" title="Написать письмо">Написать письмо
Донаты на карту ВТБ:
5368 2902 0040 0838

Статистика

Пользователи : 1
Статьи : 2071
Просмотры материалов : 7601916
 
О вибраторах (11.11.2024). Печать E-mail
2024 - Ноябрь
11.11.2024 17:37
Save & Share
Рано или поздно, статья об этих пикантных устройствах должна была появиться.

Назначение вибраторов и их виды. Собака как вибратор. Вибратор для полости рта. Создание вибратора для личного пользования. Видео включённого вибратора. Незначительный физический ущерб глазу от вибратора.



В механике вибратор - устройство, возбуждающее механические колебания: изменение положения тела в пространстве, со своими амплитудой и частотой перемещения. Когда собака стряхивает с шерсти воду - она работает мышцами своего тела как вибратор. Электрическая зубная щётка не вращается во рту, а тоже вибрирует.

В Питере вибратор - название приборостроительного завода. "Ты где работаешь?" - "На Вибраторе".

В электронике вибраторы - простейшие электронные схемы для генерации прямоугольных импульсов (изменение положения импульса на графике, со своими амплитудой и частотой изменения). "Простейшие", ага, - о них и речь. Если их использовать с транзистором на выходе - высокоамперный постоянный сигнал можно превращать в импульсный.

Из поведения вибратора следует его полное название:
- нестабильный/автоколебательный/астабильный - непрерывно генерирующий сигнал, согласно электронным компонентам в своём составе. Он зависит от этих элементов - и не имеет каких-либо управляющих сигналов. А элементы склонны менять свои характеристики, в т.ч. со временем. Например, изменение ёмкости конденсаторов от температуры (ТКЕ) или изменение напряжения открытия транзистора от температуры. Отсюда и нестабильность;
- моностабильный/ждущий/одновибратор - имеет одно стабильное состояние, другое нестабильное. Например, устойчивое (стабильное) состояние 0В - и висит он в нём, ждёт управляющего импульса - переводящего его в нестабильное состояние 5В (длительность и амплитуда которого задаются компонентами в составе мультивибратора). Импульс всегда короче длительности порождаемой части сигнала;
- бистабильный - 2 стабильных состояния - смена состояния только по управляющему сигналу или сигналам;
- симметричный - генератор меандра со скважностью 2, имея в своём составе симметричные элементы и их номиналы для каждого состояния.

Таким образом, микросхема 4060 и созданная плата для неё - асимметричный астабильный мультивибратор, выходные сигналы которого могут использоваться как управляющие, например, для моностабильного или бистабильного мультивибратора.

Акцент делается на самом простом устройстве: автоколебательный симметричный транзисторный мультивибратор с ёмкостными коллекторно-базовыми, бл, связями. К сожалению, схемы в интернете плохи. То точек нет при пересечении линий (википедия - возникают неопределённости при пайке). То не показано, из каких точек брать выходной сигнал. То при токоограничивающем резисторе 270Ом для светодиода - подают на него аж 12В. И т.д.

Поэтому приходится обращаться к научной литературе и видеоматериалам:
- учебный предмет "Основы промышленной электроники" / Беларусь, Гродно: УО "Гродненский государственный электротехнический колледж им. И. Счастного" - разд.3.2 "Мультивибраторы", рис.3.2.1. Даёт понимание, где точки соединений должны стоять. R2 и R3 являются плечами. Резисторы R1 и R4 для чего-то нужны - и всегда должны быть сильно меньше R2 и R3. Формулы расчёта: длительность частей сигнала - Tu1 = 0.7R3C2 и Tu2 = 0.7R2C1, период импульса - T = Tu1 +Tu2;
- видеоматериал на ютубе (спасибо пидорам за блокировку - пришлось извращаться, чтобы посмотреть) "Как работает простая схема симметричного мультивибратора на транзисторах, описание принципа действия" пользователя ЭлектроХобби. В нём используются диагностические светодиоды для контроля скважности и частоты сигнала. Он тоже использует резисторы 270Ом при напряжении 12В (скорее всего, номиналы кочуют из схемы в схему без проверки на разумность) - и, к сожалению, пришлось собирать по его схеме, как более понятной. Светодиодами сетчатку глаз выжгло бы раз 10 наверно - если бы не использовал вместо напряжения 12В - 5В (и то сильно ярко по физической природе красных светодиодов).



Настало время собрать его аналогию, взяв обозначения из видео ютуба. "Я его слепила из того, что было". Резисторы - говно китайское вместо ОМЛТ-2 военной приёмки, транзисторы - жалкие по hFE BD237, огрызок от макетной платы (сильно подорожали - не исключено, что и повторно использовать придётся), предохранитель нестандартного размера вместо 5x20мм, проводки тонюсенькие из какого-то недоБП ПК, аналог отсутствующего осциллографа - самый дешёвый вольтметр из DT-830B - и т.д. В итоге, получился ассиметричный мультивибратор (ну нет конденсаторов у меня): C1 - (22+15)мкФ/100В (рабочее напряжение тоже влияет на работу конденсатора), C2 - 47мкФ/16В, R3 - 50кОм.

Включаю - не вибрирует: горит всё время правый светодиод. Оказалось, был непропай шириной ~0.1мм - и транзистор тупо с землёй не соединился.


Включаю - теперь вибрирует (видео, справа светодиод отражает выходной сигнал, светодиоды слева даже при 5В ослепительны):
- однако скважность не 2 (асимметричный же вышел изначально);
- попытка потенциометр R3 заменить на 2 отдельно стоящих R3.1 и R3.2 по 50кОм - привела к непониманию, что именно они регулируют (при кручении каждого из них менялась и частота, и скважность). А понимание было на видео ютуба: автор спаял детали не по схеме. Вместо постоянных R2 и R4 поставлен один потенциометр 2кОм R2+R4, перемещающий номинал от одной своей части спирали к другой - и регулирующий таким образом чётко скважность (отличное решение). Потенциометр R3, в свою очередь, - регулирует частоту, должен оставаться таким способом припаян, как на его схеме;
- почему-то правый светодиод гаснет не до конца. При этом, напряжение выходного сигнала ведёт себя корректнее - и падает точно ниже 0.13В;
- выходное напряжение вместо 5В - 3.34В, что меньше заявленных потерь 0.6В из-за транзисторов. Возможно, именно поэтому автор использовал 12В при снятии ролика: чтобы падение было как можно менее выражено (9.7В). Не исключено, что диагностические светодиоды мешают - и их надо закоротить. Тем не менее, даже напряжение 3.34В является отпирающим для большинства полупроводников типа транзисторов - что делает выходной сигнал вполне управляющим. А вот при питании 3.3В - на выходе уже 1.76В, что мало для отпирания полупроводников;
- левая часть мультивибратора - высокий уровень сигнала, правая часть - низкий;
- изменение напряжения питания с 5В на 12В практически не влияет на частоту и скважность сигнала. В этот момент светодиод попал своим уже безумно ослепительным свечением в глаз - и фантом светодиода отображался на изображении с глаза ещё минут 10.


Таким образом, возможны варианты дальше:
- изменение потенциометра частоты, скажем, на 1МОм - для проверки, скушает ли мультивибратор многосекундные сигналы и многоомные резисторы;
- всё-таки найти 2 одинаковых конденсатора - и посмотреть, как повлияет на скважность и на негашение светодиода в правой части мультивибратора;
- подать напряжение питания 24В - и посмотреть, как будет меняться сигнал и поведение мультивибратора. Это нужно сделать в самом конце: мало ли, пыщ будет.

(добавлено 12.11.2024) Когда заменил R4 с 50кОм на 1МОм, припаял к конденсатору C1 ещё 10мкФ/50В (чтобы везде было 47мкФ), заменил 2 резистора R2 и R3 по 1кОм на 1 потенциометр 2кОм - пошли баги:
- скважность стала почти 2, при выкрученном потенциометре 2кОм посередине. Почти - из-за набора разных конденсаторов фирм, б/у (потеря ёмкости), разных рабочих напряжений, разных номиналов;
- подправить скважность удаётся резистором 2кОм - резисторы R2 и R3 в схеме взяты с некоторым запасом;
- скважность перестала регулироваться корректно при высоком сопротивлении R4: потенциометр 1МОм главенствует в последовательных цепях над жалкими 1кОм - и наличие их становится по барабану: даже при выкрученном потенциометре скважности в 0, мультивибратор продолжает работать обеими сторонами с одинаковой яркостью светодиодов;
- частота перестала регулироваться логично: на нижней границе 1МОм частота высокая, потом её понижение - а потом, после определённого высокого сопротивления, снова начинает подниматься. Отмечается и разная скорость изменения частоты при одинаковой скорости кручения винтика потенциометра;
- правый светодиод мультивибратора так и не гаснет до конца;
- так и не смог получить очень низкую частоту, хотя бы 0.25Гц.

Выводы:
- скорее всего, чрезмерно высокое сопротивление потенциометра частоты - принудительно превращает сигнал в идеальный по скважности 2 высокочастотный меандр. Светодиоды одинаковой яркостью слепят глаза - но не полной яркостью. И это противоречит формулам расчёта периода сигнала;
- где-то при приближении к мегаому, сотые доли вольтметра в режиме 20В перестают дёргаться. Но без осциллографа - непонятно: мультивибратор остановился или генерирует уже незаметную глазу высокую частоту. На второе указывает перевод мультиметра в режим 200мВ: десятые доли милливольта продолжают дёргаться;
- т.к. 1МОм регулирует высокую частоту грубо - рекомендуется последовательный каскад из потенциометров 1МОм, 100кОм, 10кОм. К тому же, 1МОм может не являться предельным номиналом сопротивления;
- конденсаторы должны быть одного номинала, рабочего напряжения, фирмы, года выпуска - вообще, желательно из одной партии;
- все тесты проводились со светодиодами. Без осциллографа - фактически неизвестно, как изменится частота и скважность при их изъятии из схемы.

Мультивибратор из микросхемы 4060 - лучше:
- гораздо меньше элементов, нет дорогих транзисторов, микросхема дёшева в цене, не требует парных одинаковых элементов;
- не потребуется макетная плата - можно тупо напаивать элементы на ножки перевёрнутой микросхемы;
- точная формула частоты и её широкий рабочий диапазон.

У самодельного мультивибратора есть немного плюсов, в сравнении с 4060, - поэтому он имеет право на жизнь в узком применении:
- бешеная живучесть и помехозащищённость. Что ни выкручивай, что ни закорачивай, бери в руки и швыряй об стол во включённом состоянии - максимум, остановит генерацию сигнала. Нивелируется стабильностью 4060 во времени и разнице температур;
- более простая регулировка скважности (4060, всё-таки, генерирует меандр - и с ним потом возиться надо, чтоб превратить в не меандр);
- с C1 тоже можно брать выходной сигнал, обратный из C2.

Текущая реализация мультивибратора не позволяет заявить о нём как о разработанном приборе: нужны другие номиналы всех элементов в нём. А для их практического нахождения нужен осциллограф - тупик.

(добавлено 13.11.2024) Если нужен сигнал со скважностью 2 при малой частоте - резисторы R2 и R3 (или потенциометр 2кОм) нужно полностью убрать из схемы, т.к. у резисторов разная реальная погрешность.
Обновлено ( 13.11.2024 09:27 )
 
 

Последние новости


©2008-2024. All Rights Reserved. Разработчик - " title="Сергей Белов">Сергей Белов. Материалы сайта предоставляются по принципу "как есть". Автор не несет никакой ответственности и не гарантирует отсутствие неправильных сведений и ошибок. Вся ответственность за использование материалов лежит полностью на читателях. Размещение материалов данного сайта на иных сайтах запрещено без указания активной ссылки на данный сайт-первоисточник (ГК РФ: ст.1259 п.1 + ст.1274 п.1-3).

Много статей не имеет срока устаревания. Есть смысл смотреть и 2011, и даже 2008 год. Политика сайта: написать статью, а потом обновлять ее много лет.
Рекламодателям! Перестаньте спамить мне на почту с предложениями о размещении рекламы на этом сайте. Я никогда спамером/рекламщиком не был и не буду!
Top.Mail.Ru