Общие разговоры о электронике

[Raymond]

Semster, лучше бы побольше цитат в стиле:

Как такой пробой "сделать" можно почитать у Райзера "Физика газового разряда" (1992) параграф "Оптический пробой" (в 1976году 5ГВт лазером (импульс 160Дж) сфокусированным линзой с фокусным расстоянием 40м получали "искру" в 60м)+ СВЧ может облегчить этот процесс...

Да, Райзеру респект, книга вечная и неустаревающая, действительно есть что обговаривать. ::smile

[KopwyH]

Совсем у меня мозги жиром заплыли. Тут попросили сварганить простенькую схемку: Есть светодиод и кнопка. При нажатии кнопки светодиод гаснет и зажигается только через полчаса.

Кроме реле времени на каком-нибудь микроконтроллере ничего дельного в голову не лезет. А схема должна быть дешевой и работать от батареек более суток. Можете помочь?

[dr.Nimnul]

KopwyH, Ну вы даете

Кроме реле времени на каком-нибудь микроконтроллере ничего дельного в голову не лезет.

Да УЖ !. До чего дошел прогресс У меня, от таких заявлений, волосы дыбом встают, на всех местах сразу (особенно неудобно, знаете ли ... сидеть )

Semster,

RC ячейка с большим сопротивлением и ёмкостью -"чтоб на пол часа" - пока кондёр не зарядится

-уже лучше, но есть дополнительные мысли и альтернативные решения:

В качестве порогового элемента, вместе со схемами запуска и т.д. - можно КМОП одновибратор (1)561АГ1, или 1564АГ3 (74HC123) - он как раз так и работает - кондер медленно заряжается через резистор (внешние R C), пока не сработает внутренний компаратор.

Запускать можно как по "штатным" входам, так и замыканием кондера на землю. Копаратор там - всяко поточнее, всяких самоделок на транзисторах, и поэкономичнее.

"До кучи" в одном корпусе еще и 2 одновибратора (можно еще к чему-нибудь "пристроить"). Потребление - наверное самое маленькое, из того что можно придумать: основным потребителем будет - светодиод. После него - ток заряда времязадающего кондера, так что резистор ставьте побольше - 1-3 мегаома (но ради такого времени, маленький вы и не поставите). Если не брать в рассчет светодиод, то от батарейки проживет не 1 месяц.

Если светодиод слишком мощный, для (561-й логики) то усилить выход транзистором (лучше полевым).

Есть еще вариант на КМОП аналоге 555-го таймера, но както больше привык к логическим одновибраторам, впрочем это вопрос вкуса.

Но это - не самое лучшее решение, с точки зрения стабильности задержки.

Ибо на полчаса - скорее всего придется ставить электролит, (хорошо, если танталовый - но дорого получится) а они точностью, термостабилиьностью, и временной стабильностью, мягко говоря, "не блещут". Так что, если вас устраивает точность задержки +-50% (вернее +80%-20%) - вперед. И это без учета, точности порога компаратора !! Только стабильность RC.

Если надо точнее - делаем малопотребляющий генератор, на несколько килогерц (на тойже 561ЛН2), на хороших термостабильных конденсаторах, например пленочных. Или даже кварцевый, на "часовом" кварце 32.768кГц ( схему микропотребляющего кварцевого осцилятора на 561ЛН2, "дерем" из компутерных матреинок, это не так просто, а там она хорошо отлажена, если надо - выложу).

И с него запускаем длинную линейку счетчиков, на чем нибудь вроде нескольких 561ИЕ10 (CD5420 ,1554(1564)ИЕ23, 74(A,H)С4520 ) - 8 разрядов в корпусе, или, еще лучше, на чем-нибудь более многоразрядном 561ИЕ20 (CD4040) - 12 разрядов в корпусе, 561ИЕ16 (CD4020) - 14 разрядов в корпусе. Запуск - просто сброс всех счетчиков, а зажигание светодиода - по появлению на выходе старшего разряда "1" (с одновременной блокировкой генератора, чтобы не выключился еще через полчаса).

Частота генератора - чем меньше тем лучше, вопервых, меньше жрать будет, во вторых меньше разрядов счетчика потребуется. Снизу - ограничивается размерами пленочных конденсаторов. Естественно с "кварцем" - вопрос выбора частоты практически не стоит 32.768кГц - и все.

Хорошо, если сможете достать 176ИЕ12 - в одном корпусе и генератор, с кварца 32.768кГц, и делитель до 1/60Гц (минутные импульсы) - остается толко поделить на 32 (одним 561ИЕ10) - и получаете искомые полчаса, на 2 корпусах (маскирование генератора - можно выполнить "вечным сбросом" младшей декады счетчика, чтобы не ставить дополнительных вентилей )

Все-таки по потреблению, КМОП -логика пока еще, практически вне конкуренции. Если все правильно сделаете, то время работы может быть до нескольких лет, от батарейки "крона", либо до нескольких суток от заряженного электролитического конденсатора, на несколько тысяч микрофарад (не считая светодиода естественно, ибо он-то конденсатор разрядит почти сразу, как загорится).

