فئات: مقالات مميزة » إلكترونيات عملية
مرات المشاهدة: 162،237
تعليقات على المادة: 4
كيفية جعل تتابع الوقت افعل ذلك بنفسك
ما هو الوقت التتابع؟ خوارزمية العمل تتابع الوقت بسيطة بما فيه الكفاية ، ولكن في بعض الأحيان يمكن أن يسبب الإعجاب. إذا استدعينا إلى الغسالات القديمة ، والتي كانت تسمى بمودة "الجرافة بمحرك" ، فعندئذٍ كان تأثير الموقت واضحًا للغاية: لقد قلبوا المقبض بضع علامات ، وبدأ شيء ما في الداخل وبدأ المحرك.
بمجرد أن وصل مؤشر المقبض إلى قسم المقياس الصفري ، انتهى الغسل. في وقت لاحق ، ظهرت السيارات ذات الموقتين - الغسيل والغزل. في هذه الآلات ، تم عمل المرحلات الزمنية في شكل أسطوانة معدنية ، حيث كانت آلية الساعة مخفية ، وفي الخارج لم يكن هناك سوى ملامسات كهربائية ومقبض تحكم.
تحتوي الغسالات الحديثة - الآلات الأوتوماتيكية (مع التحكم الإلكتروني) أيضًا على مرحل زمني ، وأصبح من المستحيل جعلها عنصرًا منفصلًا أو جزءًا على لوحة التحكم. يتم الحصول على جميع التأخير الزمني برمجياً باستخدام متحكم التحكم. إذا نظرت عن كثب إلى دورة الغسالة الأوتوماتيكية ، فلا يمكن حساب عدد مرات التأخير. إذا تم إجراء جميع هذه التأخيرات الزمنية في شكل آلية ساعة لما سبق ذكره ، فلن يكون هناك ببساطة مساحة كافية في جسم الغسالة.
تتابع الوقت يتم استخدامها ليس فقط في الغسالات ، على سبيل المثال ، في أفران الميكروويف ، وبمساعدة التأخير الزمني ، لا يتم تنظيم وقت التشغيل فحسب ، بل أيضًا طاقة التدفئة. يتم ذلك على النحو التالي: يتم تشغيل جهد التردد اللاسلكي لمدة 5 ثوانٍ وينطفئ لمدة 5 ثوانٍ. متوسط قوة التدفئة في هذه الحالة هو 50 ٪. للحصول على طاقة بنسبة 30 ٪ ، يكفي تشغيل RF لمدة 3 ثوان. وفقًا لذلك ، في حالة إيقاف التشغيل ، يوجد المصباح عالي التردد لمدة 7 ثوانٍ. بالطبع ، يمكن أن تكون هذه الأرقام مختلفة ، على سبيل المثال ، 50 و 50 أو 30 و 70 ، وهنا تظهر نسبة وقت تشغيل HF.
يتم ذكر الغسالات القديمة لسبب ما. هنا ، في هذا المثال ، يمكنك أن ترى ، حتى تشعر بيديك ، كيف يعمل وقت التتابع.
إن تدوير الساعد في اتجاه عقارب الساعة ليس أكثر من سرعة الغالق. يتم تشغيل المحرك (المحرك الكهربائي) على الفور. تحدد سرعة الغالق ، في هذه الحالة بالدقائق ، زاوية دوران المقبض. وبالتالي ، يتم تنفيذ إجراءين في وقت واحد: تحميل وقت التعرض والبدء الفعلي في تأخير الوقت نفسه. بعد مرور الوقت المحدد ، يتم إيقاف تشغيل المحرك. تعمل المرحلات الزمنية أو الموقتات حتى تقريبًا ، حتى تلك المخفية في الداخل ميكروكنترولر (MK).
من الساعة إلى الإلكترونيات
كيفية الحصول على تأخير زمني باستخدام MK
سرعة MK الحديثة عالية للغاية ، وتصل إلى عدة عشرات من mips (ملايين العمليات في الثانية). يبدو أنه منذ وقت ليس ببعيد كان هناك صراع من أجل 1 mips على أجهزة الكمبيوتر الشخصية. الآن حتى أعضاء الكنيست الذين عفا عليهم الزمن ، على سبيل المثال ، عائلة 8051 ، تفي بسهولة بهذه الـ 1 mips. وبالتالي ، سوف يستغرق الأمر ثانية واحدة بالضبط لإكمال 1،000،000 عملية.
هنا ، حل جاهز على ما يبدو ، وكيفية الحصول على تأخير الوقت. مجرد تنفيذ نفس العملية مليون مرة. يمكن القيام بذلك بكل بساطة إذا تم تنفيذ هذه العملية في البرنامج. ولكن المشكلة هي أنه بالإضافة إلى هذه العملية ، MK لمدة ثانية لا يمكن أن تفعل أي شيء آخر. هنا لديك إنجاز الهندسة ، وهنا لديك mips! وإذا كنت بحاجة إلى سرعة مصراع لعدة عشرات من الثواني أو الدقائق؟
الموقت - جهاز لحساب الوقت
لمنع حدوث هذا الإحراج ، لم يسخن المعالج بنفس الطريقة ، حيث نفذ أمرًا غير ضروري لن يفعل أي شيء مفيدًا ، فقد تم تصميم أجهزة ضبط الوقت في MK ، كقاعدة عامة ، العديد منها.إذا لم تدخل في التفاصيل ، فإن المؤقت هو عداد ثنائي يقوم بحساب النبضات الناتجة عن دائرة خاصة داخل MK.
على سبيل المثال ، في عائلة MK 8051 ، يتم إنشاء نبض العد عند تنفيذ كل أمر ، أي يقوم جهاز ضبط الوقت بحساب عدد تعليمات الجهاز المنفذة. وفي الوقت نفسه ، تعمل وحدة المعالجة المركزية (CPU) بهدوء في تنفيذ البرنامج الرئيسي.
افترض أن جهاز ضبط الوقت يبدأ العد (هناك أمر بدء عداد لهذا) من الصفر. تزيد كل نبضة من محتويات العداد بمقدار واحد ، وفي النهاية تصل إلى الحد الأقصى للقيمة. بعد ذلك ، تتم إعادة تعيين محتويات العداد. وتسمى هذه اللحظة "تجاوز العداد". هذا هو بالضبط نهاية تأخير الوقت (تذكر الغسالة).
افترض أن المؤقت 8-بت ، ثم يمكن استخدامه لحساب قيمة في النطاق 0 ... 255 ، أو أن العداد سيتجاوز كل نبضات 256. لجعل سرعة الغالق أقصر ، يكفي بدء العد ليس من نقطة الصفر ، ولكن من قيمة مختلفة. للحصول عليها ، يكفي تحميل هذه القيمة أولاً في العداد ، ثم بدء العداد (مرة أخرى ، تذكر الغسالة). هذا الرقم الذي تم تحميله مسبقًا هو زاوية دوران مرحل الوقت.
سيسمح لك هذا الموقت مع تردد عمليات 1 mips بالحصول على سرعة مصراع بحد أقصى 255 ميكروثانية ، لكنك تحتاج إلى بضع ثوانٍ أو حتى دقائق ، فما الذي يجب عليك فعله؟
اتضح أن كل شيء بسيط للغاية. كل تجاوز سعة مؤقت هو حدث يؤدي إلى مقاطعة البرنامج الرئيسي. نتيجة لذلك ، تنتقل وحدة المعالجة المركزية إلى الروتين الفرعي المقابل ، أي من هذه المقتطفات الصغيرة يمكن أن تضيف أيًا ، على الأقل لعدة ساعات وحتى أيام.
عادةً ما يكون روتين خدمة المقاطعة قصيرًا ، ولا يزيد عن بضع عشرات من الأوامر ، وبعد ذلك مرة أخرى ، هناك عودة إلى البرنامج الرئيسي ، الذي يستمر في العمل من نفس المكان. جرب هذا المقتطف بتكرار بسيط للأوامر التي قيل عنها أعلاه! رغم أنه ، في بعض الحالات ، عليك القيام بذلك.
للقيام بذلك ، هناك أمر NOP في أنظمة أوامر المعالج ، والذي لا يفعل شيئًا ، بل يستغرق فقط وقت الجهاز. يمكن استخدامه لحجز الذاكرة ، وعند إنشاء تأخير زمني ، فقط تأخيرات قصيرة جدًا ، بناءً على عدد قليل من الثانية.
نعم ، سيقول القارئ كيف عانى! من الغسالات مباشرة إلى ميكروكنترولر. وماذا كان بين هذه النقاط القصوى؟
ما هي مرحلات الوقت؟
كما سبق ذكره ، تتمثل المهمة الرئيسية لترحيل الوقت في الحصول على تأخير بين إشارة الدخل وإشارة الإخراج. يمكن إنشاء هذا التأخير بعدة طرق. كانت مرحلات الوقت الميكانيكية (الموصوفة بالفعل في بداية المقال) ، والكهروميكانيكية (التي تعتمد أيضًا على تصورها على مدار الساعة ، حيث يتم فصل الربيع فقط بواسطة مغناطيس كهربائي) ، وكذلك مع مختلف أجهزة التخميد. مثال على هذا التتابع هو مفتاح الوقت الهوائي الموضح في الشكل 1.
صور 1. الوقت تتابع الهوائية.
يتكون التتابع من محرك كهرومغناطيسي ومرفق هوائي. ملف الترحيل متاح لتشغيل الفولتية من 12 ... 660V AC (16 إجمالي التقييمات) بتردد 50 ... 60Hz. اعتمادًا على إصدار المرحل ، يمكن أن تبدأ سرعة الغالق إما عند تشغيله أو عند تحرير محرك الكهرومغناطيسي.
يتم ضبط الوقت بواسطة برغي ينظم المقطع العرضي للفتحة ليخرج الهواء من الحجرة. تختلف مرحلات الوقت الموصوفة في معلمات غير مستقرة للغاية ، لذلك ، حيثما كان ذلك ممكنًا ، تستخدم مرحلات الوقت الإلكترونية دائمًا. في الوقت الحالي ، يمكن العثور على مثل هذه المرحلات ، الميكانيكية والهوائية ، فقط في المعدات القديمة ، التي لم يتم استبدالها بعد بمعدات حديثة ، وحتى في المتحف.
الوقت التبديلات الإلكترونية
ربما كان من أكثرها شيوعًا سلسلة VL-60 ... 64 relay وبعضها الآخر ، على سبيل المثال ، VL-100 ... 140 relays.بنيت كل هذه الموقتات على رقاقة متخصصة KR512PS10. يظهر شكل تتابع الخط العلوي في الشكل 2.
الشكل 2. تتابع الوقت سلسلة VL.
تظهر دائرة تتابع وقت VL - 64 في الشكل 3.
الشكل 3 مخطط الموقت VL - 64
عندما يتم تزويد الجهد إلى المدخلات من خلال جسر المقوم VD1 ... VD4 ، يتم توفير الجهد من خلال المثبت في ترانزستور KT315A إلى رقاقة DD1 ، ويبدأ المولد الداخلي في توليد نبضات. يتم تنظيم تواتر النبضات بواسطة مقاوم متغير PPB-3B (وهو الذي يتم عرضه على اللوحة الأمامية للتتابع) ، متصلاً في سلسلة مع مكثف توقيت 5100 pF ، والذي يتحمل 1٪ و TKE صغير جدًا.
يتم حساب النبضات المستقبلة بواسطة عداد ذو معامل تقسيم متغير ، والذي يتم ضبطه عن طريق تبديل أطراف الدائرة الدقيقة M01 ... M05. في تتابع سلسلة VL ، تم إجراء هذا التبديل في المصنع. يصل الحد الأقصى لنسبة الانقسام للعداد بأكمله إلى 235،929،600. وفقًا للوثائق الخاصة بالدائرة الصغيرة ، عند تردد المذبذب الرئيسي 1 هرتز ، يمكن أن تصل سرعة الغالق إلى أكثر من 9 أشهر! وفقا للمطورين ، وهذا يكفي تماما لأي تطبيق.
دبوس 10 من رقاقة END هو نهاية سرعة مصراع الكاميرا ، متصلا المدخلات 3 - ST بدء - توقف. بمجرد ظهور جهد فلطي عالي المستوى في خرج END ، تتوقف عملية فرز النبض ، ويظهر جهد فلطي عالي المستوى في الناتج التاسع من Q1 ، والذي سيفتح ترانزستور KT605 وسيبدأ الترحيل المرتبط بجهاز تجميع KT605.
مرحلات العصر الحديث
كقاعدة عامة ، مصنوعة على MK. من الأسهل برمجة دارة متناهية الصغر ذات الملكية الجاهزة وإضافة بضعة أزرار ومؤشر رقمي بدلاً من اختراع شيء جديد ثم ضبط الوقت أيضًا. يظهر مثل هذا التتابع في الشكل 4.
الشكل 4 متحكم الوقت التتابع
لماذا لا تتابع الوقت افعل ذلك بنفسك؟
على الرغم من وجود عدد كبير من مفاتيح الوقت ، لكل ذوق تقريبًا ، في بعض الأحيان في المنزل ، عليك القيام بشيء خاص بك ، وغالبًا ما يكون بسيطًا للغاية. ولكن مثل هذه التصميمات غالباً ما تبرر نفسها تمامًا وتامًا. وهنا بعض منهم.
بمجرد فحصنا للتو لتشغيل الدائرة الكهربائية KR512PS10 كجزء من مرحل الخط العلوي ، سيكون علينا البدء في النظر في دوائر الهواة منه. ويبين الشكل 5 دائرة الموقت.
الشكل 5. الموقت على KR524PS10 microcircuit.
يتم تشغيل الدائرة الصغرية من جهاز تثبيت المعلمات R4 ، VD1 بجهد تثبيت يبلغ حوالي 5 فولت. في وقت تشغيل الطاقة ، تولد دائرة R1C1 نبضة إعادة ضبط الدائرة. يعمل هذا على بدء تشغيل المولد الداخلي ، الذي يتم تعيين تردده بواسطة السلسلة R2C2 ويبدأ العداد الداخلي للدائرة الصغيرة في حساب البقول.
يتم تعيين عدد من هذه النبضات (نسبة تقسيم العداد) عن طريق تبديل المحطات من microcircuit M01 ... M05. مع تحديد الموضع الموضح في الرسم التخطيطي ، سيكون هذا المعامل 78643200. ويشكل هذا العدد من النبضات كامل فترة الإشارة عند الإخراج END (رقم 10). يتم توصيل دبوس 10 إلى دبوس 3 ST (بدء / إيقاف).
بمجرد ضبط إخراج END على مستوى عالٍ (تم حساب نصف فترة) ، يتوقف العداد. في نفس الوقت ، يحدد الناتج Q1 (دبوس 9) أيضًا مستوى عالي ، والذي يفتح الترانزستور VT1. من خلال الترانزستور المفتوح ، يتم تشغيل الترحيل K1 ، والذي يتحكم في الحمل بجهات الاتصال الخاصة به.
من أجل بدء التأخير الزمني ، يكفي إيقاف تشغيل التتابع لفترة وجيزة. يظهر الرسم البياني توقيت إشارات END و Q1 في الشكل 6.
الشكل 6. الرسم البياني توقيت إشارات END و Q1.
مع قيم سلسلة التوقيت R2C2 الموضحة في الرسم البياني ، فإن تردد المولد حوالي 1000 هرتز. لذلك ، سيكون التأخير الزمني للتوصيل المشار إليه للمطاريف M01 ... M05 حوالي عشر ساعات.
لضبط هذا التعرض ، قم بما يلي. قم بتوصيل المحطات M01 ... M05 بالموضع "Seconds_10" ، كما هو موضح في الجدول في الشكل 7.
الشكل 7. جدول إعداد الموقت (انقر على الصورة للتكبير).
باستخدام هذا الاتصال ، قم بتدوير المقاوم المتغير R2 لضبط سرعة الغالق لمدة 10 ثوانٍ. بواسطة ساعة توقيت. ثم قم بتوصيل المحطات M01 ... M05 ، كما هو موضح في الرسم البياني.
يظهر مخطط آخر على KR512PS10 في الشكل 8.
الشكل 8 تتابع الوقت رقاقة KR512PS10
مؤقت آخر على رقاقة KR512PS10.
بادئ ذي بدء ، دعنا ننتبه إلى KR512PS10 ، وبشكل أكثر دقة ، إلى إشارات END ، التي لا تظهر على الإطلاق ، وإشارة ST ، والتي تتصل ببساطة بسلك شائع ، يتوافق مع مستوى الصفر المنطقي.
عند تشغيل هذا المفتاح ، لن يتوقف العداد ، كما هو موضح في الشكل 6. وستتواصل إشارات END و Q1 بشكل دوري ، دون توقف. شكل هذه الإشارات سيكون متعرجًا كلاسيكيًا. وهكذا ، اتضح أنه مجرد مولد للنبضات المستطيلة ، يمكن التحكم في تواترها بواسطة متغير مقاوم R2 ، ويمكن تعيين عامل تقسيم العداد وفقًا للجدول الموضح في الشكل 7.
تنبض نبضات مستمرة من الخرج Q1 إلى مدخلات العد لجهاز فك التشفير العشري DD2 K561IE8. تقوم سلسلة R4C5 ، عند تشغيلها ، بإعادة ضبط العداد إلى الصفر. ونتيجة لذلك ، يظهر مستوى عالٍ عند إخراج وحدة فك الترميز "0" (رقم 3). في المخرجات 1 ... 9 مستويات منخفضة. مع وصول نبض العد الأول ، ينتقل مستوى عالٍ إلى الإخراج "1" ، يحدد النبض الثاني مستوى عاليًا عند الإخراج "2" وما إلى ذلك ، حتى الإخراج "9". ثم تطفو العداد وتبدأ دورة العد من جديد.
يمكن تغذية إشارة التحكم الناتجة من خلال المفتاح SA1 إلى مولد الصوت على العناصر DD3.1 ... 4 ، أو إلى مضخم الترحيل VT2. يعتمد مقدار التأخير الزمني على موضع المفتاح SA1. مع التوصيلات الطرفية M01 ... M05 المشار إليها في الرسم البياني ومعلمات سلسلة توقيت R2C2 ، من الممكن الحصول على تأخير زمني يتراوح بين 30 ثانية إلى 9 ساعات.
بوريس الأديشين
انظر أيضا في electro-ar.tomathouse.com
: