives du montage en surface. Après tout, le processus de fabrication d'un circuit imprimé est simplifié (il n'est pas nécessaire de percer des trous ou de mouler des câbles de pièces) et le gain de densité d'installation qui en résulte est perceptible à l'œil nu.
La base de nos conceptions est un circuit multivibrateur asymétrique utilisant des transistors de structures diverses.
Nous assemblerons une « lumière clignotante » sur une LED, qui servira de talisman, et nous créerons également les bases de conceptions futures en réalisant un prototype d'un microcircuit populaire parmi les radioamateurs, mais pas entièrement accessible.
Multivibrateur asymétrique utilisant des transistors de structures différentes
(Fig. 1) est un véritable « best-seller » dans la littérature radioamateur.
Riz. 1. Circuit multivibrateur asymétrique
En connectant certains circuits externes au circuit, vous pouvez assembler plus d'une douzaine de structures. Par exemple, une sonde sonore, un générateur pour apprendre le code Morse, un appareil pour repousser les moustiques, la base d'un instrument de musique à une voix. Et l'utilisation de capteurs ou de dispositifs de contrôle externes dans le circuit de base du transistor VT1 permet d'obtenir un dispositif de surveillance, un indicateur d'humidité, d'éclairage, de température et bien d'autres conceptions.
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Merci pour votre attention!
Igor Kotov, fondateur du magazine Datagor
Liste des sources
1. Mosyaguine V.V. Secrets de compétences en radioamateur. – M. : SOLON-Presse. – 2005, 216 p. (p. 47 à 64).2. Choustov M.A. Conception de circuits pratique. 450 schémas utiles pour les radioamateurs. Livre 1. – M. : Altex-A, 2001. – 352 p.
3. Choustov M.A. Conception de circuits pratique. Surveillance et protection des alimentations. Livre 4. – M. : Altex-A, 2002. – 176 p.
4. Clignotant basse tension. (À l'étranger) // Radio, 1998, n°6, p. 64.
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8. Shoemaker Ch. Circuits de contrôle et de signalisation amateur sur circuits intégrés. – M:.Mir, 1989 (schéma 46. Indicateur simple de batterie faible, p. 104 ; schéma 47. Marqueur de peintre (clignotant), p. 105).
9. Générateur sur LM3909 // Circuit radio, 2008, n°2. Spécialité diplôme - ingénieur radio, Ph.D.
Auteur des livres « Pour qu'un jeune radioamateur lise avec un fer à souder », « Les secrets de l'artisanat radioamateur », co-auteur de la série de livres « A lire avec un fer à souder » aux éditions « SOLON- Presse", j'ai des publications dans les revues "Radio", "Instruments et Techniques Expérimentales", etc.
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Le premier circuit est le multivibrateur le plus simple. Malgré sa simplicité, sa portée est très large. Aucun appareil électronique n’est complet sans lui.
La première figure montre son schéma de circuit.
Les LED sont utilisées comme charge. Lorsque le multivibrateur fonctionne, les LED s'allument.
Pour le montage vous aurez besoin d'un minimum de pièces :
1. Résistances 500 Ohm - 2 pièces
2. Résistances 10 kOhm - 2 pièces
3. Condensateur électrolytique 47 uF pour 16 volts - 2 pièces
4. Transistor KT972A - 2 pièces
5. LED - 2 pièces
Les transistors KT972A sont des transistors composites, c'est-à-dire que leur boîtier contient deux transistors, ils sont très sensibles et peuvent supporter un courant important sans dissipateur thermique.
Une fois que vous avez acheté toutes les pièces, armez-vous d'un fer à souder et commencez l'assemblage. Pour réaliser des expériences, vous n’avez pas besoin de réaliser un circuit imprimé, vous pouvez tout assembler à l’aide d’une installation en saillie. Souder comme indiqué sur les photos.
Laissez votre imagination vous dire comment utiliser l'appareil assemblé ! Par exemple, au lieu de LED, vous pouvez installer un relais et utiliser ce relais pour commuter une charge plus puissante. Si vous modifiez les valeurs des résistances ou des condensateurs, la fréquence de commutation changera. En changeant la fréquence, vous pouvez obtenir des effets très intéressants, d'un grincement dans la dynamique à une pause de plusieurs secondes.
