Wie kann ich eine 15-Minuten-Eieruhr-Schaltung machen?

Ich möchte Ihren Lernspaß nicht ruinieren, ABER wenn Sie eine vollständigere Vorstellung von diesem Projekt haben, können Sie zu schwierigeren übergehen.

Die folgende Schaltung ist fast genau das, was mir sofort in den Sinn kam (ich hatte in den letzten Jahren viel mit 4017 zu tun :-) ) und siehe da, jemand hat es sehr gut aufgeschrieben.
Der 4017 ist ein dekodierter "Johnson Counter" (siehe nachschlagen), der einen sequenziellen Eins-von-Zehn-Ausgang liefert.
Sie können veranlassen, dass es
bis zur Position N hochzählt und stoppt,
oder bis zur Position N und dann zurückgesetzt wird,
oder Sie können mehrere verketten
oder mehr ....

Ein sehr nützlicher IC.
Datenblatt für die Basis-CMOS-Version hier
und für die gepufferte 74HC4017-Version hier .

Beachten Sie, dass der "einfache" CD 4017 eine ganz besondere Funktion hat , die allen "verbesserten" Versionen fehlt - er hat einen Schmitt-getriggerten Takteingang - was bedeutet, dass Sie ihn mit einer Benutzertaste oder anderen langsamen und lauten Eingaben verwenden können Eingang. manchmal ein immens wertvolles Feature.

Die Schaltung selbst reicht:

Macht das was du willst?. Naja fast.
Sehen Sie sich die Enable- und Reset-Leitungen an.
Schau dir das Datenblatt an.
Was passiert, wenn Sie die Enable-Leitung in den Ausgang N stecken?

https://homepages.westminster.org.uk/electronics/images/4017_08.gif

ABER sie haben wirklich hervorragende Arbeit geleistet, indem sie hier eine Plug-in-Breadboard-Version präsentiert haben

Dazu führen. Sie könnten ein kleines Steckbrett und weniger LEDs und einen anderen Oszillator
(z. B. 555 / 4040 usw.) verwenden, aber dies ist ein äußerst gut gemachtes Beispiel

DANN können Sie eine Million Alternativen [von hier] in Betracht ziehen - alle Bilder sind Hotlinks zu einer Seite. Schauen Sie sich den oberen Rand der Seite an, um den offensichtlichen und äußerst nützlichen Weg zu sehen, auf dem ich diese Eieruhr-Schaltkreissammlung und diese überlappende, aber nicht identische Eieruhr-Schaltkreissammlung (plus jeweils einige andere Dinge) erhalten habe.

74HC4017 "unter der Haube":

Genauigkeit der Uhr:

Probieren Sie es aus und sehen Sie. Verwenden Sie eine Uhrenkappe von guter Qualität - KEINE Keramik.

Was wäre, wenn Sie es doppelt so schnell takten und zB Dioden verwenden würden, um eine einzelne LED pro 2 Ausgänge ODER zu ODER?
Oder 3 mal so schnell?

Wenn Sie eine schnellere Uhr verwenden möchten, sehen Sie sich CD4040, CD4020, CD4060 an. Beachten Sie, dass einer von diesen sowohl teilen als auch selbst oszillieren kann. Sie können immer noch insgesamt 2 ICs haben, aber auch eine Uhr und einen Teiler. Genießen.

Ich würde vorschlagen, dass Sie einen 555 vermeiden, da er wirklich nicht für genaue Anwendungen gedacht ist - Toleranzabweichungen in R (1%) und C (5% oder 10% je nach Wert) und die 555-Schwellenwerte werden Ihre Zeitgenauigkeit wahrscheinlich auf einschränken zwischen 7-15% Genauigkeit im besten Fall.

Verwenden Sie stattdessen entweder einen Mikrocontroller oder, wenn Sie das Programmieren vermeiden und sich an die Logik halten möchten, einen 74HC4060 : Er ist zum Ansteuern eines Quarzkristalls gedacht (Hinweis: 32768-Hz-Kristalle sind eine schöne Zweierpotenz), und er hat a 14-stufiger Teiler zur Erzeugung langsamer Rechteckwellen aus einer schnellen Quellfrequenz. Sie sind billig, weit verbreitet, in DIP für einfaches Prototyping erhältlich und werden von mehreren Herstellern hergestellt.

Mit dem 4060 müssten Sie eine minimale Zustandsmaschine aus Logikschaltkreisen hinzufügen, nicht schwer mit einigen 74HC74-Flip-Flops und einigen Gattern.

Ihre Frage ist sehr allgemein, daher kann ich vielleicht einige allgemeine Hinweise geben. Grundsätzlich kann man bei der Lösung eines solchen Problems entweder eine kundenspezifische elektronische Schaltung entwerfen, um dieses eine spezifische Problem zu lösen, oder man kann einen Allzweck-Mikrocontroller verwenden, die verschiedenen Drucktasten und LEDs usw. anschließen und die Logik in Software implementieren.

Da Sie einen Hintergrund in der Computerprogrammierung haben, ist vielleicht der letztere Ansatz besser für Sie. Kennen Sie Arduino-Mikrocontroller ?

Während es viele Mikrocontroller zur Auswahl gibt, wurden Arduinos zu Hunderttausenden verkauft, sind leicht erhältlich (überprüfen Sie Ihr lokales Radio Shack) und wenn Sie es googeln, finden Sie Dutzende von Büchern und Artikeln, die beschreiben, wie einfache Projekte wie verdrahtet werden Das.

Hier ist ein YouTube-Video von jemandem, der mit einem Arduino einen Timer macht.

Ich habe mich nicht hingesetzt und tatsächlich versucht, dies zu entwerfen, aber auf den ersten Blick scheint es, als ob der Ansatz, einen 555-Timer für das grundlegende Timing zu verwenden, in Ordnung sein sollte. Das ist, was 555 tun. Sie werden jedoch etwas zusätzliches "Zeug" brauchen, denke ich. Um die Impulse vom 555 zu erhalten, müssen die Werte für ein paar Komponenten (ein oder zwei Widerstände und ein Kondensator) eingestellt werden, die in Verbindung mit dem 555 verwendet werden. Wenn Sie sich einige der verschiedenen 555-Tutorials ansehen, die es gibt , sollten Sie in der Lage sein, die Formel zu finden, die Ihnen sagt, wie Sie die richtigen Werte auswählen, um das gewünschte Timing zu erhalten.

Der schwierigere Teil besteht darin, die ICs einzeln als Reaktion auf die Signale vom 555 umzuschalten. Sie benötigen einige Logikteile, es sei denn, ich verfehle mein Ziel. Sie könnten es wahrscheinlich mit ein paar Flip-Flops oder vielleicht einem Zähler-IC machen. Dann wollen Sie nur Transistoren, um die LEDs und die Glocke zu steuern.

Wenn Sie diskrete Mathematik / boolesche Algebra studiert haben, werden Sie wahrscheinlich schnell herausfinden können, wie Sie das logische Bit aus diskreten Komponenten zusammensetzen. Schauen Sie nach, wie Flip-Flops und Riegel und Zähler funktionieren, und ich denke, Sie werden in der Lage sein, etwas in Gang zu bringen.

Grundsätzlich möchten Sie den Impuls (Ausgang hoch) des 555 als digitale "1" behandeln. Dann möchten Sie, dass Ihre Logikschaltung das Richtige tut, sodass 1 Impuls irgendwo zu einem "Ausgang hoch" führt, wo dieses hohe Signal an den Transistor geht, der etwas einschaltet (und vielleicht etwas anderes ausschaltet), und so, dass 2 Impulse verursachen ein anderer Transistor zum Ein- (oder Ausschalten) usw. usw. (um Ihre 3 diskreten Stufen zu ermöglichen).

Hier ist auch ein ziemlich gutes Tutorial zur Verwendung dieser 555-Timer: http://www.sentex.net/~mec1995/gadgets/555/555.html