קטגוריות: מאמרים מוצגים » אלקטרוניקה מעשית
מספר צפיות: 162,237
הערות לכתבה: 4
כיצד לבצע ממסר זמן לעשות זאת בעצמך
מה זה ממסר זמן? אלגוריתם פעולה ממסר זמן פשוט מספיק, אבל לפעמים זה יכול לגרום להתפעלות. אם נזכור את מכונות הכביסה הישנות, שכונו בחיבה "הדלי עם מנוע", הרי שפעולתו של הטיימר הייתה מאוד ברורה: הם סובבו את הידית כמה קרציות, משהו התחיל לתקתק פנימה והמנוע התחיל.
ברגע שמצביע הידית הגיע לחלוקת סולם אפס, הכביסה הסתיימה. מאוחר יותר הופיעו מכוניות עם שני טיימרים - שוטפים וסובבים. במכונות כאלה נעשו ממסרי הזמן בצורת גליל מתכת, בו הוסתר מנגנון השעון, ובחוץ היו רק אנשי קשר חשמליים וכפתור בקרה.
מכונות כביסה מודרניות - גם למכונות אוטומטיות (עם שליטה אלקטרונית) יש ממסר זמן, והיה בלתי אפשרי להרכיב אותה כאלמנט נפרד או כחלק בלוח הבקרה. כל השהיות בזמן מתקבלות באופן תכנותי באמצעות מיקרו-בקרת השליטה. אם בוחנים מקרוב את מחזור מכונת הכביסה האוטומטית, פשוט אי אפשר למנות את מספר עיכובי הזמן. אם כל העיכובים בזמן הללו היו מבוצעים בצורה של מנגנון שעון של האמור לעיל, פשוט לא היה מספיק מקום בגוף מכונת הכביסה.
ממסר זמן הם משמשים לא רק במכונות כביסה, למשל בתנורי מיקרוגל, בעזרת עיכובי זמן לא רק מוסדר זמן ההפעלה, אלא גם כוח החימום. הדבר נעשה כדלקמן: מתח ה- RF נדלק למשך 5 שניות ומכבה למשך 5. כוח החימום הממוצע במקרה זה הוא 50%. מספיק להספק של 30%, הפעלת ה- RF למשך 3 שניות זה מספיק. בהתאם, במצב כבוי, המנורה בתדר הגבוה ממוקמת במשך 7 שניות. כמובן שהמספרים הללו יכולים להיות שונים, למשל 50 ו- 50 או 30 ו- 70, בדיוק כאן מוצג היחס בין זמן ההפעלה של ה- HF.
הזכרת מכונות כביסה ישנות ניתנת מסיבה כלשהי. זה כאן, בדוגמה זו, אתה יכול לראות, אפילו להרגיש עם הידיים שלך, איך ממסר הזמן עובד.
סיבוב הארכובה בכיוון השעון אינו אלא מהירות תריס. המפעיל (המנוע החשמלי) מופעל מייד. מהירות התריס, במקרה זה תוך דקות, קובעת את זווית הסיבוב של הידית. כך, שתי פעולות מבוצעות בבת אחת: העמסת זמן החשיפה ובעצם התחלת השהיית הזמן עצמה. לאחר חלוף הזמן שנקבע, המפעיל מכובה. כל ממסרי הזמן או הטיימרים פועלים אפילו בערך, אפילו כאלה שמסתתרים בפנים בקרי מיקרו (ח"כ).
החל משעון לאלקטרוניקה
כיצד להשיג עיכוב זמן באמצעות ח"כ
המהירות של חבר הכנסת המודרני היא גבוהה מאוד, עד כמה עשרות מפטים (מיליוני פעולות בשנייה). נראה כי לא כל כך מזמן היה מאבק על 1 מגבים במחשבים אישיים. עכשיו אפילו חברי כנסת מיושנים, למשל, משפחת 8051, ממלאים בקלות את 1 המפלים האלה. לפיכך, ייקח שנייה אחת בדיוק כדי להשלים 1,000,000 פעולות.
