Схема подключения триггера: как работают RS и D устройства, схемы и характеристики

как работают RS и D устройства, схемы и характеристики

Широкое применение в импульсной технике получил триггер на транзисторах. Чаще всего он используется в качестве счётчика и элемента памяти. Кроме того, в различных приборах логическое устройство заменило собой электромеханическое реле. На основе эпитаксиальных транзисторных триггеров создаются микросхемы, без которых невозможна работа любого современного цифрового прибора.

Устройство триггера

Триггер по своей схемотехнике очень похож на простейшее электронное устройство — мультивибратор. Но в отличие от него, он имеет два устойчивых положения. Эти состояния обеспечиваются изменениями входного сигнала при достижении им определённого значения. Переход из одного положения в другое называют перебросом. В результате на выходе логического элемента возникает скачок напряжения, форма которого зависит от скорости процессов, проходящих в радиоприборах.

Наибольшее применение получил триггер, работающий на транзисторах. Связанно это со способностью последних работать в ключевом режиме. Биполярный транзистор — это полупроводниковый прибор, имеющий три вывода. Эти электроды называются:

  • эмиттер;
  • база;
  • коллектор.

В грубом приближении транзистор представляет собой два диода, объединённых электрической связью. Состоит он из двух p-n переходов. Название биполярный элемент получил из-за того, что одновременно в нём используются два типа носителей заряда. В триггерных схемах транзистор работает в режиме ключа, суть которого заключается в управлении силой тока коллектора путём изменения значения на базе. При этом коллекторный ток по своей величине превышает базовый.

При таком включении важны лишь токи, а напряжения особой роли не играют. Поэтому при возникновении определённого тока на базе транзистор открывается и пропускает через себя сигнал. Сигнал на коллекторе полупроводникового прибора будет обратным по входному знаку, то есть инвертированным. А значит, когда на базовом выходе будет присутствовать разность потенциалов, на коллекторном она будет равна нулю, и наоборот.

Эта способность транзисторов и используется в триггерах, схема которых построена на двух ключах с перекрёстными обратными связями. Когда используются транзисторные ключи с одинаковой обвязкой, то триггер считается симметричным, в другом же случае — несимметричным.

Принцип работы

Устойчивые состояния выхода триггера обеспечиваются двумя транзисторными ключами, охваченными положительной обратной связью (ПОС). Такие положения соответствуют состоянию, когда один из транзисторов открыт и находится в режиме насыщения, а второй ключ закрыт. При этом на коллекторе закрытого элемента присутствует разность потенциалов, равная его значению на входе — логическая единица, а на выводе открытого ключа напряжение отсутствует — логический ноль.

Биполярные компоненты при таком включении относительно друг друга всегда будут находиться в противоположном состоянии из-за обратной связи. Через неё один из транзисторов (закрытый) с высоким уровнем напряжения на своём коллекторном выводе обязательно будет поддерживать другой в открытом состоянии.

Если предположить, что после подачи питания на устройство оба транзистора VT1 и VT2 окажутся открытыми, то через время из-за отличия характеристик радиоэлементов, стоящих в их плечах, возникнет перекос в коллекторных токах. А это благодаря ПОС приведёт к закрытию одного из ключей. То есть обратная связь спровоцирует лавинообразный процесс перехода одного транзистора в режим насыщения, а другого в режим отсечки.

Делители, собранные на резисторах R1, R4 и R2, R3, подбираются так, чтобы их коэффициент передачи был меньше единицы. Причём для поддержания уровня сигнала они шунтируются ёмкостью, ускоряющей скорость прохождения лавинообразных процессов и повышающей надёжность состояния.

Таким образом, принцип работы триггера заключается в прохождении следующих процессов. Если на схему подаётся напряжение Ek и Eb, то биполярный ключ VT1 начинает работать в режиме насыщения, а VT2 — отсечки. Импульс, пришедший на базу VT1, приводит к уменьшению величины тока, протекающего через коллектор и увеличению напряжения на переходе коллектор-эмиттер U1ke. Напряжение через С1 и R4 прикладывается к базе VT2. Это приводит к увеличению коллекторного тока на втором ключе и уменьшению напряжения на переходе U2ke, передаваемого через C2 и R3 на базу VT1.

Итогом этих процессов станет запирание VT1 и отпирание VT2. Такое состояние останется неизменным, пока на базу VT2 не придёт отрицательный уровень сигнала. Результатом этого будут обратные электрические процессы, и VT1 закроется, а VT2 откроется.

Характеристики приборов

Триггер условно можно назвать «автоматом», способным хранить один бит информации. Простейшего вида прибор имеет два выхода, находящихся по отношению друг к другу в инверсном состоянии. Важные параметры устройства связаны с синхронизацией (тактированием) выходов, зависящей от времени предустановки и выдержки. Первый параметр характеризуется интервалом времени, в течение которого поступает разрешающий фронт синхросигнала, а второй определяется временем нахождения устойчивого состояния в неизменном положении. Ряд других характеристик триггера связывают с сигналом, проходящим через него. К ним относится:

  • нагрузочная способность — характеризуется коэффициентом разветвления (Кр) и обозначает способность прибора управлять определённым количеством параллельно подключённых элементов к выходу устройства;
  • Ко — коэффициент объединения, обозначает наибольшее число входных напряжений, которые возможно завести на вход прибора;
  • tи — минимальная продолжительность входного сигнала, то есть длительность импульса, при котором триггер ещё может перейти в инверсное состояние;
  • tзд — коэффициент задержки, указывает на временной промежуток между подачей входного сигнала и появлением напряжения на выходе;
  • tр — длительность разрешения, определяется минимальным временем прошедшим между двумя импульсами сигнала на входе и спровоцировавшего переход триггера в другое состояние.

Но наряду с этим выделяют и следующие технические параметры триггеров:

  • напряжение на входе — наибольшая величина разности потенциалов, которую может выдержать устройство без повреждения своей внутренней электрической схемы;
  • ток потребления — зависит от используемых элементов, обычно не превышает 2 мА;
  • разность потенциалов переключения — это минимальное значение, при котором происходит инвертирование выхода;
  • ток входа — обозначает минимальное значение необходимое для работы триггера;
  • ток выхода — значение тока, появляющееся на выходе и определяемое отдельно для логического нуля и единицы;
  • температурный диапазон — интервал, в котором технические параметры устройства не изменяются;
  • напряжение гистерезиса — разность амплитуд входного сигнала, приводящая к изменению состояния выхода устройства.

Виды и классификация

Для работы устройства на вход необходимо подать внешний сигнал, называемый установочным. Форма напряжения, приводящая к появлению логической единицы на выходе триггера, обозначается латинской буквой S (установка), а появлению ноля — R (сброс). Состояние устройства определяется по прямому входу. Для элемента ИЛИ-НЕ активным уровнем считается единица, а И-НЕ — ноль. Одновременная подача R и S приведёт к неопределённому неустойчивому состоянию.

Такой принцип используется для построения элемента памяти. Поэтому все триггеры классифицируются по способу записи информации на асинхронные и синхронные. Первые разделяются по способу управления, а вторые по виду переключения и могут быть одно- или двухступенчатыми. Устройства, зависящие от уровня сигнала, называются триггерами статического управления, а от фронта — динамического.

По типу работы логики триггеры могут быть:

  • RS — состоящими из двух входов;
  • D — имеющих один информационный вход и схему задержки;
  • T — инвертирующих сигнал каждый раз при подаче импульса напряжения на вход;
  • JK — универсальными, допускающими одновременную подачу на свои выводы R и S сигналов;
  • комбинированными — совмещающими несколько устройств, например, RST-триггер.

Наиболее распространёнными видами триггеров являются D и RS схемы. При этом триггерные устройства разделяются также по числу устойчивых состояний (двоичные, троичные, четверичные и т. д.) и составу логических элементов.

Триггер RS типа

Одной из простейших в цифровой электронике является схема RS-триггера на транзисторах. Внешним воздействием на вход прибора можно установить его выход в нужное устойчивое состояние. Схема устройства представляет собой каскады, выполненные на транзисторах. Вход каждого из них подключается к выходу противоположного. Два состояния определяются присутствием на выходе напряжения, а переход между ними происходит с помощью управляющих сигналов.

Работает схема следующим образом. Если в начальный момент времени VT2 будет закрыт, тогда через сопротивление R3 и коллектор будет течь ток, поддерживающий VT1 в режиме насыщения. Одновременно первый транзистор начнёт шунтировать базу VT2 и резистор R4. Режим отсечки VT2 соответствует значению логической единицы на выходе Q = 1, открытое состояние VT1 нулю, Q = 0. Амплитуда сигнала на коллекторе закрытого ключа определяется выражением: Uз = U * R3 / (R2+R3).

Для инверсии сигнала необходимо на вход R или S подать импульс. При этом если S = 1, то и Q = 1, а если R=1, то на выходе будет ноль. При значениях R1 = R2 и R3 = R4 триггер называется симметричным. Особенностью работы устройства является способность удерживать установленное состояние между импульсами R и S, что и используется для создания на нём элементов памяти.

На схемах RS-триггер обозначается в виде прямоугольника с подписанными входами S и R, а также возможными состояниями выхода. Прямой подписывается символом Q, а инверсный – Q. Информация может поступать на входы непрерывным потоком или только при появлении синхроимпульса. В первом случае устройство называют асинхронным, а во втором – синхронным (трактируемым).

Работа устройства наглядно описывается с помощью таблицы истинности.

Она наглядно показывает всевозможные комбинации, которые могут возникнуть на выходе прибора. Такая таблица составляется отдельно для триггера с прямыми входами и инверсными. В первом случае действующий сигнал равен единице, а во втором — нулю.

Схема D-trigger

Управление логическими элементами в приборе такого типа осуществляется с помощью входов, которые разделяются на информационные и вспомогательные. Первый фиксирует приходящий импульс и в зависимости от формы переводит триггер в устойчивое то или иное состояние. Вспомогательный вход предназначен для синхронной работы.

Английская буква D в названии обозначает, что устройство является триггером задержки (delay). Эта задержка выражается в том, что приходящий импульс подаётся на вход не сразу, а через один такт. Определяет её частота импульсов синхронизации.

На схемах D-триггер на транзисторах обозначается также в виде прямоугольника, но входы триггера подписываются как D и C. Состояние устройства определяется по форме импульса, в частности срезу, приходящему на вход C, и импульсом синхронизации, поступающим на D. Но если на C будут приходить синхроимпульсы, а сигнал на входе D не будет изменяться, то выход останется без изменений.

Таблица истинности для логического элемента выглядит следующим образом:

Использование RS и D триггеров достаточно распространено из-за простоты, универсальности и удобства построения на них логических схем. Эти элементы являются важными составляющими для создания цифровых микросхем, используются в качестве регистров сдвига и хранения.

Что такое триггер Шмидта. Схемы триггера Шмитта

Что такое триггер Шмитта

Слово trigger, в переводе на русский, значит, спусковой крючок. Функциональность устройства заключается в быстром переходе из одного устойчивого состояния в другое под внешним воздействием.

Большинство подобных устройств имеют заданное одинаковое значение для нарастающего сигнала. Для быстрорастущих сигналов – это не проблема. Но для сигналов, которые имеют очень медленное нарастание (шумовые, например) – колебания назад и вперед из положения off в on и обратно могут вывести из строя прибор. Триггеры Шмитта применимы для медленно изменяющихся сигналов или шума.

Это решение для случаев, когда сигнал на входе колеблется вокруг заданной точки. Схема для получения петли гистерезиса – это значит, что есть два набора точек, одни на низкой стороне, другие на высокой. Допустим, что на стороне низкого заданное значение составляет 2,0 В, а на стороне высокого – 1,5 В. Как только нарастающий входной сигнал (шум) попадает в точку 2.0 В, триггер переключит выход на 1. И сигнал на выходе останется на 1 до тех пор, пока входной сигнал не упадёт обратно до 1,5 В. В зоне от 1,5 и 2.0 В сигнал не переключается.

Самым простым примером применения триггера Шмитта является однополюсный двухпозиционный тумблер.

Перемещением рычага вправо соединяются выступы в центре. Цифровые схемы работают на 1 и 0 (вкл. и выкл.) Серединных значений при этом нет.

Схемы триггеров Шмитта

Существует много схем триггеров Шмитта, в которых необходимо включение элементов, имеющих фиксированные пороги на входе. Можно применять дискретные транзисторы, а также операционный усилитель (ОУ) с дополнительными компонентами, способствующими созданию петли гистерезиса.

На схеме изображено как устройство формирует импульс правильной конфигурации, при произвольном входном сигнале. Подобная схема применяется для преобразования медленно изменяющихся сигналов в импульсы с чётко очерченными краями. Это выполняется и на нескольких устройствах, и на одном ОУ.

Схема триггера Шмитта на транзисторах

Для несимметричного триггера Шмитта характерно несколько устойчивых состояний, когда переход из одного в другое происходит лишь при пороговых уровнях. Поэтому для такого триггера Шмитта характерна гистерезисная передаточная характеристика. В нижеприведённой схеме использованы биполярные транзисторы.

На данном чертеже показано, что триггер Шмитта включает в себя транзисторы VT1 и VT2, гальванически связанные между собой посредством резистора R5. Все элементы имеют общую питающую шину. R1 и R2 обеспечивают рабочий режим транзистора VT1. Организован делитель напряжения (два резистора). Конденсатор C1 служит для ускоренного переключения. Временные диаграммы входных и выходных напряжений устройства показаны на рисунке.

При подаче питания к устройству, он переходит в исходное состояние, когда транзистор VT1 закрыт, а VT2 открыт. В таком состоянии на выход устройства поступает некоторое напряжение Uэ, зависящее от элементов обвязки VT2. Имеются два порога срабатывания в триггере Шмитта (эта разность между напряжениями называется шириной петли гистерезиса).

Триггер Шмитта на логике

Это устройство особенное, потому что имеет по одному аналоговому входу и цифровому выходу. Самая простая схема триггера Шмитта основана на цифровых логических элементах, то есть последовательно включенных двух инверторах. Посредством резистивной обратной связи цифровой сигнал на выходе меняет входное напряжение переключения. Скорости нарастания сигнала на выходе и входе не зависят друг от друга, являясь для данной схемы постоянной величиной (зависящей от быстродействия логических вентилей). Схема триггера Шмитта, построенная на двух инверторах, изображена ниже.

Добавлена обратная связь, обеспеченная двумя резисторами, способствует быстрому изменению напряжения на выходе схемы при пересечении сигналом порогового напряжения. Соотношение между резисторами влияет на глубину этой связи. Тот факт, что часть сигнала с выхода схемы поступает на вход, приводит к тому, что вместо одного порога у схемы получается два. Один из них назван порогом срабатывания схемы (когда на выходе устройства формируется уровень «1»). Второй порог назван порогом отпускания (когда на выходе схемы формируется уровень «0»). Наличие двух порогов дало триггеру Шмитта второе название — схема с гистерезисом. Положительная обратная связь используется для того, чтобы установить лимит для достижения точки насыщения на выходе и, таким образом, можно изменить синусоидальное напряжение в цифровое.

Как определить низкие и высокие пороговые уровни на входе схемы? Логика определения этих пороговых уровней следующая. Необходимо выбрать верхний порог, который ниже минимального высокого уровня сигнала. Другими словами, это тот уровень, когда входной сигнал будет превышать каждый импульс на выходе. Аналогичным образом выбирается нижний порог, который соответственно выше низкого уровня сигнала. Разница между верхним и нижним уровнем является гистерезис. Чем больше гистерезис, тем больше будет восприимчивость схемы к шуму. Также необходимо учесть влияние времени.

На изображении хорошо видны два порога там, где на вход устройства подаётся синусоидальное напряжение.

Генератор на триггере Шмитта

Для построения генераторов применяются инверторы. Посему для обеспечения устойчивых сигнальных волн нужно вывести элемент на участок между «0» и «1». Далее, требуется обеспечить положительную обратную связь посредством конденсаторов.

Ниже изображена схема простейшего генератора импульсов.

Инвертор генерирует сигнал, который заряжает и разряжает конденсатор. Это работает, потому что на выходе инверторов «0» или «1» (низкие или высокие пороговые значения). Представим, что мы смотрим на цепи в какой-то случайный момент времени. По своей природе, триггера Шмитта на выходе инвертора или 0 В или 5 В (или переход между ними, который мы можем игнорировать). Если на выходе 0 В, а на выходе конденсатора выше, чем на выходе инвертора, конденсатор будет разряжаться через резистор до падения порогового напряжения триггера Шмитта. Конденсатор разряжается до тех пор, пока на входе инвертора сигнал достаточно низкий. При пересечении порогового значения, цикл начнётся заново.

Ключ, который делает эту работу на «гистерезис» в триггер Шмитта. В основном это означает, что точка поездки инвертора зависит оттого, что мы идем от высокого напряжения или низкого напряжения.

Заключение

Достоинство схем заключается в том, что входное напряжение меняется незначительно, когда выходное изменяется резко к высокому или низкому пороговому значению. Процесс проводится благодаря устройству обратной связи и делителя напряжения.

В чём польза триггера Шмитта? Они весьма востребованы тогда, где на входе присутствуют шумы. Применяется для преобразования входного сигнала в прямоугольные, пренебрегая высокочастотными помехами. Такая входная цепь осуществляет гистерезис, эффективно фильтрующий различные типы шумов. Использование устройства будет гарантировать, что на входе цифрового устройства всегда будет либо «один» или «ноль» и ничего между ними.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Похожее

Справочник «Цифровые Интегральные Микросхемы»

Справочник «Цифровые Интегральные Микросхемы»
[ Содержание ]


2.5.2. D-триггеры

D-триггером называется триггер с одним информационным
входом, работающий так, что сигнал на выходе после
переключения равен сигналу на входе D до переключения,
т. е. Qn+1=Dn Основное назначение D-триггеров — задержка
сигнала, поданного на вход D. Он имеет информационный
вход D (вход данных) и вход синхронизации С. Вход
синхронизации С может быть статическим (потенциальным)
и динамическим. У триггеров со статическим входом С информация
записывается в течение времени, при котором уровень сигнала C=1.
В триггерах с динамическим входом С информация записывается
только в течение перепада напряжения на входе С. Динамический
вход изображают на схемах треугольником. Если вершина треугольника
обращена в сторону микросхемы (прямой динамический вход), то
триггер срабатывает по фронту входного импульса, если от нее
(инверсный динамический вход) — по срезу импульса. В таком
триггере информация на выходе может быть задержана на один такт
по отношению к входной информации.

D-триггеры могут быть построены по различным схемам. На рис. 2.43,а
показана схема одноступенчатого D-триггера на элементах И-НЕ и его
условное обозначение. Триггер имеет прямые статические входы
(управляющий сигнал — уровень логической единицы). На элементах DD1.1 и DD1.2
выполнена схема управления, а на элементах DD1.3 и DD1.4 асинхронный RS-триггер.

Рис. 2.43. Синхронный D-триггер:
а — схема D-триггера на элементах И-НЕ и условное обозначение;
б — временные диаграммы; в — преобразование синхронного RS-триггера в синхронный D-триггер;
г — временные диаграммы записи и считывания.

Если уровень сигнала на входе С = 0, состояние триггера устойчиво
и не зависит от уровня сигнала на информационном входе D. При этом
на входы асинхронного RS-триггера с инверсными входами
(DD1.3 и DD1.4) поступают пассивные уровни /S = /R = 1.

При подаче на вход синхронизации уровня С = 1 информация на
прямом выходе будет повторять информацию, подаваемую на вход D.

Следовательно, при C=0 Qn+1=Qn, а при C=l Qn+1=Dn.
Временные диаграммы, поясняющие работу D-триггера,
приведены на рис. 2.43,б.

D-триггер возможно получить из синхронного RS-триггера,
если ввести дополнительный инвертор DD1.1 между входами
S и R (рис. 2.43,в). В таком триггере состояние неопределенности
для входов S и R исключается, так как инвертор DD1.1 формирует
на входе R сигнал /S. Временные диаграммы записи в D-триггер
напряжений высокого и низкого входных уровней и их считывание
приведены на рис. 2.43,г. Обязательным условием правильной
работы D-триггера является наличие защитного временного
интервала после прихода импульса на
вход D перед тактовым импульсом (вход С). Этот интервал
времени tn+1-tn зависит от справочных данных на D-триггер.

Комбинированные D-триггеры имеют дополнительные входы
асинхронной установки логических 0 и 1 — входы S и R.
Схема и условное обозначение одного такого триггера
представлены на рис. 2.44. Триггер собран на шести
элементах И-НЕ по схеме трех RS-триггеров. Входы /S и /R служат
для первоначальной установки триггера в определенное состояние.

Рис. 2.44. Комбинированный D-триггер и его условное обозначение.

