Wirówka – suplement

Wirówka chemiczna okazała się całkiem użyteczna. Co więcej – jeden z czytelników postanowił ją wykorzystać do… a to na razie tajemnica:) Ale korzystając z okazji postanowiłem trochę przeprojektować płytkę sterującą…

Patrząc na to, jak wirówka była wykorzystywana, postanowiłem wprowadzić kilka zmian:
  • Wyłącznik czasowy: oryginalna wirówka miała się wyłączać automatycznie po kilkunastu sekundach. Funkcja ta nigdy się nie przydała. Z doświadczeń użytkowników wynika, że wirowanie trwa maks. kilka sekund i w tym czasie… raczej wszyscy patrzą jak wirują próbówki.
  • Regulacja szybkości – też nie okazała się praktyczna. Poniżej pewnego poziomu wypełnienia sygnału sterującego silnik  nie ruszy (np. 60%). Wartość progowa jest zależna od samego silnika. Lepiej byłoby wmontować potencjometr na płytce, którym dostroi się szybkość silnika (na stałe).
  • Wentylator? : urządzenie działa zbyt krótko, żeby mogło się przegrzać. Wentylator nie wydaje się już potrzebny. Otwory wentylacyjne w obudowie powinny wystarczyć.
  • 2 przyciski sterujące: start i stop… a nie lepiej by było mieć jeden, który uruchamia i zatrzymuje wirówkę?

Oryginalny post na temat budowy wirówki: Wirówka chemiczna

Stary projekt

W poprzednim projekcie użyłem dwóch ne555.

Pierwszy ne555 był skonfigurowany jako monostabilny.  Uruchamiany przyciskiem START, generował sygnał wysoki o długości ograniczonej do kilkunastu sekund. Wyjście OUT (pin 3) pierwszego ne555 podłączyłem do resetu drugiego ne555 (pin 4). W ten sposób drugi ne555 pracował tak długo, jak wyjście pierwszego było w stanie wysokim. Drugi ne555 skonfigurowany był jako astabilny. Generował sygnał PWM do sterowania silnikiem.

Drugi z przycisków – STOP – podłączyłem do resetu pierwszego ne555. W ten sposób, po wciśnięciu STOP, następował reset pierwszego ne555. Na jego wyjściu pojawiał się sygnał  niski resetując tym samym drugi ne555 (który przestawał generować PWM).

Stąd, wirówka startowała po wciśnięciu przycisku START. Wirówka zatrzymywała się, gdy:

  • Upłynął czas ustawiony rezystorami i kondensatorem podłączonymi do pierwszego ne555 (monostabilny),
  • Wciśnięciu przycisku STOP.

Nowy projekt

W nowym projekcie postanowiłem wykorzystać jeden przycisk. Pierwsze wciśnięcie ma uruchomić wirówkę; drugie – ją wyłączyć. Jak poprzednio, wyjście „1 członu” ma sterować resetem drugiego, astabilnego ne555.

Tym razem jednak, zamiast monostabilnego ne555, w roli 1 członu użyję układu 4092 – bramek NAND.

Na stronie Technoblogy… znalazłem bardzo ciekawy projekt:

Przycisk monostabilny jako bistabilny (pobrano z Technoblogy”>Technoblogy

Tak skonfigurowany czip stanowi praktycznie rodzaj przerzutnika na bramkach NAND. Kolejne wciśnięcia odwracają stan wyjścia na pinie 4 (z drugiej bramki NAND). W ten sposób:

  • przy pierwszym wciśnięciu przycisku na pinie 4 pojawi się sygnał wysoki,
  • po drugim wciśnięciu przycisku – pojawi się sygnał niski.

Na płytce stykowej wygląda to tak:

Tranzystora nie potrzebuję – ne555 wystarczy prąd wygenerowany przez 4093.

I tutaj zaczęły się problemy… Niestety układ zasilany z 5v – po prostu nie działał. Tak wyglądało pobudzenie z przycisku:

…impuls z takiego przycisku nie odpalał bramek; na pinie 4 dostawałem jedynie szpilki:

Co ciekawe, gdy zmniejszyłem zasilanie czipa 4093 do 3.3v, nagle wszytko zadziałało! Jest to o tyle dziwne, że czip ten powinien działać w naprawdę szerokim zakresie napięć… Wyjście na pinie 4:

Oczywiście zdarzały się „wpadki”, gdy układ się nie uruchomił – ale były one stosunkowo rzadkie. Nie ma rady – dodałem stabilizator na 3.3v:

W rezultacie otrzymałem taką funkcjonalność, jaką potrzebowałem.

Do pinu 4 układu 4093 podpiąłem reset ne555 ustawionego w tryb astabilny:

Cała płytka stykowa:

    W tym momencie uzyskałem wyjście z ne555:

Żółty sygnał pochodzi z astabilnego ne555. Niebieski to pin 4 układu 4093. Jak widzicie, sygnał PWM generowany jest jedynie, gdy pin 4 jest w stanie wysokim:)

Podczas ostatecznego testowania dodałem jeszcze 1uF kondensator między stykami przycisku:

Znacznie poprawiło to jego niezawodność.

Kilka schematów

Podłączenie 4093:

Do podłączenia 4093 wystarczą Wam:

  • 2x rezystory 100kΩ,
  • kondensator 10nF (ceramiczny),
  • kondensator 1uF – elektrolit/
Podłączenie ne555

Do podłączenia ne555 będziecie potrzebowali:

  • kondensator 10-22 uF elektrolityczny, między piny 1 i 8 (wygładzanie zasilania) – nie pomińcie go,
  • kondensator 22pF (ceramiczny) podłączony między pin 5 (CON) i masę,
  • kondensator 1uF (elektrolit) podłączony od THR (pin 6) do masy,
  • rezystor 1kΩ między THR i DIS (piny 6 i 7),
  • rezystor 10kΩ nastawny od DIS (pin 7) do zasilania (pin 8).

Nie zapomnijcie o połączeniu TRIG i THR (piny 2 i 6).

Pin RES (reset) podłączcie do 4093. W stanie niskim będzie on utrzymywał wyjście OUT w stanie niskim. Gdy RES będzie w stanie wysokim, na pinie OUT generowany będzie sygnał PWM.

Pin OUT podłączcie do silnika.

Podłączenie silnika

Silnik podłączcie następująco (źródło: blog Gammon):

  • „pin5v” u mnie to wyjcie z ne555 (pin 3 – OUT),
  • „+12v”: wirówka zasilana jest 5v,
  • Jako tranzystor użyłem IRFz44N,
Sterowanie przez MOSFET (pobrane z: blogu Gammon)

Płytka

Sekcja zasilania silnika z MOSFETem:

Teraz stabilizator 3.3v (ams1117 w wersji 33):

I sam 4093:

Teraz przyszedł czas na wlutowanie ne555:

Jak to działa?

Źródła

Dodaj komentarz

Proszę dodaj swój komentarz. Pamiętaj, żeby nie podawać żadnych danych osobowych.