Relais photos.
Et ceci est un schéma d'un simple relais photo. Cet appareil peut être utilisé avec succès partout où vous le souhaitez, pour éclairer automatiquement le plateau DVD, pour allumer la lumière ou pour alerter contre une intrusion dans un placard sombre. Deux options schématiques sont proposées. Dans un mode de réalisation, le circuit est activé par la lumière, et dans l'autre par son absence.
Cela fonctionne comme ceci : lorsque la lumière de la LED atteint la photodiode, le transistor s'ouvrira et la LED-2 commencera à briller. La sensibilité de l'appareil est ajustée à l'aide d'une résistance d'ajustement. Comme photodiode, vous pouvez utiliser une photodiode d'une vieille souris à bille. LED - n'importe quelle LED infrarouge. L'utilisation d'une photodiode infrarouge et d'une LED évitera les interférences de la lumière visible. N'importe quelle LED ou une chaîne de plusieurs LED convient comme LED-2. Une lampe à incandescence peut également être utilisée. Et si vous installez un relais électromagnétique au lieu d'une LED, vous pourrez contrôler de puissantes lampes à incandescence ou certains mécanismes.
Les figures montrent les deux circuits, le brochage (emplacement des pattes) du transistor et de la LED, ainsi que le schéma de câblage.
S'il n'y a pas de photodiode, vous pouvez prendre un vieux transistor MP39 ou MP42 et découper son logement en face du collecteur, comme ceci :
Au lieu d'une photodiode, une jonction p-n d'un transistor devra être incluse dans le circuit. Vous devrez déterminer expérimentalement lequel fonctionnera le mieux.
Amplificateur de puissance basé sur la puce TDA1558Q.
Cet amplificateur a une puissance de sortie de 2 X 22 watts et est assez simple à reproduire pour les amateurs débutants. Ce circuit vous sera utile pour des enceintes maison, ou pour un centre musical maison, qui peut être réalisé à partir d'un vieux lecteur MP3.
Pour l'assembler, vous n'aurez besoin que de cinq pièces :
1. Microcircuit - TDA1558Q
2. Condensateur 0,22 uF
3. Condensateur 0,33 uF – 2 pièces
4. Condensateur électrolytique 6800 uF à 16 volts
Le microcircuit a une puissance de sortie assez élevée et aura besoin d'un radiateur pour le refroidir. Vous pouvez utiliser un dissipateur thermique du processeur.
L'ensemble de l'assemblage peut être réalisé par montage en surface sans utiliser de circuit imprimé. Tout d'abord, vous devez retirer du microcircuit les broches 4, 9 et 15. Elles ne sont pas utilisées. Les quilles sont comptées de gauche à droite si vous le tenez avec les quilles face à vous et les marquages vers le haut. Redressez ensuite soigneusement les fils. Ensuite, pliez les broches 5, 13 et 14 vers le haut, toutes ces broches sont connectées au positif de puissance. L'étape suivante consiste à plier les broches 3, 7 et 11 vers le bas - c'est l'alimentation moins, ou « masse ». Après ces manipulations, vissez la puce sur le dissipateur thermique à l'aide de pâte thermoconductrice. Les photos montrent l'installation sous différents angles, mais je vais quand même vous expliquer. Les broches 1 et 2 sont soudées ensemble - c'est l'entrée du canal droit, un condensateur de 0,33 µF doit y être soudé. La même chose doit être faite avec les broches 16 et 17. Le fil commun pour l'entrée est le moins de l'alimentation ou la masse.
Un multivibrateur est un appareil permettant de créer des oscillations non sinusoïdales. La sortie produit un signal de n'importe quelle forme autre qu'une onde sinusoïdale. La fréquence du signal dans un multivibrateur est déterminée par la résistance et la capacité, plutôt que par l'inductance et la capacité. Le multivibrateur se compose de deux étages amplificateurs, la sortie de chaque étage est envoyée à l'entrée de l'autre étage.
Principe de fonctionnement du multivibrateur
Un multivibrateur peut créer presque n'importe quelle forme d'onde, en fonction de deux facteurs : la résistance et la capacité de chacun des deux étages amplificateurs et l'endroit d'où provient la sortie dans le circuit.
