4093 је 14-пински пакет који садржи четири позитивна логика, 2-улазна НАНД Сцхмитт тригер гејта као што је приказано на следећој слици. Могуће је управљати четири НАНД капије одвојено или заједно.
Појединачне логичке капије ИЦ 4093 ради на следећи начин.
Као што видите, свака капија има два улаза (А и Б) и један излаз. Излаз мења своје стање са максималног нивоа напајања (ВДД) на 0В или обрнуто у зависности од тога како се напајају улазни пинови.
Овај излазни одговор се може разумети из табеле истинитости 4093 НАНД капије, као што је приказано испод.
Садржај
Разумевање 4093 Табела истине
Из горњих детаља табеле истинитости можемо протумачити логичке операције капије како је објашњено у наставку:
- Када су оба улаза ниска (0В), излаз постаје висок или једнак ДЦ нивоу напајања (ВДД).
- Када је улаз А низак (0В), а улаз Б висок (између 3 В и ВДД), излаз постаје висок или једнак ДЦ нивоу напајања (ВДД).
- Када је улаз Б низак (0В), а улаз А висок (између 3 В и ВДД), излаз постаје висок или једнак ДЦ нивоу напајања (ВДД).
- Када су оба улаза А и Б високи (између 3 В и ВДД), излаз постаје низак (0В)
Карактеристике преноса 4093 куад НАНД Сцхмитт Триггер-а су приказане на следећој слици. За све нивое позитивног напона напајања (ВДД), карактеристике преноса гејтова показују исту основну структуру таласног облика.
Разумевање ИЦ 4093 Сцхмитт тригера и хистерезе
Једна посебна карактеристика ИЦ 4093 НАНД капија је да су све ово Сцхмитт окидачи. Дакле, шта су тачно Сцхмитт окидачи?
ИЦ 4093 Сцхмитт окидачи су јединствени низ НАНД капија. Једна од његових најкориснијих карактеристика је колико брзо реагују на долазне сигнале.
Логичке капије са Сцхмитт окидачем ће се активирати и укључити своје излазе на висок или низак ниво само када њихов улазни логички ниво достигне прави ниво. Ово је познато као хистереза.
Способност Сцхмитт окидача да створи хистерезу је кључна карактеристика (обично око 2,0 волти користећи напајање од 10 В).
Хајде да на брзину погледамо осцилаторско коло приказано на слици А испод да бисмо стекли дубље разумевање хистерезе. Слика Б упоређује улазне и излазне таласне облике осцилаторног кола.
Ако погледате слику А, видећете да је пин 1 улаз гејта повезан са шином позитивног напона, док је пин 2 улаз везан за спој кондензатора (Ц) и отпорника повратне спреге (Р).
Кондензатор остаје испражњен, а улази и излази гејта су на нултом напону (логичка 0) све док се напајање једносмерном струјом не укључи у коло.
Чим се напајање једносмерном струјом укључи на осцилаторско коло, пин 1 капије тренутно постаје висок, иако пин 2 остаје низак.
Излаз НАНД капије се љуља високо као одговор на улазну ситуацију (проверите време т0 на слици Б).
Као резултат тога, отпорник Р и кондензатор Ц почињу да се пуне док не достигне ниво ВН. Сада, Пин 2 тренутно постаје висок чим напуњеност кондензатора достигне ВН ниво.
Пошто су оба улаза гејта висока (погледајте време т1), излаз гејта је низак. Ово приморава Ц да се празни преко Р док не достигне ниво ВН.
Када напон на пину #2 падне на ВН ниво, излаз гејта се враћа на високу вредност. Ова серија циклуса ОН/ОФФ излаза наставља се све док коло остаје напајано. Овако коло осцилује.
Ако погледамо временски графикон, открићемо да излаз постаје низак само када улаз достигне вредност Вп, а излаз се замахне високо само када улаз достигне ниво испод ВН.
Ово је одређено пуњењем и пражњењем кондензатора кроз временске интервале т0, т1, т2, т3 итд.
Из горње дискусије можемо видети да се излаз Сцхмитт окидача пребацује само када улаз достигне добро дефинисан низак ниво ВН и висок ниво Вп. Ова радња Шмитовог окидача да се укључи/искључи као одговор на добро дефинисане прагове улазног напона назива се хистереза.
Једна од главних предности Сцхмитт осцилаторског кола је да се аутоматски покреће када се коло укључи.
