D триггер принцип работы: JK-триггер. Чем он отличается от остальных триггеров?

Содержание

JK-триггер. Чем он отличается от остальных триггеров?

Устройство и принцип работы JK-триггера

Наиболее сложный по конструкции триггер широко используется в цифровой технике благодаря своей универсальности. Это, так называемый, JK-триггер.

На рисунке видно, что JK-триггер имеет пять входов, в том числе прямой Q и инверсный выходы Q.

К уже известным входам R (Reset) – сброс, S (Set) – установка, С - тактовый вход добавлены ещё два. Это входы J (Jump) и K (Kill).

Благодаря наличию этих дополнительных входов появляется возможность несложными схемными средствами достигать интересных результатов.

Логика работы основных входов (C, J, K) реализована следующим образом. Если на входе J высокий потенциал, а на входе K – ноль, то триггер установится в единичное состояние по спаду тактового импульса на входе С. Если на входе J – ноль, а на входе К высокий потенциал то по спаду тактового импульса триггер "сбросится" в нулевое состояние. Когда

J=K=0 независимо от тактовых импульсов состояние триггера не меняется. И если J=K=1, то при приходе каждого тактового импульса состояние триггера меняется на противоположное. В этом случае триггер работает как делитель частоты на два.

Благодаря такой логике работы появляется возможность довольно гибко настраивать алгоритм работы триггера. Такая универсальность позволяет использовать JK-триггер в устройствах со сложной логикой работы.

На JK-триггерах несложно реализовать делитель частоты на десять. Если мы подадим на вход импульсы с частотой 10 кГц, то на выходе получим уже 1 кГц. Такие схемы называют декадным делителем или декадой.

Делители с различным коэффициентом пересчёта раньше активно использовались радиолюбителями при изготовлении электронных часов и несложных музыкальных инструментов. Данная схема очень неэкономична и займёт много места, если собирать её на дискретных элементах, так как в ней используется четыре триггера и элемент 2И.

В широко распространённую серию К155 на базе ТТЛ логики входит универсальный JK-триггер К155ТВ1 (КМ155ТВ1). Зарубежными аналогами этой микросхемы являются SN7472N, 7472, SN7472J. Этот триггер построен по двухступенчатой схеме и имеет сложную входную логику, где три входа J и три входа K объединены по схеме логического И. Кроме того триггер имеет прямой и инверсный выходы, входы установки и сброса (S и R) и вход тактовых импульсов С. Вот так он обозначается на схеме.

Вот так выглядит его внутренняя структура. Те, кто знаком с базовыми логическими элементами и устройством простейшего RS-триггера разберутся в устройстве JK-триггера без особых трудностей.

Этот триггер, как видно на схеме, организован на основе логических элементов И – НЕ с различным числом входов. В схеме присутствуют элементы: 2И – НЕ, 3И – НЕ, и 6И – НЕ. Наличие элементов 6И – НЕ, а также двухступенчатой структуры делает триггер многоцелевым и универсальным. В зависимости от конечной задачи, входы триггера могут объединяться или подключаться к другим логическим элементам схемы.

На микросхеме К155ТВ1 можно собрать несложную схему наглядно демонстрирующую работу JK-триггера. Как у почти всех микросхем этой серии 7 вывод - это корпус, а 14 вывод - это напряжение питания +5V. На 12 вывод (вход тактовых импульсов), и на прямой и инверсный выходы триггера, (выводы 8 и 6), необходимо подключить светодиоды через токоограничивающие резисторы.

После подключения питания один из выходных светодиодов загорается. Теперь можно проверить работу триггера по входам установки и сброса. Для этого необходимо поочерёдно подавать на выводы 2 (R) и 13 (S) низкий потенциал или "корпус".

Светодиодные индикаторы будут попеременно загораться и гаснуть, индицируя в каком состоянии находится триггер. Это проверка работоспособности. Теперь можно посмотреть работу триггера в счётном режиме. Для этого можно объединить входы J и K и соединить их с напряжением питания +5V через резистор.

Этого можно и не делать. По определению любой вывод микросхемы ТТЛ-логики, если он просто "висит" в воздухе и никуда не подключен, находится под высоким потенциалом (уровень логической единицы). Соединение свободных выводов микросхем с плюсом источника питания производится для предотвращения случайных срабатываний, то есть для повышения помехозащищённости.

Теперь можно подать на вход С импульсы такой частоты, чтобы их было визуально видно по работе светодиода HL1. Светодиоды, подключенные к выходам триггера, будут срабатывать с частотой в два раза меньше. То есть в этом режиме JK-триггер делит частоту входного сигнала на два.

Для тестирования триггера понадобится источник внешнего тактового сигнала, чтобы подать последовательность импульсов на вход C.

Простейший генератор прямоугольных импульсов можно собрать, используя микросхему К155ЛА3.

Она содержит четыре элемент 2И – НЕ. Для генератора достаточно двух элементов. Период следования импульсов можно ориентировочно рассчитать по формуле T=1,4*R1*C1.

Частота генератора прямоугольных импульсов в таком случае приблизительно будет равна f = 1/T. Для тех номиналов резистора R1 и конденсатора C1, что показаны на схеме, период генератора ориентировочно равен: T = 1,4 * 1000 * 0,00047 = 0,658 (с). Частота f = 1/0,658 = 1,5197... ~ 1,5 (Гц). В дальнейшем этот простейший генератор можно использовать для проверки работоспособности различных цифровых устройств.

Главная &raquo Цифровая электроника &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Триггеры на транзисторах (Шмитта) и реле (на логических элементах)

Для выполнения логических операций применяют двоичную систему счисления. На ее основе функционируют автоматизированные блоки защиты сетей питания и суперкомпьютеры, выполняющие расчеты прогноза погоды. Триггер – это типовой компонент простых и сложных контрольных, управляющих, вычислительных систем. Устройства данной категории поддерживают определенное состояние (0 или 1), которое изменяется при соответствующей комбинации входных сигналов. С применением специального механизма сбрасывает «память» в исходное или неопределенное состояние.

Симметричный триггер, собранный по типовой схеме на биполярных транзисторах

В этой публикации, кроме разновидностей триггеров, рассмотрено аппаратное и программное обеспечение. Примеры типовых схемотехнических решений пригодятся для создания работоспособных конструкций собственными руками.

История

Функциональный триггер можно создать из обычного реле с электромеханическим приводом. Установив нужным образом контакты управляющей цепи, обеспечивают включение силовой группы после определенной комбинации входных сигналов. Отдельной клавишей выполняют сброс.

Схема RS триггера на одном реле

Электронные аналоги были собраны в начале прошлого века из ламповых приборов. Действующие схемы впервые опубликованы российскими и английскими учеными в 1918-20 гг. Позднее стали применять полупроводниковые транзисторы. В наши дни соответствующие устройства создают с применением микроэлектронных технологий.

Определения

С учетом чрезмерного разнообразия следует уточнить применяемую терминологию. В следующем перечне приведены корректные ответы на вопрос, что такое триггер (trigger):

  • устройство для записи (хранения) данных, поддерживающее два равновесных состояния;
  • базовая ячейка памяти;
  • переключающий элемент с несколькими положениями сохранения устойчивости;
  • логический компонент, способный переходить в состояние «1» или «0» с прямым и обратным (инверсным) выходом.

Классификация

Изделия этой категории разделены на две основные группы по принципу сигналов управления. В первой – формируется заданная последовательность выходных сигналов, если установлено состояние «1». После переходе в «0» генерация прекращается. Вторая – способна переключать выходное напряжение соответствующим образом. Как правило, «1» примерно соответствует уровню источника питания.

Также триггеры различают по следующим параметрам:

  • синхронность рабочих циклов;
  • статические (динамические) способы управления;
  • сложность логических схем;
  • одно,- или двухступенчатые.

Триггеры на логических элементах и на операционном усилителе

Для реализации статических триггеров хорошо подходит схема усилителя с двумя каскадами. Связь между ними организуют прямую либо с ограничительными резисторами в соответствующих цепях.

Триггер на логических элементах

Триггер (Trigger) Шмитта

Изделия этой категории могут быть созданы с применением разной элементной базы. В данном разделе рассмотрен триггер Шмитта на транзисторах. Он управляется изменением аналогового сигнала. В зависимости от уровня напряжения, выполняется переключение состояния памяти в соответствующее положение «0» или «1».

Триггер Шмидта на транзисторах с подключенной нагрузкой

Триггер что это такое

Общие принципы запоминающих элементов представлены выше. Триггером называется устройство, способное поддерживать 2 или больше устойчивых состояния, которые меняются под воздействием входных сигналов. Фактически речь о способе хранения минимального количества информации – 1 бит.

Любой триггерный автомат состоит из двух основных блоков. Первый – предназначен для сравнения или другого вида обработки входных сигналов. Второй – обеспечивает хранение данных и отображение состояния соответствующими выходными сигналами:

  • «1» – высокий уровень, прямой, Q;
  • «0» – низкое напряжение, обратный (инверторный), /Q.

Как правило, между функциональными блоками организована обратная связь. Входные сигналы также делят на группы:

  • информационные – R, T, S;
  • управляющие – V, C.

К сведению. Рабочие циклы описывают в табличной форме, которая наглядно показывает состояние памяти при разных комбинациях входных сигналов.

Типы триггеров

В следующих разделах представлены принципы функционирования стандартных устройств. Они могут работать автономно либо в различных комбинациях. Сочетания триггеров в электронике применяют для построения сложных логических схем.

Что такое trigger RS типа

Эти элементы делят на группы по способам управления. Для удобства здесь и далее пояснения сделаны с помощью логических компонентов. При необходимости можно собрать аналогичный триггер на реле или транзисторах.

RS-триггер асинхронный

Работоспособную схему можно собрать из двух типовых элементов «И-НЕ».

Схемотехника, таблица состояний, графики сигналов

RS-триггер синхронный

В этой схеме при подаче «1» на С устройство обеспечивает режим «прозрачности». Изменения на входах R и S с минимальной внутренней задержкой отображаются в промежуточных точках /R и /S. После установки управляющего сигнала «0» включается хранение данных.

Переключение состояний происходит только при наличии управляющего (тактового) сигнала

D-триггеры

Устройства этой категории отличаются временной задержкой рабочего цикла.

D-триггер синхронный

На графиках работы видно, что изменение выходного сигнала происходит только при наличии «1» на входе С. Данные сохраняются в неизменном состоянии до поступления следующего импульса синхронизации. В этом цикле обеспечивается беспрепятственная проводимость данных.

Эти устройства имеют отдельный вход для информационных сигналов

D-триггер двухступенчатый

Как и в предыдущем примере, здесь используется один канал поступления данных – D. На схеме показано, как создано более сложное устройство из двух одноступенчатых блоков.

Двухступенчатая «защелка» с управлением синхроимпульсом

T-триггеры

Эти устройства выполняют функции элементарных счетчиков.

Т-триггер асинхронный

Реализация счетчика на элементах «И-НЕ»

T-триггер синхронный

Такие устройства подходят для двукратного уменьшения частоты. На картинке показаны счетчики, собранные на базе триггеров RS и D типа.

Один выходной сигнал формируется на каждые два синхроимпульса

JK-триггер

Рабочие циклы этого устройства аналогичны рассмотренному выше триггеру типа RS. Главное отличие – изменение выходного сигнала на противоположное значение (инверсия) выходного сигнала после подачи «1» на K и J одновременно. Следует подчеркнуть отсутствие запрещенных комбинаций в информационных каналах.