Par exemple, si la résistance et la capacité de deux étages sont égales, un étage conduit 50 % du temps et l’autre étage conduit 50 % du temps. Pour la discussion sur les multivibrateurs dans cette section, on suppose que la résistance et la capacité des deux étages sont égales. Lorsque ces conditions existent, le signal de sortie est une onde carrée.
Les multivibrateurs bistables (ou « flip-flops ») ont deux états stables. En régime permanent, l’un des deux étages amplificateurs est conducteur et l’autre étage n’est pas conducteur. Afin de passer d'un état stable à un autre, un multivibrateur bistable doit recevoir un signal externe.
Ce signal externe est appelé impulsion de déclenchement externe. Il initie la transition du multivibrateur d'un état à un autre. Une autre impulsion de déclenchement est nécessaire pour forcer le circuit à revenir à son état d'origine. Ces impulsions de déclenchement sont appelées « start » et « reset ».
Outre le multivibrateur bistable, il existe également un multivibrateur monostable, qui n'a qu'un seul état stable, et un multivibrateur astable, qui n'a aucun état stable.
Un multivibrateur (du latin j'oscille beaucoup) est un dispositif non linéaire qui convertit une tension d'alimentation constante en énergie d'impulsions presque rectangulaires. Le multivibrateur est basé sur un amplificateur à rétroaction positive.
Il existe des multivibrateurs auto-oscillants et en veille. Considérons le premier type.
En figue. La figure 1 montre un circuit généralisé d'un amplificateur avec rétroaction.
Le circuit contient un amplificateur avec un coefficient de gain complexe k = Ke-ik, un circuit OOS avec un coefficient de transmission m et un circuit PIC avec un coefficient de transmission complexe B = e-i. De la théorie des générateurs, on sait que pour que des oscillations se produisent à n'importe quelle fréquence, il est nécessaire que la condition Bk>1 y soit satisfaite. Un signal périodique pulsé contient un ensemble de fréquences qui forment un spectre de raies (voir cours 1). Que. Pour générer des impulsions, il est nécessaire de remplir la condition Bk>1 non pas à une fréquence, mais sur une large bande de fréquences. De plus, plus l'impulsion est courte et avec des fronts plus courts, le signal doit être obtenu, pour une bande de fréquences plus large, il est nécessaire de remplir la condition Bk>1. La condition ci-dessus se décompose en deux :
condition d'équilibre d'amplitude - le module du coefficient de transmission global du générateur doit dépasser 1 dans une large plage de fréquences - K>1 ;
condition d'équilibre de phase - le déphasage total des oscillations dans un circuit fermé du générateur dans la même plage de fréquences doit être un multiple de 2 - k + = 2n.
Qualitativement, le processus d'augmentation soudaine de la tension se déroule comme suit. Supposons qu'à un moment donné, en raison de fluctuations, la tension à l'entrée du générateur augmente d'une petite valeur u. Une fois les deux conditions de génération remplies, un incrément de tension apparaîtra à la sortie de l'appareil : uout = Vkuin >uin, qui est transmis à l'entrée en phase avec l'uin initial. En conséquence, cette augmentation entraînera une nouvelle augmentation de la tension de sortie. Un processus de croissance de tension semblable à une avalanche se produit sur une large plage de fréquences.
La tâche de construction d'un circuit générateur d'impulsions pratique se résume à alimenter une partie du signal de sortie avec une différence de phase =2 à l'entrée d'un amplificateur à large bande. Étant donné qu'un amplificateur résistif décale la phase de la tension d'entrée de 1 800, l'utilisation de deux amplificateurs connectés en série peut satisfaire la condition d'équilibre de phase. La condition d’équilibre d’amplitude ressemblera à ceci dans ce cas :
L'un des schémas possibles mettant en œuvre cette méthode est illustré à la figure 2. Il s'agit d'un circuit d'un multivibrateur auto-oscillant avec des connexions collecteur-base. Le circuit utilise deux étages d'amplification. La sortie d'un amplificateur est reliée à l'entrée du second par le condensateur C1, et la sortie de ce dernier est reliée à l'entrée du premier par le condensateur C2.
Nous examinerons qualitativement le fonctionnement du multivibrateur à l'aide de chronogrammes de tension (schémas) illustrés à la Fig. 3.
Laissez le multivibrateur basculer au temps t=t1. Le transistor VT1 est en mode saturation et VT2 est en mode coupure. A partir de ce moment, les processus de recharge des condensateurs C1 et C2 commencent. Jusqu'au moment t1, le condensateur C2 était complètement déchargé et C1 était chargé à la tension d'alimentation Ep (la polarité des condensateurs chargés est indiquée sur la figure 2). Après avoir déverrouillé VT1, il commence la charge à partir de la source Ep via la résistance Rk2 et la base du transistor déverrouillé VT1. Le condensateur est chargé presque jusqu'à la tension d'alimentation Ep avec une constante de charge
zar2 = С2Rк2
Puisque C2 est connecté en parallèle à VT2 via VT1 ouvert, le taux de sa charge détermine le taux de variation de la tension de sortie Uout2.. En supposant que le processus de charge est terminé lorsque Uout2 = 0,9 Up, il est facile d'obtenir la durée
t2-t1= С2Rк2ln102,3С2Rк2
Simultanément à la charge de C2 (à partir de l'instant t1), le condensateur C1 est rechargé. Sa tension négative appliquée à la base de VT2 maintient l'état bloqué de ce transistor. Le condensateur C1 est rechargé à travers le circuit : Ep, résistance Rb2, C1, E-K du transistor ouvert VT1. cas avec constante de temps
razr1 = C1Rb2
Puisque Rb >>Rk, alors chargez<<разр. Следовательно, С2 успевает зарядиться до Еп пока VT2 еще закрыт. Процесс перезарядки С1 заканчивается в момент времени t5, когда UC1=0 и начинает открываться VT2 (для простоты считаем, что VT2 открывается при Uбє=0). Можно показать, что длительность перезаряда С1 равна:
t3-t1 = 0,7C1Rb2
A l'instant t3, le courant collecteur VT2 apparaît, la tension Uke2 chute, ce qui entraîne la fermeture de VT1 et, par conséquent, une augmentation de Uke1. Cette tension incrémentale est transmise via C1 à la base de VT2, ce qui entraîne une ouverture supplémentaire de VT2. Les transistors passent en mode actif, un processus semblable à une avalanche se produit, à la suite duquel le multivibrateur passe dans un autre état quasi-stationnaire : VT1 est fermé, VT2 est ouvert. La durée de retournement du multivibrateur est bien inférieure à celle de tous les autres processus transitoires et peut être considérée comme égale à zéro.
A partir du moment t3, les processus dans le multivibrateur se dérouleront de la même manière que ceux décrits, il suffit d'échanger les indices des éléments du circuit.
Ainsi, la durée du front d'impulsion est déterminée par les processus de charge du condensateur de couplage et est numériquement égale à :
La durée pendant laquelle le multivibrateur est dans un état quasi-stable (durée d'impulsion et de pause) est déterminée par le processus de décharge du condensateur de couplage à travers la résistance de base et est numériquement égale à :
Avec un circuit multivibrateur symétrique (Rk1 = Rk2 = Rk, Rb1 = Rb2 = Rb, C1 = C2 = C), la durée d'impulsion est égale à la durée de pause, et la période de répétition des impulsions est égale à :
T = u + n = 1,4CRb
Lors de la comparaison des durées d'impulsion et de front, il faut tenir compte du fait que Rb/Rk = h21e/s (h21e pour les transistors modernes est de 100 et s2). Par conséquent, le temps de montée est toujours inférieur à la durée de l'impulsion.
La fréquence de la tension de sortie d'un multivibrateur symétrique ne dépend pas de la tension d'alimentation et est déterminée uniquement par les paramètres du circuit :
Pour modifier la durée des impulsions et leur période de répétition, il est nécessaire de faire varier les valeurs de Rb et C. Mais les possibilités sont ici limitées : les limites de variation de Rb sont limitées plus largement par la nécessité de maintenir un transistor ouvert, du côté le plus petit par saturation peu profonde. Il est difficile de modifier en douceur la valeur de C, même dans de petites limites.
Pour trouver une issue à la difficulté, tournons-nous vers la période t3-t1 de la Fig. 2. Sur la figure, on peut voir que l'intervalle de temps spécifié et, par conséquent, la durée de l'impulsion peuvent être ajustés en modifiant la pente de décharge directe du condensateur. Ceci peut être réalisé en connectant les résistances de base non pas à la source d'alimentation, mais à une source de tension supplémentaire ECM (voir Fig. 4). Ensuite, le condensateur a tendance à se recharger non pas à Ep, mais à Ecm, et la pente de l'exponentielle changera avec un changement d'Ecm.
Les impulsions générées par les circuits considérés ont un temps de montée long. Dans certains cas, cette valeur devient inacceptable. Pour raccourcir f, des condensateurs de coupure sont introduits dans le circuit, comme le montre la figure 5. Le condensateur C2 est chargé dans ce circuit non pas via Rz, mais via Rd. La diode VD2, tout en restant fermée, « coupe » la tension sur C2 de la sortie et la tension sur le collecteur augmente presque simultanément à la fermeture du transistor.
Dans les multivibrateurs, un amplificateur opérationnel peut être utilisé comme élément actif. Un multivibrateur auto-oscillant basé sur un ampli-op est illustré à la Fig. 6.
L'ampli-op est couvert par deux circuits OS : positif
et négatif
Xc/(Xc+R) = 1/(1+wRC).
Laissez le générateur être allumé au temps t0. À l'entrée inverseuse, la tension est nulle, à l'entrée non inverseuse, elle est également probablement positive ou négative. Pour être précis, prenons le positif. Grâce au PIC, la tension maximale possible sera établie à la sortie - Uout m. Le temps de stabilisation de cette tension de sortie est déterminé par les propriétés de fréquence de l'ampli-op et peut être réglé sur zéro. A partir de l'instant t0, le condensateur C sera chargé avec une constante de temps =RC. Jusqu'au temps t1 Ud = U+ - U- >0, et la sortie de l'ampli-op maintient un Uoutm positif. A t=t1, lorsque Ud = U+ - U- = 0, la tension de sortie de l'amplificateur changera de polarité en - Uout m. Après l'instant t1, la capacité C se recharge, tendant vers le niveau - Uout m. Jusqu'à l'instant t2 Ud = U+ - U-< 0, что обеспечивает квазиравновесное состояние системы, но уже с отрицательным выходным напряжением. Т.о. изменение знака Uвых происходит в моменты уравнивания входных напряжений на двух входах ОУ. Длительность квазиравновесного состояния системы определяется постоянной времени =RC, и период следования импульсов будет равен:
Т=2RCln(1+2R2/R1).
Le multivibrateur représenté sur la figure 6 est appelé symétrique, car les temps des tensions de sortie positives et négatives sont égaux.
Pour obtenir un multivibrateur asymétrique, la résistance de l'OOS doit être remplacée par un circuit, comme le montre la Fig. 7. Différentes durées d'impulsions positives et négatives sont assurées par différentes constantes de temps de recharge des conteneurs :
R"C, - = R"C.
Un multivibrateur ampli-op peut être facilement converti en multivibrateur one-shot ou en veille. Tout d'abord, dans le circuit OOS, en parallèle avec C, nous connectons la diode VD1, comme le montre la Fig. 8. Grâce à la diode, le circuit a un état stable lorsque la tension de sortie est négative. En effet, parce que Uout = - Uout m, alors la diode est ouverte et la tension à l'entrée inverseuse est approximativement nulle. Alors que la tension à l'entrée non inverseuse est
U+ =- Uout m R2/(R1+R2)
et l'état stable du circuit est maintenu. Pour générer une impulsion, un circuit de déclenchement composé des diodes VD2, C1 et R3 doit être ajouté au circuit. La diode VD2 est maintenue dans un état fermé et ne peut être ouverte que par une impulsion d'entrée positive arrivant sur l'entrée à l'instant t0. Lorsque la diode s'ouvre, le signe change et le circuit passe dans un état avec une tension positive en sortie. Uout = Uout m. Après cela, le condensateur C1 commence à se charger avec une constante de temps = RC. A l'instant t1, les tensions d'entrée sont comparées. U- = U+ = Uout m R2/(R1+R2) et =0. Au moment suivant, le signal différentiel devient négatif et le circuit revient à un état stable. Les diagrammes sont présentés dans la Fig. 9.
Des circuits de multivibrateurs en attente utilisant des éléments discrets et logiques sont utilisés.
Le circuit du multivibrateur en question est similaire à celui évoqué précédemment.
