پالس پویا

در اینجا، مباحث آموزشی و پروژه های مربوط به برق، الکترونیک، کامپیوتر، تجهیزات شبکه، سخت افزارها، نرم افزارها، طراحی، طراحی های دیجیتال و... را با هم بررسی خواهیم نمود.

مدار تایمر 0 تا 30 دقیقه ای با کمک IC 4060

در اینجا قصد داریم به معرفی این آی سی محبوب و ساده و کارآمد بپردازیم و سپس مجموعه کاملی از مدارات ساده ساخته شده با این آی را معرفی کنیم و در همین راستا "مدار تایمر یک تا سی دقیقه" را با هم ساخته شبیه سازی کرده و با طرز کار این آی سی  به صورت عملی آشنایی پیدا میکنیم.

4060 یک مدار مجتمع هست که کاربرد زمان بندی داره و ده پایه خروجی اکیتو این ای سی میتونن از چند ثانیه تا چند ساعت تاخیر ایجاد کنن.در نهایت فقط با تعداد کمی قطعات دیگه به همراه 4060 میشه به راحتی از یک "زمان تاخیر وابسته" بهره برد.

 

 

 

 
 

میشه گفت 4060 یک "اسیلاتوره" به همراه یک " شمارنده / مقسم ".

 

 


اسیلاتور این آی سی از طریق سه پایه (11)RS و (10)RTC و (9)CTC ورودی میگیره و قابل کنترله .


پایه 11 - RS - CLOCK
این پایه ورودی بوده و توانایی دریافت یک کلاک خارجی را جهت " شمارنده / مقسم " دارد و NOT است .
سیگنال ورودی میتواند دیتوتی سایکل نامنظمی داشته باشد. اما پالس خروجی در 10 خروجی آی سی دیوتی سایکل های برابری خواهد داشت.


پایه 10 - RTC - EXTERNAL R
این پایه خروجی بوده و یک کلاک هم فرکانس با فرکانس دریافتی در پایه 11 (کلاک دریافتی) تحویل میدهد و نات ورودی در پایه 11 است .


پایه 9 - CTC - EXTERNAL C
این پایه خروجی بوده و یک کلاک هم فرکانس و کاملا مشابه با فرکانس ورودی در پایه 11 (کلاک دریافتی) تحویل میدهد.


پایه 12 - MR - RESET
این پایه برای ریست مدار " شمارنده / مقسم " میباشد.


برای درک بهتر این ورودی ها و خروجی های به شکل دیاگرام مدار منطقی و دیاگرام عملکرد این آی سی دقت کنید.




فرکانس اولیه اسیلاتور داخلی از طریق خازنی که بین پایه های 9 و 10 ای سی هست تنظیم میشه و با افزایش و کاهش این خازن تاخیر زمانی تغییر میکنه.

این آی سی دارای 10 خروجی بافر شده هست که با نام های Q4 تا Q10 و از Q12 تا Q14 نامگذاری شدن فرکانس این خروجی ها تقسیمی از فرکانس کلاک ورودی  به پایه 11 هست . شکل زیر نماینگر تمامی پایه های ای سی هست و تقسیم فرکانسی هر پایه را نشان میدهد.

 


برای این که مقسم فرکانسی ما با تنها 16 پایه و 10 خروجی حداکثر مقسم فرکانسی و همچنین بیشترین زمان تاخیر را بتونه بسازه از پایه Q1 و Q2 و Q3 و همچنین خروجی Q11 در این آی سی صرف نظر شده و مثلا فرکانس Q12 نصف فرکانس Q11 و به این ترتیب Q12 زمان تاخیری معادل چهار برابرQ10 دارد.

 


 

طراحی تایمر یک تا سی دقیقه ای

 

 

در اینجا تصویر مدار که بر روی برد برد بسته شده قابل مشاهده است.
 
 
در اینجا تصویر مدار که بر روی فیبر هزار سوراخ بسته شده قابل مشاهده است.