Отдельный момент - стабилизатор питания, если задумаете делать не на 561, а на 1564/1554 (74AC/HC/C) : обычная 78L05 - на себя потребляет до 3мА , LP2950 около 80мкА - уже лучше, но все равно будет жрать больше всей схемы, (пока погашен светодиод). А еще лучше - без всяких стабилизаторов либо 1561/561(CD40xx CD45xx ) - с питанием напрямую от 9в батарейки "крона", либо 1564/1554 (74AC/HC/C) - от 3 "пальчиков". Единственным аргументом "против" - тут может быть только нестабильность частоты генератора (если он не кварцевый, естественно), от меняющегося (по мере разряда) напряжения батареи.

[dr.Nimnul]

Semster,

Посетила нехорошая мысль - а часом не бомбу с задержкой на пол часа творим

Едвали.

Там бы не было условия, чтобы светодиод вначале горел.

Не было бы такого жесткого ограничения по цене, чтобы жаба давила поставить микроконтроллер.

Кроме того, задержка - самая простая вещь в данном замечательном девайсе:

например мостик накаливания - штука гораздо более "жручая" нежели светодиод, нужен мощный ключ и хорошая батарейка, чтобы ее не "просадило" (либо высоковольтный кондер, с преобразователем для его заряда), а тогда бы не было проблемм с потреблением, в течении получаса.

Да и вообще не было бы условия работы "более суток" хватило бы того самого получаса, от подключения батареи, причем всего 1 раз

И вообще, можно не заморачиваться с электроникой: советский электомеханический будильник "слава", или таймер от старой стиральной машины (микроволновки) - лучшие друзья терориста .

Хотя девайс занятный, было бы неплохо всеже пояснить, для чего такая фигня может быть нужна.

[Raymond]

Или даже кварцевый, на "часовом" кварце 32.768кГц ( схему микропотребляющего кварцевого осцилятора на 561ЛН2, "дерем" из компутерных матреинок, это не так просто, а там она хорошо отлажена, если надо - выложу).

Кстати, будет интересно. Я делал по схеме, которая во вложении (рис.1.), на самом деле баян. Кстати, заменой инвертора на NAND можно добиться как раз желаемой остановки генератора при достижении нужного счета.

Вообще не обращал внимания как оно организовано на материнках, всегда думал, что там собственно RTC сделан в виде специализированной микры, а не на инверторах. Например, в будущий проект собираюсь заложить что-то подобное, например, DS1302 или DS1307. Разные типы интерфейсов, а так микрухи похожие, полноценные часы с календарем – по сути, сама микруха, литиевая батарея типа СR2032 на 3 вольта (как на материнке) и кварц на 32.768кГц. И по I2C или SPI цепляйнихачу.

Единственным аргументом "против" - тут может быть только нестабильность частоты генератора (если он не кварцевый, естественно), от меняющегося (по мере разряда) напряжения батареи.

Чтобы не было зависимости задержки или частоты генерации от меняющегося напряжения, тут вполне подходит упомянутая вами таймерная КМОП 555 (а не обычная КМОП-логика), так как компараторы работают по относительным уровням напряжения. Хотя да, кварцевый генератор предпочтительнее.

Если же говорить серьезно, МК предпочтительнее, так что KopwyH не так уж и неправ, ИМО. Это будет быстрее в плане изготовления и выгоднее как в размерах, так и в цене (возможно). Просто надо брать самый дешевый МК, на ум приходит tiny11, к примеру. Он немного устаревший и (внимание!) с высоковольтным последовательным программированием (да-да, нету у него ISP, ня), но если бомб девайсов будет изготовлено over9000, можно и сваять для такого дела высоковольтный программатор, или взять что-то другое и немного подороже, например, tiny13 или tiny15L. ::smile

Конечно, рассматривать для этих целей RC-задержку смысла нет и даже глупо, о чем вы уже сказали, опередив меня.

[Raymond]

Но зато дёшево и сердито

Как верно сказал dr.Nimnul, пороговый элемент должен быть по любому интегральным с малыми входными токами, и никак не дискретный транзистор. Чтобы получить удовлетворительную точность, надо соответственно точные конденсатор и резистор. Прикиньте величину конденсатора при реальном сопротивлении резистора (скажем, 3 мегаома), емкость будет исчисляется многими сотнями микрофарад. Электролит будет плавать некисло, а набрать такое с неполярных конденсаторов не представляется возможным – вы себе представляете что это будет за байда? В любом случае побольше и потяжелее самого прибора вместе с батареей, так что это решение, так сказать, в лоб. ::smile Впрочем, мы все еще не знаем области применения сего чуда техники. Если задача состоит в том, чтобы после 30 минут бездействия погасить свет в сортире комнате – подход на RC-цепочке вполне подойдет, главное взять качественный электролит с малыми токами утечки.

[KopwyH]

Штуковина должна имитировать королевский амулет из игры "Легенда о Кирандии". Весьма желателен для ролёвки. Всего будет (если будет) 5 таких штуковин. А вот с ценой, придётся повозиться.

Мне весьма понравилась идея навесить кондёр на КМОП инвертор. Входное сопротивление у него о-го-го, если мне не изменяет память. А что кондёр плавает, так это и подправить можно. Благо на работе старых материнок много. Сброс делать замыканием.

А если собрать ключ на дискретных транзисторах, даже на одном, то это ещё лучше. Не будет мешать схема защиты от пробоя.

[Raymond]

Штуковина должна имитировать королевский амулет из игры "Легенда о Кирандии". Весьма желателен для ролёвки. Всего будет (если будет) 5 таких штуковин.

Ага, речь, как я понял, идет о полевых ролевых играх. А это ничего, что амулеты будут зажигать светодиод кастовать магию асинхронно друг относительно друга?

А вот с ценой, придётся повозиться.

Для пяти уникальных штук, думаю, это не проблема, так как оно в принципе не может быть дорогим. tiny15L - хорошее решение.

А что кондёр плавает, так это и подправить можно.

Каким образом? Только экспериментально втыкая их. Поскольку каждый раз ждать пол часа лень, уж проще снять несколько точек зарядной кривой и экстраполировать до уровня порога. Это тоже лень, но если есть студенты младших курсов, можно им поручить в качестве лабораторной работы. ::smile

А если собрать ключ на дискретных транзисторах, даже на одном, то это ещё лучше. Не будет мешать схема защиты от пробоя.

Не совсем понял мысль о пробое. С такими интервалами дискретные элементы – не лучшее решение в плане простоты. Релаксационные генераторы делают на однопереходных полевых транзисторах, но это не тот случай.

[KopwyH]

Схема защиты от пробоя - пара диодов на входе теоретически любой ИС на КМОП. В нормальном состоянии они заперты, но если подать напряжение, выходящее за пределы, заданные питанием, они отопруться и шунтируют его.

У них есть неплохой ток утечки даже в запертом состоянии, и именно этим током будет быстро заряжаться/разряжаться кондёр. Ток утечки затвора дискретного МОП на порядки меньше.

По крайней мере, так гласит теория, которую мы учили на электротехнике.

[Raymond]

Схема защиты от пробоя - пара диодов на входе теоретически любой ИС на КМОП. В нормальном состоянии они заперты, но если подать напряжение, выходящее за пределы, заданные питанием, они отопруться и шунтируют его.

А, вот о чем речь. Ну так берите какой-то JFET ОУ с однополярным питанием. ::smile

[dr.Nimnul]

KopwyH,

А что кондёр плавает, так это и подправить можно.

В том то и дело, что "подправить" (ввести подстройку) , можно только до каких-то пределов, ибо погрешность электролита - трех видов:

1) погрешность изготовления т.е. разброс от одного экземпляра к другому (это можно скомпенсировать подстройкой)

2) старение (высыхание). Ну этим, допустим, можно пренебречь в виду небольшого срока эксплуатации. (хотя на следующий сезон, возможно придется настраивать снова)

3) влияние температуры окружающей среды. А вот тут вы жестоко обломаетесь с любыми подстройками, ибо температура непостоянна, особенно ввиду "уличных" условий эксплуатации. Рассчитывайте на разброс, где-то процентов 30%, с которым вы НИЧЕГО сделать не сможете. А если солнышком "напечет" - то и больше.

Схема защиты от пробоя - пара диодов на входе теоретически любой ИС на КМОП. В нормальном состоянии они заперты, но если подать напряжение, выходящее за пределы, заданные питанием, они отопруться и шунтируют его.

У них есть неплохой ток утечки даже в запертом состоянии, и именно этим током будет быстро заряжаться/разряжаться кондёр. Ток утечки затвора дискретного МОП на порядки меньше.

По крайней мере, так гласит теория, которую мы учили на электротехнике.

Все так, только залезать в такие "дебри" - категорически не стоит, разница 10^12Ом или 10^14Ом - для вас несущественна, ибо:

1) Утечка электролитического конденсатора - неизмеримо больше (и кстати завист от температуры - экспоненциально )

2) Если делать зарядный ток соразмеримым, с утечками КМОП входов, то получите массу гемороя с утечками по плате, особенно при кустарном монтаже. Причем это очень сильно зависит, от влажности окружающего воздуха (не забываем про "уличное" исполнение), остатков применных реактивов для пайки, качества промывки, следов пото-жировых выделений от ваших пальцев...

Нет, можно все это победить: тщательная промывка (и никакиких бессмывных флюсов !!!), деионирование, сушка в термостате, заливка компаундом, (заранее предупредаю: просто заливка эпоксой/парафином - вас не спасет) и все это не касаясь руками, а также правильная разводка, с "охранными кольцами".... Только вот ОНО ВАМ НАДО ?? Просто не ставьте токозадающих резисторов более 2-3 МОм, и не думайте об утечках.

Так что если вы всеже выберете вариант с RC-задержкой - самое правильное решение это КМОП одновибратор (там и разрядные ключи и пороговый элемент - все уже есть), либо 555 таймер. Никаких транзисторов. Не тот случай.

И помните о погрешностях, то что я сказал выше. Не всегда стоит "покупаться" на кажущуюся простоту схемы.

Схема с RC генератором, на приличных кондерах, и счетчиком - на порядок менее капризна, несмотря на 2-3 корпуса, в конечном счете это маленькие SOIC-и , ценой по 5-10руб. Если же надо, чтобы эти бомбы амулеты срабатывали одновременно у всех пяти человек, с синхронностью, скажем, секунда - только кварц. Сейчас попробую прикинуть все варианты схемы, заодно и кварцевый генератор для Raymond-а нарисую.

Raymond,

Поскольку каждый раз ждать пол часа лень, уж проще снять несколько точек зарядной кривой и экстраполировать до уровня порога.

тоже не дело, ибо вольтметр, не вносящий погрешностей, в такую схему - тоже весьма нетривиален, и не у каждого есть.

А, вот о чем речь. Ну так берите какой-то JFET ОУ с однополярным питанием.

