Комментарии 36
Я почему-то подумал, что экзамен состоит в проектировании принципиальной схемы на основе структурной... А похоже что нет.
И не понятно, почему на светодиод датчика должны подаваться короткие импульсы и для чего разруливание импульсов с выхода компаратора возложено на "блок управления индикацией".
Экзамен состоит из нескольких модулей: схемотехника, проектирование печатной платы, сборка печатной платы, измерения, ремонт. Как опция может быть программирование микроконтроллеров, но эту часть обычно никто не вводит.
В модуле схемотехники студенту может попасть задача либо разработать функциональный узел на основе структурной схемы и описания задачи, либо дополнить фрагмент схемы.
Перед студентами колледже фактически по образовательным стандартам не ставятся задачи проектирования, необходимо обладать знаниями схемотехники на уровне "отличить резистор от конденсатора", чтоб припаять правильный компонент в нужное место, настройку произвести. Ну максимум ремонта, хотя и этому практически не учат. Стране нужны рабочие кадры. А проектирование - это в ВУЗы.
Вы специально учите своей схемой делать аналоговые мультивибраторы на 74HC00? Где внутри идут подряд 3 инвертора и в линейный режим такое не вводится в принципе, а при переходе порога переключения на выходе могут вполне себе стомегагерцовые бёрсты быть? Такое надо делать или на 74HCU или на ТШ (что кстати и сделано в другом месте схемы). Кроме того, генератор меандра на ТШ делается на 1 инвертирующем элементе.
Я уже давно никого не учу, завязал с этим делом. Просто делюсь своим опытом. А если смотреть на эту схему, как на экзаменационное задание по схемотехнике, то требований к проектированию этого генератора в нем не было.
Сделать генератор импульсов можно было по разному. Можно на одном вентиле или на двух, можно на триггере или на 555. Я сделал так. Такие схемы достаточно часто встречаются в старых схемах.
Судить о количестве чего-то внутри логической микросхемы по маркировке сейчас очень сложно. Под 74НС серией сейчас каждый производитель продает что угодно. В зависимости от производителя логические микросхемы с одинаковой маркировкой могут иметь совершенно разные электрические параметры, в том числе логические уровни, рабочие частоты и токи потребления. Спасибо, хоть по выводам это все совместимо.
Такие схемы достаточно часто встречаются в старых схемах.
На каких-нибудь 74LS они встречаются и работают нормально, да. И кстати вспоминаю, что где-то давным-давно видел рекомендацию делать генератор меандра на 74/74LS из 3 инверторов, а не из двух как у вас. По причине что якобы на двух генератор может остановиться или не запуститься. Не знаю правда, насколько это верно.
Судить о количестве чего-то внутри логической микросхемы по маркировке сейчас очень сложно.
Зато можно по даташиту, там для 74HC/HCT иногда рисуют эти три инвертора в явном виде. И можно по опыту, например попробуйте собрать параллельный или последовательный кварцевый генератор на 74HC04.
В целом -- попытка использовать 74HC/HCT в аналоговом режиме это плохая практика и не стоит этому учить и вообще показывать. Специально придумали 74HCU04 для тех, кому нужно (там 1 инвертор) и всякоразные ТШ. Ну и 555 тоже, в т.ч. сдвоенные 556, и даже в CMOS-варианте они есть. Дофига нормальных способов.
У тексиса в апнотах было написано, что не рекомендуется использовать логические микросхемы для генерации импульсов в пользу специализированных микросхем. Но когда это кого-то останавливало?
Когда вы, собрав что-то аналоговое (да хотя бы кварцевый генератор) на 74HC, получите на выходе меандр с частотой 1хх МГц -- думаю, вас остановит. Из-за тех трёх инверторов это из "не рекомендуется, но збс работает всегда" превращается "в зависимости от производителя кварца и микросхемы может не работать или глючить".
А что Вы тогда скажете про 74HC4060, схема которой явнейшим способом намекает про использование её части в качестве генератора?
Доля правды в комментарии есть. Действительно структура не каждого логического вентиля годится для использования в качестве генератора. В частности 2И-НЕ является именно таким, генераторы на нем могут стабилизироваться в неопределенном состоянии где-то между нулём и единицей. И стабильность частоты от них сложно добиться.
А аот 4046 - наоборот, её структура сразу оптимизировалась с учётом использования в режиме генератора.
Речь идёт, КМК, не о схеме генератора на 3 инверторах, а о том, что внутри 74HC04 один логический инвертор представляют 3 последовательных физических.
P.S. FAIRCHILD CMOS Oscillators handbook. ЕМНИП - и о предпочтительности схемы на 3 логических и физических инверторах.
Не буду вступать в дискуссию о применимости таких генераторов, но замечу, что производители рекомендуют добавить резистор в сотни ом последовательно на входе. На данной схеме - от точки соединения конденсатора и резистора к выводам 1-2 и 12-13 IC8. Он нужен для ограничения тока перезарядки конденсатора положительной обратной связи через входные защитные диоды. Для учебной схемы это особенно важно.