مدار فوق، یک تایمر ساده، ارزان و قابل تنظیم با آی سی 4060 است.
و کاربردهای مختلفی نظیر روشنایی راهروها، روشنایی زیر زمین، ایجاد تاخیر، برف پاک کن خودرو،گلخانه ها،مرغداری ها و ... میتواند داشته باشد.

این مدار از 4 قسمت مختلف تشکیل شده است که میتوان گفت شامل:


1-    تغذیه مدار و خصوصیات ورودی و خروجی های  آی سی CD4060

 همانطور که در قبلا در خصوص این آی سی توضیح دادیم آی سی CD4060 یک شمارنده ریپل باینری یا به اصطلاح دیگر Ripple Carry Binary Counter است. (Binary Counter/Divider and Oscillator)
 و معمولا در دو نوع در بازار ایران وجود دارد:  12 Stage با نام CD4040 BC و 14 Stage با نام CD4060 BC
از مزیت های مهم این آی سی، میتوان به عملکرد پایدار ان اشاره کرد.
گستره تغذیه این آی سی از 3 ولت، 5 ولت تا 15 ولت متغیر است. و تا حداکثر 20 ولت هم میرسد.
 در حالت معمول مصونیت نویز این آی سی در حدود " x VDD(45/0)" یا 45/0 ولتاژ تغذیه است.
متوسط سرعت فرکانس عملکرد آی سی تغذیه شده با منبع 15 ولت حدود 12 مگاهرتز و با منبع 10 ولت درحدود 8 مگاهرتز است.
کلیه پایه های ورودی و خروجی بافر شده  و خطوط پالس ورودی با "اشمیت تریگر" کار میکنند و پالس های بهینه تری دریافت میکنند. خروجی ها کاملا مشخصات قرینه داشته و در نهایت برای محافظت، جریان آی سی در 20 ولت قطع میگردد .
طراحی اسیلاتور ای سی 4060 به گونه ای بوده که اجازه اتصال اسیلاتور rc خارجی و یا استفاده ار اسیلاتور کریستالی خارجی را به ما میدهد.
در داخل این آی سی در قسمت شمارنده ها از فلیپ فلاپ ها استفاده شده و در پکیج های مختلفی در بازار عرضه شده که شامل Braze Seal DIP H4W ، Frit Seal DIP H1F ، Ceramic Flatpack H6W و.. می باشد.

 

2-    مدار Reset
 این مدار در زمان شروع به کار آی سی یک سیگنال بزرگ ریست را فراهم میکند تا آی سی در ریپل روشن شدن دستگاه ریست باقی بماند.
مشابه شکل زیر میتوان یک دکمه به این مدار اضافه نمود تا امکان ریست از طریق کاربر وجود داشته باشد.
 

3-    مدار کلاک و اسیلاتور
 مقاومت های 22 مگ، 18 کیلو و پتانسیومتر 500 کیلو به همراه خازن سرامیکی 220 نانوفارادی، بخش اصلی مدار هستند. پتانسیومتر موجود برای تنظیم زمان تایمر یا زمان سنج Timer به کار رفته است و با تغییر آن می توان زمان عملکرد Timer را تعیین کرد. در حقیقت مدار فوق یک نوسان ساز مقاومت-خازنی یا RC Oscillator است. برای این نوع مدار زمانی که مقاومت متصل شده به پایه 10 کمتر از 50 کیلو باشد و به عنوان نوسان ساز به کار می رود نباید منبع تغذیه کمتر از 7 ولت باشد. هنگامی که ولتاژ تغذیه آی سی برابر 10 ولت باشد فرکانس نوسان یا f از رابطه زیر به دست می آید:
f osc = 1 / 2.2 x R1 x C
در رابطه فوق، C خازن متصل به پایه 9 و R1 مقاومت متصل به پایه 10 است.طش زمان Timer همان عکس فرکانس نوسان یعنی T=1/f است.
و با توجه به این که حداکثر مقدار 518 KΩ = R1 است و مقدار مقدار خازن C=220 nf  است داریم:

 

f osc =0.45/ (518 x 10+3) x (0.22 x 10-6) ≈   4 Hz


اگر ما زمان تأخیر در دیگر پایه ها را بخواهیم بدست بیاوریم میتوانیم به شکل زیر عمل کنیم:


Time t(n) = 2n / f osc


که در این ربطه n شماره خروجی Q مورد نظر ماست در این مدار ما Q13 را در نظر میگیریم.


13 = n (Q13)
13 ^ 2 = 8192

T(n=13) = 8192/4 ≈ 34 minute


4-    مدار خروجی ها
خروجی پایه سه ، Q14 آی سی، از طریق مقاومت 1 کیلویی بیس ترانزیستور را فعال می کند. در اینجا ترانزیستور BC547B به نوعی نقش راه انداز یا درایور Driver را برای دستگاه بعدی که در اینجا Buzzer است بازی می کند. می توان به جای بازر Buzzer از رله، تریاک، SCR، optocoupler و ... برای راه اندازی دستگاه های دیگر استفاده کرد که در قسمت مدارات مشابه بیشتر این موضوع را میتوان دید و با دقت در مدارات با کارکرد هر یک بیشتر آشنا شد.

 

 


مجموعه مدارات مشابه ساده و با استفاده از آی سی 4060

 

دیگر مدارات با آی سی 4060

 

برای اطلاعات بیشتر میتوانید از پکیج آموزشی این آی سی که در پایین همین پست لینک آن قرار داده شده  استفاده کنید.
 این پکیج علاوه بر آموزش و متن کامل پروژه و شبیه سازی  شامل مجموعه کاملی از مدارات مشابه که با آی سی 4060 طراحی شده اند میباشد.

 

و شامل  مجموعه مدارت آموزنده ای میباشد از جمله :

  1. 24-Hour Timer Circuits
    • تایمر 24 ساعته
  2. Bedwetting-Wet Diaper Alert System
    • مدار آگاهی دهنده ی خیسی تخت کودک
  3. Cold Sensor Circuit
    • مدار سنسور سرما
  4. Crystal Controlled 1Hz Time Base
    • مدار کریستال کنترل شده با زمان پایه یک هرتز
  5. Digital dice circuit
    • مدار تاس دیجیتالی
  6. Door Timer Circuit with Alarm
    • مدار تایمر باز بودن در با آلارم هشدار
  7. Heat Sensor Circuit
    • مدار سنسور گرما
  8. PC Watcher -Turn On and you’ll hear the Alarm
    • نگهبان کامپیوتر - کامپیوتر و روشن کنید و آلارم به صدا در میاد
  9. Switch Timer For Bathroom Light
    • تایمر برای لامپ دسشویی
  10. Tan TimerCircuit With 4060 IC
    • مدار تایمر برنزه شدن
  11. Timer with Alarm Circuit
    • مدار تایمر به همراه الارم
  12. مدار تایمر  یک دقیقه تا دو  ساعته با ای سی 4060

و همچنین ده ها شماتیک مدار های مشابه که جهت آشنایی بیشتر با این آی سی آورده شده است.

 

لینک دانلود پکیج مدارات آی سی 4060

Password:

@123IC-4060-Circuits

لینک دانلود فایل

 

 

  • ۰ پسندیدم
  • ۰ نظر
    • پالس پویا
    • پنجشنبه ۲۱ تیر ۹۷
    ارسال نظر آزاد است، اما اگر قبلا در بیان ثبت نام کرده اید می توانید ابتدا وارد شوید.
    شما میتوانید از این تگهای html استفاده کنید:
    <b> یا <strong>، <em> یا <i>، <u>، <strike> یا <s>، <sup>، <sub>، <blockquote>، <code>، <pre>، <hr>، <br>، <p>، <a href="" title="">، <span style="">، <div align="">
    تجدید کد امنیتی