Тогда уже проще, и в правду микропроцессор....

Чтобы не было зависимости задержки или частоты генерации от меняющегося напряжения, тут вполне подходит упомянутая вами таймерная КМОП 555 (а не обычная КМОП-логика), так как компараторы работают по относительным уровням напряжения.

Не все так просто ! У логики тоже пороги меняются относительно питания, (а в одновибраторе АГ1, АГ3, компаратор вообще не хуже чем в 555 таймере), только вот пороги меняются линейно, а конденсатор заряжается по экспоненте, да и выходные сопротивления выходных ключей у логики, от питания - меняются, а они не такие и маленькие, особенно у 561 (0.5-2 кОм), есть еще много второстепенных факторов, так что от питания будет "плавать" , не сильно (слабее, чем линейно), но будет.

Вообще не обращал внимания как оно организовано на материнках, всегда думал, что там собственно RTC сделан в виде специализированной микры, а не на инверторах. Например, в будущий проект собираюсь заложить что-то подобное, например, DS1302 или DS1307. Разные типы интерфейсов, а так микрухи похожие, полноценные часы с календарем – по сути, сама микруха, литиевая батарея типа СR2032 на 3 вольта (как на материнке) и кварц на 32.768кГц. И по I2C или SPI цепляйнихачу.

ГЫ-Ы-Ы-Ы Именно с применения DS1307, у меня все и началось Дело в том, что к этой микрухе, производитель рекомендует строго определенные кварцы. Тогда их было просто не купить, (да и сейчас за них просят пару долларов, что для часового кварца, слегка многовато ) а с "обычными, советскими", как впрочем и с "обычными китайскими", ее внутренний осцилятор - не заводится, либо генерит крайне неустойчиво: было прерпробовано много кварцев и пикофорадных конденсаторов обвязки, по всякому, (изгалялись 2 вобщем-то неглупых человека, включая меня, несколько дней, с попеременным беганьем по магазинам, в поисках "того самого" кварца, вобщем учитывая что прибор "уже давно должен был работать" - получили массу удовольствия ). Пока я не посмотрел на схемы старых материнок (примерно от 286 до превых "пентиумов"), и к превеликому своему удивлению, обнаружил что там стоит микросхема часов (правда с параллельным считыванием, аналог 512ВИ1, но видимо проблемма генератора - общая), ее встроенный осцилятор - "проигнорирован" (работает в режиме входа с внешнего генератора), рядом стоит 561ЛН2 (4069), на которой собран внешний кварцевый генератор ! Причем схема генератора передирается с точностью до номиналов, самыми разными производителями материнок ! Единственное исключение - это когда стоит "кубик" часов, со встроенным кварцем и батарейкой, (на некоторых мамках - такие стояли), который представляет из себя тот-же самый широкий DIP-24 (аналог 512ВИ1, не помню импортное название) с отформованными вверх ногами кварца и батарейки, на которых обьемным монтажем прицеплены кварц, батарея, несколько элементов обвязки, включая диоды развязки питания, и все это вложено в пластмассовую "коробочку", и залито компаундом.

Кстати извлеченный из такого кубика (со сдохшей батареей) кварц, нормально заработал с DS1307, в штатном включени ! И это единственный случай, когда мне удалось подержать в руках "тот самый" кварц.

Тоесть получается, что разработчики из Dallas Semiconductor, придумали хитромудрый осцилятор, который очень мало потребляет, но работает только со "специальными" (малоемкими, и еще там есть требования) кварцами, и поставили его во все свои микросхемы . А ушлые китайцы, решили не покупать дорогие кварцы, а прилепить внешний генератор на 4069, и вылизали его до очень приличных параметров, по потреблению и стабильности. Причем эта схема, пережила саму микросхему часов, даже в когда 512ВИ1 - уже была засунута в большой чип, вместе со всей системной логикой (в превых ------------"пентиумах"), рядом продолжала стоять эта самая 4069, с кварцем. Схему - см. вложение, последний вариант "таймера на полчаса".

-----------------------------

Так, ну вот, происовал я предмет разговора, во всех вариантах.

1) Цепь "А" - это "+" источника питания.

2) Разводка питания микросхем не указана (в невидимых атрибутах, выносить мне лениво, но она классическая, "по углам", у всех микросхем),

3) Все микросхемы имеют аналоги в сериях 1554/1564 (74HC/ 74AC) 1561АГ1(4098) - прямого аналога нет, но есть 1564АГ3 (74HC123) - отличается цоколевкой. Для мультивибратора, и в особенности кварцевого генератора, лучше оставить 561/1561, причем в кварцевом генераторе, крайне желательно использовать именно импортную 4069, наша 1561ЛН2 там работает хуже (возможно требует других номиналов обвязки).

4) конденсаторы фильтров питания тоже не указал, дабы не загромаждать схему, но 1-2 шт добавить не вредно, даже для 561-й логики . Для 74HC, и особенно 74AC - по кондесатору (>= 0.1мкф X7R, X5R) на корпус - обязательно, плюс электролитик на 22-100мкф.

5) токозадающий резистор светодиода - в зависимости от типа светодиода и напряжения питания.

6) частота во втором варианте считалась весьма приблизительно , как и задержка в первом

7) перемычки для подбора/задания задержки, во втором и третем вариантах - по желанию.