כאן, פיתרון מוכן לכאורה, כיצד לקבל עיכוב זמן. פשוט בצע את אותה פעולה מיליון פעם. ניתן לעשות זאת די בפשטות אם פעולה זו קשורה לתכנית. אבל הבעיה היא שבנוסף למבצע זה, ח"כ לשנייה לא יכול לעשות שום דבר אחר. כאן יש לך את ההישג של הנדסה, כאן יש לך מפטים! ואם אתה זקוק למהירות תריס של כמה עשרות שניות או דקות?
טיימר - מכשיר לספירת זמן
כדי למנוע מבוכה שכזו, המעבד לא התחמם סתם כך, ביצע פקודה מיותרת שלא תעשה שום דבר מועיל, טיימרים נבנו בתוך חבר הכנסת, ככלל, כמה מהם.אם לא נכנסים לפרטים, אז הטיימר הוא מונה בינארי שמונה את הפולסים שנוצרים על ידי מעגל מיוחד בתוך חבר הכנסת.
לדוגמה, במשפחת ח"כ 8051 נוצר דופק ספירה כאשר כל פקודה מבוצעת, כלומר הטיימר פשוט מונה את מספר הוראות המכונה המבוצעות. בינתיים, יחידת העיבוד המרכזית (CPU) עוסקת בשקט בביצוע התוכנית הראשית.
נניח שהטיימר מתחיל לספור (יש פקודה של התחלת מונה לכך) מאפס. כל דופק מגדיל את תוכן הדלפק בזה ובסופו של דבר מגיע לערך המקסימאלי. לאחר מכן, תוכן הדלפק מאופס. הרגע הזה נקרא "הצפת נגד". זה בדיוק סוף עיכוב הזמן (זכרו את מכונת הכביסה).
נניח שהטיימר הוא 8 סיביות, ואז ניתן להשתמש בו כדי לחשב ערך בטווח 0 ... 255, או שהמונה יעלה על כל 256 פעימות. כדי להקטין את מהירות התריס, מספיק להתחיל את הספירה לא מאפס, אלא מערך אחר. כדי להשיג את זה, זה מספיק לטעון תחילה ערך זה לדלפק, ואז להתחיל את הדלפק (שוב, זכור את מכונת הכביסה). המספר שנטען מראש הוא זווית הסיבוב של ממסר הזמן.
טיימר כזה עם תדירות פעולות של 1 מיפס יאפשר לך לקבל מהירות תריס של מקסימום 255 מיקרו שניות, אבל אתה צריך כמה שניות ואפילו דקות, מה עליך לעשות?
מסתבר שהכל די פשוט. כל הצפת טיימר היא אירוע הגורם להפרעה של התוכנית הראשית. כתוצאה מכך, מעבד ה- CPU עובר לתת-השחייה המקבילה, אשר מבין הקטעים הזעירים הללו יכול להוסיף כל אחד, לפחות עד מספר שעות ואפילו ימים.
שגרת שירות ההפרעות היא לרוב קצרה, לא יותר מכמה עשרות פקודות, שלאחריה יש חזרה לתוכנית הראשית, שממשיכה לרוץ מאותו מקום. נסה קטע זה על ידי חזרה פשוטה על הפקודות עליהן נאמר לעיל! אם כי בחלק מהמקרים אתה צריך לעשות בדיוק את זה.
כדי לעשות זאת, יש פקודת NOP במערכות הפקודה של המעבד, שפשוט לא עושה דבר, זה לוקח זמן מכונה בלבד. ניתן להשתמש בו כדי להזמין זיכרון, וכאשר יוצרים עיכובים בזמן, רק קצרים מאוד, בסדר גודל של כמה מיקרו שניות.
כן, הקורא יגיד איך הוא סבל! ממכונות כביסה ישירות למיקרו-בקרים. ומה היה בין נקודות הקיצון האלה?
מהם ממסרי זמן?
כאמור, המשימה העיקרית של ממסר הזמן היא להשיג עיכוב בין אות הקלט לאות הפלט. ניתן ליצור עיכוב זה בכמה דרכים. ממסרי הזמן היו מכניים (שתוארו כבר בתחילת המאמר), אלקטרומכניים (מבוססים גם על שעון, רק הקפיץ נפצע על ידי אלקטרומגנט), כמו גם עם מכשירי דעיכה שונים. דוגמא לממסר כזה הוא מתג הזמן הפנאומטי המוצג באיור 1.
ציור 1. ממסר זמן פנאומטי.