Если C=D=0, установить /S=0, а /R=1, то элементы
DD1.1 … DD1.5 будут закрыты, а элемент DD1.6 будет открыт,
т. е. Q=l, /Q=0. При снятии нулевого сигнала со входа /S,
откроется элемент DD1.1, состояние остальных элементов не
изменится. При подаче единичного сигнала на вход С на всех
входах элемента DD1.3 будут действовать единичные сигналы
и он откроется, а элемент DD1.6 закроется: /Q = 1. Теперь
на всех входах элемента DD1.5 действуют единичные сигналы
и он будет открыт: Q = 0. Следовательно, после переключения
триггера сигнал на выходе Q стал равным сигналу на входе D
до переключения: Qn+1=Dn=0. После снятия единичного сигнала
со входа С состояние триггера не изменится.

D-триггер с динамическим входом C может работать как T-триггер.
Для этого необходимо вход С соединить с инверсным выходом триггера /Q
(рис. 2.45,а). Если на входе D поставить дополнительный двухвходовый
элемент И и инверсный выход триггера /Q соединить с одним из входов
элемента И, а на второй вход подать сигнал EI, то получим T-триггер с
дополнительным разрешением по входу (рис. 2.45,б).

Рис. 2.45. Схемы преобразования D-триггера. а — преобразование D-триггера в T-триггер и его временная диаграмма работы;
б — преобразование D-триггера в в T-триггер с дополнительным входом расширения EI и его временная диаграмма работы;

Микросхема ТМ2 содержит два независимых комбинированных D-триггера,
имеющих общую цепь питания. У каждого триггера имеется один
информационный вход D, вход синхронизации С и два дополнительных
входа /S и /R независимой асинхронной установки триггера в единичное
и нулевое состояния, а также комплементарные выходы Q и /Q (рис. 2.46).
Логическая структура одного D-триггера (рис. 2.46) содержит следующие
элементы: основной асинхронный RS-триггер (ТЗ), вспомогательный
синхронный RS-триггер (Т1) записи логической единицы (высокого уровня)
в основной триггер, вспомогательный синхронный RS-триггер (Т2) записи
логического нуля (низкого уровня) в основной триггер.
Входы /S и /R — асинхронные, потому что они работают (сбрасывают состояние
триггера) независимо от сигнала на тактовом входе, активный уровень
для них низкий (т. е. инверсные входы /S и /R).

Рис. 2.46. Структура D-триггера микросхемы ТМ2

Асинхронная установка D-триггера в единичное или нулевое состояния
осуществляется подачей взаимопротивоположных логических сигналов
на входы /S и /R. В это время входы D и С не влияют.

Если на входы /S и /R одновременно подать сигнал низкого уровня
(логический нуль), то на обоих выходах триггера Q и /Q будет высокий
уровень (логическая единица). Однако после снятия этих сигналов со
входов /S и /R состояние триггера будет неопределенным. Поэтому
комбинация /S=/R=0 для этих входов является запрещенной.

Загрузить в триггер входные уровни В или Н (т. е. логические 1 или 0) можно,
если на входы /S и /R подать напряжение высокого уровня: /S=/R=1. Сигнал от
входа D передается на выходы триггера при поступлении положительного перепада
импульса на вход С (изменение от низкого* к высокому). Однако, чтобы D-триггер
переключался правильно (согласно таблице состояний, табл. 2.24), необходимо
уровень на входе D зафиксировать заранее, т. е. до прихода перепада на вход С.
Причем этот защитный временной интервал должен быть больше времени задержки
распространения сигнала в триггере (определяется по справочнику).

Таблица 2.24. Состояния триггера ТМ2
Режим работыВходыВыходы
/S/RDCQ/Q
Асинхронная установка01XX10
Асинхронный сброс10ХХ01
неопределенность00ХХ11
Загрузка «1» (установка)111_/10
Загрузка «0» (сброс)110_/01

Цоколевка микросхемы ТМ2 приведена на рис. 2.47,
а основные параметры см. в табл. 2.20а.

Рис. 2.47. Условное обозначение и
цоколевка микросхемы ТМ2

Микросхемы ТM5 и ТМ7 содержат по четыре D-триггера, входы синхронизации
которых попарно соединены и обозначены как входы разрешения загрузки EI.
Если на такой вход разрешения EI подается напряжение высокого уровня,
то информация, поступающая на входы D, передается на выходы триггеров.
При напряжении низкого уровня на входе разрешения EI на выходах триггеров
сохраняются предыдущие состояния (состояние входов D безразлично).
В триггерах будет зафиксирована информация, имевшаяся на входах D, если
состояние входа EI переключить от напряжения высокого уровня к низкому.
Такие триггеры используются в качестве четырехразрядного регистра
хранения информации с непарным тактированием разрядов, а также в
качестве буферной памяти и элемента задержки. Каждый триггер микросхемы
ТМ5 имеет только прямой выход Q, а каждый триггер микросхемы ТМ7 имеет
прямые Q и инверсные /Q выходы. Функциональные схемы, цоколевка,
схема одного D-триггера и временные диаграммы работы приведены
на рис. 2.48, а, основные параметры триггеров даны в
табл. 2.20, состояния триггеров даны в
табл. 2.25.

Рис. 2.48. Функциональные схемы, цоколевки, структура D-триггера
и временные диаграммы микросхем ТМ5, ТМ7.

Таблица 2.25. Состояния триггеров ТМ5, ТМ7
Режим работыВходыВыходы
EIDQn+1/Qn+1
Разрешение передачи данных на выход1001
1110
Защелкивание данных0ХQn=1/Qn=0

Микросхемы. TM8 и ТМ9 содержат четыре и шесть D-триггеров соответственно.
Они имеют общие входы синхронного сброса /R (установки в состояние низкого уровня)
и входа синхронизации C. Структура ТМ8 и ТМ и их цоколевка приведены на рис. 2.49.

Рис. 2.48. Функциональные схемы и цоколевки микросхем ТМ8 и ТМ9.

Триггеры микросхемы ТМ9 имеют только прямые входы Q,
а триггеры ТМ8 — прямые и инверсные выходы Q и /Q.
На входах C и /R поставлены дополнительные инверторы.
Микросхемы К1533ТМ8, К1533ТМ9 имеют повышенную нагрузочную
способность, т.е. на каждом из выходов поставлены
дополнительные инверторы. Функционрированне триггеров
в микросхемах ТМ8 и ТМ9 соответствует
таблице состояний (табл. 2.26).

Таблица 2.26. Состояния триггеров ТМ8 и ТМ9
Режим работыВходыВыходы
/RDCQn+1/Qn+1
Сброс0XX01
Загрузка «1»11_/10
Загрузка «0»10_/01

Установка всех триггеров в состояние Q = 0 произойдет, когда на
асинхронный вход /R подать напряжение низкого уровня — 0.
Входы С и D в это время не действуют. Информацию от входов D можно
загрузить в триггеры, если на вход /R подать напряжение высокого
уровня — 1. Тогда при подаче на вход синхронизации С положительного
перепада напряжения (фронта импульса) и предварительно поданного
на вход D напряжения высокого или низкого уровня появится на
выходе Q высокий или низкий уровень.


Методические указания к практической работе «Моделирование и исследование логики работы триггеров и регистров.»


Практическая работа №7


Тема работы: Моделирование и исследование логики работы триггеров и регистров.


Цель работы: ознакомление с принципом работы триггеров и регистров, получение практических навыков в построении и контроле работоспособности триггеров и регистров, а также исследование логики работы триггеров и регистров в различных режимах методом моделирования с использованием программы Electronics Workbench.



Теоретическая часть


Общие сведения об элементах памяти бортовых цифровых вычислительных устройств


Для построения цифровых устройств кроме логических элементов требуются элементы памяти, предназначенные для хранения двоичных кодов в течение требуемого времени.











В качестве статического элемента памяти используются бистабильные ячейки (БЯ), имеющие два устойчивых состояния. Бистабильные ячейки могут быть построены на двух логических элементах И-НЕ или ИЛИ-НЕ, соединенных перекрёстными связями (см. рисунок 1). 












В качестве элементов памяти используются так называемые триггеры. Триггер — это цифровая электронная схема с двумя устойчивыми состояниями, которые устанавливаются при подаче соответствующей комбинации входных сигналов и сохраняются после снятия этих сигналов. Структурная схема триггера показана на рисунке 2. Триггер имеет несколько входов и два выхода —  прямой и инверсный              .    Сигналы на выходах триггера всегда имеют различные значения. Если на прямом выходе сигнал равен 1, то на инверсном — 0 и наоборот. Состояние триггера определяется значением сигнала на прямом выходе (Q).  Если сигнал на прямом выходе равен 1, то триггер находится в состоянии 1.


Триггеры могут быть синхронными или асинхронными. Если изменения сигнала Q происходит только при наличии специального сигнала С, являющегося сигналом синхронизации, то такой триггер называется синхронным триггером. Синхронизация триггера может происходить либо по уровню сигнала, либо по фронту сигнала (переднему или заднему).


Асинхронный триггер не имеет входа синхронизации, поэтому переключение триггера происходит только при поступлении на вход информационных входных сигналов X.


Логика переключения триггера из одного состояния в другое зависит от количества и назначения входов.   Наиболее часто используются в цифровой технике следующие типы триггеров: RS-триггеры, JK-триггеры, D-триггеры и T-триггеры. Буквами R, S, J, K, D и T обозначаются информационные   входы триггеров (Х).



Асинхронные и синхронные триггеры разных типов


Асинхронные RS-триггеры


Асинхронный RS-триггер имеет два информационных входа — R и S. Вход S используется для установки триггера в состояние 1, а вход R — для установки в состояние 0.


Работа триггера описывается таблицей переходов, которая имеет вид таблицы 1.      


Таблица 1








Входы


Состояния


R


S


Q(0)


Q(1)


0


0


0


1


0


1


1


1


1


0


0


0


1


1


Не определено


Из таблицы 1 может быть получено уравнение переходов триггера. После минимизации (например, с использованием карт Карно) уравнение переходов примет вид:

















Из   уравнения следует, что при S=1, R=0 всегда Qt+1=1, при S=0, R=1 всегда Qt+1=0, а при S=0, R=0 Qt+1=Qt.  Комбинация сигналов S=1, R=1 является запрещенной, так состояние триггера не определено.  


Для построения триггера на элементах И-НЕ уравнение необходимо преобразовать (двойным инвертированием) к другому виду:



Для построения триггера на элементах ИЛИ-НЕ уравнение имеет вид:



Функциональные схемы асинхронных RS-триггеров, построенные на элементах ИЛИ-НЕ (слева) и И-НЕ (справа), и их условные графические обозначения (УГО) показаны на рисунке 3.


Как видно из рисунка 3, асинхронный RS-триггер представляет собой бистабильную ячейку, построенную на элементах И-НЕ или ИЛИ-НЕ.  


При построении RS-триггера на элементах И-НЕ действующими установочными сигналами являются инверсные значения информационных сигналов R и S.





Синхронные RS-триггеры    


Синхронный триггер дополнительно имеет вход синхронизации C, на который поступает синхросигнал. Информационные сигналы R и S воздействуют на состояние триггера только при значении синхросигнала С=1.


Таблица переходов синхронного RS-триггера состоит из двух частей. Первая часть таблицы описывает переходы триггера при С=1 и совпадает с таблицей переходов асинхронного триггера (см. таблицу 1), а вторая – при С=0.


При С=0 триггер не меняет своего состояния при любой комбинации сигналов на информационных входах R и S. В этом случае всегда Qt+1= Qt.


Уравнение синхронного RS-триггера имеет вид:
















Из уравнения следует, что при С=0  Qt+1= Qt, а при С=1                          т.е. работа  описывается уравнением асинхронного триггера. На рисунке 6.4 приведены функциональные схемы синхронных RS-триггеров, реализованных на элементах И — НЕ для уравнения 




и на элементах И-ИЛИ-НЕ для уравнения




На рисунке 4, кроме основных входов R и S, показаны дополнительные инверсные асинхронные входы R1  и  S1.


Двухтактные RS-триггеры


Триггеры в ЭВМ используются в различных узлах, между которыми   осуществляется передача информации. Устойчивая работа цепочки триггеров возможна только в том случае, если запись новой информации в триггер осуществляется после считывания ранее записанной информации и передачи её в следующий по цепочке триггер. Это возможно при использовании двух серий синхроимпульсов, сдвинутых относительно друг друга на 180о. Такой принцип управления и синхронизации применяется в двухтактных триггерах. 


Простейшая схема двухтактного RS-триггера может быть построена на двух однотактных триггерах, причём синхроимпульсы на входы С первого и второго триггеров должны подаваться в противофазе. Это делается с помощью инвертора (см. рисунок 5).



При поступлении на вход первого однотактного триггера импульса С=1   информация на входах R и S устанавливает триггер в соответствующее новое состояние Qt+1, а второй однотактный триггер хранит информацию о предыдущем   состоянии Qt, так как на его входе С сигнал равен нулю. По окончании действия синхроимпульса, т.е. при С=0, первый триггер переходит в режим хранения, а информация Qt+1, записанная в первом триггере, передается во второй, так как на его входе С сигнал становится равным единице. В результате к началу следующего такта на выходе двухтактного RS-триггера появится сигнал, определяемый состоянием Qt+1 первого триггера. В таком триггере выходной сигнал формируется по заднему фронту синхроимпульса.


Двухтактный синхронный RS-триггер может быть использован для построения   других типов триггеров, таких как D-, T-  и JK-триггеров.


Для установки RS-триггера в 0 или 1 независимо от присутствия сигнала на входе С в схему вводят прямые или инверсные входы R и S асинхронной установки, как показано на рисунке 6






.













Асинхронный и синхронный D-триггеры


В вычислительной технике широко применяется D-триггер, который реализует функцию временной задержки входного сигнала. D-триггер имеет один информационный вход. Логика работы асинхронного D -триггера описывается таблицей переходов, которая имеет вид таблицы 2.


По таблице 2 может быть записано уравнение переходов D-триггера:


Qt+1 = Dt,


где:  t — текущий момент времени; t+1 — последующий  момент времени.


Таблица 2






Вход


Состояния


D


Q(0)


Q(1)


0


0


0


1


1


1


Как видно из уравнения, в асинхронном D-триггере состояние (выходной сигнал) Qt+1повторяет значение входного сигнала Dt. Поэтому асинхронный D-триггер по существу является не элементом памяти, а элементом задержки, и рассматривается только как основа для построения синхронного D-триггера.


Функциональная схема и УГО асинхронного D-триггера, построенного на основе асинхронного RS-триггера, показаны на рисунке 7. 











Для построения счётчиков, регистров и других цифровых схем используются   синхронные D-триггеры как однотактные, так и двухтактные. Логика работы синхронного D-триггера описывается таблицей переходов, которая имеет вид таблицы 3.








Входы


Состояния


C


D


Q(0)


Q(1)


1


0


0


0


1


1


1


1


0


0


0


1


0


1


0


1


Таблица 3


Уравнение переходов синхронного триггера, записанное по таблице 6.3, имеет следующий вид:                                



В соответствии с уравнением синхронный D-триггер при С=0 сохраняет свое состояние, а при С=1 работает как асинхронный.


Функциональная схема синхронного D-триггера на элементах ИЛИ-НЕ приведена на рисунке 8.     

















Функциональная схема двухтактного D-триггера, построенного на основе двухтактного RS- триггера, приведена на рисунке 9.



Асинхронный и синхронный T-триггеры


Т-триггер имеет один информационный вход. Логика работы асинхронного Т-триггера может быть описана таблицей переходов, которая имеет вид таблицы 4.


Таблица 4






Вход


Состояния


Т


Q(0)


Q(1)


0


0


1


1


1


0


По таблице 4 может быть получено следующее уравнение асинхронного Т-триггера:                                                 



Как видно из таблицы 4 и уравнения триггера, при Т=1 асинхронный Т-триггер меняет свое состояние на противоположное, а при Т=0 состояние триггера не изменяется.


Так как Т-триггер суммирует (или подсчитывает) по модулю два количество единиц, поступающих на его информационный вход, то Т-триггер называют также триггером со счетным входом.


Логика работы синхронного Т-триггера описывается таблицей переходов, которая имеет вид таблицы 5.








Входы


Состояния


C


Т


Q(0)


Q(1)


0


0


0


1


0


1


0


1


1


0


0


1


1


1


1


0


Таблица 5


Из таблицы 5 видно, что при С=0 триггер не изменяет своего состояния, а при С=1 работает как асинхронный Т-триггер.


Функциональная   схема Т-триггера может быть построена на основе синхронного RS-триггера (однотактного или двухтактного).


Схема асинхронного Т-триггера приведена на рисунке 10, а синхронного Т-триггера — на рисунке 11. Обе схемы построены на основе синхронного двухтактного RS-триггера. Аналогичные схемы можно строить на основе однотактного RS-триггера. В двухтактных асинхронных Т-триггерах выходной сигнал формируется по заднему фронту входного сигнала Т, а в однотактных — по переднему фронту. В двухтактных синхронных Т-триггерах выходной сигнал формируется по заднему фронту сигнала С. 


Схему асинхронного Т-триггера, в свою очередь, можно получить из D-триггера простой коммутацией входов и выходов (см. рисунок 12).








JK-триггер


JK-триггер называется также универсальным триггером. Универсальность схемы JK-триггера состоит в том, что простой коммутацией входов и выходов можно получать схемы других типов триггеров.


JK-триггер имеет два информационных входа. Вход J используется для установки триггера в состояние 1, а вход К -для установки в состояние 0, т.е. входы J и К аналогичны входам R и S RS-триггера. Отличие заключается в том, что на входы J и К могут одновременно поступать сигналы 1. В этом случае JК- триггер изменяет свое состояние на противоположное.


Таблица переходов JK-триггера при С=1 имеет вид таблицы 6.


Таблица 6








Входы


Состояния


J


K


Q(0)


Q(1)


0


0


0


1


0


1


0


0


1


0


1


1


1


1


1


0


Из таблицы 6 можно получить следующее уравнение JK-триггера:




Следовательно, при J=1, K=0 всегда Qt+1=1, а при J=0, K=1 всегда Qt+1=0, т.е. JK-триггер работает как RS-триггер, если рассматривать входы J и K как входы S и R.








В свою очередь, при J=1, K=1   _Qt+1=Qt, т.е. триггер переходит в противоположное состояние (работает как Т-триггер).    


Функциональная схема двухтактного JK-триггера и УГО триггера показаны на рисунке 13. Примеры получения других типов триггеров на основе JK-триггера представлены на рисунок 14.









JK-триггер, кроме основных информационных входов и входа синхронизации, может иметь также дополнительные информационные входы, например, дополнительные инверсные асинхронные входы R и S, которые используются для установки триггера в 0 или 1 независимо от значения сигнала на входе синхронизации.  Кроме того, триггер может иметь несколько входов J или K, объединенных по схеме И. 




Регистры.


Наиболее распространенным узлом цифровой техники и устройств автоматики являются регистры. Регистры строятся на базе синхронных одно- и двухступенчатых RS и D-триггеров. Регистры могут быть реализованы также на базе JK-триггеров.


Регистры с параллельным приемом и выдачей информации служат для хранения информации и называются регистрами памяти или хранения. Запись новой информации в регистр осуществляется после установки на входах D0 … Dm новой цифровой комбинации при поступлении синхроимпульса С. Количество разрядов записываемой цифровой информации определяется разрядностью регистра, которая, в свою очередь, определяется количеством триггеров, образующих этот регистр. Регистры памяти могут быть реализованы на D-триггерах, если информация поступает на входы регистра в виде однофазных сигналов и на RS-триггерах, если информация поступает в виде парафазных сигналов. В некоторых случаях регистры могут иметь вход для установки выходов в состояние “0”. Этот асинхронный вход называют входом R “сброса” триггеров регистра. На рис. 15 приведены схемы четырехразрядных регистров памяти на D- и RS-триггерах, синхронизируемых уровнем и фронтом синхроимпульсов (обычно четыре триггера объединены в одном корпусе ИМС). На рисунке 15 показаны регистры хранения на D-триггерах, синхронизируемых фронтом (а) и на RS-триггерах, синхронизируемых фронтом (б). На рисунке 15, в показано УГО регистра.



Рисунок 15


Регистры с последовательным приемом или выдачей информации называются сдвиговыми регистрами или регистрами сдвига. Они могут выполнять функции хранения и преобразования информации (умножение и деление чисел двоичной системы счисления, преобразование параллельного кода в последовательный и наоборот и т.д.).


На рисунке 16, а и 16,б приведены схемы четырехразрядных регистров сдвига, реализованных на D- и RS-триггерах, а временные диаграммы, поясняющие работу регистра сдвига, приведены на рисунке 17.


Рисунок 16


Рисунок 17


Порядок выполнения работы


Задание 1. Построить на элементах 2И-НЕ и 2ИЛИ-НЕ схемы асинхронных RS-


триггеров (см. рисунок 3) и исследовать логику их работы в статическом режиме. Для этого собрать схемы с использованием пробников и переключателей.


Путем моделирования работы триггеров получить таблицы переходов и сравнить их с таблицей 1. Образцы схем для моделирования приведены на рисунке 18. Исследуемые схемы и таблицы занести в отчет.