Счетчикимогут быть применеы любые, чем больше разрядов в корпусе - тем лучше (меньше корпусов однако) в порядке убывания предпочтительности (разрядности): 561ИЕ16 (CD4020) 14разрядов, 561ИЕ20 (CD4040) 12разрядов, 561ИЕ10 (CD5420 ,1554(1564)ИЕ23, 74(A,H)С4520 ) 2х4рзряда.

9) Если кто не помнит, напоминаю напряжения питания микросхем 561(40xx) - 3-15в, 1561 2-18в, 1554,1564 (74xCxx) - 2-6в, соответственно и выбираем батарейку.

10) несколько "особняком" стоит 176ИЕ12 (здесь этот вариант не нарисован, но без труда нарисуете сами, если купите микруху) она содержит в себе сразу генератор с кварца 32768Гц, и 2 больших счетчика, позволяущих получить сразу минутные импульсы, остается добавить 1 корпус любого счетчика (надо разделить всего на 32 - хватит даже ИЕ10), и получим кварцевый таймер всего на 2 корпусах. Ложка дегтя: микросхема существует только в 176 серии, (причем только наша, импортных аналогов - нет, хотя вроде до сих пор продается, 10-15р за нее хотят), она требует питания только в 9в (от 3, и даже от 5, как все остальные - работать не будет), так что батарейка - только "крона", никаких 3x"AA", 3x"AAA", кроме того, она по моему бывает только в DIP-е, что опять-же накладывает ограничения на габариты.

[dr.Nimnul]

По-вашему "магические амулеты" не "плавают" по параметрам? - На то оно и магия, чтобы только избранные справлялись.

Ну я в магии не специалист, я только в электронике ....

Хотя, конечно, большой электролит в 2000мкФ (набранный из электролитов из от ламповой техники)- это весьма брутально

Ну, из K50-3 набирать не обязательно, хотя современный 2200мкФ х 16в - тоже не маленькая штучка, кстати, (как и пленочные 2.2мкФ) . Больше 2 счетчиков в SOIC16 - однозначно . Амулет, как я понимаю, должен быть достаточно маленьким, да большую часть , наверняка займет что-нибудь прозрачное, в чем будет красиво играть свет от светодиода(ов).

[KopwyH]

dr.Nimnul, Raymond, Спасибо. Собрал макет схемы на паре инверторов. А погрешности, думаю, во время игры будет не до них. А сильные маги догадаются нагревать амулеты.

::devious

[dr.Nimnul]

Raymond,

К вопросу, о часах реального времени:

рекомендую присмотрется к микросхемкам M41T56, M41T81

http://www.datasheetarchive.com/pdf-datasheets/Datasheets-31/DSA-602643.pdf

http://www.datasheetarchive.com/pdf-datasheets/Datasheets-31/DSA-605306.pdf

Как я выяснил (был тут разговор, с человеком, с которым мы когда-то возились с DS1307), они в том приборе, несколько лет пользовали DS1307 + внешний генератор на 4069, а сейчас перешли на M41T56 - лучше по всем параметрам (дешевле, доступнее, меньше жрет от батарейки, и т.д.) и работает с доступными кварцевыми резонаторами (хотя тоже не с любыми, но городить "наворотов" с 4069 - не приходится)

[KopwyH]

Посмотрел видео. Интересная идея. Если это не будет глючить.

[Raymond]

2 dr.Nimnul,

только вот пороги меняются линейно, а конденсатор заряжается по экспоненте

Это не имеет значения, так как при увеличении питания, очевидно, вместе с порогами линейно увеличится и необходимый заряд для срабатывания этих порогов, кондер просто будет заряжаться большим током к большему напряжению за то же время, что и сказано в даташите на NE555:

The threshold levels and charge rates both are directly proportional to the supply voltage, VCC. The timing interval is, therefore, independent of the supply voltage, so long as the supply voltage is constant during the time interval.

Иначе от аналоговых таймеров не было бы пользы, хотя, соглашусь, в реальности не все так кавайно. Конечно, речь идет о заряде конденсатора непосредственно через резистор от напряжения питания экспонентой, без всяких стабилизаторов тока.

Причем схема генератора передирается с точностью до номиналов, самыми разными производителями материнок!

Ну, скажем так, там и передирать нечего-то. Хотя соглашусь, мнение о том, что схемы кварцевых генераторов (в т.ч. схема Пирса) просты – очень обманчиво. В приведенной вами схеме я бы советовал конденсатор последовательно с кварцем делать керамическим переменным. Да и емкости на землю по обе стороны этой системы могут понадобится для подстройки фазовых сдвигов, хотя действительно часто емкостей входа и выхода инвертора вполне достаточно. Очень непростой и интересный вопрос с выбором шунтирующего инвертор резистора, так как именно от него зависит легкость запуска, потребление и время выхода в стационарный режим. Интересовался этим вопросом, сколь явно четкой статьи на эту тему так и не нашел.

Часто все-таки возникает необходимость остановки и запуска генератора внешним сигналом. Очевидно этого можно достичь если заменить инвертор с выводами 3,4 по вашей схеме на NAND. Второй инвертор тоже хотелось бы заменить им же, хотя не факт, что заработает как надо (NAND не имеет линейной амплитудной и фазовой характеристики, вопрос насколько это критично). Так что в принципе я больше приверженец схемы, которую привел во вложении в прошлом посте, она должна быть менее «капризна», так как генерит даже без кварца, а кварц только подгоняет частоту «под себя». Кстати, фазосдвигающая RC-цепочка необходима для выполнения фазового условия самовозбуждения, особенно если генерация идет на низких частотах. Надо пробовать.