הממסר מורכב מכונן אלקטרומגנטי ומתקן פנאומטי. סליל הממסר זמין למתחי פעולה של 12 ... 660V AC (16 דירוגים כוללים) עם תדר של 50 ... 60Hz. תלוי בגרסת הממסר, מהירות התריס יכולה להתחיל כאשר היא מופעלת או כאשר הכונן האלקטרומגנטי משתחרר.
השעה נקבעת על ידי בורג המסדיר את חתך החור של האוויר ליציאה מהתא. ממסרי הזמן המתוארים נבדלים זה מזה בפרמטרים לא מאוד יציבים, ולכן, בכל מקום אפשרי, משתמשים תמיד בממסרי זמן אלקטרוניים. נכון לעכשיו, אפשר למצוא ממסרים כאלה, מכניים ופנאומטיים כאחד, רק בציוד עתיק, שעדיין לא הוחלף בציוד מודרני, ואפילו במוזיאון.
ממסרי זמן אלקטרוניים
אולי אחת הנפוצות ביותר הייתה סדרת ממסר VL-60 ... 64 וכמה אחרות, למשל VL-100 ... 140 ממסרים.כל אותם טיימרים נבנו על גבי שבב מיוחד KR512PS10. המראה של ממסר קו התקורה מוצג באיור 2.
איור 2. איור 2. סדרת ממסר זמן VL.
המעגל של טיימר VL - 64 מוצג באיור 3.
איור 3 סכמת טיימר VL - 64
כאשר מתח מועבר לכניסה דרך גשר המיישר VD1 ... VD4, המתח דרך המייצב בטרנזיסטור KT315A מועבר לשבב DD1 שהגנרטור הפנימי בו מתחיל לייצר פולסים. תדירות הפולסים מוסדרת על ידי PPB-3B נגד נגדי משתנה (זה שמוצג בלוח הקדמי של הממסר), המחובר בסדרה עם קבל תזמון 5100 pF, שיש לו סובלנות של 1% וטק מאוד קטן.
הפולסים שהתקבלו סופרים על ידי מונה עם מקדם חלוקה משתנה, שנקבע על ידי מעבר המסופים של המעגל המיקרו M01 ... M05. בממסר VL של סדרה, מיתוג זה בוצע במפעל. מקדם החלוקה המרבי של הדלפק כולו מגיע ל 235,929,600. על פי התיעוד של המיקרו-מעגל, בתדירות של מתנד הראשי 1 הרץ, מהירות התריס יכולה להגיע ליותר מ- 9 חודשים! לטענת המפתחים, די בכך לכל יישום.
סיכה 10 של שבב END היא סוף מהירות התריס, המחוברת לכניסה 3 - ST התחלה - עצירה. ברגע שמופיע מתח ברמה גבוהה ביציאת END, ספירת הדופק נעצרת, ומתח מתח ברמה גבוהה מופיע בפלט התשיעי של Q1, שיפתח את הטרנזיסטור KT605 והממסר המחובר לקולט KT605 יעבור.
ממסרי זמן מודרניים
ככלל, מיוצרים על חבר הכנסת. קל יותר לתכנת מיקרו מעגל קנייני מוכן, להוסיף כמה כפתורים, מחוון דיגיטלי, מאשר להמציא משהו חדש ואז גם לכוונן את הזמן. ממסר כזה מוצג באיור 4.
איור 4 ממסר זמן של מיקרו-בקר
מדוע ממסר זמן לעשות זאת בעצמך?
ולמרות שיש מספר עצום כזה של מתגי זמן, כמעט לכל טעם, לפעמים בבית אתה צריך לעשות משהו משלך, לעתים קרובות מאוד פשוט. אך לעתים קרובות עיצובים כאלה מצדיקים את עצמם באופן מוחלט ומוחלט. הנה כמה מהם.
ברגע שבדקנו רק את פעולת מעגל המיקרו KR512PS10 כחלק מממסר קווי התקורה, נצטרך להתחיל לשקול מעגלי חובבים ממנו. איור 5 מציג את מעגל הטיימר.
איור 5. טיימר במעגל המיקרו KR524PS10.
