Apa cara paling sederhana untuk membuat sinyal berosilasi?

9

Bayangkan Anda memiliki kotak hitam dengan input 5VDC dan ground dan Anda harus membuat satu output yang merupakan sinyal berosilasi. Apa sirkuit paling sederhana yang bisa melakukannya? Bisakah Anda membuat sirkuit tangki dengan induktor dan kapasitor?

Sinyal output akan terdeteksi oleh PIC. Frekuensinya tidak penting tetapi harus agak rendah (antara 10 dan 500Hz). PIC tidak akan mengukur frekuensi tetapi hanya mendeteksi jika sinyal berosilasi ada atau tidak berdasarkan pada apakah "kotak" ini terhubung atau tidak. Itu artinya sinyalnya bisa berupa dosa, kotak, gigi gergaji, apa pun bentuknya tidak masalah.

Poin bonus untuk termurah, jumlah komponen terendah dan solusi real estat terendah!

PICYourBrain
sumber
2
Letakkan osilator yang dimatikan 5v? Itu terdengar seperti metode yang paling sederhana, terkecil, dan termurah bagi saya. Saya kira saya tidak yakin apa pertanyaan Anda.
Kellenjb
Saya belum pernah melihat satu dengan frekuensi yang rendah ...
PICyourBrain
Opps, saya membacanya sebagai 500 KHz. Salahku.
Kellenjb
1
Saya bisa menggunakan osilator cincin, yang terbuat dari 3/6 inverter di IC inverter hex. Tapi itu akan terombang-ambing dalam jangkauan MHz.
Thomas O

Jawaban:

15

Hitungan komponen terendah yang dapat saya pikirkan:

masukkan deskripsi gambar di sini

The 74HC1G14 adalah versi gerbang tunggal dari paket 74HC14 dalam SOT-23.

OKE, saya berbohong. Anda bisa melakukannya dengan lebih sedikit. Ambil mikrokontroler dengan osilator internal dan tulis program yang sangat rumit ini untuk menghasilkan gelombang persegi. Jumlah komponen: 1. Ruang papan: 6 mm 2 . 2

Jika Anda menjatuhkan batasan frekuensi, Anda dapat menggunakan LED: f ~ 374740572500000 Hz. ;-)

Juga out-of-spec adalah inverter Schmitt-trigger dengan output yang terhubung ke input. Itu juga solusi 1 komponen. Harus berosilasi pada beberapa MHz.

stevenvh
sumber
+1 untuk UC, menakjubkan betapa mudah atau terbaiknya untuk menambahkan ke solusi HW paling sederhana hari ini.
kenny
Setuju, sungguh menakjubkan bahwa Anda sekarang bisa mendapatkan mikrokontroler lengkap dengan osilator internal presisi dalam paket SOT-23-6. Dan seseorang dapat membangun prototipe menggunakan bagian yang sama dalam DIP 8-pin seharga di bawah 60 sen dalam jumlah tunggal. Saya pikir saya akan menambahkan beberapa ke pesanan Digi-Key saya berikutnya hanya untuk bermain.
tcrosley
fwiw - Saya memposting bit saya sebelum saya membaca di mana Anda menyebutkan UC. Saya pikir Anda baru saja memiliki rangkaian inverter pada pembacaan pertama.
JustJeff
Saya memesan sampel gratis PIC10F200 saya. Seharusnya di sini segera. Begitu saya mendapatkan kode dipaku saya bahkan dapat memesannya dari MicrochipDirect pra-diprogram dan diberi label lebih sedikit uang maka sebagian besar solusi lainnya.
PICYourBrain
@PICyourBrain: kedengarannya hebat. Apakah ini berarti mereka juga memprogram batch yang lebih kecil? Dan dengan harga murah?
Federico Russo
4

Anda ingin jumlah komponen rendah? Bagaimana dengan ini:

masukkan deskripsi gambar di sini

Anda menerapkan kekuatan. Relai diaktifkan. Kontak terbuka. Relai dinonaktifkan. Kontak ditutup. Relai mengaktifkan ...

Ini juga bagus sebagai buzzer, dan untuk menghasilkan voltase flyback yang bagus.

Berhati-hatilah - voltase flyback dapat membunuh μC.

Tapi hei - itu satu komponen tunggal - Anda tidak bisa mendapatkan lebih dari itu tanpa mendapatkan semua kuantum ...

Majenko
sumber
Bagus, tapi seperti yang Anda katakan tentang flyback: Saya tidak ingin memasok sinyal ini ke mikrokontroler :-)
stevenvh
Saya membuat satu kali dan itu tidak berfungsi dengan baik. Untuk sinyal yang lebih bersih, saya harus menggunakan 2 relay identik yang disandingkan sebagai multivibrator
@rocket Saya dulu menggunakannya untuk menyetrum teman-teman ...
Majenko
4

Satu bagian: ATtiny 13. Ya Anda harus memprogramnya untuk menghasilkan gelombang persegi, tapi ini hanya perangkat 8 pin, Anda dapat menjalankannya pada tegangan rendah, dan dengan mudah menekan frekuensi yang Anda sebutkan.

JustJeff
sumber
2

Jika saya menginginkan osilator mandiri "nyata" maka sesuatu seperti gerbang pemicu Steven's Schmitt (yang juga saya sebutkan dalam kueri monostable) adalah solusi elektronik praktis yang murah dan fleksibel. Anda dapat menggunakan pkg 6 gerbang untuk biaya terendah (karena sangat umum) atau untuk ukuran minimum menggunakan beberapa paket gerbang tunggal kecil. Anda juga bisa menggunakan opamp atau pembanding untuk tujuan yang sama. Unijunction membentuk osilator relaksasi dengan sedikit bagian. Neon dan tutup dan resistor jika mulai putus asa. Esaki / Tunnel diode dan R !!! :-).

TETAPI jika Anda menginginkan sesuatu yang lebih kecil dan lebih murah dan elektronik yang bisa dibilang memuaskan huruf dan semangat persyaratan Anda meskipun itu tidak terlihat seperti osilator dalam isolasi, dan yang membutuhkan komponen 0 sen tunggal dikemas 140 lalu -

Siklus osilasi gigi gergaji yang digerakkan oleh perangkat lunak. Biaya eksponensial kapasitor menggunakan pullup yang lemah, didahului dengan pelepasan kapasitor. Dengan perawatan ini memberikan biaya minimal, luas minimal, tidak ada daya terkuras kecuali saat pengujian (dan hampir tidak), tidak ada EMI dll ketika tidak digunakan.

PIC pin ke Capacitor. Tutup timah lainnya ke tanah.

Aktifkan pullup yang lemah. Buat pin output. Setel rendah.

Setel pin ke input. Ukur waktu yang diperlukan untuk menjadi tinggi karena tutup dibebankan oleh pullup yang lemah. Ulangi beberapa kali jika diinginkan untuk memeriksa nilai. Dapat berupa osilator multisepeda atau siklus tunggal.

Kebutuhan: Satu kapasitor, nilai relatif rendah. Dapat 0402 jika diinginkan (bahaya pernapasan :-)) Pin bahkan dapat digunakan untuk keperluan lain jika diinginkan jika tutupnya tidak terlalu besar.

Lemahnya pullup bervariasi dalam sumber saat ini oleh? Rasio 2: 1. Di atas dapat dikalibrasi dengan menambahkan satu lagi tutup di papan dengan kap >> nyasar dan kapasitansi pin. Bersepeda dengan topi ini menunjukkan seberapa kuat pullupnya. Menambahkan tutup offboard secara paralel meningkatkan waktu pengisian.

Serupa dapat dilakukan dengan pin ADC. Versi ADC memiliki keuntungan dari respons siklus pengisian sebagian. Dengan mencari bentuk kurva muatan eksponensial, Anda dapat mengetahui berapa banyak kapasitansi yang ada di << 1 siklus RC.

Pullup eksternal R dapat ditambahkan dalam setiap kasus jika diinginkan.

Russell McMahon
sumber
The 74HC14 sedikit lebih mahal daripada gerbang tunggal, jadi itu bagus jika Anda membutuhkan> 1 gerbang, yang kami tidak. Sisanya saya tidak mengerti. Apakah Anda menggunakan PIC untuk membuat bentuk gelombang? Itu curang. Dalam hal ini saya bisa melakukannya dengan komponen nol: gunakan timer PIC untuk menghasilkan gelombang persegi dan masukan pada pin lain. PIC tidak dihitung sebagai komponen, karena kami sudah memilikinya. Selain itu, apakah Anda melepaskan tutupnya dengan membuat I / O rendah? PIC tidak akan suka itu. UC tidak suka beban kapasitif!
stevenvh
Beban kapasitif adalah OK jika spesifikasinya tidak terlampaui. Tambahkan 0402 seri R untuk membatasi arus jika diinginkan (tidak perlu). Mengosongkan topi kecil dengan PIC sering dilakukan dan dapat juga dalam spesifikasi lembar data. Contoh: A 1 nF dan penarikan 100k memiliki Tc = 100 us. Ubah sesuai. 100 pF mungkin cukup. Biaya pin dan area jika tidak tersedia :-). Saya berpikir tentang loop 2 pin - tetapi itu juga menambahkan pin konektor dan lebih banyak real estat. Dengan tidak adanya spesifikasi yang pasti, 1 x C tampak lebih aman. (1 sen). Jika menggunakan loop formal osilasi tidak diperlukan. Cukup periksa untuk loopback tinggi / rendah.
Russell McMahon
2

Saya akan menggunakan IC timer 555, dalam mode astable. Dua resistor dan dua kapasitor.

Lima komponen. $ 0,50

Ini tidak sepintar jawaban yang lain. Tapi itu akan berhasil. Dan 10Hz atau 500Hz mudah dicapai. Dan insinyur lain akan melihatnya dan langsung mengerti. Dan Anda dapat dengan mudah menyetelnya dengan pot atau dengan menukar komponen. Ini adalah solusi teknik.

Saya memberi diri saya 10/10 dan tidak ada poin bonus.

Jika yang benar-benar Anda inginkan adalah trik magis yang dikaburkan yang tergantung pada suhu, jejak induktansi, pengorbanan hewan ritual, dll. Maka dengan segala cara gunakan salah satu peretasan analog.

Andy McC
sumber