Единственное исключение - это когда стоит "кубик" часов, со встроенным кварцем и батарейкой, (на некоторых мамках - такие стояли), который представляет из себя тот-же самый широкий DIP-24 (аналог 512ВИ1, не помню импортное название) с отформованными вверх ногами кварца и батарейки, на которых обьемным монтажем прицеплены кварц, батарея, несколько элементов обвязки, включая диоды развязки питания, и все это вложено в пластмассовую "коробочку", и залито компаундом.

И ноги этой же микросхемы в DIP24 торчали с компаунда? Брутальное решение, ничего не скажешь.

Отладочные платки с DS1302 и DS1307 уже развел, учитывая что пару микросхем мне уже купили, попробую вживую. Да, кварц должен быть с емкостной нагрузкой в 6 пикофарад, как и сказано в AN58 от Maxim. Собственно ничего не говорится, что система капризна именно к запуску, речь идет о классическом свойстве схемы Пирса что емкость может изменять частоту параллельного резонанса, это в целом очевидно. В разводке схем посадил кварц так близко как только возможно, так как из-за высокоимпедансных входов генератора он вполне может на себя ловить всяческие помехи. Окружил соединения кварца медью, вышли не совсем охранные кольца, но лишним не будет. Но и тут надо без фанатизма – слишком близкое расположение земляной меди может создать паразитную емкость и сместить частоту, так что от греха подальше. Извечный холивар электронщиков, в котором я тоже несколько раз брал участие, это заземлять или не заземлять корпус кварца. С одной стороны это повышает помехоустойчивость а с другой емкости корпуса влияют на частоту. Впрочем, в реальности встречал оба решения.

Думаю, должно заработать. Заработает или нет на деле – посмотрим, как изготовлю эти две элементарные платки вместе с другими проектами поинтереснее. А потом запущу на месяц, а за это время можно будет обговаривать другие интересные темы, а потом сравнить накопившуюся ошибку. А то все-таки странно, что производитель все так усложнил. Малопотребляющие кварцевые генераторы в интегральном исполнении много раз обкатаны, любые китайские часы тому пример.

Кстати, от какого напряжения питали DS1307? У меня будет СR2032 на 3 вольта. Думаю, если напряжение поднять, запуск станет легче, но это, конечно, глупое экстенсивное решение.

В апликухе эта фраза меня порядочно рассмешила:

Tuning fork crystals should not be exposed to ultrasonic cleaning. They are susceptible to damage from resonant vibration.

Чистить кварц где-то в ультразвуковой кавитационной ванне я бы не додумался при всем желании. Напоминает предупреждение на городском фонтане «Вода не предназначена для питья».

dr.Nimnul, за совет спасибо, микросхемки от ST опробую также, будет время разберусь, в т.ч. в чем отличие 81 от 56. В продаже есть и стоят копейки.

KopwyH, фотку магического девайса в студию, интересно же.

Semster, вряд ли эта идея приживется, так как неэргономична страшно. Пока что, ИМО, в области эргономики управления гаджетами в ближайшем будущем вряд ли кто-то превзойдет айфоны. ::smile

[KopwyH]

Raymond, пока это макет. Собран на макетной плате, даже без пайки.

И, зараза, пока глючит.

[Raymond]

Без пайки? Это как, на скрутках или на цанговой макетке? Как сказали выше, схема с зарядом емкости – это суть танцы с бубном, так что даже если все отлично заработает на макетке (после подгона номиналов с учетом тока утечки) не факт что так же будет на печатной плате. Так что давайте на счетчиках и кварце. ::smile

Еще забыл сказать. dr.Nimnul, не совсем понятно назначение pnp-транзистора, управляющего диодом. Вряд ли тут будет использован мощный светодиод (для которого по-хорошему нужен драйвер и кушать он будет немало), гораздо проще подцепить светодиод через резистор прямо на выход инвертора и использовать его как буфер. Для современных сверхярких 5мА вполне достаточно для красивого свечения.

[KopwyH]

Raymond, я уже понял, что эта схемка не отличается стабильностью. Развёл кое-как на макетной плате. Только главмастера из канализаций вытащу, если он одобрит, буду паять. А с кварцем, боюсь, не справлюсь.

[Raymond]

Да на логике как раз проще...

Кстати, среди вас еще и диггеры? Респект. ::smile Насколько мне известно этот народ всегда интересуется сверхяркими светодиодами и экономическими драйверами для них, так как остаться в темноте в канализации под городом никак не хочется. ::smile

[KopwyH]

Raymond, не, это один такой, уникум. По мне, без фонаря по ночным лесам шариться приятнее, чем с фонарём по подземельям.

[dr.Nimnul]

KopwyH, А с кварцем, боюсь, не справлюсь.

Как вам уже сказал Raymond, с кварцем - оно наоборот легче ! Предложенная схема генератора, будучи правильно собранной из указанных деталей - запускается сама. Не стоитпутать "структурную сложность" (количество деталей), и сложность наладки - это разные понятия Кварц, для ваших задач - необязателен (хотя и пользителен), вполне хватит и качественных пленочных емкостей (схема 2, из тех что я дал). А если уж делать таки на RC-цепочке - то с нормальной микросхемой (одновибратор, таймер) , а не с "самоделками" на инверторах, где еще и порог болтается, как сопля в проруби . Не придумывайте лишних приключений на свою .....

Raymond,

не совсем понятно назначение pnp-транзистора, управляющего диодом. Вряд ли тут будет использован мощный светодиод (для которого по-хорошему нужен драйвер и кушать он будет немало), гораздо проще подцепить светодиод через резистор прямо на выход инвертора и использовать его как буфер. Для современных сверхярких 5мА вполне достаточно для красивого свечения.

Дело в том, что 5мА, для 561-й логики - большой ток, особенно, если это не ЛН2 (она обладает повышенной (для 561 серии !!) нагрузочной способностью, кажись 2мА на выход) а выход счетчика или ЛА7. Естественно, если применяется 74HC/AC - транзистор будет нужен, только для самых мощных светодиодов (много более 5мА) где, по-хорошему действительно надо бы ШИМ-драйвер ставить, особенно если питание больше 5 В.

В 3-ей схеме, 3 соединенных в паралель вентиля ЛН2 - могут и потянуть 4-5мА, но не более !. Еще следует помнить, что существует 40хх - буферизованная (в конце обозначения - обычно содержится буковка "B") - аналог нашей 1561-й серии (не полный !), от обычной 40хх - отличается дополнительной буферизацией выходов (дополнительным инвертором - коплементарной парой транзисторов), что резко снижает выходное сопротивление: например "обычная" NAND, (для случая с 2 входовым вентилем), по выходу, содержит в "нижнем" ключе - 2 транзистора последовательно (каждый управляется со своего входа) - что обеспечивает "двойное" сопротивление, в открытом состоянии, а в "верхнем" - 2 транзистора параллельно, что может дать "половинное" сопротивление, но лишь в том случае, если логический "0" - присутствует на обоих входах. Буферизованная логика - таких нюансов лишена, но тут надо очень внимательно читать даташиты. Или "не парится", и поставить транзистор

И ноги этой же микросхемы в DIP24 торчали с компаунда?

Именно. Более того торчало (менее чем на 0.5мм) даже "пузо" корпуса DIP, что хорошо видно, если посмотреть на такой модуль снизу. Видно, что части ног - нету, если посмотреть по цоколевке 512ВИ1 (6818), то можно заметить, что это как раз ноги кварца и батарейки (они загнуты наверх), "земля" - торчит нормальная нога, но через компаунд, обычно можно разглядеть припаянную к "плечу", в лучших радиолюбительских традициях , проволочину. Так что особыми "комплексами", по поводу аккуратности монтажа, китайцы - не страдают . Единственное: похоже что ноги "наверх" - формовали сразу, после изготовления микросхемы, а не перегибали потом - они бы просто отломались, или имели бы характерные изменения сруктуры.

Если разбирали старые компы - должны были видеть эти модули, они часто встречаются, достаточно приметны, и всегда именно такой конструкции.

Да, кварц должен быть с емкостной нагрузкой в 6 пикофарад, как и сказано в AN58 от Maxim.

А купить то эти кварцы удалось ?? Тогда, например, их в Питере достать было практически не реально, только по 6-8$, не считая затрат на пересылку Сейчас, если очень захотеть - конечно можно, но я бы тоже не сказал, что мне охота этим заниматся .

Микросхемы ST - работают с 12пф кварцами, что гораздо доступнее.

Собственно ничего не говорится, что система капризна именно к запуску, речь идет о классическом свойстве схемы Пирса что емкость может изменять частоту параллельного резонанса, это в целом очевидно.

Ну вот мой опыт говорит, что по штатной схеме - не заводится вообще, посредством "плясок с бубном" - можно заставить генерить но явно на "не той" частоте, и похоже что тоже нестабильно. Со "штатным" кварцем (из модуля) - проблемм действительно никаких.

В приведенной вами схеме я бы советовал конденсатор последовательно с кварцем делать керамическим переменным. Да и емкости на землю по обе стороны этой системы могут понадобится для подстройки фазовых сдвигов, хотя действительно часто емкостей входа и выхода инвертора вполне достаточно.

Мои наблюдения, говорят что все что там стоит - "необходимо и достаточно", особо отклоняться, без существенного снижения параметров (стабильность запуска, устойчивость частоты, или потребление) - там некуда. Никакими дополнительными элементами мне улучшить данную схему так и не удалось. Приборы выпускались мелкосерийно (по 6-10шт), наделать их успели уже явно больше сотни, компоненты закупались из самых разных источников, проблемм с этм узлом, я както не припомню. Да и "единство" производителей материнок, да еще и на протяжении такого периода - о многом говорит (если и встречаются отклонения, то на 1 ближайший соседний номинал ). Кстати сейчас держу в руках мамку под первый "пентиум" , так вот стоит большой чип (BGA), но рядом с ним и кварцем, просматривается чип-резистор на 2.2МОм, и какойто чип-конденсатор (выпаивать и мерить - лень, и нечем мне десятки пик тут померить) соединенные с кварцем, и 3 дорожки - уходят под чип, так что, похоже ЛН2 - просто целиком "скопипастили" внутрь этого чипа . Единственное , зачем может потребоваться переменный конденсатор - это для точной подстройки частоты (калибровки часов), но для этого, в большинстве микросхем, есть система "поправок", позволяющая сделать тоже самое - чисто программным путем.

Так что в принципе я больше приверженец схемы, которую привел во вложении в прошлом посте, она должна быть менее «капризна», так как генерит даже без кварца, а кварц только подгоняет частоту «под себя».

Охотно верю, но для девайсов типа часов, важно потребление, а ваше схема, сдается мне, будет кушать больше, хотя это надо проверять.

Очевидно этого можно достичь если заменить инвертор с выводами 3,4 по вашей схеме на NAND. Второй инвертор тоже хотелось бы заменить им же, хотя не факт, что заработает как надо (NAND не имеет линейной амплитудной и фазовой характеристики, вопрос насколько это критично).

Опять таки требует проверки, и наверняка будет разница, между буферезованным и небуферизованным NAND, ибо второй еще и имеет ассиметричный выход. Учитывая что схема довольно критична к микросхемам: наша 561ЛН2 - работает плохо ( проверял) только 1561ЛН2, либо импорт (импортные - работают любые) - достаточно большая вероятность, что замена на NAND - не проканает (но я не проверял !!).

Извечный холивар электронщиков, в котором я тоже несколько раз брал участие, это заземлять или не заземлять корпус кварца. С одной стороны это повышает помехоустойчивость а с другой емкости корпуса влияют на частоту. Впрочем, в реальности встречал оба решения.

На всех материнках, часовой кварц заземлен (как и все остальные). Сам я тоже всегда заземляю. В большинстве случаев, емкости в 1-2 пикофарды, которые там получатся, будут в пределах разброса конденсаторов в 15-20пФ, которые обычно ставят по выводам кварца (в крайнем случае, можно поставить чуть поменьше). А вот стабильность - возрастает, факт. Хотя, вот с кварцем на 6пФ - и вправду могут возникнуть проблеммы, но это пожалуй единственный случай.

Кстати, от какого напряжения питали DS1307? У меня будет СR2032 на 3 вольта. Думаю, если напряжение поднять, запуск станет легче, но это, конечно, глупое экстенсивное решение.

В том приборе, часы штатно запитаны от микропотребляющего стабилизатора (LP2950/1) на 3.3в, от большого (несколько амперчасов, 12в) герметизированного кислотного аккумулятора, и питание дополнительно задублировано ионистором (его на несколько суток хватет) на время замены/отключения основного аккумулятора. Поднимать напряжение питания - пробовали (подставляя диоды в цепь земли стабилизатора) - безрезультатно.

Кстати, сейчас, для таких микропотребляющих батарейных девайсов, я нашел "кренку" получше - TPS715xx :

http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tps71550-q1.pdf Собственное потребление - всего 3.2мкА (Uвх- до 24в, ток до 50мА, бывают на 5.0в, 3.3в, 2.5в, и регулируемая, на 15-1.2в, падение - <0.4в при полном токе, SC70/SOT323, вроде вполне "покупаемо", и недорого)

Чистить кварц где-то в ультразвуковой кавитационной ванне я бы не додумался при всем желании. Напоминает предупреждение на городском фонтане «Вода не предназначена для питья».

А что собственно вас удивляет ? Мне вот на последней работе, купили такую ультрозвуковую ванночку - изумительная вещь, скажу я вам. Особенно когда надо отмыть остатки паяльных реагентов из-под SMD-элементов, для снижения утечек - штука реально полезная. Кстати любители, нынче, для этого дела, вполне успешно юзают ультрозвуковые стиральные машинки (сам не пробовал, но по отзывам - замечательно). Сейчас все компоненты делаются с рассчетом, на различные технологии промывки собранных плат. Вспомните например, наклейки на пьезозуммерах "remove after washing". Хотя вот с кварцами - это действительно неожиданно, не знал , буду иметь в виду .

[KopwyH]

будучи правильно собранной из указанных деталей - запускается сама

Здесь как минимум одно невыполнимое для меня условие. Я криволап по факту, поэтому схема должна быть предельно простой.

[dr.Nimnul]

KopwyH, Ну если не работает - проверьте правильность монтажа Тем более, что проверяется все по очереди: Сначала генератор, потом счетчики. Надо быть исключительно тупым, чтобы запутаться в генераторе, из 5 элементов .

А вот гемороя с настройкой - неизмеримо меньше.

[Raymond]

dr.Nimnul,

Я имел в виду, что запрет чистить кварцы в ультразвуковой кавитационной ванне очевиден именно из-за его механической структуры – попасть в резонанс пластины вполне реально. Это как вы правильно сказали, аналогично пъезокермическим элементам из титаната бария. На самом деле много работал с ультразвуковыми ваннами, в химической практике это обычное дело, в основном для того, чтобы почистить посуду, ускорить растворение реактива (кристаллы просто разбивает) а также, что самое важное, для дегазации раствора (что необходимо, например, перед хроматографическим анализом). Правда, после того как кавитация раз поменяла мне пространственную конфигурацию органических молекул (цис на транс) и на хроматограмме вылезли новые продукты, я его использую намного осторожнее. Ультразвук нельзя недооценивать, особенно если он намного мощнее стиральной машинки «Ретона». В кавитационных пузырьках на самом деле громадные температуры и давления, энергии могут быть соизмеримы с энергиями ионизации, вот есть «голубая мечта» понаблюдать сонолюминесценцию в глицерине. ::smile