Напон напајања контролише радну фреквенцију кола. Ово је приближно 1,2 МХз за напајање од 12 волти и опада како се напајање смањује. Ц треба да има минималну вредност од 100 пФ, а Р не би требало да буде нижи од 4,7к.
ИЦ 4093 Цирцуит Пројецтс
4093 Сцхмитт триггер ИЦ је свестран чип који се може користити за конструисање многих занимљивих пројеката кола. Четири Сцхмитт триггер капије које се налазе унутар једног 4093 чипа могу се прилагодити за многе корисне имплементације.
У овом чланку ћемо разговарати о неколико њих. Следећа листа пружа имена 12 занимљивих пројеката ИЦ 4093 кола. Сваки од њих ће бити детаљно размотрен у наредним параграфима.
- Једноставан пиезо драјвер
- Аутоматско коло уличног светла
- Круг против штеточина
- Коло сирене велике снаге
- Круг тајмера за одлагање искључења
- Додирните Активирано коло прекидача за укључивање/искључивање
- Круг сензора за кишу
- Коло детектора лажи
- Коло ињектора сигнала
- Коло покретача флуоресцентне цеви
- Круг за бљескање флуоресцентне цеви
- Круг бљескалице активиране лампе
1) Једноставан пиезо драјвер
Веома једноставан и ефикасан коло пиезо драјвера може се направити помоћу једног ИЦ 4093, као што је приказано на горњој дијаграму струјног кола.
Једна од Сцхмитт тригер капија Н1 је постављена као подесиво осцилаторно коло. Излаз овог осцилатора је правоугаони талас са фреквенцијом одређеном вредношћу кондензатора Ц1, и подешавањем лонца П1.
Излазна фреквенција са Н1 се примењује на капије Н2, Н3, Н4 које су паралелно повезане. Ове паралелне капије раде као бафер и степен струјног појачала. Они заједно помажу да се повећа тренутни капацитет излазне фреквенције.
Појачана фреквенција се примењује на базу БЦ547 транзистора који даље појачава фреквенцију за покретање прикљученог пиезо претварача. Пиезо претварач сада почиње релативно гласно да зуји.
Ако желите још више да повећате гласноћу пиезо-а, можете покушати да додате 40уХ зујалица завојница тачно преко пиезо жица.
2) Аутоматско коло уличног светла
Још једна одлична употреба ИЦ 4093 може бити у облику а једноставно аутоматско коло уличног светла , као што је приказано на горњем дијаграму.
Овде је капија Н1 спојена као компаратор. Он упоређује потенцијал генерисан отпорном разделном мрежом формираном отпором ЛДР-а и отпором Р1 лонца.
У овој фази Н1 ефикасно искоришћава карактеристику хистерезе свог уграђеног Сцхмитт окидача. Он осигурава да његов излаз мења стање само када ЛДР отпор достигне одређени екстремни ниво.
Како то ради
Током дана, када је на ЛДР-у довољно амбијенталног светла, његов отпор остаје низак. У зависности од подешавања П1, овај мали отпор ствара ниску логику на улазним пиновима Н1, што узрокује да његов излаз остане висок.
Овај високи ниво се примењује на улазе бафер степена, створене паралелним повезивањем Н2, Н3, Н4.
Пошто су све ове капије намештене као НЕ капије, излаз је инвертован. Висока логика са Н1 се инвертује у ниску логику на излазу Н2, Н3, Н4 капија. Ова ниска логика или 0В достиже базу транзистора драјвера релеја Т1 тако да остаје искључен.
Ово заузврат узрокује да релеј остане искључен са својим контактима на Н/Ц контактима.
Сијалица која се конфигурише на Н/О контакти релеја остаје искључено.
Када мрак залази у, осветљење на ЛДР-у почиње да се смањује, што доводи до повећања његовог отпора. Због тога напон на улазу Н1 почиње да расте. Карактеристика хистерезе Н1 капије 'чека' док овај напон не буде довољно висок да изазове да његов излаз промени стање из високог у ниско.
Чим излаз Н1 постане низак, инвертују га капије Н2, Н3, Н4 да би се створио високи на њиховим паралелним излазима.
Ово високо укључује транзистор и релеј, а затим се пали и ЛЕД сијалица. На овај начин, када наступи вече или мрак, прикључена сијалица за улично светло се аутоматски укључује.