Схема, собранная на элементах «И-НЕ»

Синхронные и асинхронные триггеры

Эти группы созданы по принципу зависимости состояний выхода от синхроимпульсов.

Асинхронные триггеры

Изделия данного типа изменяют состояние хранящейся информации после поступления соответствующих данных на вход. Незначительная задержка объясняется временем прохождения сигнала по цепи переключающих элементов схемы.

Синхронные триггеры с динамическим тактированием

В этой группе представлены изделия, управляемые синхроимпульсами. Переключение состояния выполняется по переднему или заднему фронту. При отсутствии активности на C данные сохраняются в неизменном состоянии, вне зависимости от поступления новой информации.

Троичные триггеры

Троичный триггер на транзисторах

Четверичные триггеры

По аналогии с предыдущим примером выполняют расчет более сложных схем.

Из двухтактных D-триггеров можно создать регистры сдвига с четырьмя и большим количеством разрядов

Триггеры с любым числом устойчивых состояний

Для улучшения количественных показателей при обработке информации применяют не только механическое увеличение числа логических элементов. Также используют различные комбинации управляющих сигналов.

Физические реализации триггеров

Базовый элемент создают из полупроводниковых приборов, используя современные технологические процессы для миниатюризации функциональных изделий.

Логический элемент на МОП транзисторах

Триггеры с тиристорами

Для повышения мощности подключаемой нагрузки можно собрать триггер с применением тиристоров. К управляющему электроду присоединяют вход S, к затвору – R. Для поддержания постоянного напряжения на аноде подойдет транзистор, включенный в соответствующую цепь.

Триггеры на релейно-контакторной базе

Несмотря на общие тенденции миниатюризации, вполне допустимо создать функциональный триггер из реле. Подобные решения, в частности, применяют для защиты цепей питания при включении мощных электроприводов.

Преимущества применения триггерных схем логики

Выяснив, что значит триггер, несложно использовать полученные знания для решения практических задач. С помощью логических элементов:

  • автоматизируют работу систем освещения;
  • обеспечивают безопасное подключение станков и других мощных нагрузок;
  • предотвращают опасные режимы с использованием сигналов от внешних датчиков.

Для создания качественного устройства на основе триггеров рекомендуется в комплексе использовать представленную информацию. Следует учесть условия реальной эксплуатации, чтобы выбрать подходящие функциональные компоненты конструкции.

Видео

триггеры | Техника и Программы

D-триггеры получили свое название от слова «delay», что означает «задерж­ка». На самом деле существуют две их разновидности, формально разли­чающиеся только тем, что первая из них управляется уровнем сигнала (ста­тический D-триггер или триггер-защелка), а вторая управляется фронтом импульса (динамический D-триггер). Фактически же это разные по устройст­ву и области использования схемы.

Для того чтобы отличить статический D-триггер от динамического, мы в обо­значении на схеме для первого поставим букву L (от слова «level» — уровень), а для второго — букву «Е» (от слова «edge» — фронт). Эти обозначения не яв­ляются общепринятыми, и в дальнейшем мы их использовать не будем, только здесь для наглядности. Микросхема 561ТМЗ содержит четыре статических триггера-защелки с общим входом синхронизации, а 561ТМ2 — два динамиче­ских D-триггера с раздельными дополнительными входами R и S (мы с ней уже знакомы, см. рис. 16.5). Если тип вообще не указывается, то обычно по умол­чанию предполагается, что речь идет о динамических D-триггерах.

Рис. 16.11. D-триггеры: а — схема статического D-триггера; б— схема динамического D-триггера на основе двух статических; в — счетный триггер на основе динамического D-триггера

Статический D-триггер легко получить из RS-триггера путем небольшой мо­дификации его схемы. Если из схемы на рис. 16.11, а исключить вход С (на­пример, объединив входы каждого элемента и превратив их тем самым в простые инверторы), то получится довольно бесполезное устройство, которое на выходе Q будет просто повторять входные сигналы, а на втором выходе, соответственно— выдавать их инверсии. Наличие тактового входа С (от слова «с1оск», которое в цифровой электронике значит «тактовый импульс») все меняет.

