4060 Timer-Berechnung

Hier ist einer, der komplett digital ist, keine Abstimmung benötigt und auf jedem 1-Sekunden-Taktoszillator läuft.

WIE ES FUNKTIONIERT:

C1R1 ist ein Unterscheidungsmerkmal, und wenn V2 zum ersten Mal auftaucht, wird eine schmale positive Spitze (MR) über R1 erzeugt. Es wird verwendet, um sicherzustellen, dass beim Einschalten der Stromversorgung U1, U2, U5 und der RS-Latch, der U6A und U6B umfasst, alle in bekannten Zuständen sind, wobei alle Zählerausgänge auf Null zurückgesetzt und der Latch gesetzt sind, wodurch K1 eingeschaltet wird. Wenn dann die nächste Uhr kommt, beginnen sowohl der 12-Minuten-Zähler (U5) als auch der 48-Stunden-Zähler (U1 und U2) aufwärts zu zählen, wobei V1 gleichzeitig die 1-Hz-Taktquelle ist.

Wenn der 12-Minuten-Zähler 720 (die Anzahl der Sekunden in 12 Minuten) erreicht, dekodieren U1A, B und C diesen Zustand und senden einen Impuls an U5B, der die Verriegelung ZURÜCKSETZEN und das Relais ausschalten wird. Gleichzeitig sendet der Ausgang von U6A ein Hoch an U4B, wodurch der Zähler zurückgesetzt und dort gehalten wird, bis der 48-Stunden-Zähler auf 172800 zählt, die Anzahl der Sekunden in 48 Stunden.

Wenn der Zähler dort ankommt, decodieren U3A, B, C und D diesen Zustand und senden ein High an die RESET-Pins des Zählers, wodurch alle seine Ausgänge auf Low gesetzt und ein neuer 48-Stunden-Zählzyklus gestartet werden. Der Impuls wird auch an das Latch gesendet, das es EINSTELLT, das Relais einschaltet und das RESET des 12-Minuten-Zählers freigibt, wodurch der neue 12-Minuten-Zyklus erneut und synchron mit dem 48-Stunden-Zähler gestartet wird.

Kurz gesagt, das Relais schaltet sich ein und beide Zähler beginnen beim Einschalten zu zählen. 12 Minuten später schaltet sich das Relais aus und bleibt ausgeschaltet, bis der 48-Stunden-Zähler abläuft, wenn ein neuer Zyklus nahtlos beginnt, wobei sich das Relais einschaltet und beide Zähler gleichzeitig mit dem Countdown beginnen.

AUF DEN DEKODERN:

Der 12-Minuten-Decoder:

Da 12 Minuten 720 Sekunden sind und U5 ein binärer Aufwärtszähler ist, sehen seine Ausgänge, sobald seine Ausgänge gelöscht wurden und er zählen darf, wenn er 720 Ein-Sekunden-Taktimpulse akkumuliert, so aus:

$$\style{color:black;font-size:100%}{0010\ \ 1101 \ \ 0000}$$

Mit dem MSB ganz links.

Um diesen eindeutigen Zustand zu erkennen/decodieren und zu unserem Vorteil zu nutzen, müssen wir nur alle Zählerausgänge, die EINSEN sind, wenn der Zählerstand 720 erreicht, UND verwenden und den Ausgang dieses Decoders verwenden, um was zu tun muss erledigt werden, bevor die nächste Uhr kommt. Keine große Sache mit einer 1-Sekunden-Uhr.

Der 48-Stunden-Decoder:

Die Logik für die 48-Stunden-Uhr ist ähnlich, aber wenn sie bis zu 172800 Sekunden zählt, sehen ihre Ausgaben so aus:

$$\style{color:black;font-size:100%}{0000\ \ 0010\ \ 1010\ \ 0011\ \ 0000\ \ 0000}$$

Die Ausgabe des 48-Stunden-Decoders wird also wahr, wenn die fünf Ausgabe-EINSen UND-verknüpft und als Trigger verwendet werden.

Wenn Sie an der Schaltung interessiert sind, hier sind die Dateien, die Sie benötigen, um eine Simulation mit LTspice auszuführen, wenn Sie so geneigt sind ...

Wenn ja, laden Sie einfach alle Dateien in denselben Ordner herunter und klicken Sie mit der linken Maustaste auf eine der .asc-Dateien. Wenn Sie LTspice auf Ihrem Computer installiert haben, sollte es die Datei finden und den Schaltplan aufrufen. Wenn Sie dies nicht tun, ist es kostenlos unter http://www.linear.com/designtools/software/ verfügbar.

Abgesehen davon ist das "Test"-Schema identisch mit dem Hauptschaltbild, mit der Ausnahme, dass die Decoder entfernt wurden, damit einige Zyklen ausgeführt werden können, um die Logik zu überprüfen, ohne ewig auf eine Lösung warten zu müssen.

Genießen!

Sie verkomplizieren nicht nur Ihre Schaltung unnötig, sondern haben auch das falsche Timing. Es besteht keine Notwendigkeit, die Reset-Leitungen zu verwenden, und es ist nicht erforderlich, die Triggerleitung zum 555 zu puffern/invertieren. Außerdem ist der Versuch, einen 555 zu verwenden, um einen 12-Minuten-Impuls zu erzeugen, ziemlich zum Scheitern verurteilt.

Mit Ihrer Schaltung impliziert eine 8-Stunden-Dauer vom 4060 eine Takteingabe von

$$T = \frac{8\times 3600}{2^{13}} = 3.515 \text{ seconds}$$ und für einen Zeitkondensator von 0,22 uF bedeutet dies $$R1 = \frac{3.515}{2.2\times 2.2 \times 10^{-7}} = 7.26\text{ Mohm}$$ Außerdem macht Ihre Verwendung des 4060 zum Ansteuern der 555-Schwellenspannung natürlich keinen Sinn.

Wenn Sie dies tun möchten, besteht der Ansatz zum Einstellen des Timings darin, den Q4-Ausgang zu überwachen und für einen Zeitraum von 56,25 Sekunden (+/- 0,28 Sekunden) anzupassen. Während dies extrem mühsam wäre, ermöglicht es die Einstellung des Zeitraums in weniger als beispielsweise einer Stunde. Einen Single-Turn-Pot auf 0,5 % einzustellen, wird jedoch eine Herausforderung sein.

Das 555-Timing (unter Ignorierung einer anscheinend unsinnigen Verwendung des Schwellenwerteingangs UND einer Fehlverbindung der Timing-RC-Komponenten) würde eine Impulsbreite von 120 Sekunden erfordern. Aus dem Datenblatt geht hervor, dass bei einem Kondensator von 4,7 uF

$$R5 = \frac{120}{1.1\times 4.7 \times 10^{-6}} = 23\text{ Mohm}$$

Ehrlich gesagt wäre es besser, 2 4060er und eine schnellere Uhr für den ersten zu verwenden. Sie würden die Ausgabe des zweiten 4060 direkt zum 555-Trigger führen. Zum Beispiel erfordert die Verwendung von Q12 zum Ansteuern des zweiten 4060 und die Verwendung von Q14 zum Ansteuern des 555 ein R1C1-Produkt von

$$RC = \frac{48\times 3600}{2.2\times 16384 \times 4096} = 1.18 \text{msec}$$ Mit dieser Taktrate wird die Q4-Periode sein $$T1 = 16 \times 1.18 = 18.8\text{ msec}$$ und die Messung wird viel weniger Zeit in Anspruch nehmen.