Следећег јутра процес се обрће и сијалица уличне светиљке се аутоматски искључује.
3) Круг против штеточина
Ако желите да изградите јефтин, али разумно ефикасан уређај за одбијање пацова или глодара , онда би ово једноставно коло могло помоћи.
Опет, овај дизајн такође има 4 Сцхмитт окидачке капије из једног ИЦ 4093.
Конфигурација је прилично слична кругу пиезо драјвера, осим што укључује опадајући трансформатор .
Високофреквентни сигнал који може бити погодан за одгон штеточина пажљиво се подешава помоћу П1.
Ова фреквенција је појачана са 3 паралелна врата и транзистором К1. К1 колектор се може видети конфигурисан са примарним трансформатором од 6 В.
Трансформатор повећава фреквенцију до високог напонског нивоа од 220 В или 117 В у зависности од напонске спецификације секундара трансформатора.
Овај појачани напон се примењује на пиезо претварач за генерисање високог шума. Ова бука може бити веома узнемирујућа за штеточине, али може бити нечујна за људе.
Високофреквентна бука на крају доводи до тога да штеточине напусте подручје и побегну на неку другу мирну локацију.
4) Коло сирене велике снаге
Слика испод показује како се ИЦ 4093 може применити за изградњу моћног уређаја коло сирене . Тон сирене је потпуно подесив помоћу дугмета потенциометра.
Упркос једноставном подешавању, коло у овом примеру заиста може да произведе гласан звук. н-канални МОСФЕТ који напаја звучнике то омогућава.
Овај конкретан МОСФЕТ има отпор излазног одвода према извору од само три милиона ома и њиме се може управљати директно помоћу ЦМОС логичких кола. Штавише, струја његовог одвода може достићи 1,7 А, са вршним напоном дрејн-извор од 40 В.
У реду је учитати МОСФЕТ директно преко звучника јер је у суштини неуништив.
Контролисање кола је једноставно као и активирање ЕНАБЛЕ улазне логике на високи ниво (што се такође може имплементирати преко обичног прекидача уместо дигиталног извора).
Гејт Н2 осцилира као резултат импулса са Сцхмитт окидача Н1 када је улаз на пин 5 висок. Излаз капије Н2 се доводи до МОСФЕТ кроз баферски степен изграђен око Н3. Пресет П1 омогућава модулацију фреквенције Н2.
5) Тајмер за одлагање искључења са зујалом
ИЦ 4093 се такође може користити за изградњу корисног, али једноставног круг тајмера за одлагање ОФФ , као што је приказано на горњој слици. Када је напајање укључено, пиезо зујалица ће почети да зуји показујући да тајмер није подешен.
Тајмер се поставља када се притисне дугме УКЉУЧЕНО на тренутак.
Када се притисне дугме, Ц3 се брзо пуни и примењује високу логику на улазу повезане капије 4093. Ово узрокује да излаз гејта постане низак или 0 В. Овај 0 В се примењује на улаз степена осцилатора изграђеног око капије Н1.
Овај 0 В повлачи улаз Н1 капије на 0 В преко диоде Д1 и онемогућава га, тако да Н1 не може да осцилује.
Излаз Н1 сада инвертује улазну логичку нулу у логичку високу вредност на свом излазу која се доводи на паралелне улазе Н2 и Н3.
Н2 и Н3 поново претварају ову логичку високу у логичку нулу на бази транзистора, тако да транзистор и пијезо остају искључени.
Након унапред одређеног кашњења, кондензатор Ц3 се потпуно празни кроз отпорник Р3. Ово доводи до појаве логичког ниског нивоа на улазу повезане капије. Излаз ове капије сада постаје висок.
Због тога се уклања логичка нула са улаза Н1. Сада је Н1 омогућен и почиње да генерише високофреквентни излаз.
Ову фреквенцију даље појачавају Н2, Н3 и транзистор за покретање пиезо елемента. Пиезо сада почиње да зуји што указује да је време одлагања ОФФ истекло.
6) Додирните Активирани прекидач
Следећи дизајн показује а једноставан прекидач активиран додиром користећи један 4093 ИЦ. Рад кола се може разумети следећим објашњењем.
Чим се напајање укључи због кондензатора Ц1 на Н1 улазу, логика на Н1 улазу се повлачи на напон уземљења. Ово доводи до тога да се петље повратне спреге Н1 и Н2 закључају са овим улазом. Ово резултира стварањем 0 В логике на Н2 излазу.