המעגל המיקרו מופעל ממייצב פרמטרי R4, VD1 עם מתח ייצוב של כ -5 V. בזמן ההפעלה, מעגל R1C1 מייצר דופק איפוס מיקרו-מעגל. זה מפעיל את הגנרטור הפנימי, שתדרו מוגדר על ידי שרשרת R2C2 והדלפק הפנימי של המעגל המיקרו מתחיל לספור פולסים.
מספר הפולסים הללו (יחס חלוקה נגדית) נקבע על ידי מעבר המסופים של המיקרו-מעגל M01 ... M05. כאשר המיקום המצוין בתרשים, מקדם זה יהיה 78643200. מספר פולסים זה מהווה את כל תקופת האות ביציאת END (סיכה 10). סיכה 10 מחוברת לפין 3 ST (התחלה / עצירה).
ברגע שפלט ה- END מוגדר לרמה גבוהה (נספרה חצי תקופה), הדלפק נעצר. באותו הרגע, הפלט Q1 (סיכה 9) גם קובע רמה גבוהה, הפותחת את הטרנזיסטור VT1. באמצעות טרנזיסטור פתוח, ממסר K1 מופעל, השולט בעומס עם אנשי הקשר שלו.
כדי להתחיל את השהיית הזמן, זה מספיק בכדי לכבות בקצרה ולהפעיל שוב את הממסר. תרשים התזמון של אותות END ו- Q1 מוצג באיור 6.
איור 6. תרשים תזמון של אותות END ו- Q1.
כאשר הערכים של שרשרת התזמון R2C2 המצוינים בתרשים, תדר הגנרטור הוא בערך 1000 הרץ. לפיכך, השהיית הזמן לחיבור המצוין של המסופים M01 ... M05 תהיה כעשר שעות.
כדי לכוונן את מהירות התריס הזו, יש לבצע את הפעולות הבאות. חבר את המסופים M01 ... M05 למצב "Seconds_10", כמוצג בטבלה באיור 7.
איור 7. טבלת הגדרת טיימר (לחץ על התמונה להגדלה).
עם חיבור זה, סובב את הנגד R2 המשתנה כדי להתאים את מהירות התריס למשך 10 שניות. באמצעות שעון עצר. ואז חבר את המסופים M01 ... M05, כמוצג בתרשים.
תרשים נוסף על KR512PS10 מוצג באיור 8.
איור 8 ממסר זמן שבב KR512PS10
טיימר נוסף בשבב KR512PS10.
ראשית, בואו לשים לב ל- KR512PS10, ליתר דיוק, לאותות END, שלא מוצגים כלל, ולאות ST, שפשוט מחוברת לחוט משותף, התואם לרמת אפס הגיונית.
עם כיבוי זה הדלפק לא ייפסק, כמוצג באיור 6. אותות ה- END ו- Q1 ימשיכו באופן מחזורי, ללא עצירה. צורת האותות הללו תהיה מתפתל קלאסי. לפיכך, התברר רק גנרטור של פולסים מלבניים, אשר ניתן לשלוט בתדר באמצעות מתנגד R2 משתנה, וניתן להגדיר את גורם חלוקת הדלפק על פי הטבלה המוצגת באיור 7.
פולסים רציפים מהפלט של Q1 עוברים לקלט הספירה של מפענח הנגד העשרוני DD2 K561IE8. שרשרת R4C5, כאשר היא מופעלת, מאפסת את הדלפק לאפס. כתוצאה מכך מופיעה רמה גבוהה בפלט של המפענח "0" (סיכה 3). ביציאות 1 ... 9 רמות נמוכות. עם הגעת הדופק הראשון לספירה, רמה גבוהה עוברת לפלט "1", הדופק השני קובע רמה גבוהה בפלט "2" וכן הלאה, עד לפלט "9". ואז הדלפק עולה על גדותיו ומחזור הספירה מתחיל מחדש.
את אות השליטה המתקבל דרך המתג SA1 ניתן להזין למחולל הקול באלמנטים DD3.1 ... 4, או למגבר הממסר VT2. כמות השהיית הזמן תלויה במיקום המתג SA1. עם חיבורי הטרמינל M01 ... M05 המצוינים בתרשים והפרמטרים של שרשרת התזמון R2C2, ניתן להשיג עיכובי זמן שנעים בין 30 שניות ל -9 שעות.
בוריס אלאדישקין
ראה גם באתר elektrohomepro.com
: