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1 # 玩轉嵌入式
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2 # Qi朱哥說
多諧振盪器閃爍燈電路:
多諧振盪器:利用深度正反饋,透過阻容耦合使兩個電子器件交替導通與截止,從而自激產生方波輸出的振盪器。常用作方波發生器。
多諧振盪器是一種能產生矩形波的自激振盪器,也稱矩形波發生器。在接通電源後,不需要外加脈衝就能自動產生矩形脈衝!
詳請:
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3 # 電子產品設計方案
閃爍頻率為2Hz的閃光電路為亮0.25S滅0.25秒效果
頻率的倒數為週期,2Hz的頻率代表整個閃爍的週期為0.5秒,題主所指的閃光電路應該指LED的閃光電路,在設計閃光電路前需要先了解頻率、週期、頻寬、佔空比這些引數。
頻率、週期、頻寬、佔空比是什麼意思?頻率:指每秒種出現的次數,比如50Hz的正弦波交流電,每秒就會出現50個完整的正弦波。
週期:頻率的倒數為週期,指每一個完整波形所佔用的時間,比如50Hz的正弦波交流電的週期為1/50=0.02秒,也就是說每一個正弦波佔用的時間為20ms。
脈寬:指的是在一個週期內,有效狀態所佔的時間,比如50Hz的正弦波,正半波為10ms,負半波為10ms,我們利用正半波為有效的工作狀態,那麼認為脈寬為10ms,如果利用負半波為有效的工作狀態,同樣認為脈寬為10ms。
佔空比:指有效狀態佔用整個週期的比例,比如50Hz的正弦波正半波為10ms,負半波為10ms,正半波為有效的工作狀態,那麼佔空比=10/(10+10)=50%。
微控制器的PWM設計閃光電路最為簡單我們可以用三極體的導通和截止來控制LED的亮和滅,透過微控制器輸出的PWM來控制三極體的導通和截止時間就可以得到閃光電路了。當然也可以透過定時器計時的方式讓GPIO模擬PWM訊號。如果時間精度要求不高,使用微控制器內部的晶振就可以了,如果時間精度要求較高,可以使用外部晶振哦。
時基整合晶片555也可以用於設計閃光電路使用時基整合晶片555來設計一個方波訊號發生器,然後就推動三極體控制發光二極體的開關,也可以實現題主的要求哦。透過設定適當的電阻和電容來控制電容的充電和放電的時間就可以了,當然這種方法的時間精確度就會差很多了,便設計方便、簡單,也不需要程式設計。
充電時間計算:電阻RA和二極體D1對電容C進行充電,T充=0.7*RA*C
放電時間計算:電阻RB和二極體DB對電容C進行放電,T放=0.7*RB*C
當電路通電後,振盪器就會起振,電容C上的電壓因為不能突變,時基整合晶片2腳起始是低電平,第3腳呈現為高電平,電容C透過電阻RA和二極體D1進行充電,當電容C充電到2/3Vdd電壓後,時基整合晶片555就會復位,第3腳呈現為低電平狀態,電容C透過電阻RB和二極體DB和555內部放電管進行放電。
當然還可以透過電容的充放電控制三極體的迴圈導通來實現,但時間的精度會更低。
不知道大家更偏好於那種方法呢?
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4 # 技術閒聊
提問者的意思:如何設計一個閃爍頻率為2Hz的閃光電路?
閃爍頻率為2HZ,則閃爍週期為T=1/f=0.5s,即500ms,也就說要求LED燈500ms閃爍一次,即平均1s閃爍兩次。可實現的方式有很多,下面列舉幾種常用的例子供大家參考。
一、使用處理器(CPU)實現
若有處理器(微控制器、DSP、ARM、CPLD、FPGA等)的情況下,實現起來很簡單,使用處理器其中的一個I/O口作為輸出驅動三極體,控制LED亮滅交替變化。透過簡單的程式設計使I/O口250ms輸出高電平,250ms輸出低電平,即可實現週期為500ms,頻率為2HZ的閃爍。
I/O口的輸出波形如下:實際就是使I/O口輸出頻率為2HZ的方波。
下圖使用NPN三極體驅動LED燈亮滅,當高電平時,LED亮;當低電平時,LED滅。三極體的驅動電路原理如下:
二、使用555定時器實現
555定時器的功能很強大,可以輸出任意佔空比、頻率約300KHZ以內的PWM波,如下圖555定時器方波發生器原理,其輸出波形的週期計算公式為:TH=ln2*R1*C1,TL=ln2*R2*C1,其中ln2≈0.7,如下圖取值R1=R2=768KΩ,C1=470μF,計算得TH≈250ms,TL≈250ms,所以該方波週期為T=TH+TL=500ms,頻率為1/T=2HZ。
555定時器輸出端的驅動能力約200mA左右,因此只接一個LED燈時可以不用三極體等器件作為驅動,可直接555定時器的輸出腳(4腳)。
上圖為佔空比為50%的方波發生器原理,使用二極體D1和D2改變電容C1充放電的順序,從而實現電容C1充電時只經過R1,放電時經過R2。若去掉這兩個二極體,其充放電的週期公式為:TH=ln2*(R1+R2)*C1,TL=ln2*R2*C1。
三、使用兩個三極體搭建LED閃爍電路(多諧振盪器)
如下圖是非常經典的LED交替閃爍電路,該電路是使用兩個NPN三極體及電容充放電的原理實現LED1和LED2交替閃爍,若只需1個或1組LED時,可將LED2使用電阻代替即可。此電路屬於多諧振盪電路,兩個三極體一個管子導通時,另一個截止,透過容阻耦合使兩個管子交替導通與截止,從而產生自激震盪。
其多諧振盪器的震盪週期為T=0.7(R2C1+R3C2),由於R2和R3、C1和C2的值相同,因此T=1.4*R2*C1,透過改變電容C1、C2和電阻R2、R3的值可改變閃爍頻率。對於新手來說這個電路比較難理解,大家可以慢慢體會。
總結:上文提供了三種比較常用的LED閃爍方案,第一種使用處理器實現比較簡單,但是前提原系統當中已有處理器可直接使用,否則只是為了LED閃爍單獨設計一個處理器划不來,成本太高;第二種方案使用555定時器製作,也是很常用的方法,一個555晶片加一些電容電阻即可實現,原理簡單,成本也較低;第三種是非常經典的多諧振盪電路,只要兩個三極體加幾個電容電阻即可實現,成本低。
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5 # 電子及工控技術
對於2Hz的閃光電路我們的解決方案還是很多的,從解決的手段來說可以用類比電路的分離電子元器件來實現也可以用數位電路來實現還可以用微控制器的程式設計來實現總之只要開動腦筋辦法還是能找出一些的。
用類比電路來實現2HZ的閃爍電路
在學習類比電路時會做過這種電路,透過四個電阻以及三極體,發光二極體LED和10微法的電容兩個就可以構成一個安一定頻率閃爍的電路,發光LED閃爍的頻率與電阻和電容的選擇有密切關係,我們只要選擇合適的電阻就能夠達到閃爍頻率為2Hz的要求。這一種電路我們稱為無穩態多諧振盪器。
由分離電子元器件製作的無穩態多諧振盪器其結構形式有多種,只要選擇合適的電阻就可以達到每個LED小燈亮0.25秒滅0.25秒的要求。
用數位電路來實現2HZ的閃爍電路
用數位電路實現閃爍電路的可選項還是 非常多的,下面我給朋友們分享一下實現的幾種方法。
我們知道用分離元件搭建的閃爍頻率電路由於受到各個元件的引數差異其振盪頻率不是很精確,為了提高閃爍頻率的準確度,我們可以運用以數字晶片為主來製作2HZ的閃爍電路,運用數字晶片構成的多諧振盪器的穩定性好,比如可以用六非門整合晶片CD4069構成閃爍電路。這個電路的振盪週期T=2.2R2C1,如果電阻我們選擇0.5兆歐,電容C1選擇0.47微法就可以得到振盪週期為0.5秒的閃爍電路了。
有時為了能夠達到頻率可調的閃爍電路我們還可以採用NE555為核心,用電阻和電容進行配合來達到閃爍電路的實現,這種電路的閃爍頻率與電阻R1和可調電位器W1以及電容C1有關係,我們只要調節可調電阻W1就可以實現2HZ的閃爍頻率了,使用非常方便。
如果要有多個發光LED的閃爍電路,我們可以用CD4060晶片加外圍電阻和電容構成振盪器,來實現多組的LED 閃爍電路。這個電路也是透過調節可調電阻R3實現閃爍頻率為2HZ的頻率。
用微控制器電路實現2HZ的閃爍電路
最後一類就是用微控制器來實現,透過軟體和硬體的結合達到2HZ的閃爍頻率,其實現方法是透過配置微控制器內部的定時暫存器可以實現極為準確的頻率控制。
其P0.7口輸出的高低電平如下圖所示。
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6 # 許科雲
如何設計一個閃光頻率為2HZ的閃光電器?
1⃣️我為值班室做過燈箱中閃爍的紅燈,很簡單,只要有動手能力,找些舊電板上的零件,不花一分錢就可做起來了,對於你要一秒鐘內閃兩次,只要調節微調旋鈕10秒鐘亮20次就可以了。
⬇️【以下方的振盪原理圖為準,再參照以下的圖進行功率放大,多動手搞試驗!】
2⃣️不知道你是用什麼燈閃爍?是低壓LED燈珠更簡單,上方學生課堂上玩的貓眨眼振盪原理就行。
⬇️【你想帶動幾十伏的直流燈泡閃爍就選多大功率的放大三極體,也可以串繼電器帶到大功率閃光燈】
3⃣️如果你要帶動十幾伏的燈光閃爍,那也簡單,在三極體基極上接入振盪訊號。
⬇️【找一隻矽管,一隻鍺管,一隻二極體按圖做一個可控矽,串一隻二極體不漏電,耐壓值以管子為準,自己學做!】⬆️【上圖將可控矽用於手電,手提燈處,可以省了用開關】
4⃣️如你要將220V的(比如220V紅指示燈閃爍)那也簡單,在可控矽觸發極上接入振盪訊號,ceec處可用二極體反串,這個圖是我在值班室燈箱中裝的閃光燈,閃了幾年都沒壞。
⬇️【下圖是我使用幾年的閃光燈線路圖,你看懂了所有圖,找些舊材料自己製作,有疑點可留評!】
回覆列表
要走一個閃光電路,閃爍頻率為2Hz,即500ms亮滅交替。這個電路實現起來比較簡單,如果是在微控制器電路上增加該功能的話,需要設計一個LED驅動電路以及使用定時器來實現GPIO的500ms定時翻轉;如果只是單純的設計一個閃光電路的話,可以使用555晶片來實現。
1 閃光電路原理如果用高電平代表燈被點亮;用低電平代表燈熄滅的話。那麼燈的閃爍就可以使用方波來實現。那麼閃爍的快慢就是由方波的頻率來決定的。假設燈按照500ms來交替,即亮500ms再滅500ms,那麼亮滅的一個週期就是1s,頻率為1Hz。說明原理如下圖所示。
2 微控制器實現閃光電路假設所使用的發光元器件為普通的LED,使用三極體作為驅動元器件,使其工作在飽和/截止狀態,三極體的基極接微控制器的GPIO口。所設計的電路如下圖所示。
微控制器輸出高電平時,三極體導通LED發光;微控制器輸出低電平時,三極體截止,LED熄滅。微控制器持續輸出頻率為2Hz的方波即可實現LED的閃爍。使用微控制器的定時器可以做到高精度的閃爍頻率。
3 555實現閃光電路555在半導體界作為神一樣的存在,輸出個PWM不在話下。使555工作在多諧振盪模式下即可輸出方波,所設計的電路如下圖所示。
透過電阻R365、R366以及電容C141即可實現輸出頻率的設定。透過計算,當電容為10uF、電阻總和為72K時即可輸出1Hz的方波。但是需要注意的時,555的輸出精度卻決於RC的精度,存在一定的誤差,如果對精度要求不高的話可以使用555。如果對精度要求較高,還是建議使用第一種方案。