Это же не учебное пособие, а задание для экзамена. Как я могу на экзамене требовать от студента колледжа, которого полтора года готовят и у которого схемотехники было 72 часа, больше, чем его научили. А по учебным программа они рассматривают только типовые схемотехнические узлы в сильно абстрактной форме. Логику изучают вообще как правило даже без привязке к конкретной серии микросхем, просто условные квадратики с буковками внутри.
Для примера посмотрите выдачу в поисковике. Такие тонкости - это уже углубленная подготовка.
То что всё сделано на дискретных компонентах в наш век засилья микроконтроллеров это +10 к статье! Тепло и лампово!
Мелочь: только из каментов к статье понял в чём, собственно, заключается задача для студентов
Цели писать о процедуре экзамена не было как таковой. Хотелось рассказать именно про саму схему. Покопайтесь в моем блоге, там еще десяток схем чисто на логике есть. К примеру, есть усилитель звуковой частоты на NE555 и драйвере шагового двигателя. Ну и еще много интересного в таком духе.
Понятно
Просто на Хабре есть цикл статей про китайские радиоконструкторы-задачники для школьников, типа: "найди ошибку в схеме". Я подумал что это наш ответ
Да там китайские инженеры накуролесили в схеме, а потом решили назвать это как конструктор-головоломка. Сперва спаяй, потом еще и разберись, почему это не работает )))
Раньше у буржуев был конкурс 7400. На него люди проектировали разные устройства на стандартной логике. В последний год проведения был проект rf метки стандарта е-марин. Я там вдохновлялся в свое время. Жаль, что этот конкурс уже лет наверное 15 не проводится, может больше.
В автономном режиме питание датчика осуществляется от батареи типа 7HR22 — в простонародье «Крона».
Ожидал что-то литий-тионилхлоридное в таком-то приборе.
У нас от застройщика были установлены в каждой комнате точечные извещатели. Раз в пол года примерно они начинают истошно пищать, привлекая к себе внимание... датчики висят автономно, и питаются от кроны.
Очень странный ответ.
— У нас используется щелочная батарейка.
— Странно, а почему не литий-тионилхлоридный, что является ожидаемым выбором для такого прибора?
— У нас используется Крона, раз в полгода пищит.
Что странного? В реальных точечных извещателях бывает, что используется батарейка типа кроны. Я проектирую задачку для экзамена, и в ней использую батарейку типа крона. Расходники на экзамен - одноразовые. Зачем закладывать что-то более дорогое? В условиях массового экзамена покупка более дорогих батареек на один раз не очень целесообразна. Я думал, что тут все понятно. Видимо, по этой же причине застройщики ставят самый дешевый вариант.
Я помню, что у промышленных датчиков две микросхемы логики на всё 🤔 где-то была схема, надо найти
Эта схема все таки является задачей по схемотехнике. И часть функций введена искуственно чтоб интереснее было её решать. В частности счётчик, который накапливается количество срабатываний датчика подряд - в реальной схеме можно было бы обойтись интегратором на RC цепочке.
Неужели полигоны было не задействовать под "-" питания?
Это не полигоны, а экономия фрез на пробельных местах. Плата проектировалась под заводское исполнение без лишних полигонов. Прототип я фрезеровал. Чтоб пробельные места не сбривать, просто контур в два прохода прорезаю и все. Для низкочастотных схем это приемлемо. Для более критичных к разводке прототипов все полностью фрезерую.
Вопрос: а МК под всё вот это вот не проще и дешевле было бы?
Конечно же проще поставить микроконтроллер. Но это же не будет так интересно! Да и потом надо учитывать специфику мероприятия под которое готовилась эта схема. В тексте статьи я об этом кратко написал.
Представил подобный экзамен в универе. Разработать 3 варианта схемы : на дискретных компонентах, на интегральных микросхемах и на МК. Всесторонняя проверка знаний.
Демонстрационный экзамен в первые годы внедрения был рекомендован для промежуточной аттестации студентов бакалавриата. И на моей памяти многие студенты в ВУЗах его сдавали, в частности в МИФИ.
Состав демонстрационного экзамена по электроники включал в себя следующие модули:
Схемотехническое проектирование
Проектирование печатной платы
Сборка радиоэлектронного устройства
Измерения
Ремонт электронного устройства
Программирование микроконтроллера
В зависимости от специальности, студентам могли предоставляться не все модули. К примеру, монтажники программирование микроконтроллеров не выполняли, и по схемотехнике было сокращенное задание. А вот бакалаврам наоборот сокращали объем задания по сборке и увеличивали на проектирование.
Было дело, собирал такой конструктор 🙂
И он даже заработал.
Для экзамена сложновато, особенно для тех ребят, для которых электроника не являлась увлечением.
Задание проходило тестирование на реальных студентах. Объем задач был оптимизирован с учетом требований к квалификации и времени проведения экзамена. Студент не должен был всю схему проектировать целиком. Необходимо было проработать один каскад. Так что все реально.
Случайный PCB-art, «сломавший головы» сотням студентов-электронщиков