Чарльз Платт - Электроника для начинающих (2-е издание)

Собрав сигнализацию, вы прошли все основные этапы, которым будете следовать каждый раз, когда что-либо разрабатываете:

• Сформулируйте техническое задание.

• Определите подходящие компоненты.

• Нарисуйте схему и убедитесь в том, что вы понимаете ее.

• Измените ее так, чтобы она соответствовала расположению проводников на макетной плате.

• Установите компоненты на макетной плате и проверьте основные функции.

• Измените или улучшите схему и снова проверьте ее.

• Соберите устройство на печатной плате, проверьте исправность и устраните ошибки, если это необходимо.

• Добавьте переключатели, кнопки и разъем для подключения питания, а также вилку или гнездо, чтобы соединить схему с остальным миром.

• Заключите все в корпус (и добавьте обозначения).

Поскольку таймер 555 способен работать с частотой в несколько тысяч герц, он вполне подойдет для измерения человеческой реакции. Вы можете состязаться с друзьями и выяснить, у кого самая быстрая реакция. Или отмечать, как ваша реакция изменяется в зависимости от вашего настроения, времени дня и от того, сколько часов вы спали прошлой ночью.

В принципе, эта схема несложная, но она требует множества соединений и едва умещается на макетной плате, которая имеет 60 рядов отверстий (или больше). Опять же, ее можно проверить по частям, как схему из эксперимента 18. Если вы не допустите ошибок, то весь проект займет у вас пару часов.

• Макетная плата, монтажный провод, кусачки, инструмент для зачистки проводов, мультиметр

• Источник питания на 9 В (батарея или сетевой адаптер)

• Микросхемы серии 4026В (3 шт.)

• Таймеры 555 (3 шт.)

• Резисторы с номиналами 470 Ом (2 шт.), 680 Ом (3 шт.), 10 кОм (6 шт.), 47 кОм (1 шт.), 100 кОм (1 шт.), 330 кОм (1 шт.)

• Конденсаторы емкостью 0,01 мкФ (2 шт.), 0,047 мкФ (1 шт.), 0,1 мкФ (1 шт.), 3,3 мкФ (1 шт.), 22 мкФ (1 шт.), 100 мкФ (1 шт.)

• Кнопки (3 шт.)

• Стандартные светодиоды: красный (1 шт.), желтый (1 шт.)

• Подстроечный потенциометр на 20 или 25 кОм (1 шт.)

• Одноразрядные числовые светодиодные индикаторы высотой 14,2 мм, предпочтительно слаботочные, красные, способные работать от 2 В прямого напряжения и 5 мА прямого тока (3 шт.) (желательно модель Avago HDSP-513A, Lite-On LTS-546AWC, Kingbright SC56-11EWA или аналогичные)

Таймер 555 очень трудно вывести из строя, однако в этом эксперименте вы будете также использовать КМОП-микросхему (счетчик 4026В), которая весьма чувствительна к статическому электричеству.

Сможете ли вы погубить микросхему, взяв ее в руки, зависит от таких факторов, как влажность в помещении, обувь, которую вы носите, и тип покрытия пола в вашей рабочей зоне. Некоторые люди более склонны накапливать статический заряд, чем другие, и у меня нет объяснения этому явлению. Лично я никогда не повреждал микросхем статическим электричеством, но знаю людей, которые с этим сталкивались.

Если вы часто сталкиваетесь со статическим электричеством, вы, вероятно, знаете об этом, потому что ощущаете внезапное покалывание, когда беретесь за металлическую ручку двери или за стальной кран. Если вы считаете необходимым защитить микросхемы от такого вида повреждений, то самая надежная предосторожность — заземлить себя. Лучше всего это можно сделать с помощью антистатического браслета. Проводящий ремешок с «липучкой» крепится на запястье и подключается через резистор с высоким номиналом (обычно 1 МОм) к зажиму «крокодилу», который можно прикрепить к большому металлическому предмету.

Когда вы получаете микросхемы по почте, они обычно установлены в пазы из проводящего пластика или же их выводы погружены в проводящий пеноматериал. Такой пластик или материал защищают микросхемы за счет того, что все их выводы имеют примерно одинаковый электрический потенциал. Если вы намерены заново упаковать микросхемы, но у вас нет проводящего материала, можно взять алюминиевую фольгу.

Резистор, встроенный в антистатический браслет, защитит вас от удара током, если вы случайно коснетесь источника относительно высокого напряжения другой рукой. Это очень важно, потому что электрический ток, протекающий от одной руки к другой, проходит через грудь и может привести к остановке сердца.

Если для заземления вы применяете только отрезок обычной проволоки, то лишаете себя подобной защиты. Небольшая цена соответствующего браслета — разумная инвестиция.

Вернемся, однако, к эксперименту.

В предыдущем издании книги я предлагал использовать для данного устройства трехразрядный дисплей. В этой книге я выбрал три отдельных индикатора. Стоимость увеличилась незначительно, но их намного проще подключить, и все устройство гораздо легче собрать. К тому же, я полагаю, что одноразрядные дисплеи останутся доступными на рынке еще очень долго.

Я указал высоту цифр 14,2 мм, потому что это стандартное значение, при этом расположение выводов также стандартизировано. Если у вас индикаторы меньшего размера, то расположение выводов будет другим. Если размер индикатора окажется больше, то они не подойдут к другим компонентам на макетной плате.

Давайте начнем со знакомства с одним из разрядов, управление которым осуществляет микросхема 4026В. Макет первого модуля этой схемы показан на рис. ЦВ-4.60. Если вам легче воспринимать электрическую схему, смотрите рис. 4.61, на котором изображены те же компоненты. Расположение и номиналы компонентов указаны на рис. 4.62.

В процессе разработки вы добавите на плату очень много компонентов (фактически, когда вы завершите устройство, она будет целиком заполнена), поэтому вам необходимо размещать все компоненты очень точно, как показано на рис. ЦВ-4.60. Внимательно считайте ряды отверстий! Вы увидите несколько проводов, назначение которых сейчас пока неясно (например, несколько красных перемычек), но они помогут вам добавить и активировать пару дополнительных таймеров в дальнейшем.

Подайте питание 9 В от батареи или от сетевого адаптера. Вы должны увидеть отсчет на цифровом дисплее от 0 до 9.