Логика од 0 В чини степен покретача излазног релеја неактивним током првог укључивања напајања.
Сада замислите да се база транзистора Т1 додирује прстом. Транзистор би се одмах укључио, генеришући високи логички сигнал преко Ц2 и Д2 на улазу Н1.
Ц2 се брзо пуни и спречава било какву накнадну погрешну активацију на додир. Ово осигурава да поступак не омета ефекат одбијања.
Горе поменути логички високи ниво одмах преокреће стање Н1/Н2, узрокујући да се закључају и створе позитиван излаз. Погонски степен релеја и повезано оптерећење се укључују овим позитивним излазом.
Сада би следећи контакт прстом требало да изазове да се коло врати у првобитни положај. Н4 се користи за постизање ове функционалности.
Једном када се коло врати у свој првобитни статус, Ц3 се стално пуни (за неколико секунди), што доводи до појаве логичког ниског нивоа на одговарајућем улазу Н3.
Међутим, други улаз Н3 се већ држи на логичком ниском нивоу помоћу отпорника Р2, који је уземљен. Н3 је сада савршено позициониран у стању приправности, 'спреман' за следећи долазни окидач додира.
7) Сензор за кишу
ИЦ 4093 такође може бити савршено конфигурисан да креира а коло сензора за кишу са осцилатором за зујалицу.
За напајање кола може се користити батерија од 9 В, а због изузетно ниске потрошње струје, она ће преживети најмање годину дана. Потребно га је променити након годину дана јер ће му тада недостајати поузданост због самопражњења.
У свом најједноставнијем облику, уређај се састоји од детектора кише или воде, Р-С бистабила, осцилатора и степена покретања за зујалицу упозорења.
Одбачени комад плоче од 40 к 20 мм служи као сензор воде. Жичане везе се могу користити за спајање свих стаза на ПЦБ-у. Да бисте спречили кородирање трагова, можда би било препоручљиво да их лимате.
Када се напајање укључи, бистабил се одмах укључује кроз серијску мрежу Р1 и Ц1.
Отпор између два сета стаза на штампаној плочи сензора је заиста веома висок све док је сув. Међутим, отпорност се брзо смањује када се открије влага.
Сензор и отпорник Р2 су повезани серијски, а њих два заједно стварају делилац напона који зависи од влаге. Чим улаз 1 Н2 постане низак, он ресетује бистабил Р-С. Као резултат тога, осцилатор Н3 је укључен, а управљачка капија Н4 покреће зујалицу.
8) Детектор лажи
Још један одличан начин коришћења горњег кола може бити у облику детектора лажи.
За детектор лажи, сензорски елемент је замењен са два комада жице са огољеним крајевима и калајисаним.
Особа која се испитује затим добија голе жице да их чврсто држи. Звучни сигнал почиње да се оглашава ако мета лаже. Ова ситуација се покреће услед влаге која се ствара на хвату особе због нервозе и кривице.
Вредност Р2 одређује осетљивост кола; овде ће можда бити потребно мало експериментисања.
Закључавањем прекидача С1 ОН, осцилатор (а самим тим и зујалица) се може искључити.
9) Ињектор сигнала
4093 ИЦ се може ефикасно конфигурисати да ради као коло аудио ињектора. Овај уређај се може користити за решавање проблема са неисправним деловима у фазама аудио кола.
Ако сте икада покушали да поправите сопствене звучне системе, можда сте у потпуности упознати са могућностима ињектора сигнала.
Ињектор сигнала, за лаика, је основни генератор правоугаоног таласа креиран да пумпа аудио фреквенцију у коло које се тестира.
Може се користити за откривање и идентификацију неисправне компоненте у колу. Коло ињектора сигнала се такође може користити за истраживање РФ секција АМ/ФМ пријемника.
Слика изнад приказује шематски приказ ињектора сигнала. Осцилатор или део генератора правоугаоног таласа кола је структурисан око једне капије (ИЦ1а).
Вредности кондензатора Ц1 и отпорника Р1/П1 постављају фреквенцију осцилатора, која може бити око 1 кХз. Подешавањем вредности П1 и Ц1 за степен осцилатора, опсег фреквенција кола би се могао променити.
Коло је излаз квадратног таласа УКЉУЧУЈЕ/ИСКЉУЧУЈЕ преко целе напонске шине. Напони напајања који варирају од 6 до 15 волти могу се користити за напајање кола.
Међутим, можете користити и батерију од 9 В. Излаз капије Н1 је међусобно повезан у серији са преостале три капије ИЦ 4093. Ове 3 капије се могу видети повезане паралелно једна са другом.
Са овим распоредом, излаз осцилатора је адекватно баферован и појачан до нивоа који може на одговарајући начин напајати коло које се тестира.
Како користити ињектор сигнала
Да би се решио проблем у колу помоћу ињектора, сигнал се убризгава преко компоненти од позади ка напред. Рецимо да желите да решите проблем АМ радија са ињектором. Почињете применом фреквенције ињектора на базу излазног транзистора.
Ако транзистор и остали делови који га прате исправно раде, сигнал ће се чути кроз звучник. У случају да се не чује никакав сигнал, сигнал ињектора се преноси ка звучнику све док звучник не произведе звук.
Може се претпоставити да је део који непосредно претходи овој тачки највероватније неисправан.
10) Дривер за флуоресцентне цеви
Слика изнад приказује Инвертори флуоресцентног светла шематски дизајн помоћу ИЦ 4093. Коло се може користити за напајање флуоресцентне сијалице помоћу две пуњиве батерије од 6 волти или аутомобилске батерије од 12 волти.
Уз неколико малих подешавања, ово коло је практично идентично претходном.
У свом постојећем формату, К1 се наизменично пребацује са засићења и прекида помоћу баферованог излаза осцилатора.
Примар Т1 доживљава растуће и опадајуће магнетно поље као резултат пребацивања колектора К1, који је повезан са једним терминалом појачаног трансформатора.
Као резултат тога, секундарни намотај Т1 доживљава индукцију знатно већег флуктуирајућег напона.
Флуоресцентна цев прима напон који се ствара у секундарној јединици Т1, што узрокује да она светли брзо и без треперења.
Коло може да покреће флуоресцентну цев од 6 вати користећи напајање од 12 волти. Када се користе две пуњиве мокре батерије од 6 волти, коло троши само 500 мА.
Због тога се може постићи неколико сати рада са једним пуњењем. Лампа ће радити знатно другачије него када се напаја из мреже од 117 волти или 220 В.
Није потребан стартер или предгрејач јер је цев под напоном са високонапонским осцилацијама. Излазни транзистор мора бити инсталиран на хладњак док се конструише коло. Трансформатор може бити прилично мали са примарном од 220 В или 120 В и секундаром од 12,6 В, 450 мА.
11) Флуоресцентни блиц
Флуоресцентни бљескач, приказан на горњој слици, укључује фазе из основног 4093 осцилаторног кола и 4093 управљачког кола флуоресцентног свјетла.
Овај дизајн, који се састоји од два осцилатора и степена појачавача/бафера, могао би се имплементирати као трепереће светло упозорења за возила. Као што се може видети, овде се један пиноут степена појачавача/бафера Н3, повезује са излазом првог осцилатора (Н1).
Други осцилатор изграђен око Н2 обезбеђује улаз за другу ногу појачала (Н3). РЦ мреже независне од два осцилатора дефинишу своје радне фреквенције. Уз помоћ транзистора К1, систем генерише фреквентно модулисани прекидачки излаз.
Овај прекидачки излаз индукује високонапонски импулс у секундарном намотају трансформатора Т1. Његов излаз постаје низак чим су оба сигнала достављена ИЦ1ц висока. Ово ниско искључује К1 и на крају лампица почиње да трепери.
12) Лампица активирана светлом
Флуоресцентни бљескач који се покреће свјетлом као што је приказано изнад је надоградња на претходни ИЦ 4093 флуоресцентни бљескач. Претходни 4093 круг бљескалице је реконфигурисан тако да моментално почне да трепери чим аутомобилиста који се приближава осветли ЛДР својим фаровима.
ЛДР, Р5, служи као светлосни сензор у колу. Потенциометар Р4 подешава осетљивост кола. Ово мора бити подешено тако да када светлосни сноп бљесне преко ЛДР-а са удаљености од 10 до 12 стопа, флуоресцентна лампа почне да трепери.
Додатно, потенциометар Р1 је подешен да би се осигурало да када се извор светлости уклони из ЛДР-а, бљескалица се сама искључује.