Задание 2. Построить на элементах 2И-НЕ и 2-2И-2ИЛИ-НЕ схемы синхронных RS- триггеров (см. рисунок 4) и исследовать логику их работы в статическом режиме. Образцы схем для моделирования приведены на рисунке 19 и 20. В качестве элементов 2-2И-2ИЛИ-НЕ использована микросхема 7455, в которой располагается элемент 4-4И-2ИЛИ-НЕ. Исследуемые схемы и таблицы занести в отчет.



Задание 3. Исследовать в статическом режиме логику работы RS-триггера, который имеется в библиотеке программы. Для этого собрать схему, показанную на рисунке 21. Получить таблицу переходов триггера и сравнить ее с таблицей 1. Исследуемую схему и таблицу занести в отчет.


Задание 4. Исследовать в статическом режиме логику работы двухтактного RS-триггера. Для этого собрать схему, показанную на рисунке 22. Получить таблицу переходов триггера и сравнить ее с таблицей 1. Исследуемую схему и таблицу занести в отчет.









Задание 5. Исследовать в статическом режиме логику работы асинхронного D-триггера. Для этого собрать схему, показанную на рисунке 23. Получить таблицу переходов триггера и сравнить ее с таблицей 3. Исследуемую схему и таблицу занести в отчет.









Задание 6. Исследовать в динамическом режиме логику работы асинхронного D-триггера. Для этого собрать схему, показанную на рисунке 24. Для визуального наблюдения работы схемы установить частоту генератора 1 Гц. Зарисовать полученную осциллограмму. Исследуемую схему и таблицу занести в отчет.


Задание 7. Собрать и исследовать в статическом режиме схему синхронного D- триггера на элементе 2И-2И-2ИЛИ-НЕ, в качестве которого использовать микросхему 7451 с 2-мя элементами 2И-2И-2ИЛИ-НЕ. Схема для исследования показана на рисунке 25. Результаты исследования занести в отчет.


Задание 8. Собрать и исследовать микросхему 7474, состоящую из 2-х синхронных D-триггеров. Схема показана на рисунке 26. Результаты исследования занести в отчет.


Задание 9. Собрать схему и исследовать работу асинхронного Т-триггера, построенного на базе синхронного D-триггера в статическом режиме. Соответствующая схема показана на рисунке 27. В качестве синхронного D-триггера использовать микросхему 7474 с дополнительными асинхронными входами установки и сброса (инверсные входы R и S). Результаты исследования занести в отчет.
































Задание 10. Исследовать работу синхронного JK-триггера в динамическом режиме. Для этого собрать схему, показанную на рисунке 28. При подаче на входы J и K сигналов высокого уровня, а на вход синхронизации импульсов от генератора, триггер будет работать в режиме переключения с частотой в два раза ниже, чем частота генератора. Для визуальной индикации подключить осциллограф к выходам генератора и триггера.



















Задание 11. Собрать схему и исследовать работу синхронного JK-триггера в статическом режиме. Соответствующая схема показана на рисунке 29. В качестве синхронного JK-триггера использовать микросхему 74112. Результаты исследования занести в отчет.









Задание 12*.


1) Разработать и начертить схему электрическую функциональную четырехразрядного параллельного регистра на базе D-триггеров синхронизируемых фронтом для четных вариантов или на базе RS-триггеров, синхронизируемых фронтом для нечетных вариантов.


2)  Разработать и начертить схему электрическую функциональную четырехразрядного регистра сдвига на базе на RS-триггеров, синхронизируемых фронтом, для четных вариантов или на базе D-триггеров, синхронизируемых фронтом, для нечетных вариантов.


3) Смоделировать параллельный регистр, разработанный в п. 12.1, в среде Electronics Workbench. Поочередно подать на входы D0 … D3 код, соответствующий четырем младшим разрядам двоичного числа, равного номеру вашего варианта, и код на единицу меньший с помощью соответствующих ключей. Подать синхроимпульс С с помощью генератора слов Word Generation, включив его в ручном режиме Step, и убедиться в правильной работе параллельного регистра по состоянию логических пробников на его выходах.


4) Смоделировать регистр сдвига, разработанный в п. 12.2, в среде Electronics Workbench. Для имитации работы схемы подключить ее синхровход к генератору слов Word Generation, включив его в циклическом режиме Sycle. Подать на входы D0 … D3 регистра код, соответствующий четырем младшим разрядам двоичного числа, равного номеру вашего варианта плюс три. Получить временные диаграммы входных и выходных сигналов сдвигающего регистра на экране логического анализатора Logic Analizer.


Содержание отчета


В отчет о выполненной работе включить следующие материалы:


1. тему и цель работы;


2. результаты выполнения заданий: исследуемые схемы, полученные таблицы переходов, временные диаграммы;


3. анализ полученных результатов;


4. выводы по работе.


Контрольные вопросы:


1.  Из каких логических элементов можно построить схему триггера?


2.  Чем отличаются синхронные триггеры от асинхронных триггеров?


3. Можно ли построить схему D-триггера на основе RS- триггера?


4. Как построить схему Т-триггера, если использовать схему RS- триггера и логические элементы?


5. В каких случаях таблица переходов JK-триггера совпадает с таблицей переходов RS-триггера, в каких случаях отличается?


6. Почему JK-триггер называется универсальным триггером?


7. Почему Т-триггер называется триггером со счетным входом?


8. На какое время может быть задержана установка синхронного D-триггера по отношению к сигналу на его входе?


9. На какое время может быть задержана установка в 1 асинхронного D-триггера по отношению к сигналу на его входе?


10. Чем отличается двухтактный триггер от однотактного триггера?


11. Каково назначение регистров?


12. По каким признакам классифицируют регистры?


13. Чем определяется разрядность регистров?


14. Как работает параллельный регистр?


15. Каким образом осуществить операции умножения и деления в двоичной системе счисления в реверсивном регистре?


16. Как произвести с помощью регистра преобразование последовательного кода числа в параллельный код и обратно?


17. Как обозначаются регистры на схемах электрических функциональных и принципиальных?



Руководство по установке

  • 3-ПРОВОДНАЯ ЦЕПЬ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЗАМКА. УПРАВЛЯЕМАЯ ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ
    ИМПУЛЬСОМ

    В автомобилях с такими цепями КОРИЧНЕВЫЙ/СИНИЙ и ЗЕЛЕНЫЙ/СИНИЙ провода не
    используются.

    ЧЕРНЫЙ/ЖЕЛТЫЙ и ЗЕЛЕНЫЙ/ЖЕЛТЫЙ провода должны подсоединяться на «землю».

    Подсоедините ЖЕЛТЫЙ провод (отрицательный импульс запирания) к отрицательному
    проводу запирания дверей автомобиля.

    Подсоедините КРАСНЫЙ/СИНИЙ провод (отрицательный импульс отпирания) к
    отрицательному проводу отпирания дверей автомобиля.

  • 3-ПРОВОДНАЯ ЦЕПЬ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЗАМКА, УПРАВЛЯЕМАЯ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ
    ИМПУЛЬСОМ

    В автомобилях с такими цепями КОРИЧНЕВЫЙ/СИНИЙ и ЗЕЛЕНЫЙ/СИНИЙ провода не
    используются.

    ЧЕРНЫЙ/ЖЕЛТЫЙ и ЗЕЛЕНЫЙ/ЖЕЛТЫЙ провода должны подсоединяться к +12В
    постоянного тока через предохранитель.

    Подсоедините ЖЕЛТЫЙ провод (положительный импульс запирания) к положительному
    проводу запирания дверей автомобиля.

    Подсоедините КРАСНЫЙ/СИНИЙ провод (положительный импульс отпирания) к
    положительному проводу отпирания дверей автомобиля.

  • 5-ПРОВОДНАЯ ЦЕПЬ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЗАМКА С ОБРАТНОЙ ПОЛЯРНОСТЬЮ

    В автомобилях с такими цепями необходимо найти штатные провода, идущие от
    главного выключателя замков дверей, расположенного рядом с водителем, к
    выключателям замков на дверях пассажиров, а затем к электроприводам замков.

    Перережьте штатный провод запирания и подсоедините ЗЕЛЕНЫЙ/ЖЕЛТЫЙ провод к
    той части провода, которая идет от выключателя на двери пассажира или от
    электропривода и подсоедините КОРИЧНЕВЫЙ/СИНИЙ провод к другой части провода,
    которая идет от главного выключателя.

    Перережьте штатный провод отпирания и подсоедините ЧЕРНЫЙ/ЖЕЛТЫЙ провод к той
    части провода, которая идет от выключателя на двери пассажира или от
    электропривода и подсоедините ЗЕЛЕНЫЙ/СИНИЙ провод к другой части обрезанного
    провода, которая идет от главного выключателя.

    КРАСНЫЙ/СИНИЙ и ЖЕЛТЫЙ провода должны быть подсоединены к +12В постоянного
    тока через предохранитель.

    Установка дополнительных электроприводов

    Если автомобиль не оборудован центральным замком или электроприводами замков
    дверей, Вы можете установить дополнительные электроприводы и подсоединить их к
    системе следующим образом:

    1. Подсоедините КОРИЧНЕВЫЙ/СИНИЙ и ЗЕЛЕНЫЙ/СИНИЙ провода к «земле».

    2. Подсоедините ЖЕЛТЫЙ и КРАСНЫЙ/СИНИЙ провода к +12 постоянного тока через предохранитель.

    3. Подсоедините ЧЕРНЫЙ/ЖЕЛТЫЙ провод к СИНЕМУ проводу отпирания электропривода.

    4. Подсоедините ЗЕЛЕНЫЙ/ЖЕЛТЫЙ провод к ЗЕЛЕНОМУ проводу запирания электропривода.

  • Внимание! Часть систем имеет другое конструктивное исполнение. Схема подключения сигнализации для этого варианта приведена ниже:

    Симметричные триггеры | HomeElectronics

    Всем доброго времени суток. В прошлой статье я рассказал об ограничителях сигнала, которые предназначены в первую очередь для ограничения импульса на определённом уровне напряжения. Сегодняшний мой пост о триггерах, которые также могут использоваться для формирования прямоугольных импульсов, но основное их назначение более сложное.

    Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

    В одной из предыдущих статей я рассматривал различные типы триггеров в интегральном исполнении, не вдаваясь во внутреннее устройство. Хочу напомнить, что же такое триггер. Триггер – это устройство, которое обладает двумя устойчивыми состояниями и способные под воздействием внешнего управляющего сигнала скачком переходить из одного устойчивого состояния в другое. Триггеры изготовляются в виде интегральных микросхем, но также могут быть выполнены на дискретных (отдельных) элементах. Триггеры на дискретных элементах применяются в нестандартной аппаратуре управления и контроля, и отраслях науки и техники, где используются повышенные уровни напряжения и тока.

    Устройство и принцип работы симметричного триггера

    Симметричный триггер представляет собой двухкаскадный усилитель постоянного тока с положительной обратной связью, которая осуществляется через RC–цепи с коллектора одного транзистора на базу другого.

    Схема симметричного триггера с независимым смещением.

    Данная схема триггера имеет название симметричного триггера с независимым смещением. В данной схеме параметры левой и правой части идентичны, то есть Rb1 = Rb2, Rk1 = Rk2, R1 = R2, C1 = C2, транзисторы VT1 и VT2 имеют одинаковые параметры.

    Хотя триггер и называется симметричным, в реальных схемах никогда не удаётся допиться идентичности параметров транзистора, поэтому при подключении триггера к источнику питания один из его транзисторов окажется открытым (состояние насыщения), а другой транзистор будет в закрытом состоянии (состояние отсечки). В данном состоянии триггер может находиться сколько угодно долго (пока присутствует напряжение питания).

    Допустим, что после подключения триггера к источнику питания транзистор VT1 оказался в открытом состоянии, а транзистор VT2 – в закрытом состоянии. В этом случае коллекторное напряжение транзистора VT1 окажется примерно равным 0, а коллекторное напряжение VT2 – напряжению источника питания + Е. Казалось бы, за счёт резистора R1 транзистор VT2 должен был бы открыться, но так как на базу VT2 поступает дополнительное напряжение смещения Eb, поэтому на базе VT2 поддерживается напряжение меньшее, чем необходимо для открытия данного транзистора. Таким образом за счёт дополнительного источника смещения Eb схема триггера находится в устойчивом состоянии, а на выходах триггера поддерживаются парафазные напряжения.

    Для того чтобы на выходах симметричного триггера изменились напряжения необходимо подать на триггер внешний управляющий (запускающий) импульс напряжения или тока. В этом случае триггер переходит из одного устойчивого состояния в другое, транзисторы в схеме изменяют своё состояние: открытый транзистор – закрывается, а закрытый – открывается. В это же время на выходах триггера формируется перепад напряжения.

    Схемы запуска триггера

    Как говорилось выше для переключения триггера из одного устойчивого состояния в другое необходимо подать на его входы управляющий (запускающий) импульс. В зависимости от того как подавать управляющий импульс существует несколько видов схем запуска триггера:

    • 1.В зависимости от способа управления:
      • — раздельный способ;
      • — счётный (общий) способ.
    • 2.В зависимости от места поступления импульса запуска:
      • — базовый;
      • — коллекторный.

    Для запуска триггеров используют короткие импульсы, которые формируются дифференциальными RC- или RL- цепочками. Так как при прохождении импульса через дифференциальную цепочку формируется два разно полярных импульса, то для предотвращения двойного срабатывания триггера между дифференциальной цепочкой и точкой входа запускающего импульса ставят диод, который отсекает второй импульс. В общем случае схема запуска имеет следующий вид:

    Схема запуска триггера.

    Рассмотрим схему раздельного запуска триггера с подачей управляющих импульсов в базовые цепи транзисторов.

    Симметричный триггер с независимым смещением и раздельным запуском.

    В данной схеме импульс, поданный на один из входов триггера, переключает его из одного устойчивого состояния в другое. Если импульс подать на другой вход, то состояние триггера изменится на противоположное. Схема запуска состоит из резисторов Rз1 и Rз2, конденсаторов Сз1 и Сз2, диодов VD1 и VD2. Остальные элементы являются цепями питания и смещения транзисторов VT1 и VT2.

    Симметричный триггер с раздельным запуском называется RS-триггером, он имеет два входа и два выхода. Входы, на которые подают управляющие импульсы, называются установочными и обозначают R и S, выходы триггера обозначают Q и –Q.

    Рассмотрим схему со счётным (общим) запуском триггера и подачей управляющих импульсов в базовые цепи транзисторов.

    Симметричный триггер с независимым смещением и счётным запуском.

    В данном случае импульсы подаются на общий вход триггера, и каждый импульс приводит к изменению устойчивого состояния триггера. При рассмотрении работы данного типа триггера может возникнуть ощущение, что произойдёт двойное срабатывание, однако за счёт того что у открытого транзистора потенциал базы выше, чем у открытого, то один из диодов сработает раньше другого, а у открытого транзистора диод будет заперт высоким напряжением базы.

    Симметричный триггер с общим запуском называется T-триггером и частота переключения данного типа триггера вдвое меньше, чем частота поступающих импульсов запуска.

    На процесс перехода триггера из одного состояния в другое существенное значение оказывает время длительности управляющего импульса, например, если импульс имеет недостаточную длительность, то один из транзисторов триггера может не открыться и триггер не сработает.

    Симметричный триггер с автоматическим смещением.

    Кроме схем триггеров с внешним смешением существует ряд схем с автоматическим смещением, которое создается за счёт падения напряжения на сопротивлении Re в цепях эмиттеров транзисторов VT1 и VT2.

    Симметричный триггер с автоматическим смещением.

    Кроме резистора Re в цепи эмиттеров включается конденсатор Се, который выбирается достаточно большой ёмкости, чтобы за время переключения триггера из одного состояния в другое напряжение смещения практически не менялось. За счёт элементов Re и Се отпадает необходимость в отдельном источнике напряжения смещения, но это же приводит к тому что уменьшается уровень напряжения, которое может быть снято с выходов триггера. Кроме того на сопротивлении Re рассеивается достаточно большая мощность. В остальном же параметры схемы практически идентичны и схема с автоматическим смещением так же как схема с внешним смещением может использоваться как с раздельным запуском, так и с общим запуском.

    Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

    Обучение: Руководство по логической сети

    Предисловие

    В данном учебнике представлены примеры как простейших конструкций логической сети, так и не столь простые решения, которые впоследствии можно использовать, комбинировать и дорабатывать. Они разработаны таким образом, чтобы их можно было легко понять. Для просмотра настроек комбинатора не открывая его, в настройках интерфейса должна быть отмечена опция «Показывать настройки комбинаторов в режиме дополнительной информации», и, соответственно, включен режим дополнительной информации.

    Индикация фонарем выполнения условия

    Индикация фонарем выполнения условия.

    Это наиболее простое использование логической сети. Фонарь загорается в зависимости от количества предметов в сундуке (в данном примере — от пустых бочек).

    Настройка подключения схемы

    • Лампа подключить к сундуку.
    • В лампе настроить условие: она должна загореться, когда в сундуке будет меньше 10 пустых бочек.

    Настройка условия

    • Открыть настройки лампы (ЛКМ по ней).
    • На входе выбрать канал пустых бочек.
    • Установить оператор < (меньше чем).
    • Установить константу:
      • Кликнуть ЛКМ по константе.
      • Переместить бегунок до 10 или ввести с клавиатуры.
      • Нажать «установить».

    В зависимости от условия, лампа может загораться, когда сундук пустой или содержит требуемое количество предметов. Недостатком этой схемы является то, что лампа светит белым светом, из-за чего, ночью ее будет сложно отличить от других ламп.

    Переработка нефти

    Переработка дизельного топлива

    Выравнивать объемы производства дизельного топлива и попутного газа.

    • Эта схема позволяет выравнивать объемы производства дизельного топлива и попутного газа, перерабатывая дизельное топливо в попутный газ.
    • Помпа подключается к резервуару красным проводом.
    • Помпа включается по условию: Дизельное топливо > 20000.

    Переработка мазута

    Сбалансированная переработка мазута в смазочную жидкость.

    • Эта схема расширение предыдущей, благодаря которой осуществляется переработка мазута в смазочную жидкость.
    • Помпа включается по условию: Мазут > 20000.

    Индикаторы

    Освещение по условию

    В этой схеме лампы соединяются последовательно.

    • В этой схеме подключается линия из ламп к резервуару.
    • Устанавливая различные условия на каждую из ламп, можно построить индикаторную полоску.
    • Условие включения первой лампы: Попутный газ > 100.
    • Другие лампы включаются тогда, когда газ превышает значения 200, 300, 400 и 500 соответственно.

    Цвет свечения ламп

    Цвет свечения лампы зависит от цвета сигнала.

    Для того, чтобы изменить цвет свечения лампы, необходимо вспомогательное устройство, такое как арифметический комбинатор, который может передавать цветовые сигналы. Вместо прямого подключения ламп к резервуару следует:

    • Добавить арифметический комбинатор.
    • Подключить резервуар ко входу комбинатора.
    • Выход комбинатора подключить к лампам.
    • Настроить арифметический комбинатор:
      • На входе: Попутный газ + 0 (константа 0 не равна сигналу 0).
      • На выходе: выбрать розовый сигнал (нижняя строчка на последней вкладке сигналов).
    • Настроить лампы:
      • Активировать режим Использовать цвета.
      • Установить условие для розового сигнала.

    Разное

    Несколько хранилищ

    Отображение содержимого хранилища.

    • Если вы подсоедините несколько сундуков к опоре ЛЭП, то на ней будет отображаться сумма предметов из всех сундуков.
    • Так же работает с резервуарами и дронстанциями.

    Постоянный комбинатор

    Сигналы сгенерированные постоянным комбинатором.

    • Используя постоянный комбинатор вы можете генерировать любой необходимый сигнал.
    • В этом примере генерируется сигнал на канале «Лазерные турели» со значением 50 и 200 на канале «Магазин с бронебойными патронами».
    • Постоянные комбинаторы сами по себе не очень полезны, но мы будем использовать их позже.

    Символы (слова) постоянных комбинаторов

    Использование комбинаторов для создания надписей.

    • Постоянный комбинатор можно использовать для создания символов. Для этого необходимо выбрать в комбинаторе символьные сигналы, причем каждый комбинатор способен отображать 2 символа друг возле друга.
    • Важно: увидеть эти символы можно только в режиме дополнительной информации (Alt), к тому же в настройках интерфейса должен быть активирован пункт «Показывать настройки комбинаторов в режиме дополнительной информации».

    Символы постоянных комбинаторов (управление конвейерами)

    Использование постоянных комбинаторов подсказок.

    • Похоже на предыдущий пример. Постоянный комбинатор может использоваться для индикации того, что должно быть на конвейере. Это особенно полезно при обмене чертежей.

    Ячейка памяти / Счетчик

    Ячейка памяти на основе арифметического комбинатора.

    • Базовая ячейка памяти, которая подсчитывает все предметы, которые перемещает манипулятор.
    • Быстрый манипулятор подключается ко входу и выходу арифметического комбинатора.
    • Если быстрый манипулятор за текущий тик ничего не взял, то значение на входе арифметического комбинатора такое же как и на выходе, благодаря чему значение сохраняется.
    • Когда манипулятор берет что-либо, это значение добавляется к выходному предыдущего тика, что приводит к инкременту значения.

    Манипуляторы

    Ограничение количества предметов, перемещаемых в сундук

    Схема ограничивающая количество перемещаемых предметов.

    • Используя красный провод, манипулятор подключается к ящику.
    • Манипулятор включается по условию: Улучшенная электросхема < 10.
    • В действительности, используя этот способ, манипулятор может поместить в ящик более 10 улучшенных электросхем, т.к. за раз он может брать до 3 предметов (за счет исследований).
    • Эффект от этого явления может быть еще большим, в случае использования пакетного манипулятора, ввиду его большей грузоподъемности.
    • Однако, этот метод дает больший контроль, чем ограничение вместимости сундука.

    Сбалансированная загрузка сундуков

    Цель: заполнить n сундуков примерно равным количеством предметов.

    • Установить n сундуков и n манипуляторов.
    • Установить 1 арифметический манипулятор.
    • Настроить комбинатор: ‘Каждый’ разделить на отрицательное количество сундуков, т.е. -n.
    • Соединить все сундуки между собой и подключить ко входу комбинатора красным проводом.
    • Соединить все манипуляторы между собой и подключить к выходу комбинатора красным проводом.
    • Подключить каждый манипулятор к сундуку, который он заполняет, зеленым проводом.
    • Условие включения для каждого манипулятора: ‘Все’ < 0 .

    Комбинатор вычисляет среднее значение предметов в сундуках и делает его отрицательным. Каждый манипулятор получает от своего сундука значение количества предметов в нем и складывает со средним значением, т.е. он вычисляет на сколько больше в нем предметов относительно среднего. Так, если результат отрицательный, что значит, что предметов в сундуке меньше среднего значения, манипулятор включается.

    Нужно учитывать, что ввиду бонуса грузоподъемности для манипулятора, подсчет приблизительный. Если же требуется точный расчет, то размер стака в манипуляторе нужно установить равным 1.

    Снабжение форпостов необходимыми предметами

    Схема запрашивающая недостающие предметы.

    • Эта схема снабжает сундук хранения форпоста с настраиваемым количеством различных предметов.
    • Например, вы можете снабжать форпост 50 лазерными турелями и 200 магазинами с бронебойными патронами и не беспокоится о переполнении хранилища.
    • Сундук хранения подсоединен ко входу арифметического комбинатора (слева на рисунке) с помощью красного провода.
    • Два других провода соединяют вход комбинатора (справа), постоянный комбинатор и фильтрующий пакетный манипулятор.
    • Арифметический комбинатор умножает каждый входной сигнал на -1.
    • В фильтрующем пакетном манипуляторе выставлен режим «Поставить фильтры».
    • Т.о. на входе фильтрующего пакетного манипулятора получается разница между <постоянный комбинатор> — <количество предметов в сундуке>. Фильтр манипулятора настраивается на первый предмет из списка запроса.

    Сбалансированное производство солнечных панелей и аккумуляторов

    Схема сбалансированного производства солнечных панелей и аккумуляторов.

    • Эта схема выравнивает производство солнечных панелей и аккумуляторов в требуемом соотношении, в нашем случае 24:20.
    • Первый арифметический комбинатор считывает количество аккумуляторов из сундука и умножает его на 24.
    • Второй арифметический комбинатор считывает выход первого комбинатора и делит его на 20.
    • Это дает число аккумуляторов, которое можно непосредственно сравнить с количеством солнечных панелей в двух манипуляторах.
    • Если количество аккумуляторов больше, то включается манипулятор солнечных панелей, и наоборот, если же количество солнечных панелей больше, то включается манипулятор аккумуляторов.
    • Однако, если они равны машины не работают. Что бы исправить этот недостаток, используя постоянный комбинатор, в манипулятор добавляется сигнал по каналу «Аккумулятор» со значением 1, причем с помощью провода другого цвета.

    Суши-конвейеры

    Схема считывания содержимого конвейера

    Схема считывания содержимого конвейера.

    • Шесть конвейеров, установленные горизонтально, соединены красным проводов, с настройками: «Считывать содержимое конвейера» и «Непрерывно».
    • Этот же красный провод подключен к манипулятору, который переносит предметы на конвейер.
    • Содержимое манипуляторов не считывается.
    • Все манипуляторы работают в режиме «Включить/Выключить».
    • Первый манипулятор включается по условию: «Автоматизированный исследовательский пакет = 0».
    • Остальные манипуляторы включаются по такому же условию, но для других исследовательских пакетов.

    Схема считывания содержимого конвейера на основе ячейкой памяти

    Схема считывания содержимого конвейера на основе ячейкой памяти.

    Эта схема определяет количество предметов каждого типа в петле конвейера, подсчитывая количество загруженных и убранных с конвейера предметов.

    • Все манипуляторы, которые забирают предметы с конвейера, соединены красным проводом и работают в режиме отсутствия действий по сигналу с настройками: «Считать содержимое манипулятора» и «Импульсно».
    • Эти манипуляторы подсоединены ко входу левого арифметического комбинатора.
    • Левый арифметический комбинатор умножает ‘каждый’ входной сигнал на -1 и передает их на выход.
    • Правый арифметический комбинатор работает как ячейка памяти, описанная выше.
    • Вход ячейки памяти подключен к манипулятору перемещающий предметы на конвейер, а выход — к левому арифметическому комбинатору.
    • Т.о. манипулятор перемещающий предметы на конвейер включается по условию, в зависимости от количества предметов на конвейере.

    Электроэнергия

    Сохранение пара

    Схема оптимизирующая расход пара.

    • Паровой двигатель к электросети подключается не напрямую, а через выключатель питания.
    • Выключатель питания подключается к одному из аккумуляторов в основной сети.
    • Выключатель питания коммутирует сеть тогда, когда A < 10, что значит, что заряд аккумуляторов упал ниже 10%.

    Оптимальное использование топлива ядерным реактором

    В отличие от обычного парового двигателя, расход топлива которого зависит от потребления электроэнергии, ядерный реактор расходует топливо за определенное время. Если быть точным, 1 урановый топливный элемент расходуется за 200 секунд.

    Учитывая, что создание топливных элементов требует больших затрат времени и средств, крайне полезно привести их потребление в соответствие с потреблением электроэнергии.

    Схема оптимизирующая расход урановых топливных элементов.

    На рисунке справа показана установка из 4 ядерных реакторов, которая потребляют 1 топливный элемент, когда заканчивается пар.
    Примечание: GUI на картинке был изменен, чтобы показать всю важную информацию без увеличения размера картинки.

    Устройство установки представляет собой:

    • Резервуар генерирует сигнал о количестве содержащегося в нем пара. При этом, важно чтобы все резервуары были объединены трубами, а информация о паре вычитывалась только из одного резервуара.
    • Сундук, содержащий урановые топливные элементы для реактора.
    • Манипулятор, выгружающий отработанные урановые топливные элементы из реактора, который подсоединен к резервуару и сундуку. Если уровень пара слишком низкий и в сундуке есть топливные элементы, то манипулятор забирает из реактора отработанные топливные элементы и посылает сигнал по каналу «Отработанный урановый топливный элемент» (в настройках манипулятора выставлена опция «Считывание содержимого манипулятора»).
    • Манипулятор, загружающий топливные элементы в реактор, который подключен к выгружающему манипулятору. Размер пачки этого манипулятора равен 1, чтобы за один раз загружать 1 топливный элемент.

    Поскольку в схеме используется сигнал от отработанных топливных элементов, для ее старта в реактор необходимо самому загрузить 1 топливный элемент.

    Приоритет использования урана в производстве топливных элементов

    Схема оптимизирующая производство урановых топливных элементов.

    Т.к. постоянное питание реакторов является особо важным процессом, необходима схема, которая будет создавать резерв урана-235 и урана-238 для производства топливных элементов.

    Используя разделитель, уран, в зависимости от его вида, разделяется на 2 параллельных конвейера, рядом с которыми установлены манипуляторы для погрузки урана в сундуки, уже из которых уран доставляется в сборочный автомат, где производятся топливные элементы. Топливные элементы, в свою очередь, для хранения загружаются в третий сундук, из которого они попадают в реактор. По каждому виду урана, два манипулятора (загружающий в сундук и выгружающий из него в сборочный автомат) и тайл конвейера, идущий сразу после тайла, из которого берется уран, соединены проводом. В манипуляторах, загружающих уран в сундуки, установлено условие включения: «меньше либо равно x единиц урана (вид определяется конвейером)», а для выгружающих — резервируемое количество (оптимально соотношение 1:19 235 и 238-урана соответственно). Для конвейеров установлены условия: «больше либо равно x единиц урана».

    Наконец, манипуляторы, выгружающие уран из сундука в сборочный автомат, соединены с сундуком, хранящий топливные элементы, и следующим условием включения: «урановые топливные элементы = 0». Для создания резерва топливных элементов, условия в манипуляторах необходимо изменить: «меньше либо равно x единиц урановых топливных элементов».

    Функции установки:

    • Когда топливных элементов хватает, манипуляторы выключены, а уран двигается по конвейеру дальше для последующей обработки в других целях.
    • Когда топливных элементов не хватает, манипуляторы включены, а конвейеры остановлены до восстановления необходимого уровня запаса урана.
    • Сборочный автомат работает только тогда, когда необходимы урановые топливные элементы, что предотвращает излишнее потребление урана.

    Триггеры

    RS-триггер на основе одного сравнивающего комбинатора

    В обсуждениях на форуме Factorio распространено обсуждение RS-триггера на основе 2 сравнивающих комбинаторов, однако здесь (по ссылке, триггер рассматривается как SR-триггер, и тем не менее, в случае подачи на оба входа истинных сигналов он сбрасывается, т.е. ведет себя как RS-триггер) показано, что версия на основе одного сравнивающего комбинатора лучше. Ниже представлен пример использования такого триггера.

    RS-триггер на основе одного сравнивающего комбинатора.
      Копировать чертеж

    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

    В этой схеме, паровой двигатель включается, когда заряд аккумулятора падает до 20%, а триггер сохраняет это состояние до тех пор, пока аккумулятор не зарядится до 90%. Использование триггера вносит гистерезис, что позволяет избежать дребезга — частые быстрые включения/выключения схемы.

    Здесь, в качестве триггера выступает центральный компаратор с обратной связью. При этом необходимо учитывать, что на вход триггера поступают только бинарные сигналы (0 и 1) — в данной схеме их формируют первые два компаратора. Когда оба входа и одновременно истинны, то триггер сбрасывается, т.к. сигнал сброса обладает большим приоритетом, что и делает этот триггер именно RS-триггером, а не SR-триггером.



    RS-триггер на основе двух сравнивающих комбинаторов

    RS-триггер на основе двух сравнивающих комбинаторов

    Это устройство должно быть знакомо каждому, кто сталкивался с электроникой.

    • Триггер управляется (установка и сброс) с помощью постоянных комбинаторов.
    • Триггер запоминает какой из входов был установлен последним до тех пор, пока не придет другой сигнал (прим. переводчика — когда на оба входа подаются логические единицы, то на выходах будут логические нули (см. таблицы переходов).
    Использование RS-триггера

    Пример использования RS-триггера.

    Здесь представлен простой пример использования триггера. Два дополнительных сравнивающих комбинатора обеспечивают условия установки и сброса триггера соответственно: попутный газ < 50 и попутный газ > 100.

    Триггер на основе конвейеров

    Триггер на основе конвейеров.

    Чтобы этот триггер работал, на конвейер необходимо положить 3 единицы древесина. Он обладает большей задержкой чем аналог на комбинаторах, однако в большинстве ситуаций это не важно.

    Дисплеи

    Числовой дисплей

    Дисплей отображающий цифры. Каждая цифра настраивается вручную в постоянном комбинаторе.

    Каждая цифра управляется отдельной сетью построенной на основе зеленого провода, каждая из которых передает 15 отдельных сигналов лампам. Постоянный комбинатор используется для настройки этих сигналов, которые по отдельности зажигают лампы.

    Черно-белый дисплей

    Черно-белый дисплей. Картинка по-прежнему настраивается в постоянном комбинаторе.

    Каждый ряд ламп соединен красным проводом, а в пределах ряда в условии включения выставлены числовые сигналы от 0-9. Для управления лампами, в постоянном комбинаторе просто задаются числовые значение этих сигналов.

    Цветной дисплей от DaveMcW

    Цветной дисплей. Картинка и цвет настраивается в постоянном комбинаторе.

    Для понимания работы этого дисплея, сперва необходимо разобраться как лампа выбирает каким цветом ей светиться, когда на нее подаются несколько цветовых сигналов. Лампа светит тем цветом, значение сигнала которого выше нуля, в соответствии с приоритетом сигнала: красный, зеленый, синий, желтый, пурпурный, голубой, белый.

    Каждая колонка соединена красным проводом, по которому транслируется все цветовые сигналы с разными значениями и числовые сигналы для каждого ряда. Арифметический комбинатор у каждой ячейки вычитает числовой сигнал из всех цветовых, что и позволяет выбрать цвет для каждой ячейки.

    Смотрите также

    Схема запуска

    Шмитта с использованием микросхемы операционного усилителя uA741, конструкция, схема, работа

    Схема триггера Шмитта или рекуперативного компаратора

    Схема триггера Шмитта также называется схемой рекуперативного компаратора. Схема разработана с положительной обратной связью и, следовательно, будет иметь регенеративное действие, которое будет переключать уровни выхода. Кроме того, использование положительной обратной связи по напряжению вместо отрицательной обратной связи помогает преобразовать напряжение обратной связи входному напряжению, а не противодействовать ему.Использование регенеративной схемы предназначено для устранения трудностей в схеме детектора перехода через нуль из-за низкочастотных сигналов и входных шумовых напряжений.

    Ниже представлена ​​принципиальная схема триггера Шмитта. По сути, это схема инвертирующего компаратора с положительной обратной связью. Триггер Шмитта предназначен для преобразования любой входной волны правильной или неправильной формы в прямоугольное выходное напряжение или импульс. Таким образом, ее также можно назвать схемой возведения в квадрат.

    Схема триггера Шмитта с использованием микросхемы операционного усилителя uA741

    Как показано на принципиальной схеме, делитель напряжения с резисторами Rdiv1 и Rdiv2 установлен в положительной обратной связи операционного усилителя 741 IC.Те же значения Rdiv1 и Rdiv2 используются для получения значения сопротивления Rpar = Rdiv1 || Rdiv2, которое последовательно соединено с входным напряжением. Rpar используется для минимизации проблем смещения. Напряжение на R1 возвращается на неинвертирующий вход. Входное напряжение Vi запускает или изменяет состояние выхода Vout каждый раз, когда его уровни напряжения превышают определенное пороговое значение, называемое верхним пороговым напряжением (Vupt) и нижним пороговым напряжением (Vlpt).

    Предположим, что инвертирующее входное напряжение имеет небольшое положительное значение.Это приведет к отрицательному значению на выходе. Это отрицательное напряжение возвращается на неинвертирующий вывод (+) операционного усилителя через делитель напряжения. Таким образом, значение отрицательного напряжения, которое возвращается на положительный вывод, становится выше. Значение отрицательного напряжения снова становится выше, пока цепь не перейдет в отрицательное насыщение (-Vsat). Теперь предположим, что инвертирующее входное напряжение имеет небольшое отрицательное значение. Это вызовет на выходе положительное значение.Это положительное напряжение возвращается на неинвертирующий вывод (+) операционного усилителя через делитель напряжения. Таким образом, значение положительного напряжения, которое возвращается на положительный вывод, становится выше. Значение положительного напряжения снова становится выше, пока схема не перейдет в положительное насыщение (+ Vsat). Вот почему схему также называют схемой рекуперативного компаратора.

    Форма входного и выходного сигнала триггера Шмитта

    Когда Vout = + Vsat, напряжение на Rdiv1 называется верхним пороговым напряжением (Vupt).Входное напряжение Vin должно быть немного более положительным, чем Vupt, чтобы выход Vo переключился с + Vsat на -Vsat. Когда входное напряжение меньше Vupt, выходное напряжение Vout равно + Vsat.

    Верхнее пороговое напряжение, Vupt = + Vsat (Rdiv1 / [Rdiv1 + Rdiv2])

    Когда Vout = -Vsat, напряжение на Rdiv1 называется нижним пороговым напряжением (Vlpt). Входное напряжение Vin должно быть немного более отрицательным, чем Vlpt, чтобы выход Vo переключился с -Vsat на + Vsat.Когда входное напряжение меньше Vlpt, выходное напряжение Vout равно -Vsat.

    Нижнее пороговое напряжение, Vlpt = -Vsat (Rdiv1 / [Rdiv1 + Rdiv2])

    Если значения Vupt и Vlpt выше входного напряжения шума, положительная обратная связь устранит ложные переходы на выходе. С помощью положительной обратной связи и ее регенеративного поведения выходное напряжение будет быстро переключаться между положительным и отрицательным напряжениями насыщения.

    Гистерезисные характеристики

    Поскольку используется схема компаратора с положительной обратной связью, на выходе может возникнуть гистерезис состояния зоны нечувствительности.Когда вход компаратора имеет значение выше, чем Vupt, его выход переключается с + Vsat на -Vsat и возвращается в исходное состояние, + Vsat, когда входное значение становится ниже Vlpt. Это показано на рисунке ниже. Напряжение гистерезиса можно рассчитать как разницу между верхним и нижним пороговыми напряжениями.

    Гистерезис = Vupt — Vlpt

    Подставляя значения Vupt и Vlpt из приведенных выше уравнений:

    Гистерезис = + Vsat (Rdiv1 / Rdiv1 + Rdiv2) — {-Vsat (Rdiv1 / Rdiv1 + Rdiv2)}

    Гистерезис = (Rdiv1 / Rdiv1 + Rdiv2) {+ Vsat — (-Vsat)}

    Характеристики триггера Шмитта-гистерезиса

    Применение триггера Шмитта

    Триггер Шмитта в основном используется для преобразования очень медленно изменяющегося входного напряжения в выходной сигнал, имеющий резко изменяющуюся форму волны, возникающую точно при определенном заранее заданном значении входного напряжения.Триггер Шмитта можно использовать для всех приложений, в которых используется общий компаратор. Любой тип входного напряжения может быть преобразован в соответствующий ему прямоугольный сигнал. Единственное условие — входной сигнал должен иметь достаточно большой ход, чтобы входное напряжение выходило за пределы диапазона гистерезиса. Амплитуда прямоугольного сигнала не зависит от значения размаха входного сигнала.

    пр.156

    пр.156

    Elliott Sound Products пр.156

    © Апрель 2015 г. — Род Эллиотт
    Обновлено в апреле 2019 г. (измененный отправитель 12 В)


    Введение

    Многие системы домашних кинотеатров имеют триггерный выход 12 В, который можно использовать для включения другого оборудования.Если устройство, которое вам нужно включить, не имеет триггерного входа, вы можете выбрать одну из схем, показанных ниже, чтобы построить переключаемую розетку для оборудования, которое вы хотите включить. Естественно, вы также можете купить готовые устройства, которые делают то, что вам нужно, но ни один из них может не подходить для сетевых разъемов и напряжения в месте проживания. В этом проекте есть два варианта, потому что у людей будут разные потребности, поэтому нужно выбрать более подходящую схему. Все системы удаленной коммутации имеют преимущества и недостатки, и они перечислены для каждой показанной конструкции.

    Большинство ресиверов домашнего кинотеатра с выходом 12 В постоянного тока могут обеспечивать ток до 100 мА, но вы должны проверить это в руководстве пользователя, чтобы убедиться в этом. Если ток меньше, чем требуется катушке реле, вам придется либо обеспечить внешний источник постоянного тока, либо использовать твердотельное реле. Внешний источник питания доставляет неудобства, потому что он увеличивает беспорядок в проводке и постоянно потребляет некоторое количество энергии из сети. Хотя современные импульсные блоки питания могут потреблять только 0,5 Вт или около того без нагрузки, они не так надежны, как «старые» блоки питания на базе трансформаторов.Источника питания на базе трансформатора хватит на 20 лет и более (у меня есть такие, которые намного старше этого, и они все еще работают отлично). Принадлежности Switchmode гарантированно проработают до полной остановки, что может занять от 3 месяцев до 10 лет — заранее узнать об этом невозможно.

    Идея состоит в том, чтобы использовать как можно более простую компоновку. Каждый добавленный компонент в некоторой степени снижает надежность (хотя диоды 1N4004 обычно служат в течение всего срока службы). Хотя твердотельные реле могут показаться лучшим вариантом, вы должны знать, что они всегда создают небольшое количество помех и могут нуждаться в радиаторе для многих типов периферийного оборудования.

    Рисунок 1 — Электромеханические и твердотельные реле (без учета масштаба)

    Два реле, показанные выше, являются только примерами, но довольно типичны для того, что вы можете использовать в этом проекте (они не в масштабе). Если вам нужна дополнительная информация о реле в целом, прочтите двухчастную статью «Реле», в которой объясняется все, что вам нужно знать о том, как они работают, о различных типах и о том, как их безопасно использовать. Обратите внимание, что показанное твердотельное реле (SSR) рассчитано только на 8 А, и эта конкретная версия (S108T02) полностью не подходит для использования с трансформаторными нагрузками, поскольку в ней используется переключение при нулевом напряжении.Он также не подходит для усилителей высокой мощности или другого сильноточного периферийного оборудования. Очень важно использовать SSR с так называемым «случайным переключением». Для использования с сетью 230 В также предпочтительно использовать SSR с номинальным пиковым повторяющимся напряжением 600 В.

    ВНИМАНИЕ!

    В описанных здесь схемах используется электропроводка, и в некоторых юрисдикциях работа или сборка оборудования, работающего от сети, без соответствующей квалификации может быть незаконной. Электрические
    безопасность имеет решающее значение, и все электромонтажные работы должны выполняться в соответствии со стандартами, установленными в вашей стране.ESP не несет ответственности за любые убытки или ущерб, вызванные использованием или
    неправильное использование материала, представленного в этой статье. Если у вас нет квалификации и / или опыта работы с электропроводкой, вы не должны пытаться построить описанную схему (и).
    здесь. Продолжая и / или строя любую из описанных схем, вы соглашаетесь с тем, что вся ответственность за убытки, ущерб (включая травмы или смерть) лежит только на вас.
    Никогда не работайте с сетевым оборудованием, когда она включена!

    Да, я знаю, что предупреждение чрезмерно, но очень важно, чтобы читатель понимал опасность бытовой электросети и знал о последствиях некачественного изготовления или неправильных материалов, используемых для сетевой проводки.Любые работы с описанными цепями должны выполняться только тогда, когда вся цепь отключена от розетки.

    На рисунках ниже я показал австралийскую сетевую розетку и цветовую кодировку Австралии / МЭК для проводки. Как показано в таблице выше, в Северной Америке и некоторых других странах цветовой код отличается. Если вы не уверены на 100%, обратитесь к электрику или в местный орган снабжения, чтобы проверить правильность подключения розеток и цветов проводов. Когда используется металлическое шасси, оно должно быть заземлено с помощью подходящего винта заземления, обжимных (или припаянных) заземляющих наконечников и двух гаек, чтобы гарантировать, что соединения не будут ослаблены.См. «Строительство» ниже для получения дополнительной информации.

    Я показал автоматический выключатель и светодиодный индикатор на каждой из цепей, и хотя они являются дополнительными, они оба являются хорошей идеей. Если светодиод горит, вы знаете, что имеется триггерный сигнал 12 В и правильная полярность, поэтому розетки переменного тока должны быть активными. Если это не так, то либо коммутационный блок отключен от сети, либо сработал предохранитель / автоматический выключатель.


    Что такое триггер 12 В?

    Некоторые читатели могут не знать о триггерной системе 12 В.Это довольно распространено в ресиверах домашнего кинотеатра (также называемых аудиовизуальными ресиверами или AVR), а также используется в некоторых проекторах — обычно предназначенных для активации экрана с электрическим управлением, который развертывается при включении проектора. Он существует уже давно, но, насколько мне известно, он никогда не был стандартизирован, поэтому реализации от разных производителей, вероятно, будут отличаться по-разному. Судя по всему (хотя мне не удалось это подтвердить), даже разные продукты от одного производителя могут сильно отличаться.

    Наиболее частым отличием, вероятно, будет используемый разъем. Обычно это штекер моно мини-джек 3,5 мм с +12 В на конце и 0 В на рукаве. Однако есть вариации, и поскольку он не стандартизирован, возможностей столько же, сколько производителей. Большинство из них ограничено не более 100 мА, но некоторые могут допускать и меньшее, а управляемые устройства (в отличие от управляющих устройств) могут потреблять что угодно от пары миллиампер до максимально допустимого значения.

    Когда управляющее устройство включено, на триггерный выход 12 В подается напряжение 12 В (по крайней мере, эта часть кажется стандартной).Кабель запуска подключается к этому выходу, а затем к входу запуска на управляемом устройстве. При обнаружении 12 В управляемое устройство включается, поэтому вам не нужно использовать несколько переключателей, чтобы включить систему домашнего кинотеатра. Некоторые управляемые устройства также могут обеспечивать выход канала связи, поэтому сигнал запуска может быть отправлен на другое устройство, чтобы оно также включилось.

    В идеале, входящий сигнал 12 В не будет подключаться к шасси оборудования, поэтому будет плавающим. Это имеет то преимущество, что предотвращает образование контуров заземления, возникающих при соединении шасси двух частей зубчатой ​​передачи вместе.Релейные триггерные схемы (как электромеханические, так и твердотельные) должны получать только напряжение и не требуют подключения к шасси. Это делает еще более важным обеспечение электрической целостности цепи переключения.

    Как отмечалось во введении, доступно несколько коммерческих триггерных переключателей на 12 В, но другой вопрос, сможете ли вы получить тот, который одобрен для использования в вашей стране. В некоторых странах (например, в Австралии и Новой Зеландии) требуется, чтобы перед продажей любые коммутационные и / или распределительные панели были проверены аккредитованной испытательной лабораторией и одобрены поставщиком.Это означает, что продажа или поставка не одобренных устройств является незаконной, хотя отдельные лица могут импортировать устройства для собственного использования (хотя это не одобряется указанными властями). Естественно, если устройство использует розетки переменного тока американского типа, это становится проблемой — вдвойне, если схема переключения рассчитана только на 120 В. Если вы импортируете что-то неподходящее, небезопасное и / или травмируете или убиваете кого-либо, то индивидуальный импортер может быть привлечен к юридической ответственности.

    Устройства коммутации сети нетривиальны, несмотря на их кажущуюся простоту.Очень важно, чтобы вы знали требования вашей страны и могли выполнить все электромонтажные работы в соответствии с требуемыми стандартами.

    Как уже отмечалось, для триггерных систем на 12 В нет стандартов, и в коммерческом оборудовании можно найти множество вариаций. Иногда вы можете даже увидеть триггеры 12 В, в которых используется оптоизолятор (светодиод и фототранзистор в одном (обычно 6-выводном) корпусе). Это предназначено для обеспечения полной изоляции между частями оборудования, но может работать только в том случае, если контролируемое оборудование имеет постоянное (всегда включенное) питание.Распространенным оптоизолятором является 4N28 (и его близкие родственники). Этот вариант показан на рисунке 2B, и он по существу использует ту же базовую схему, что и рисунок 2A, но с оптоизоляторным транзистором, управляющим переключающим транзистором через подходящий ограничивающий резистор (будет работать около 2,2 кОм). Ток внутреннего светодиода оптоизолятора должен быть ограничен резистором от 680 Ом до 1,5 кОм, и рекомендуется защита от обратной полярности.


    1 — Реле триггера

    Электромеханическое реле, безусловно, является самым простым и рекомендованным вариантом при условии, что ваш приемник («главный» блок) может подавать не менее 100 мА.Фактический потребляемый ток зависит от реле, и если вам нужно переключить только 10А, это никогда не будет ограничением. Наиболее распространенные реле на 10 А имеют сопротивление катушки около 270 Ом, поэтому при подаче напряжения они потребляют около 45 мА. Очень немногим периферийным устройствам потребуется ток более 10 А, но пусковой ток может быть проблемой для некоторых мощных сабвуферов или усилителей мощности.

    Триггер электромеханического реле будет рассмотрен в первую очередь, потому что он, вероятно, будет наиболее распространенным. Реле на 10 А, как показано на рисунке 1, будет достаточно для подавляющего большинства систем, но вам может понадобиться что-то побольше для более крупных систем или если вам нужно включить несколько устройств одновременно.Максимальный рекомендуемый ток катушки реле составляет 100 мА, потому что это, по-видимому, верхний предел, налагаемый оборудованием, которое обеспечивает 12 В при включении. Ток катушки будет около 40 мА для типичных реле на 10 А, но те, которые рассчитаны на более высокий ток, вероятно, потребуют больше.

    Рисунок 2 — Релейная пусковая цепь 12 В

    Это настолько просто, насколько это возможно. Есть два диода, D1 предназначен для предотвращения обратной полярности, вызывающей короткое замыкание на линии 12 В, а D2 подавляет обратную ЭДС катушки при отключении питания.Корпус гнезда мини-джек 3,5 мм (который может быть подсоединен к муфте) должен быть изолирован от корпуса, чтобы предотвратить образование контура заземления. VDR (резистор, зависящий от напряжения — обычно металлооксидный варистор MOV) и конденсатор класса X2 не являются обязательными. VDR обеспечивает некоторую защиту от скачков напряжения, а конденсатор может помочь устранить некоторые помехи от источника переменного тока. См. Раздел об использовании SSR для получения информации о выборе VDR.

    Обратите внимание, что вся проводка должна выполняться с использованием сетевого кабеля, который должен быть отделен от стороны низкого напряжения минимум на 5 мм, но желательно как можно дальше.Никогда не используйте Veroboard или другие макетные платы для сети, потому что дорожки расположены слишком близко друг к другу, очень тонкие и не могут пропускать значительный ток.

    Любой, кто ожидает конкретных подробностей о подходящих реле, будет разочарован, потому что я оставлю это на ваше усмотрение. Причина очень проста — существуют тысячи поставщиков по всему миру, и реле, которое я могу легко достать здесь, может быть недоступно где-либо еще. Верно и обратное, поэтому становится огромной задачей попытаться предложить что-то, что доступно повсюду.Проверьте своих любимых поставщиков и посмотрите, что у них есть на складе по разумной цене, и если она соответствует требованиям, то все должно быть в порядке. В случае сомнений ознакомьтесь со статьей Relays , в которой рассказывается все, что вам нужно знать об этих компонентах.

    Что вам нужно знать об электромеханическом реле:

    • Номинальный ток контакта — минимальное требование — 10 А (непрерывный).
    • Пиковый ток, минимум 50А, желательно больше
    • Напряжение катушки — должно быть 12 В постоянного тока
    • Ток или сопротивление катушки — ток можно рассчитать по сопротивлению (I = V / R)
    • Напряжение изоляции между катушкой и контактами — 2кВ — это реалистичный минимум

    Убедитесь, что выбранное вами реле специально рассчитано на работу от сети.Никогда не используйте автомобильные реле для сети — они предназначены для работы с низким напряжением (катушка и контакты) и совершенно не подходят для переключения сетевого напряжения. Ток катушки также обычно слишком велик, но это второстепенное соображение с точки зрения электробезопасности.

    Основное преимущество обычных электромеханических реле — простота. Они также чрезвычайно надежны при правильном выборе, что в основном означает только то, что номинальный контактный ток достаточно высок, чтобы выдерживать ток нагрузки, включая любой пусковой ток (который может быть намного выше ожидаемого).Большинство из них допускают кратковременный пиковый ток, превышающий постоянный, в частности, потому что многие нагрузки имеют высокий начальный ток при первом включении. Электромеханические реле электрически бесшумны, потому что контакты имеют чрезвычайно низкое (и более или менее линейное) сопротивление контакта. Коммутационные потери чрезвычайно низки, а вероятность самопроизвольной проводимости (из-за переходных процессов в сети) практически равна нулю. Электромеханические реле обычно имеют очень экономичную цену — ожидайте, что вы заплатите менее 5 австралийских долларов.00 для реле на 10 А.

    Недостатков не так много, но один из них заключается в том, что катушка должна потреблять ток, пока реле находится под напряжением, а это потеря мощности. Типичное реле на 10 А будет иметь ток катушки около 40-50 мА, поэтому мощность обычно составляет менее 600 мВт. Реле, рассчитанные на более высокий коммутируемый ток, потребуют более высокого тока катушки. Контакты подвержены некоторой эрозии из-за включения и отключения тока нагрузки, поэтому со временем они «изнашиваются». Типичный срок службы обычно составляет около 100 000 операций при полной номинальной нагрузке, и отказы случаются редко.Во время работы слышен щелчок, когда якорь ударяется о полюс, но это редко отвлекает.


    2 — Реле с усилителем (всегда включено), питание

    В некоторых случаях усилитель мощности может иметь собственный внутренний источник питания, который постоянно включен. Хотя было бы необычно найти такой оснащенный усилитель, в котором еще не было триггера 12 В, это, безусловно, возможно. Если у вас есть такой усилитель, используйте следующую схему. Имейте в виду, что эта схема может создать контур заземления, поскольку соединение муфты является общим как для управляющего, так и для управляемого оборудования.При желании вы можете использовать резистор 10 Ом (R1) последовательно с контактом «заземления» и изолировать гнездо мини-джек от корпуса. Это разрывает контур заземления и обычно устраняет гудение, вызванное контуром.

    Рисунок 2A — Альтернативная цепь запуска 12 В на основе реле

    Напряжение обмотки реле должно быть таким же, как у постоянного внутреннего источника питания, поэтому оно может быть практически любым. Вам нужно будет убедиться, что внутренний блок питания может обеспечить достаточный ток для реле, и в некоторых случаях может потребоваться использовать резистор последовательно с катушкой реле, чтобы уменьшить нечетное напряжение, чтобы оно соответствовало доступному реле.Например, если есть источник питания 15 В, который вы можете использовать, тогда резистор выбирается так, чтобы сбросить 3 В, поэтому реле получает 12 В (хотя существуют реле на 15 В, их может быть почти невозможно получить).

    Рисунок 2B — Цепь запуска 12 В на основе оптоизолированного реле

    Для получения полной гальванической развязки сигнала триггера 12 В следует использовать схему, показанную выше. Оптоизолятор, как правило, представляет собой 4N28 или аналогичный, и соединение муфты гнезда входного триггера не должно быть подключено к шасси — оно должно быть полностью плавающим.При подаче напряжения 12 В включается U1, который, в свою очередь, включает Q1 и реле. Оптрону требуется около 10 мА, чтобы обеспечить до 2 мА на базу транзистора, но это ничтожно мало по сравнению с прямым питанием реле.


    3 — твердотельное реле

    Твердотельное реле (SSR) часто является хорошим вариантом, но есть несколько ловушек для неосторожных. При использовании при высоком токе радиатор необходим, потому что рассеиваемая мощность примерно пропорциональна потребляемому току.Большинство SSR «теряют» около 1 В RMS при включении, поэтому, если ваша нагрузка потребляет 10 А, устройство будет рассеивать 10 Вт. Вы можете подумать, что средний ток будет намного ниже с обычным программным материалом, и это, безусловно, так (кроме усилителей класса A, конечно). Однако SSR может иметь небольшую тепловую массу и очень быстро нагреваться даже при относительно кратковременных переходных процессах. Радиатор обычно не должен быть особенно большим, но тепловая масса важна для обеспечения того, чтобы температура полупроводникового перехода (обычно TRIAC) всегда оставалась ниже максимальной.

    R2 должен быть рассчитан на основе технических характеристик используемого SSR. Например, максимальный ток запуска может составлять 50 мА, но рекомендуемый может составлять около 20 мА или около того, с прямым напряжением 3 В. Это означает, что на R1 имеется 9 В, поэтому для тока 20 мА сопротивление должно быть 450 Ом (используйте 390 Ом). Это простой закон Ома. Многие SSR имеют встроенные ограничивающие резисторы и указывают диапазон напряжения вместо диапазона тока. При условии, что 12 В находится в пределах допустимого диапазона, ограничительный резистор не требуется.

    Имейте в виду, что некоторые SSR могут быть совершенно непригодными для этого приложения, потому что не все схемы нагрузки обеспечивают адекватный ток удержания, и вы можете получить очень недружественную форму сигнала сетевого тока, которая может повредить некоторое оборудование. Если у вас есть какие-либо сомнения, используйте электромеханическое (обычное) реле, так как они не зависят от типа нагрузки и работают так же, как «правильный» переключатель. Прежде чем приступить к использованию какого-либо SSR, я предлагаю вам сначала запустить несколько тестов с типом, который вы рассматриваете.Любой шум от трансформатора или источника питания, который не возникает без SSR в цепи, указывает на наличие проблемы. В таком случае используйте вместо этого обычное реле.

    Примечание. В источниках питания Switchmode не следует использовать SSR, так как TRIAC, вероятно, вызовет очень сильные (и, вероятно, разрушительные) всплески тока.

    Имейте в виду, что SSR доступны двух разных типов — случайное переключение (также известное как асинхронное) и переключение при нулевом напряжении (также известное как переход через нуль или синхронное).Если твой
    В управляемом оборудовании используется трансформатор, тогда SSR должен использовать случайное переключение , чтобы избежать большого пускового тока при каждой операции.

    Некоторые продавцы, кажется, не осознают разницу и полагают, что типы перехода через нуль являются «наиболее подходящими» для приложений общего назначения. Если ваша нагрузка резистивная или импульсный источник питания, это правда. Однако это полная противоположность идеальному случаю для трансформатора, особенно тороидального типа.Для получения дополнительной информации по этой теме см. Статью Inrush Current , в которой это подробно объясняется (вместе со снимками осциллографа). Необходимая информация часто не предоставляется или требует значительных усилий для сбора — при условии, что у вас есть номер детали для предлагаемого SSR. Обратите внимание, что SSR, показанный на Рисунке 1, НЕ подходит для использования с трансформаторной нагрузкой, так как это тип перехода через ноль!

    Рисунок 3 — Цепь запуска 12 В на основе SSR

    Если VDR / MOV и конденсатор класса X2 были необязательными для электромеханического реле, они необходимы при использовании SSR.Переходное перенапряжение может вызвать самопроизвольное срабатывание TRIAC, которое естественным образом передается на ваше оборудование. Некоторых электронных устройств это может раздражать, и они выражают свое недовольство отказом. Я могу делать предположения, но подозреваю, что большинство людей предпочло бы, чтобы этого не происходило.

    MOV должен быть рассчитан на сетевое напряжение в месте вашего проживания, поэтому в странах с 230 В оно обычно составляет 390 В, а в странах с 120 В — около 200 В. Возможно, вам придется поговорить с вашим поставщиком, чтобы определить правильное номинальное напряжение, поскольку спецификации не всегда ясны.Номинальные значения напряжения обычно являются пиковыми, хотя соответствующее среднеквадратичное значение напряжения также может быть указано в таблице данных.

    Любой, кто читал проекты и статьи ESP, знает, что я предпочитаю электромеханические реле для любого переключения сети, потому что они близки к пуленепробиваемым с точки зрения общей надежности. Однако могут быть некоторые триггерные системы на 12 В, которые не могут обеспечить достаточный ток для питания традиционного реле, поэтому у вас может не быть выбора.

    Что вам нужно знать о SSR, так это…

    • Номинальный ток переключения — 10 А непрерывно является минимальным требованием
    • Пиковый ток (неповторяющийся) — не менее 100А
    • Входной ток оптоизолятора (напряжение должно быть менее 12 В постоянного тока)
    • Напряжение изоляции между входом и выходом — 2 кВ — это реалистичный минимум
    • SSR НЕ ДОЛЖЕН быть переключателем нулевого напряжения для трансформаторных источников питания!

    Подобно электромеханическим реле, твердотельные реле имеют преимущества и недостатки.Самым большим преимуществом является отсутствие дуги, потому что нет механических контактов, которые должны открываться и закрываться, поэтому теоретический срок службы неограничен. Обратите внимание, что я сказал «неопределенный», а не «бесконечный», потому что они полупроводники и могут выйти из строя (обычно короткое замыкание). Мощность привода очень низкая, обычно от 5 до 25 мА. Они акустически бесшумны, что нравится некоторым людям, однако они не являются электрически бесшумными.

    Основным недостатком является то, что SSR является полупроводником.Это означает, что на переключающих устройствах всегда будет некоторое напряжение, поэтому обычно требуется радиатор. Рассеивание составляет около 1 Вт / ампер, но большинство небольших твердотельных реле не обладают достаточной тепловой массой, чтобы выдерживать даже короткие периоды сильноточной работы. Переключение электрически немного шумно, потому что на TRIAC при его включении присутствует искаженная форма волны (примерно 2 В от пика до пика, 1 В RMS с резистивными нагрузками). Переходные процессы в сети могут вызвать самопроизвольную проводимость, которая будет длиться до одного полупериода входящей сети.SSR обычно дороже, чем их электромеханические аналоги, и это особенно верно, если вам нужно добавить радиатор.

    ТТР

    подвержены перегрузкам по току и перенапряжениям. В отличие от обычных реле, переходное напряжение, необходимое для работы реле, сравнительно низкое. Обычно оно намного меньше 1 кВ, напряжение, которое легко достигается во время грозы или при неисправности распределения. Избыточный ток и отсутствие подходящего радиатора могут привести к тому, что температура кристалла превысит максимально допустимый, и в этом случае SSR обычно выдает короткое замыкание.Все SSR имеют минимальный ток удержания, которого может не достичь некоторое маломощное оборудование, и в некоторых случаях это может привести к неожиданной неисправности.

    Рисунок 4 — Шум переключения от SSR

    Если вас интересует упомянутый выше шум, на рисунке 4 показана форма волны напряжения на SSR, когда он включен. Входящее напряжение составляло 20 В (среднеквадратичное значение), а нагрузка — 16 Ом (резистивная нагрузка 1,25 А). Пик в начале каждого полупериода присутствует, потому что SSR не может включиться, если напряжение на нем не будет достаточно высоким, чтобы позволить запуск, около 5V, как видно.Это не меняется с приложенным напряжением, но пик становится более узким при повышении напряжения. Плоские участки осциллограммы показывают, что на TRIAC имеется ± 1 В, когда он полностью проводящий. Это не сильно меняется в зависимости от тока, и поэтому в устройстве имеется (примерно) 1 Вт рассеиваемой мощности на ампер. Эквивалентный захват осциллографа не был предпринят для электромеханического реле, потому что он показал бы крошечное синусоидальное напряжение только из-за сопротивления.


    Строительство

    Поскольку вы работаете с сетью, конструкция очень важна.Вам необходимо убедиться, что устройство максимально электрически безопасно на 100%. Это означает, что все соединения должны быть выполнены таким образом, чтобы гарантировать, что они никогда не отсоединятся, даже если устройство используется не по назначению. Необходимо поддерживать изоляцию между входящим низким напряжением и сетевым напряжением, с расстоянием не менее 20 мм между двумя цепями, если это возможно. Если используется электромеханическое реле, его следует прикрепить к шасси с помощью кронштейна и двусторонней липкой ленты, чтобы его нельзя было сдвинуть.

    Твердотельные реле обычно крепятся к самому корпусу (если он из алюминия) или к радиатору. Убедитесь, что между подключениями к сети под напряжением и шасси или радиатором есть достаточно свободного пространства. Большинство твердотельных реле полностью изолированы, поэтому слюдяные шайбы и т.п. не требуются. При установке твердотельного реле используйте радиаторный компаунд (термопасту) между реле и радиатором. Все остальные соединения (MOV и конденсатор) должны быть к одобренной клеммной колодке или аналогичной, с необходимой изоляцией, чтобы гарантировать, что они не могут касаться шасси.

    Рисунок 5 — Подходящие кабельные зажимы и разъем IEC

    Входящая сеть может подаваться через фиксированный кабель или через утвержденный сетевой разъем. Разъемы IEC очень распространены повсюду и являются хорошим выбором. Если используется фиксированный провод, он должен быть надежно прикреплен к корпусу и должен проходить через подходящую втулку для защиты изоляции от порезов или истирания. Не завязывайте на кабеле просто узел, чтобы предотвратить его выдергивание — его следует надежно удерживать с помощью кабельного зажима или втулки для захвата кабеля, как показано выше.По желанию вы можете включить плавкий предохранитель или автоматический выключатель последовательно с входным активным выводом. Предохранитель или автоматический выключатель в большинстве случаев должен быть рассчитан не более чем на 10 А (местные правила могут ограничивать допустимый ток от коммутационных или распределительных щитов). Активный и нейтральный проводники должны быть соединены с помощью утвержденной клеммной колодки.

    Если вы используете розетку IEC, постарайтесь найти розетку с выступами с каждой стороны, чтобы ее можно было удерживать в корпусе с помощью винтов и гаек. Изображенный выше стиль «вдавливания» требует очень точного прямоугольного отверстия в относительно тонком материале, чтобы исключить его выход, а это может быть сложно сделать с помощью основных ручных инструментов.Если вы используете вставной тип, я предлагаю дополнительно закрепить его высокопрочным клеем (обычно достаточно 5-минутной эпоксидной смолы), чтобы он надежно удерживался на месте.

    Название провода (Oz) Цвет провода ¹ Также известен как …
    Активный Коричневый, Красный, Черный под напряжением, линия, фаза, горячий, плюс , положительный (последние два неверны, но я видел, как они использовались)
    Нейтраль Синий, Черный, Белый холодный, общий, заземленный провод (США), минус, отрицательный (как выше для последних двух )
    Земля Зеленый / желтый, зеленый заземление, защитное заземление, заземление, защитное заземление, заземляющий провод (США)

    Примечание 1. Будьте осторожны с цветами проводов.Стандарты постепенно меняются во многих странах на стандарты МЭК коричневого, синего, зеленого / желтого цветов, но в значительной степени
    старого оборудования будет использовать один из старых стандартов — и он может никогда не использоваться в вашей стране! Убедитесь, что вы обработали все входящие сетевые провода.
    которые не связаны напрямую с шасси как враждебные.

    Убедитесь, что коммутационный блок не будет перегружен вашим оборудованием. 10A допускает до 2300 ВА при питании от сети 230 В, но только 1200 ВА при 120 В.Возможно, потребуется использовать реле большего размера (электромеханическое или SSR), чем указано, если ваши ожидаемые требования к мощности превышают указанные цифры. Рейтинг дан в ВА (Вольт / Ампер), потому что большинство аудиовизуальных и Hi-Fi систем имеют относительно низкий коэффициент мощности, а мощность в ваттах может составлять всего половину номинальной мощности в ВА. Очень немногие системы будут превышать 1000 ВА (1 кВА) при нормальном использовании. Я показал только один, но у вас может быть столько розеток на коммутационном блоке, сколько вам нужно, но общий ток должен быть ограничен до 10 А при работающем всем оборудовании.

    Если блок встроен в металлический корпус, корпус и все доступные металлические части должны быть подключены к защитному заземлению. Если этого не сделать и из-за неисправности внутренней проводки соединение под напряжением контактирует с корпусом, это может легко стать опасностью поражения электрическим током, если оно не заземлено должным образом («заземлено» в США и Канаде).

    Любая из представленных схем может быть построена как отдельный «аксессуар» или встроена в ваше оборудование, если вы делаете собственные усилители мощности или сабвуферы.Триггерный выход 12 В может быть запитан от вашего предусилителя.


    Отправитель срабатывания 12 В

    В некоторых случаях у вас может быть оборудование, которым можно управлять (то есть включать и выключать) с помощью сигнала 12 В, но ничего, что фактически не обеспечивает сигнал для использования оборудованию. К счастью, это легко исправить с помощью небольшого блока питания. Он не должен обеспечивать большой ток, но в некоторых случаях может потребоваться питание реле, которое обычно потребляет около 60-70 мА (в зависимости от типа).Хотя это может показаться очень простым процессом, вам необходимо убедиться, что сигнал триггера 12 В имеет достаточно быстрое время включения и выключения. Это особенно важно для реле, и вдвойне, если это реле твердотельного типа (SSR).

    Если время нарастания и спада 12 В слишком велико, возможно, что электромеханическое реле не будет своевременно размыкать и закрывать контакты, что приводит к возникновению дуги и ужасных шумов. SSR могут быть более сложными, так как они могут проводить «полуволны», если пусковое напряжение может расти и падать медленно.При некотором критическом напряжении нет гарантии, что SSR будет себя вести. Обеспечение быстрого нарастания и спада немного усложняет схему, но это очень дешевая страховка от неисправностей, которые могут повредить ваше оборудование.

    Рисунок 6 — Блок питания 12 В с функцией быстрого включения / выключения

    Схема может выглядеть немного чрезмерно, но в ней используются дешевые и легкодоступные детали, обеспечивающие очень хороший конечный результат. Мне просто не стоит рисковать тем, что медленно растущее или падающее напряжение питания может вызвать неисправность в управляемом оборудовании.U2 подключен как простой компаратор, и когда напряжение питания 12 В падает до 11 В, выходной переключатель (Q2) очень быстро выключается. При подаче питания Q2 полностью включается, как только выходное напряжение достигает 11,2 В. Быстрый сигнал включения-выключения гарантирует, что управляемое оборудование не может находиться в «неопределенном» состоянии, будучи частично включенным / частично выключенным. R4 обеспечивает гистерезис, что обеспечивает однозначное переключение.

    Комбинация R7 и Q3 образует ограничитель тока, который ограничивает выходной ток примерно до 100 мА, если выход закорочен (что произойдет, если мини-джек подключен, когда цепь активна).Q2 будет рассеивать чуть более 1 Вт, пока остается короткое замыкание, и если вы добавите небольшой радиатор (рекомендуется), он должен выдержать даже длительные короткие замыкания. Если ожидается длительное короткое замыкание, используйте радиатор для регулятора 7812 (U1), так как он сильно нагревается.

    Обратите внимание, что U2 — двойной операционный усилитель. Вторая половина не используется, и ее можно игнорировать или (желательно) подключить как простой буфер. Соедините контакты 6 и 7 и подключите контакт 5 к земле. Не заменяйте операционный усилитель, если вы не знаете, что делаете, так как он был выбран, потому что выход идет на 0 В — большинство обычных операционных усилителей этого не делают.Вы также можете задаться вопросом об использовании трансформатора на 15 В. Это рекомендуется, потому что это позволяет C1 быть меньше, чем обычно, а также обеспечивает достаточный ток через R1 и стабилитрон на 10 В. Более низкий ток должен сделать опорное напряжение менее стабильным. Вы можете увеличить значение C1, если хотите, и значение 1000 мкФ является разумным компромиссом.

    Отдельный источник питания может не понадобиться, если в оборудовании имеется подходящий источник. Вам необходимо убедиться, что любой существующий источник может обеспечить максимальный ток, не вызывая других проблем, но если источник питания присутствует (и способен), было бы глупо добавлять еще один.Обратите внимание, что трехконтактные регуляторы обычно не могут обрабатывать выходной сигнал от основного источника питания усилителя (обычно ± 35 В или более), и если это единственный вариант, вам может потребоваться простой предварительный регулятор для снижения напряжения примерно до 20 В или около того. Требуется только положительное напряжение, и предварительный регулятор не должен быть особенно точным.


    Заключение

    Все представленные схемы подходят для работы, но вам нужно решить, какую из них использовать.Я бы предпочел электромеханическое реле, потому что мне не хотелось бы возиться с радиатором. Я также предпочитаю, чтобы в сеть не добавлялись искажения от SSR, хотя на самом деле это обычно не проблема. Некоторые люди считают щелчок работой электромеханического реле «проблемой», но если он слышен, я предпочитаю думать об этом как о подтверждении того, что схема сработала и выполняет свою работу.

    Вы также можете просто поэкспериментировать со схемами для развлечения, но убедитесь, что вы всегда принимаете надлежащие меры предосторожности от поражения электрическим током.Не работайте ни на чем, пока устройство подключено к розетке, даже если оно выключено. Вы не всегда можете полагаться на то, что переключатель находится в активной (фазной или линейной) цепи, особенно в старых установках, где он может быть перевернут с нейтралью.

    Схема плавного пуска трансформатора Project 39 также позволяет использовать триггерный вход 12 В. Хотя это не показано в бесплатных общедоступных схемах, это вариант, который можно включить, если у вас есть печатная плата. Однако ожидается, что будет постоянно присутствовать источник низкого напряжения, что не всегда удобно.Его преимущество заключается в чрезвычайно низком токе триггерного сигнала 12 В, потому что это становится легко, когда напряжение доступно все время.

    Передающее устройство будет полезно для всех, у кого есть оборудование, использующее запуск на 12 В, но не имеющее выходного сигнала 12 В. Один переключатель можно использовать для включения всего оборудования, которое поддерживает триггер 12 В. Если необходимо переключить несколько устройств, они могут включать в себя триггерный вход 12 В и выход триггера 12 В или, по крайней мере, выход «петли» (но я бы не стал на это рассчитывать).Убедитесь, что вы не пытаетесь потреблять более 100 мА в сумме, иначе ограничитель тока может помешать включению вашего оборудования.


    Список литературы

    Паспорта производителей реле.
    Подробнее о цветах кабелей, используемых во всем мире, см. В Википедии.
    Crydom SSR Functions



    Индекс проекта
    Основной указатель

    Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторскими правами © 2015.Воспроизведение или переиздание любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещено международными законами об авторском праве. Автор предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

    Страница опубликована и защищена авторскими правами © Род Эллиотт, апрель 2015 г./ Обновлено в ноябре 2017 г. — добавлена ​​схема отправителя 12 В и текст. / Апрель 2019 г. — изменен рисунок 6, чтобы включить ограничение по току.

    % PDF-1.3
    %
    3 0 obj
    >
    эндобдж
    xref
    3 89
    0000000016 00000 н.
    0000002124 00000 н.
    0000002465 00000 н.
    0000002722 00000 н.
    0000003198 00000 н.
    0000003218 00000 н.
    0000003792 00000 н.
    0000003812 00000 н.
    0000004529 00000 н.
    0000004550 00000 н.
    0000005258 00000 н.
    0000005528 00000 н.
    0000006625 00000 н.
    0000006646 00000 н.
    0000007288 00000 н.
    0000007309 00000 н.
    0000007863 00000 н.
    0000007884 00000 н.
    0000008518 00000 н.
    0000008539 00000 н.
    0000009180 00000 н.
    0000009201 00000 п.
    0000009938 00000 н.
    0000009958 00000 н.
    0000010245 00000 п.
    0000010266 00000 п.
    0000011100 00000 п.
    0000011122 00000 п.
    0000013131 00000 п.
    0000013152 00000 п.
    0000013803 00000 п.
    0000013825 00000 п.
    0000017465 00000 п.
    0000017487 00000 п.
    0000021344 00000 п.
    0000021365 00000 п.
    0000022510 00000 п.
    0000022531 00000 н.
    0000023528 00000 п.
    0000023550 00000 п.
    0000026972 00000 п.
    0000026993 00000 п.
    0000027752 00000 п.
    0000027774 00000 п.
    0000029616 00000 п.
    0000029638 00000 п.
    0000032177 00000 п.
    0000032199 00000 п.
    0000033703 00000 п.
    0000033724 00000 п.
    0000034945 00000 п.
    0000034966 00000 п.
    0000035857 00000 п.
    0000035878 00000 п.
    0000036665 00000 п.
    0000036686 00000 п.
    0000037497 00000 п.
    0000037518 00000 п.
    0000038246 00000 п.
    0000038267 00000 п.
    0000039064 00000 н.
    0000039084 00000 п.
    0000039366 00000 п.
    0000039388 00000 п.
    0000041656 00000 п.
    0000041677 00000 п.
    0000042437 00000 п.
    0000042459 00000 п.
    0000044545 00000 п.
    0000044567 00000 п.
    0000046754 00000 п.
    0000046775 00000 п.
    0000047997 00000 п.
    0000048018 00000 п.
    0000048473 00000 п.
    0000048495 00000 п.
    0000050582 00000 п.
    0000050604 00000 п.
    0000052223 00000 п.
    0000052245 00000 п.
    0000054115 00000 п.
    0000054136 00000 п.
    0000054622 00000 п.
    0000054642 00000 п.
    0000054929 00000 п.
    0000054949 00000 п.
    0000055242 00000 п.
    0000002201 00000 н.
    0000002444 00000 н.
    трейлер
    ]
    >>
    startxref
    0
    %% EOF

    4 0 obj
    >
    эндобдж
    90 0 объект
    >
    поток
    ПФПФ
    $ Y, vS # Ob

    Запуск камеры по движению

    Запуск камеры по движению

    Цель этого проекта — создать установку для захвата изображения падающего объекта или любого объекта в движении в точное время.
    с помощью DSLR и микроконтроллера Arduino.Это можно сделать разными способами, но метод, который я попробовал, проиллюстрирован ниже.

    Рисунок 1: Схема установки

    Идея заключается в том, что падающий или движущийся объект блокирует попадание источника света на датчик света, камеру и / или внешнюю вспышку.
    блок срабатывает. Плата микроконтроллера Arduino Uno используется для измерения значений датчика и отправки сигнала запуска на камеру / вспышку.
    С помощью микроконтроллера вы можете изменить пороговое значение значения датчика освещенности и добавить точный сигнал к сигналу запуска.Здесь источник света — простой
    лазерная указка используется в качестве источника света, а фотоэлемент из сульфида кадмия действует как датчик света. Схема подключения показана ниже,

    Рисунок 2: Схема подключения платы Arduino

    Небольшое объяснение того, как работает эта схема. Фотоэлементы или светозависимые резисторы (LDR) имеют высокое сопротивление, когда есть
    нет света, что эквивалентно разомкнутой цепи. Когда на них попадает свет, их сопротивление снижается. Величина сопротивления зависит от того, насколько
    яркий свет.Первоначально, когда источник света направлен на LDR, он имеет низкое сопротивление. LDR и резидент R1 действуют как
    схема делителя напряжения. Падение напряжения на R1 измеряется аналоговым входом на плате Arduino. В идеале было бы
    почти нет сопротивления (0 Ом) при фокусировке яркого света. Это означает, что падение напряжения, измеренное на R1, составит ~ 5 В. Но
    в зависимости от интенсивности источника света и расстояния от LDR, LDR будет иметь некоторое низкое значение сопротивления и, следовательно,
    напряжение на R1 (измеренное на клемме A0) будет меньше 5 В.Когда движущийся объект пересекает луч света, значение LDR увеличивается и
    следовательно, напряжение на R1 падает. Сравнивая это значение с соответствующим пороговым значением (которое можно установить где-то между
    когда свет находится на LDR и когда он блокируется объектом), вы можете использовать линии цифрового вывода для запуска камеры и / или
    вспышка, установив ее на высокий уровень.

    Следующим шагом является использование сигнала от линии цифрового выхода Arduino для запуска камеры и / или внешней вспышки.Для запуска
    Все, что вам нужно сделать для внешней вспышки, — это замкнуть два контакта на разъеме горячего башмака (показано на рисунке ниже).
    Я использовал беспроводной приемник запуска вспышки, у которого есть порт синхронизации с ПК, чтобы установить вспышку. Один конец кабеля синхронизации ПК подключается к
    приемник, а другой конец подключается к клеммам коллектора и эмиттера NPN-транзистора. База транзистора
    подключен к одной из цифровых выходных линий платы Arduino через резистор 1,1 кОм. Эта транзисторная схема NPN действует как переключатель
    который закорачивает клеммы кабеля синхронизации ПК и включает вспышку всякий раз, когда линия цифрового выхода становится высокой.

    Рисунок 3: Подключение вспышки

    Камера может запускаться аналогичным образом с помощью троса дистанционного спуска затвора. В зависимости от марки и модели тип разъема
    и конфигурация контактов может измениться. В olympus E-520 используется 12-контактный порт для взаимодействия с компьютером для передачи данных / видео и удаленного доступа.
    спуск затвора. Схема контактов разъема показана на рисунке 4.

    Рисунок 4: Распиновка 12-контактного разъема E520.

    Я использовал 3.Стереоразъем 5 мм для подключения к другому концу 12-контактного разъема (таким образом я могу использовать тот же кабель для подключения к другому разъему).
    схемы при необходимости). Цифровой выход (контакт D2) от Arduino подключен к схеме транзисторного переключателя, а выход этого подключен
    Стерео гнездовой разъем 3,5 мм. На линии, идущей к контакту 8 камеры, есть переключатель. Это кнопка наполовину. Для полной версии
    для работы необходимо нажать на половинный релиз. Так как меню камеры не работает при нажатии полуавтоматической кнопки спуска, наличие переключателя
    помогает просматривать изображения или изменять настройки во время съемки.Включите, чтобы делать снимки, и переверните, если выключено, измените
    настройки или посмотрите картинки.

    Я использовал еще две кнопки, подключенные к контактам цифрового ввода / вывода 8 и 9. Эти кнопки используются для увеличения или уменьшения порогового значения.
    уровень яркости света, с которым нужно сравнивать, чтобы послать сигнал триггера. Вы можете использовать еще две кнопки, чтобы увеличить или уменьшить задержку
    отправка триггерного сигнала после превышения порогового уровня. Таким образом вы можете контролировать точное местоположение объекта, который вы пытаетесь
    захватить.

    Полная настройка показана на изображении ниже.

    Рисунок 5: Полная настройка электроники

    Регулируемая внешняя цепь запуска [Analog Devices Wiki]

    Цель:

    Целью этой лабораторной работы является исследование схемы для передачи аналоговых сигналов на цифровые внешние триггерные входы модуля ADALM2000.

    Фон:

    Модуль осциллографа ADALM2000 чаще всего запускается от одного из аналоговых входных каналов. При этом будут отображаться стабильные осциллограммы с горизонтальной шкалой времени (выравнивание нулевой точки времени) в зависимости от того, какой канал выбран в качестве источника запуска. Иногда желательно запускать отображение (отсчет нулевой точки времени), используя третий сигнал из какой-либо другой точки в проверяемой цепи. Аппаратное обеспечение ADALM2000 предоставляет два внешних цифровых входа, T1 и T2, которые можно выбрать в качестве триггерных входов.Используя эти цифровые входы, отображаемые формы сигналов будут выровнены (установить нулевую точку времени) с нарастающим фронтом подаваемого сигнала. Однако это цифровые входы, допускающие только входное напряжение от 0 до + 5 В и имеющее фиксированное пороговое напряжение. Чтобы использовать эти внешние триггерные входы с аналоговыми входными сигналами, то есть между -5 В и +5 В , необходима схема компаратора напряжения вместе с регулируемым источником напряжения для установки уровня триггерного напряжения.В этом лабораторном занятии будет исследована примерная схема.

    Материалы:

    ADALM2000 Active Learning Module
    Макетная плата без пайки
    Перемычки
    1 — Компаратор AD8561 (или AD790 чередуется с немного другой схемой расположения выводов)
    1 — Инвертор CMOS 74HC04 (или CD4007 см. Приложение)
    3 — Резисторы 1 кОм
    1 — 1 МОм резистор
    1 — потенциометр 10 кОм
    1 — конденсатор 0,1 мкФ
    1 — конденсатор 0,0047 мкФ

    Направление:

    Постройте схему, показанную на рисунке 1, на своей беспаечной макетной плате.Аналоговый компаратор AD8561 имеет неинвертированный (истинный) и инвертированный (дополнительный) выходы. Вход первого инвертора может быть поочередно подключен либо к выводу 7 для нарастающего фронта, либо к выводу 8 для запуска по спадающему фронту. Начните с его подключения к контакту 7. Предлагается шестнадцатеричный инвертор 74HC04, но можно заменить шестнадцатеричный инвертор CD4069 или два инвертора могут быть построены с использованием транзисторной матрицы CD4007, входящей в комплект деталей (см. Приложение).

    AD8561 имеет очень широкую полосу пропускания и будет реагировать на любой высокочастотный шум, который может присутствовать во входном сигнале.Это приведет к тому, что его выход (ы) будет переключаться вперед и назад несколько раз очень быстро, если входной сигнал близок к пороговому напряжению ( В, TH ). Из-за этого шума форма волны, отображаемая на экране, будет подскакивать или «дрожать» взад и вперед и выглядеть нестабильной. Резистор R 5 и конденсатор C 1 образуют фильтр нижних частот и вставляются между двумя каскадами инвертора, чтобы уменьшить эти очень быстрые всплески переключения. Постоянная времени этого фильтра будет регулироваться в зависимости от характера сигнала, используемого в качестве внешнего триггера.

    Рисунок 1 Схема аналогового запуска

    Настройка оборудования:

    Генератор формы волны AWG1 должен быть настроен как треугольник с размахом амплитуды 8 В, смещением 0 В и частотой 5 кГц. Установите горизонтальный и вертикальный масштабы осциллографа для отображения по крайней мере одного полного цикла входной треугольной формы волны. Включайте источники питания только после двойной проверки соединений вашей цепи.

    Рисунок 2: Схема аналогового запуска Схема макетной платы

    Процедура:

    Для начала установите источник запуска осциллографа на канал 1, нарастающий фронт, с уровнем, установленным на 0 В .Вы должны увидеть нарастающий фронт треугольной волны на канале 1 с центром в нулевой временной точке по горизонтальной оси. Нарастающий фронт цифрового выхода второго инвертора на канале 2 должен происходить в разное время по горизонтальной оси в зависимости от настройки потенциометра R 3 . Отрегулируйте R 3 вверх и вниз от одного конца его диапазона к другому и посмотрите, где возникает нарастающий фронт импульса на канале 2 по отношению к напряжению (вертикальная ось) треугольной волны в этот момент времени.

    Рис.3.Снимок осциллографа при запуске по нарастающему фронту канала 1 осциллографа при другом значении потенциометра.

    Теперь переключите источник запуска осциллографа на внешний 1 (вход T1) и повторите развертку R 3 от одного конца диапазона к другому. У вас должна быть возможность выровнять нулевую точку времени в любом месте нарастающего фронта.

    Рисунок 4: Снимок осциллографа по переднему фронту внешнего триггера осциллографа при разном значении потенциометра

    Теперь переместите вход первого инвертора на контакт 8 AD8561.Момент времени 0 должен теперь выровняться с задним фронтом входной треугольной волны. Снова повторите развертку R 3 , чтобы убедиться, что вы можете выровнять нулевую точку времени в любом месте на спадающем фронте.

    Вопросы:

    Для чего нужен резистор на 1 МОм, подключенный от неинвертирующего входа AD8561 к земле? Какие еще компоненты вы могли бы добавить ко входу, чтобы входные напряжения выходили за пределы +/- 5 Вольт?

    Какие методы, кроме RC-фильтра, можно использовать для устранения джиттера шума компаратора? (Подсказка: см. Раздел для дальнейшего чтения) Есть ли преимущества или недостатки при использовании того или иного метода?

    Для дальнейшего чтения:

    Приложение: Изготовление инвертора на транзисторной матрице CD4007

    Ниже представлена ​​схема и распиновка CD4007:

    Распиновка матрицы транзисторов CMOS CD4007

    Из одного корпуса CD4007 можно собрать до трех отдельных инверторов.Самый простой способ настройки, как показано ниже, — это соединение контактов 8 и 13 вместе в качестве выхода инвертора. Контакт 6 будет входом. Обязательно подключите контакт 14 V DD к питанию, а контакт 7 V SS — к земле.

    Второй инвертор создается путем подключения контакта 2 к V DD , контакта 4 к V SS , контакты 1 и 5 соединены вместе как выход, а контакт 3 — как вход.Третий инвертор создается путем подключения контакта 11 к V DD , контакта 9 к V SS , контакт 12 является выходом, а контакт 10 — входом.

    MP3 Руководство по подключению триггера V24

    Добавлено в избранное

    Любимый

    5

    Введение

    MP3 Trigger — это универсальное, недорогое, маломощное встроенное аудиоустройство, которое воспроизводит треки MP3 непосредственно с флеш-карты microSD в формате FAT32 или FAT16 на стерео 1/8 ”(3.5 мм) выход для наушников, поддерживающий воспроизведение стерео до 192 кбит / с. Плата имеет 18 внешних входных контактов, которые при заземлении запускают предварительно выбранные треки MP3, а также полнодуплексный последовательный порт управления, который обеспечивает управление громкостью в реальном времени, а также дистанционный запуск до 255 треков. Также имеется встроенный переключатель навигации для локального доступа и воспроизведения всех треков MP3 на флеш-карте.

    MP3-триггер

    В наличии

    WIG-13720

    Пошумите своим следующим проектом! Плата MP3 Trigger создана, чтобы сделать интеграцию звука MP3 проще, чем когда-либо.Бо…

    15

    Сердцем платы триггеров MP3 является микроконтроллер Cypress PSoC CY8C29466-24SXI, который передает данные MP3 на микросхему аудиокодека VLSI VS1063. Эта версия также поддерживает дополнительный файл инициализации, который можно использовать для установки скорости передачи последовательного порта, а также для перепрограммирования любого из 18 триггерных входов для альтернативных функций, включая случайный и последовательный выбор треков, управление транспортом и даже увеличение / уменьшение громкости.Каждый обычный триггер может быть настроен либо на немедленный перезапуск, либо на блокировку перезапуска при воспроизведении звука. Кроме того, новое соглашение об именах файлов триггеров обеспечивает большую гибкость при присвоении имен трекам MP3 и упрощает управление файлами.

    Эта версия MP3 Trigger включает прошивку, которая поддерживает использование файла инициализации на карте microSD, который можно использовать для изменения скорости последовательной передачи данных, а также для переназначения любого из 18 триггерных входов для альтернативных функций, таких как случайный выбор. и последовательные триггеры, элементы управления навигацией и даже регуляторы громкости.Кроме того, можно использовать параметр блокировки перезапуска, чтобы предотвратить запуск трека любым триггером, если звук уже воспроизводится. Используя эти функции, пользовательские приложения часто могут быть реализованы без использования отдельного микроконтроллера.

    Рекомендуемые материалы

    Чтобы начать работу с MP3 Trigger, вам понадобятся некоторые предметы, которые не входят в комплект. Для начала вам понадобится карта microSD для хранения файлов .mp3. Простой способ включить MP3 Trigger, пока вы знакомитесь с ним, — это использовать сетевой адаптер на 9 В.Если вы собираетесь использовать триггер MP3 с другим последовательным устройством, вам понадобится FTDI Basic или другое последовательное соединение. Наконец, вам понадобится что-нибудь для воспроизведения звука. Вы можете использовать наушники, аудиокабель 3,5–3,5 мм для подключения к внешнему источнику звука или один из наших 3,5-мм аудиоразводов для подключения триггера MP3 к желаемому выходу.

    Примечание: MP3 Trigger поддерживает карты microSD как SDSC (до 2 ГБ), так и SDHC (до 32 ГБ).

    Рекомендуемая литература

    Перед тем, как вы начнете работать с MP3 Trigger, вам могут быть полезны следующие учебные пособия:

    • Как паять — Пайка будет необходима, чтобы прикрепить кнопки и переключатели к входам триггера.
    • Работа с проводом — вам, вероятно, понадобится какой-нибудь провод, чтобы прикрепить эти кнопки и переключатели.
    • Switch Basics — узнайте о многочисленных кнопках и переключателях, которые вы можете использовать для запуска аудиофайлов.
    • Если вы планируете использовать триггер MP3 с Arduino или другим микроконтроллером, вы должны хорошо разбираться в последовательной связи, шестнадцатеричной системе, ASCII и последовательных терминалах.

    Обзор платы

    Вот краткий обзор технических характеристик MP3 Trigger:

    Технические характеристики

    • Диапазон входного напряжения: 4.От 5 В до 12,0 В постоянного тока или регулируемое 3,3 В (выбирается перемычкой)
    • Потребление тока: примерно 45 мА в режиме ожидания, 85 мА при воспроизведении
    • Носители: карты SDSC и SDHC microSD
    • Файловая система: FAT32 и FAT16
    • Аудиовыход: стерео для наушников (стереоразъем 1/8 дюйма)
    • Триггерные входы: логический уровень 3,3–5,0 В, активные входы низкого уровня, с внутренними подтягиваниями (разъем обеспечивает индивидуальное заземление, что позволяет подключать переключатели или перемычки непосредственно к каждому входу триггера)
    • Последовательный: полный дуплекс, 8 бит, 38.4 Кбод (по умолчанию, другие скорости передачи поддерживаются через файл инициализации)

    Ниже будут выделены различные аппаратные части триггера MP3.

    Мощность

    Триггер MP3 рассчитан на питание несколькими способами.

    Внешнее питание через цилиндрический разъем

    Первая и наиболее очевидная схема питания — это подача внешнего питания на разъем цилиндрического разъема (центральный плюс 5,5×2,1 мм). Как видно на шелкографии рядом с разъемом, вы можете запитать MP3 Trigger через этот разъем с помощью 4.5-12 В постоянного тока.

    Паяльная перемычка рядом с цилиндрическим разъемом по умолчанию установлена ​​на VBUS. Убедитесь, что эта перемычка всегда установлена ​​в положение VBUS, пока вы запитываете триггер MP3 через этот разъем.

    Когда питание подается на цилиндрическое гнездо, вы можете использовать переключатель USB / EXT в качестве переключателя ВКЛ / ВЫКЛ для управления питанием триггера MP3. Он должен быть включен в положение EXT.

    Внешнее питание через сквозные отверстия

    Вы также можете припаять провода питания прямо к сквозным отверстиям, расположенным на задней стороне платы.

    Заголовок FTDI через источник питания 5 В

    Если вы хотите интегрировать триггер MP3 в существующую систему, которая использует 5 В (например, порт USB), вы можете включить триггер MP3 через заголовок FTDI.

    Вы можете подключить стабилизированный источник питания непосредственно к контактам VCC и GND, или вы можете припаять несколько прямоугольных разъемов к порту FTDI и подать питание с помощью соответствующего 5V FTDI Basic Breakout.

    Прямоугольные разъемы припаяны к порту FTDI Питание с 5 В FTDI

    После подключения переведите переключатель в сторону USB, чтобы включить плату.

    Если вы намереваетесь использовать MP3 Trigger вместе с Arduino или другим микроконтроллером для связи через UART, вы также сделаете это через этот порт.

    Почему следует использовать FTDI 5 В, а не 3,3 В FTDI?

    Возможно, у вас не получится запитать триггер MP3 от источника питания 3,3 В через заголовок FTDI, несмотря на то, что кажется логичным использовать FTDI 3,3 В в заголовке «5V FTDI». Причина в том, что некоторые версии 3.3V FTDI Basic используют FTDI IC для регулирования 5V до 3.3В. Если вы используете это устройство для питания триггера MP3, вы можете превысить ограничение по току 3.3V FTDI, что приведет к потенциальному отключению вашего устройства. Таким образом, мы рекомендуем использовать 5V FTDI Basic.

    Заголовок FTDI через регулируемый источник питания 3,3 В

    Примечание. Компания SparkFun выпустила сильноточную 3,3 В FTDI Basic, известную как Beefy 3. Использование этого 3,3 В FTDI с триггером MP3 допустимо, поскольку она может обеспечить достаточный ток для работы.

    Если вы запустите MP3-триггер с регулируемым 3.Источник питания 3 В, который может подавать достаточный ток через вывод VCC разъема FTDI, вам нужно будет снять перемычку припоя и припаять его, чтобы контактная площадка 3,3 В и центральная площадка были подключены, прежде чем вы сможете включить плату.

    Предупреждение: Переключение перемычки в сторону 3,3 В приведет к обходу регулятора напряжения. Вы можете повредить карту microSD и компоненты на плате, если напряжение превышает 3,3 В или не регулируется.

    После подключения к регулируемому 3.Источник питания 3 В на разъеме FTDI, переведите переключатель в сторону USB, чтобы запитать плату.

    Индикатор питания

    Питание отображается красным светодиодным индикатором питания, расположенным в правом верхнем углу.

    Триггерные штифты

    Триггерные контакты — это то, что делает MP3 Trigger таким простым в использовании. Каждый из 18 триггеров имеет сквозное отверстие диаметром 0,1 дюйма. Рядом с каждым контактом триггера находится контакт заземления. Замыкая контакт триггера на землю, вы активируете этот триггер и, таким образом, воспроизводите аудиофайл, связанный с этим конкретным триггером. .Более подробную информацию можно найти в разделе «Использование триггерных входов».

    Гнездо для стереонаушников 1/8 дюйма и перемычки под пайку

    MP3 Trigger имеет аудиоразъем 1/8 дюйма (3,5 мм) для подключения вашего проекта к усилителю и динамикам или наушникам.

    Аудио перемычки для линейного выхода

    У вас будет возможность настроить MP3 Trigger только на воспроизведение звука через линейный выход или через наушники **, но не на оба одновременно **. По умолчанию MP3 Trigger настроен на воспроизведение через линейный выход на внешнюю аудиосистему.Если вместо этого вы хотите использовать MP3 Trigger с наушниками, вам необходимо очистить припой от всех трех аудио-перемычек и припаять центральные контактные площадки к противоположным контактным площадкам.

    Шпаргалка по паяльной перемычке удобно напечатана на шелкографии на обратной стороне MP3 Trigger, чтобы помочь вам изменить конфигурацию звука.

    После настройки для наушников перемычки должны выглядеть следующим образом:

    Переключатель навигации

    Переключатель навигации позволяет вам циклически проходить и воспроизводить / останавливать все треки, расположенные на вашей карте microSD.Более подробную информацию о его работе можно найти в разделе «Основные операции».

    Разъем MicroSD

    Гнездо microSD представляет собой простой механизм нажатия для вставки / извлечения. MP3 Trigger поддерживает карты microSD типа SDSC (до 2 ГБ) и SDHC (до 32 ГБ). Дополнительную информацию о том, как инициализируется карта microSD, можно найти в разделе «Основные операции».

    Основные операции

    Просто перетащите нужные файлы MP3 в корневой каталог флэш-карты microSD, отформатированной в FAT32 или FAT16, с помощью ПК.

    MP3 Trigger не поддерживает горячую замену карты microSD. Хотя это ничего не повредит, носитель microSD инициализируется только при включении питания. Поэтому при каждой замене или обновлении карты обязательно выключите и снова включите MP3 Trigger после установки карты.

    Когда на триггер MP3 подается питание, встроенный (зеленый) светодиодный индикатор состояния показывает состояние установленного носителя следующим образом:

    • 1 длинное мигание — форматированный носитель microSD не найден.
    • 1 длинное мигание, за которым следует 1 короткое мигание — носитель microSD обнаружен, файлы MP3 не найдены.
    • Постоянные короткие мигания — Аппаратная проблема с декодером MP3.
    • 3 коротких мигания — обнаружен носитель microSD, найден как минимум 1 файл MP3.

    Светодиод состояния

    Как только MP3 Trigger включится с 3 короткими миганиями, встроенный переключатель навигации можно использовать для воспроизведения всех треков на карте, независимо от имен файлов.

    • Left — Воспроизведение предыдущего файла MP3 в каталоге
    • Вправо — воспроизведение следующего файла MP3 в каталоге
    • Центр — запускает / останавливает текущий файл MP3

    Использование триггерных входов

    Триггер MP3 имеет 18 входных контактов (TRIG01 –TRIG18), которые можно использовать для запуска определенных треков MP3 на карте microSD.Дорожки MP3 связываются с триггерами путем размещения трехзначного числа (с использованием ведущих нулей) в начале имени файла; 001 для TRIG01, 002 для TRIG02 и так далее. Остальная часть имени файла может быть любой. Например, для TRIG14 допустимы следующие имена:

    .

    • «014TRACK.MP3»
    • «014 Breaking Glass.mp3»

    Триггерные входы имеют низкий активный и высокий внутренний уровень. Следовательно, они могут быть активированы либо цифровыми выходами от другого микроконтроллера (например, Arduino), либо простым замыканием контакта (переключением) на землю.Входы поддерживают уровни напряжения 5 В или 3,3 В.

    Триггерные входы доступны на четных контактах двухрядного разъема, а все противоположные (нечетные) контакты заземлены, что упрощает подключение отдельных переключателей или замыкателей контактов непосредственно к плате триггеров MP3.

    Установка 36-контактного двухрядного разъема позволяет установить шунтирующие перемычки на триггерные входы для автоматической последовательности и зацикливания дорожек при включении питания, как показано ниже.

    Когда запущенная дорожка достигает конца, триггер MP3 проверяет, активны ли какие-либо триггерные входы, и автоматически запускает другую дорожку, если это так.Если активен только тот же триггер, то этот трек будет перезапущен (зациклен). Если активны другие триггеры, MP3 Trigger всегда будет запускать следующую дорожку триггера более высокого уровня, возвращаясь к 1 после 18.

    Это, в сочетании с тем фактом, что MP3 Trigger автоматически запускает активный триггер с наименьшим номером при включении питания, означает, что, установив шунтирующие перемычки на триггерные входы, MP3 Trigger может быть настроен на автоматическую последовательность и зацикливание от 1 до 18 дорожек. при включении без внешнего программирования или управления.(Начиная с версии микропрограммы 2.40 установка перемычки шунта на один последовательный триггер будет делать то же самое.)

    Например, если вы хотите, чтобы трек 9 воспроизводился при запуске, вы должны перемыть триггер 9. Если вы хотите, чтобы треки с 1 по 9 воспроизводились при запуске, у вас должны быть перемычки на всех девяти триггерах.

    Используя файл инициализации, описанный далее в этом документе, триггеры можно перепрограммировать для запуска последовательных или случайных треков. Например, если триггер перепрограммирован как случайный триггер, и этот один триггер закрывается, то триггер MP3 включается и непрерывно воспроизводит треки в (псевдо) случайном порядке.

    Тихий режим

    Триггер MP3 можно перевести в тихий режим с помощью последовательного порта управления. В этом режиме триггерные входы не будут запускать треки, а вместо этого вызовут отправку последовательных сообщений при активации. (См. «Триггер MP3.
    Сводка исходящих сообщений »ниже.) Это позволяет отделить триггерные входы от определенных треков, так что ПК или микроконтроллер может контролировать триггерные входы, а затем запускать любой трек или последовательность треков через последовательный порт управления.

    Тихий режим по умолчанию отключен и не сохраняется после цикла включения питания

    Протокол последовательного управления

    MP3 Trigger поставляется с полнодуплексным последовательным TTL-интерфейсом 3,3–5 В, который позволяет управлять всеми дорожками MP3 (до 256) на карте microSD, а также громкостью и контролировать активность триггера входа. Вы можете использовать FTDI Basic или подключиться к любому последовательному интерфейсу, который использует формат:
    8 бит, 1-старт, 1-стоп, без контроля четности, управление потоком = нет.Скорость передачи последовательного порта по умолчанию составляет 38,4 кбит / с (т. Е. 38400 бод), но ее можно изменить с помощью файла инициализации. Все команды для триггера MP3 имеют длину 1 или 2 байта.

    1-байтовые команды — это символы ASCII в верхнем регистре.
    2-байтовые команды начинаются с символа ASCII. Те, которые начинаются с символа верхнего регистра, используют значение ASCII («0» — «9») в качестве второго байта. (Эти команды можно вводить на клавиатуре.) 2-байтовые команды, начинающиеся с младшего
    Для символа case требуется двоичное значение (0 — 255) в качестве второго байта.

    байтов, отправленных в триггер MP3, не отражаются. Если требуется эхо, настройте свою программу терминала на локальное эхо.

    Сводка команд

    Команда: Навигация — Старт / Стоп
    Количество байтов: 1
    Байт команды: «O»
    Байт данных: нет
    Комментарии: Эта команда выполняет ту же функцию, что и нажатие центрального положения переключателя навигации. Если текущий трек воспроизводится, он останавливается. Если текущий трек остановлен, он начнется заново.

    Команда: Навигация — Вперед
    Количество байтов: 1
    Байт команды: «F»
    Байт данных: нет
    Комментарии: Эта команда выполняет ту же функцию, что и нажатие переключателя навигации вправо. Следующий
    MP3-трек в каталоге будет запущен.

    Команда: Навигация — Назад
    Количество байтов: 1
    Байт команды: «R»
    Байт данных: нет
    Комментарии: Эта команда выполняет ту же функцию, что и нажатие бортового переключателя навигации влево.В
    предыдущая дорожка MP3 в каталоге будет запущена.

    Команда: Триггер (ASCII)
    Количество байтов: 2
    Байт команды: ‘T’
    Байт данных: N = ASCII от ‘1’ до ‘9’
    Комментарии: если он существует, дорожка с именем файла «00Nxxxx» .MP3 », где N — байт данных.
    xxxx может быть любым допустимым символом имени файла любой длины.

    Команда: Триггер (двоичный)
    Количество байтов: 2
    Байт команды: «t»
    Байт данных: n = от 1 до 255
    Комментарии: Если он существует, дорожка с именем файла «NNNxxxx.MP3 », где NNN — это ASCII-эквивалент байта данных« n »с ведущими нулями. xxxx может быть любым допустимым символом имени файла любой длины.

    Команда: Воспроизведение (двоичное)
    Количество байтов: 2
    Байт команды: «p»
    Байт данных: n = от 0 до 255
    Комментарии: Если он существует, будет воспроизведена n-я дорожка в каталоге. Общее количество доступных треков в каталоге можно получить с помощью команды запроса состояния ниже.

    Примечание: есть небольшие различия при использовании команд Play и Trigger.При отправке команды Play (‘ p ‘) с байтом данных через последовательный порт UART, MP3 Trigger начнет воспроизведение файлов в том порядке, в котором дорожки появляются в файловой системе карты microSD. Например, предположим, что вы сохранили следующие дорожки в следующем порядке:

    • «009 SOMETHING.MP3»
    • «005 START.MP3»
    • «001 ИСКРА.MP3»
    • «002 FUN.MP3»

    Вы решили отправить шестнадцатеричное представление байта команды и байта данных. Команда воспроизведения «p» как 0x160 с байтом данных «1» как 0x1 отправляется в триггер MP3.Триггер MP3 начнет воспроизведение в том порядке, в котором он был сохранен на карту microSD. В отличие от воспроизведения номера трека, связанного с номером 1, он начнет воспроизведение «009 SOMETHING.MP3». Чтобы воспроизвести «001 SPARK.MP3», вам нужно будет отправить команду воспроизведения как 0x160 с байтом данных ‘3’ как 0x3 , поскольку это 3-й трек, который нужно сохранить в каталоге.

    Команда Trigger воспроизводится по дорожке в зависимости от имени файла. Используя команду триггера « T » как 0x124 с байтом данных «1» как 0x61 , плата воспроизведет «001 SPARK.MP3 ». Помните, что для символа ASCII верхнего регистра требуется значение ASCII от« 1 »до« 9 »в качестве второго байта данных. Использование триггерной команды« t »как 0x160 с байтом данных« 1 »как 0x1 , плата будет воспроизводить «001 SPARK.MP3». Как отмечалось ранее, для символа ASCII нижнего регистра требуется двоичное значение от 0 до 255 в качестве второго байта данных.

    Команда: Установить том (двоичный)
    Количество байтов: 2
    Байт команды: «v»
    Байт данных: n = от 0 до 255
    Комментарии: Для тома VS1053 будет установлено значение n.Согласно таблице данных VS1053 максимальный объем составляет 0x00, а
    значения намного выше 0x40 слишком малы, чтобы их можно было слышать.

    Команда: Запрос состояния (ASCII)
    Количество байтов: 2
    Байт команды: ‘S’
    Байт данных: N = ASCII ‘0’ — ‘1’
    Комментарии: Если N = ‘0’, триггер MP3 ответит строкой версии. Если N = «1», триггер MP3
    ответит общим количеством треков на установленной карте microSD в кодировке ASCII. Обоим ответам будет предшествовать символ «=».

    Команда: Тихий режим (ASCII)
    Количество байтов: 2
    Байт команды: ‘Q’
    Байт данных: N = ASCII ‘0’ или ‘1’
    Комментарии: Если N = ‘1’, тихий режим включенный. Если N = ’0’, тихий режим выключен. Состояние по умолчанию выключено.

    Сводка исходящего сообщения триггера MP3

    Триггер MP3 отправляет следующие сообщения ASCII:

    • ‘X’: когда заканчивается воспроизводимая в данный момент дорожка.
    • ‘x’: Когда текущий воспроизводимый трек отменяется новой командой.
    • «E»: если запрошенная дорожка не существует (ошибка).

    В ответ на команду запроса состояния, байт данных = «0», триггер MP3 отправляет 18-байтовую строку версии: например, «= MP3 Trigger v2.50». В ответ на команду запроса состояния, байт данных = «1», триггер MP3 отправляет количество дорожек MP3 на текущей установленной карте microSD: например, «= 14».

    Только в тихом режиме, когда активирован один или несколько триггерных входов, триггер MP3 отправляет «M», за которым следует 3-байтовая битовая маска, указывающая, какие триггеры были активированы:

    • Байт данных 0: TRIG01 — TRIG08
    • Байт данных 1: TRIG09 — TRIG16
    • Байт данных 2: TRIG17 и TRIG18

    Значение 1 в битовой позиции указывает, что был активирован соответствующий вход триггера.

    Файл инициализации

    Микропрограммное обеспечение

    версии 2.40 (и выше) поддерживает использование файла инициализации для изменения некоторых рабочих параметров триггера MP3 при включении питания. Этот файл представляет собой только текст ASCII, и его можно создавать и редактировать с помощью любого текстового редактора, например Блокнота. Файл инициализации должен называться «MP3TRIGR.INI» и, как и все
    mp3 файлы, находиться в корневом каталоге. Файл необязательный. Если он не существует, то MP3 Trigger по умолчанию переходит в нормальный режим работы на 38.4K бод и все триггеры, запускающие соответствующие треки. Команды файла инициализации должны начинаться с символа «#» и сопровождаться пробелом. Пример файла инициализации на следующих двух страницах самодокументирован и описывает команды, которые в настоящее время поддерживаются:

    Пример файла инициализации

      #BAUD 38400
    # RAND 2
    #TRIG 01, 0, 0
    #TRIG 02, 0, 0
    #TRIG 03, 0, 0
    #TRIG 04, 0, 0
    #TRIG 05, 0, 0
    #TRIG 06, 0, 0
    #TRIG 07, 0, 0
    #TRIG 08, 0, 0
    #TRIG 09, 0, 0
    # TRIG 10, 0, 0
    #TRIG 11, 0, 0
    # TRIG 12, 0, 0
    #TRIG 13, 0, 0
    #TRIG 14, 0, 0
    #TRIG 15, 0, 0
    # TRIG 16, 0, 0
    #TRIG 17, 0, 0
    # TRIG 18, 0, 0
    ******************** ВСЕ НАЧАЛЬНЫЕ КОМАНДЫ НАД ЭТОЙ СТРОКОЙ *********************
    Это образец файла инициализации для MP3 Trigger v2, версия прошивки 2.40.
    
    Файл инициализации не является обязательным. Если нет, параметры по умолчанию будут
    фактически: 38,4 Кбод, и все триггеры запустят соответствующие
    треки с отключенной блокировкой перезапуска. Если он присутствует, он должен быть назван
    MP3TRIGR.INI и находиться в корневом каталоге.
    
    Только первые 512 байт файла проверяются на наличие команд, а первые
    появление символа '*' рассматривается анализатором как конец файла.
    Комментарии не разрешены в разделе команд, но нет ограничений
    от длины комментариев, следующих за первым символом "*".Все команды должны начинаться с символа '#' и сопровождаться пробелом,
    затем параметры команды через запятую. Пробелы игнорируются. Все
    параметры - десятичные числа. Допускаются ведущие нули. См. Выше
    примеры - которые являются избыточными, поскольку все они являются значениями по умолчанию.
    
    Следующие команды поддерживаются в версии микропрограммы 2.40:
    
    #BAUD N
    
        где N одно из следующих: 2400, 9600, 19200, 31250 или 38400
    
    # RAND N
    
        где N от 1 до 255
    
        По умолчанию функция случайного триггера воспроизводит случайный
        трек из всех файлов MP3 на флеш-карте.Функция #RAND будет
        исключить первые N треков (в каталоге) из случайного триггера
        функция. Итак, если на карте 18 файлов MP3 и N = 4, то
        первые 4 файла MP3 будут исключены из функции случайного запуска.
    
    # ТРИГ N, F, L
    
        где: N - номер триггера (1-18)
        F - тип функции триггера (см. Ниже)
        L - включение блокировки перезапуска
    
        Определены следующие типы функций триггера (F):
    
        F = 0: нормальная работа
        F = 1: Далее (то же, что и передний переключатель навигации)
        F = 2: случайный
        F = 3: предыдущий (такой же, как задний переключатель навигации)
        F = 4: Старт (перезапуск текущего трека)
        F = 5: Стоп
        F = 6: Увеличение громкости
        F = 7: уменьшение громкости
    
        Функция блокировки перезапуска, если она включена, предотвратит этот триггер.
        не работает, если в данный момент воспроизводится звук.Используйте это, если хотите
        для предотвращения перезапуска до того, как трек достигнет конца. Этот
        функция не применяется к функциям типов 5-7.
    
        L = 0: блокировка перезапуска отключена (по умолчанию)
        L = 1: Включена блокировка перезапуска
    
    Вам нужно только включить записи для триггеров, которые не должны использоваться по умолчанию.
    В качестве примера я использую следующий однострочный файл инициализации, чтобы сделать триггер
    18 будет функцией «Далее», затем жестко подключите триггер, чтобы мой MP3-триггер
    включается и непрерывно прокручивает все дорожки на карте.# ТРИГ 18, 1, 0
      

    Загрузчик

    MP3 Trigger имеет резидентный загрузчик, который позволяет обновлять прошивку непосредственно с карты microSD, устраняя необходимость в аппаратном программисте. Поскольку этот загрузчик находится в защищенных секторах флеш-памяти PSoC, он не может перезаписывать себя. Загрузчик всегда можно запустить при включении питания, что дает возможность восстановиться после загрузки плохой прошивки.

    ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: Использование аппаратного программатора, такого как Cypress MiniProg, для программирования триггера MP3 с чем-либо, кроме образа загрузчика, приведет к стиранию загрузчика.Не делай этого!

    Использование загрузчика

    Чтобы обновить прошивку MP3 Trigger, скопируйте новый шестнадцатеричный файл прошивки на карту micro-SD в формате FAT16 или FAT32.
    card и переименуйте файл в «MP3TRIGR.HEX». Неважно, единственный это файл на карте microSD или нет —
    загрузчик найдет его, если у него есть точное имя файла. Вставьте карту microSD в MP3 Trigger при выключенном питании. Удерживайте центральный переключатель навигации при включении питания. Подождите, пока индикатор состояния не загорится, затем выключите и снова включите MP3 Trigger, чтобы запустить новую прошивку.

    Подробное описание загрузчика

    Загрузчик всегда вводится при включении платы. Первое, что он делает, это проверяет, удерживается ли центральный переключатель навигации. В противном случае он немедленно запускает прошивку. Обратите внимание, что если вы ранее загрузили плохую прошивку, плата просто остановится или сделает то, что вам скажет ваш плохой код —
    возможно, при отсутствии активности, кроме светодиода питания. Это нормально, если не загружена хорошая прошивка.

    Если центральный навигационный переключатель удерживается при включении питания, загрузчик ищет в каталоге карты microSD файл с именем «MP3TRIGR».HEX «. Если карта не установлена ​​или файл не существует на карте, индикатор состояния будет мигать очень быстро постоянно. Если он найдет и сможет открыть файл, он начнет программировать PSoC Flash с Содержимое файла микропрограммы. Светодиодный индикатор состояния будет гореть для каждой запрограммированной шестнадцатеричной записи. Если программа успешно запрограммировала весь файл, светодиодный индикатор состояния будет гореть непрерывно после завершения. Затем вы можете выключить и снова включить MP3 Trigger, и вы будете запускать новую микропрограмму (не удерживайте навигационный переключатель снова, иначе вы просто повторно войдете в загрузчик.

    Если произошла ошибка программирования флэш-памяти (например, вы вытащили карту microSD до ее завершения), индикатор состояния укажет на неправильный цикл программирования, кратковременно мигая с частотой около 1 Гц (это выглядит совсем иначе, чем мигание для записей программирования. ). Вам нужно снова выключить и снова включить питание, удерживая навигационный переключатель, чтобы повторно войти в загрузчик.

    Ключ в том, что загрузчик не может перезаписать ни один p
    искусство само по себе, независимо от того, что находится в файле образа прошивки. Худшее, что может случиться, — если вы загрузите плохую прошивку, а плата не запустится.Но вы всегда можете удерживать навигационный переключатель при включении и войти в загрузчик, чтобы загрузить новую прошивку.

    Ресурсы и дальнейшее развитие

    Спасибо за чтение! Вот несколько дополнительных ресурсов и руководств, которые вы можете изучить.

    Руководство по экспериментам для RedBot с шасси Shadow

    Это руководство по экспериментам предлагает девять экспериментов, которые помогут вам начать работу со SparkFun RedBot.Это руководство предназначено для тех, кто знаком с нашим SparkFun Inventor’s Kit и хочет вывести свои знания робототехники на новый уровень.

    Учебное пособие по MIDI

    Понимание цифрового интерфейса музыкальных инструментов.

    SIK Клавишный инструмент

    Мы можем использовать части и концепции из набора SparkFun Invetor’s Kit, чтобы создать примитивный клавишный инструмент.

    Диаграмма деятельности

    Диаграмма деятельности

    Диаграмма деятельности (и EFFBD, ее кузен в традиционных представлениях) являются наиболее полными представлениями поведения. Являясь частью набора поведенческих представлений (логическая архитектура), они однозначно представляют поток управления через последовательность действий и конструкций, а также взаимодействия данных, наложенные друг на друга, чтобы представить более полную картину.

    Диаграмма активности доступна для элементов в классе Function (а также для любых других подклассов ProcessingUnit).

    Сходство между диаграммами активности и EFFBD не случайно. Они не только работают для удовлетворения той же фундаментальной потребности (более полное представление о поведении), но нотация EFFBD использовалась как для руководства, так и для проверки командой SysML во время разработки диаграммы активности.Конечный результат — тесно связанные представления, которые вы можете выбрать, чтобы наилучшим образом удовлетворить ваши аналитические и коммуникационные потребности. Диаграммы деятельности обычно обращаются к сообществу разработчиков программного обеспечения, учитывая их репрезентативное сходство с UML. EFFBD часто более понятны клиентам, специалистам в предметной области и конечным пользователям.

    При горизонтальном рисовании управление перемещается слева направо. Закругленные прямоугольники обозначают функции. Ромбы и столбики представляют собой элементы управления — строительные блоки поведения.По завершении действия поток управления по ветвям переходит к следующему действию или управляющей конструкции. Каждая конструкция имеет точное определение, которое предписывает, как будет передаваться управление внутри конструкции и когда завершится сама конструкция. Эта комбинация полностью исполняема (а не только анимирована) COREsim.

    CORE поддерживает стандартные иерархические функции логических архитектур. Когда разложение элемента задано, значок, представляющий этот элемент, имеет символ разложения в правом верхнем углу в качестве визуальной подсказки.

    Прямоугольники на диаграмме действий представляют элементы поведения или аспект взаимодействия с данными. В то время как большинство поведенческих представлений сосредоточены либо на элементе управления, либо на данных, диаграмма действий и EFFBD представляют и то, и другое, чтобы обеспечить полный контекст и понимание. Диаграмма действий различает две основные роли, которые играют предметы:

    • Триггеры — контролируют выполнение функции по их наличию или отсутствию. Триггеры могут быть простыми сигналами или реальными объектами.Обозначение происходит не от самого элемента, а от отношения между элементом и функцией (элемент может быть входом для одной функции и триггером для другой функции). Элементы, запускающие функцию, отрисовываются стандартной стрелкой к этой функции без дополнительного оформления.
    • Хранилища данных — ввод или вывод функции без последствий для управления. Элементы, которые вводятся в функцию, отрисовываются стандартной стрелкой к этой функции с украшением метки, указывающим <> в точке соединения с функцией.Их также можно отключить, чтобы лучше сосредоточиться на запуске данных и их эффекте последовательности.

    Триггер и вход?

    Нет необходимости подключать элемент к функции как в качестве триггера, так и в качестве хранилища данных. Подразумевается, что триггер также является входом для функции.

    Функция начинает выполнение, когда она получила все триггеры и необходимые ей ресурсы были получены.Если поток управления достиг функции, но триггеры или ресурсы недоступны, функция считается включенной, но ожидает. Очевидно, это оказывает заметное влияние на последовательность и синхронизацию поведения, а также на общую производительность (как быстро завершается процесс) и может ли он вообще завершиться из-за живых блокировок и взаимоблокировок.

    Хорошей ссылкой для получения дополнительной информации о диаграммах деятельности является глава 9 Практического руководства по SysML: язык моделирования систем, написанное Сэнфордом Фриденталем, Аланом Муром и Риком Штайнером (2012).

    Варианты схем

    В дополнение к классическим параметрам диаграммы, настройки диаграммы активности включают:

    • Показать узлы данных — определяет, будут ли по умолчанию отображаться хранилища данных. В случаях, когда имеется большой поток данных, может быть полезно скрыть хранилища данных, чтобы сосредоточить внимание на данных запуска.

    • Использовать компактное размещение — управляет интервалом по умолчанию между ветвями на диаграмме.Если включено компактное размещение, дополнительное пространство для узлов элементов не резервируется. Для диаграмм с большим количеством узлов данных отключение компактного размещения упростит компоновку диаграммы.

    Палитра схем

    Вкладки конструкций и ключевых сущностей позволяют быстро разработать диаграмму действий, а вкладка «Все сущности» позволяет связать элементы диаграммы с остальной частью определения системы.

    Команды меню диаграммы

    Советы и хитрости

    • Двойной щелчок по конструкциям — это ярлык для редактирования их конкретных свойств.Двойной щелчок по ветке позволяет редактировать аннотацию ветки. Двойной щелчок по итерации или репликации позволяет указать соответствующий набор доменов. Ctrl + двойной щелчок — это ярлык для добавления ветви к параллельной конструкции или конструкции выбора.

    • Чтобы ввести многострочную аннотацию для ветви или цикла, укажите разрывы строк с помощью одной обратной косой черты «\». Если требуется обратная косая черта, введите двойную обратную косую черту «\\».

    • При использовании команд для управления диаграммой (или при двойном щелчке конструкции на палитре для быстрой вставки) сначала выберите ветвь для вставки и конец ветки.Чтобы вставить перед конструкцией, выберите конструкцию.

    • При использовании перетаскивания для управления диаграммой, перетаскивание узла или конструкции на фон добавляет объект в конец основной ветви. Перетаскивание на ветку вставляет в определенную позицию на ветке.

    • Вы можете использовать перетаскивание для быстрого перемещения узлов и позиций построения, перераспределения в другую ветвь и т. Д. Если вы используете правую кнопку мыши для перетаскивания, просто выберите «переместить» при перетаскивании конструкции.Если вы используете левую кнопку мыши, отпустите клавишу управления после того, как вы начали операцию перетаскивания. Знак «плюс», указывающий на операцию копирования, исчезнет, ​​и вместо этого будет выполнена операция перемещения.

    • После того, как вы установили элемент на диаграмме в качестве входа, выхода или триггера, вы можете перетащить этот узел элемента на функциональный узел в диаграмме, чтобы быстро установить отношения между данными.

    • При перестановке значков на диаграмме сначала расположите функциональные узлы.По умолчанию элементы позиционируются относительно соответствующих им функций, поэтому элементы могут смещаться при изменении положения функций.

    • Вложенная логика используется при определении цвета конструкции. Таким образом, установка цветовой схемы для параллельной конструкции влияет на все конструкции внутри этой конструкции, которые настроены на использование цветовой схемы по умолчанию. Это позволяет быстро применять цветовые схемы к вложенным конструкциям.

    • Диаграмма действий традиционно не допускает использования графических изображений вместо геометрических значков.По этой причине вы можете добиться большого эффекта, если выборочно будете использовать изображения, отражающие движение и движение, чтобы выделить важный аспект.

    • По умолчанию значок функции отображает компонент, которому назначена функция, в нижней строке. Поддержание этого представления дополняет логическую архитектуру с физическим распределением.

    • В то время как большинство пользователей думают о перетаскивании объектов из палитры на диаграмму, вы также можете перетаскивать объекты с диаграммы на элементы палитры для установления взаимосвязей.Это особенно полезно при распределении функций. Удерживая нажатой клавишу «Shift», выберите интересующие функции, а затем перетащите их на выполняющий компонент на вкладке «Все сущности», чтобы назначить сразу несколько функций.

    .