Если мы обратимся к диаграммам на рис. 15.8, а, то увидим, что при наличии на этом входе уровня логической единицы входные сигналы будут пропус­каться на вход RS-триггера, и рхема будет повторять на выходе Q уровни на входе D. Если же мы установим на входе С уровень нуля, то схема немедлен­но «зависнет» в состоянии выхода, соответствующем входному уровню непо­средственно перед приходом отрицательного фронта на вход С — то есть запомнит его! Поэтому такой триггер и называют «защелкой» — при подаче на вход С короткого положительного тактового импульса он как бы «защел­кивает» состояние входа. Статический D-триггер можно использовать в каче­стве буферного регистра для хранения данных — например, результатов сче­та импульсов на то время, пока идет сам процесс счета. Статическая энергозависимая память (SRAM) также, как правило, использует такие триг­геры в качестве элементарных ячеек.

Динамические D-триггеры более универсальны и область применения у них куда шире, чем у статических. Динамический триггер устроен более сложно. Один из способов построения динамического D-триггера из двух статических показан на рис. 16.11,6. Эта схема работает следующим образом: когда на общем входе С наличествует отрицательный уровень, состояние входа D пе­реписывается на выход первого (слева) триггера, при этом второй триггер заперт. Сразу после положительного фронта на входе С это состояние пере-. писывается во второй триггер и появляется на выходе Q, а первый триггер запирается. Таким образом, запоминание состояния общего D-входа проис­ходит в точности в момент положительного перепада уровней и никогда больше. Если изменить местоположение инвертора и присоединить его ко входу второго триггера, а на первый триггер подавать тактовые импульсы напрямую, то срабатывание будет происходить по отрицательному фронту, и такой тактовый вход будет считаться инверсным. Для того чтобы получить дополнительные входы асинхронной принудительной установки триггера в нулевое и единичное состояние (R- и S-входы), нужно для обоих статических триггеров выходные (правые по схеме рис. 16.11, а) элементы сделать трех­входовыми и объединить соответствующие входы у обоих триггеров. Уста­навливать по входам R и S только выходной триггер недостаточно (подумай­те почему?).

А на рис. 16.11, в показана самая простая схема счетного триггера на основе динамического D-триггера, уже знакомая нам по рис. 16.5. Из описанного ясно, как она работает — при каждом положительном перепаде на выход Q будет переписываться состояние противоположного выхода Q, то есть сис­тема будет с приходом каждого тактового импульса менять свое состояние на противоположное, в результате чего на выходе будет симметричный (незави­симо от скважности входных импульсов) меандр с частотой, вдвое меньшей, чем входная. Такой триггер можно считать делителем частоты на два или одноразрядным двоичным счетчиком — в зависимости от того, для чего он используется. В отличие от всех остальных типов триггеров (а кроме описан­ных, распространены еще, например, и т. н. JK-триггеры, но мы их разбирать не будем), счетные триггеры в интегральном исполнении отдельно не выпус­каются (при случае их легко, как вы видели, соорудить, например, из D-триггеров), а выпускаются только готовые многоразрядные двоичные счет­чики, из таких триггеров составленные. К рассмотрению счетчиков мы пе­рейдем чуть позднее, а пока кратко остановимся на регистрах.

D – триггеры

D– триггеры имеет один информационный вход (D- вход) для установки в “1” или “0” и вход синхронизации С (происходит от словаdelay - задержка)

ОсобенностьD– триггеров:

Сигнал на входе Qв тактеt+ 1 повторяет входной сигналв предыдущем тактеи сохраняет (запоминает) это состояние до следующего тактового импульса, т. е.D– триггер задерживает на один такт информацию, существовавшую на входеD.

Закон функционирования D– триггера:

Структурная схема D– триггера и условные значения

а) – со статическим управлением

б) – с динамическим управлением

Таблица истинности.

Такт t

Такт t+ 1

C

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

1

1

При С = 0 состояние Тг устойчиво и не зависит от уровня сигнала на информационном входе D.

Сокращенная таблица

Такт t

Такт t+ 1

0

0

1

1

D– триггер можно образовать из любого синхронногоRS- илиJK– триггера, если на их информационные входы одновременно подавать взаимно инверсные сигналыDи.

Хранение информации D– триггерами обеспечиваются за счет цепей синхронизации, поэтому все реальныеD– триггеры –тактируемые.

Управление может быть статическим, динамическим и двухступенчатым.

Временная диаграмма

Минимальный интервал времени между двумя тактовыми импульсами, при котором Тг работает без сбоев

Соответственно максимальная частота переключателей

Dv – триггеры

DV– триггер представляет собой модификациюD– триггера. Их логические функции определяются наличием дополнительного разрешающего входаV, играющего роль разрешающего по отношению ко входуD.

ПриV= 1 триггер работает какD– триггер

При V= 0 - переходит в режим хранения информации независимо от состояния входаD.

Управление функционированием DV– триггера имеет следующий вид:

Наличие V– входа расширяет функциональные возможностиD– триггера, позволяя в нужный момент времени сохранять информацию на выходах в течение нужного числа тактов.

Поскольку вход V– подготавливающий, сигналV= 1должен перекрывать по длительности оба фронта тактового импульса.

Наиболее удобны эти триггеры в быстродействующих схемах, поскольку передача информации происходит по одному входу, т. е. исключено состязание сигналов.Основные применения: запоминание информации в качестве разряда регистра или счетчика.

T – триггер (счетный триггер)

T– триггер имеет один информационныйT– вход (toggle- чека) и отличается простотой действия.

Информация на выходе такого триггера меняет свой знак на противоположный при каждом положительном (или отрицательном) перепаде напряжения на входе.

В сериях выпускаемых микросхем таких триггеров, как правило, нет. Но они могут быть созданы на базе других триггеров.

На основе D– триггера Временная диаграмма

T– триггер – единственный вид триггера, текущее состояние которого определяется не информацией на входах, а состояние в предыдущем такте.

Уравнение T– триггер имеет вид:

Как видно из временной диаграммы частота на выходе T– триггер в два раза ниже частоты сигнала на входе, поэтому такой триггер можно использовать как делитель частоты и двоичный счетчик.

Состояние счетных триггеров Сокращенная таблица состояний

T– триггер с прямым

динамическим управлением.

D-триггеры. Условное графическое обозначение. Назначение выводов. Пояснить принцип действия с помощью временных диаграмм. Виды синхронизации. Реализация на основе JK-триггера.

D-триггер, также как и другие типы триггеров имеют два устойчивых состояния. D-триггеры имеет в своем составе два входа: информационный — D и вход синхронизации C, т.е. D-триггер всегда синхронный. Асинхронных D-триггеров не существует.

Принцип работы D-триггера заключается в том, что при поступлении синхросигнала в триггер записывается значение, которое в этот момент установлено на информационном входе D. В другое время (при отсутствии синхросигнала) изменение значений на входе D никакого воздействия на состояние триггера не оказывает.В RS-триггерах для записи логического нуля и логической единицы требуются разные входы, что не всегда удобно. При записи и хранении данных один бит может принимать значение, как нуля, так и единицы. Для его передачи достаточно одного провода. Как мы уже видели ранее, сигналы установки и сброса триггера не могут появляться одновременно, поэтому можно объединить эти входы при помощиинвертора, как показано на рисунке 1.


Рисунок 1. Схема D триггера (защелки)

Такой триггер получил название D триггер. Название D триггера происходит от английского слова delay — задержка. Конкретное значение задержки определяется частотой следования импульсов синхронизации. Условно-графическое обозначение D триггера на принципиальных схемах приведено на рисунке 2.


Рисунок 2. Условно-графическое обозначение D триггера (защелки)

Нужно отметить, что в ТТЛ микросхемах самый распространённый элемент — это "2И-НЕ". Принципиальная схема D триггера на элементах "2И-НЕ" приведена на рисунке 3.


Рисунок 3. Принципиальная схема D триггера на элементах "2И-НЕ"

з JK-триггера можно получить D-триггер, если вход К соединить со входом J через дополнительный инвертор (рис. 2.50,д).для того, что бы использовать JK триггер в качестве D триггера, за D вход нужно использовать J вход, который соединён с входом К через инвертор


Рис. 2.50.е. Схема преобразования JK-триггера в D-триггер

 

Т-триггеры. Условное графическое обозначение, назначение выводов. Пояснить принцип работы с помощью временных диаграмм. Реализация на основе JK-триггера.

T-триггер — это счетный триггер. У данного триггера имеется только один вход.

Принцип работы T-триггера заключается в следующем. После поступления на вход T импульса, состояние триггера меняется на прямо противоположное. Счётным он называется потому, что T триггер как бы подсчитывает количество импульсов, поступивших на его вход. При поступлении второго импульса T-триггер снова сбрасывается в исходное состояние.

T-триггеры строятся только на базе двухступенчатых триггеров, подобных рассмотренному ранее D триггеру. Использование двух триггеров позволяет избежать неопределенного состояния схемы при разрешающем потенциале на входе синхронизации "C", так как счетные триггеры строятся при помощи схем с обратной связью

Т-триггеры используются при построении схем различных счётчиков, поэтому в составе БИС различного назначения обычно есть готовые модули этих триггеров. Условно-графическое обозначение T триггера приведено на рисунке 3.


Рисунок 3. Условно-графическое обозначение T триггера

Существует еще одно представление T триггера. При разработке схем синхронных двоичных счетчиков важно осуществлять одновременную запись во все его триггеры. В этом случае вход T триггера служит только для разрешения изменения состояния на противоположное, а синхронизация производится отдельным входом "C". Подобная схема T триггера приведена на рисунке 4.


Рисунок 4. Схема синхронного T триггера, построенная на основе D триггера

Подобная схема счетного триггера может быть реализована и на JK триггере.


Рисунок 6. Условно-графическое обозначение синхронного T триггера

Выводы T-триггеры широко применяются в схемах деления и умножения частоты. Без них было бы невозможна реализация синтезаторов частот, которые применяются в качестве задающих генераторов в передатчиках и гетеродинов в приемниках раций, мобильных телефонов или GSM навигаторов. Не менее важна роль T-триггеров в формировании тактовой частоты цифровых микросхем, таких как центральные процессоры компьютеров, планшетов или цифровых фотоаппаратов.

 

 

 

D триггеры, работающие по фронту (динамические D триггеры) — КиберПедия

Фронт сигнала синхронизации, в отличие от высокого (или низкого) потенциала, не может длиться продолжительное время. В идеальном случае длительность фронта импульса равна нулю. Поэтому в триггере, запоминающем входную информацию по фронту не нужно предъявлять требования к длительности тактового сигнала.

Динамический D триггер, запоминающий входную информацию по фронту, может быть построен из двух D триггеров, работающих по потенциалу (статических D триггеров). Сигнал синхронизации C будем подавать на статические D триггеры в противофазе. Схема триггера, запоминающего входную информацию по фронту (динамического D триггера) приведена на рисунке 5.1.


Рисунок 5.1. Схема динамического D триггера, работающего по фронту

Рассмотрим работу схемы триггера, приведенной на рисунке 5.1 подробнее. Для этого воспользуемся временными диаграммами, показанными на рисунке 5.2. На этих временных диаграммах обозначение Q' соответствует сигналу на выходе первого статического D триггера. Так как на вход синхронизации второго статического D триггера тактовый сигнал поступает через инвертор, то когда первый D триггер находится в режиме хранения, второй D триггер пропускает сигнал на выход схемы. И наоборот, когда первый D триггер пропускает сигнал с входа схемы на свой выход, второй D триггер находится в режиме хранения.


Рисунок 5.2. Временные диаграммы D триггера

Обратите внимание, что сигнал на выходе всей схемы D триггера в целом не зависит от сигнала на входе "D". Если первый D триггер пропускает сигнал данных со своего входа на выход, то второй статический D триггер в это время находится в режиме хранения и поддерживает на выходе предыдущее значение сигнала, то есть сигнал на выходе схемы тоже не может измениться.

В результате проведённого анализа временных диаграмм мы определили, что сигнал в схеме, приведенной на рисунке 5.1 запоминается только в момент изменения сигнала на синхронизирующем входе "C" с единичного потенциала на нулевой.

Динамические D триггеры выпускаются в виде готовых микросхем или входят в виде готовых блоков в составе больших интегральных схем, таких как базовый матричный кристалл (БМК) или программируемых логических интегральных схем (ПЛИС).

Условно-графическое обозначение динамического D триггера, запоминающего информацию по фронту тактового сигнала, приведено на рисунке 5.3.


Рисунок 5.3. Условно-графическое обозначение динамического D триггера

То, что триггер запоминает входной сигнал по фронту, отображается на условно-графическом обозначении треугольником, изображённым на выводе входа синхронизации. То, что внутри этого триггера находится два триггера, отображается в среднем поле условно-графического изображения двойной буквой T.



Иногда при изображении динамического входа указывают, по какому фронту триггер (или триггеры) изменяет своё состояние. В этом случае используется обозначение входа, как это показано на рисунке 4.


Рисунок 5.4. Обозначение динамических входов

На рисунке 5.4 (а) обозначен динамический вход, работающий по переднему (нарастающему) фронту сигнала. На рисунке 5.4( б) обозначен динамический вход, работающий по заднему (спадающему) фронту сигнала.

Промышленностью выпускаются готовые микросхемы, содержащие динамические триггеры. В качестве примера можно назвать микросхему 1533ТМ2. В этой микросхеме содержится сразу два динамических триггера. Они изменяют своё состояние по переднему (нарастающему) фронту сигнала синхронизации. Внутренняя схема D-триггеров, примененных в микросхеме 1533ТМ2, содержит дополнительные асинхронные входы R и S. Они позволяют принудительно записывать в D-триггер логический ноль или логическую единицу. Принципиальная схема одного триггера микросхемы 1533ТМ2 приведена на рисунке 5.5.


Рисунок 5.5 Принципиальная схема одного триггера микросхемы 1533ТМ2

 

Глава 6

T триггеры

T триггер — это счетный триггер. У T триггера имеется только один вход. После поступления на этот вход импульса, состояние T триггера меняется на прямо противоположное. Счётным он называется потому, что он как бы подсчитывает количество импульсов, поступивших на его вход. Жаль только, что считать этот триггерумеет только до одного. При поступлении второго импульса T триггер снова сбрасывается в исходное состояние.

T триггеры строятся только на базе двухступенчатых триггеров, подобных рассмотренному ранее D триггеру. Использование двух триггеров позволяет избежать неопределенного состояния схемы при разрешающем потенциале на входе синхронизации "C", так как счетные триггеры строятся при помощи схем с обратной связью



T триггер можно синтезировать из любого двухступенчатого триггера. Рассмотрим пример синтеза T триггера из динамического D триггера. Для того чтобы превратить D триггер в счётный, необходимо ввести цепь обратной связи с инверсного выхода этого триггера на вход, как показано на рисунке 6.1.


Рисунок 6.1. Схема T триггера, построенная на основе D триггера

Временная диаграмма T триггера приведена на рисунке 6.2. При построении этой временной диаграммы был использован триггер, работающий по заднему фронту синхронизирующего сигнала.


Рисунок 6.2. Временные диаграммы T триггера

Т-триггеры используются при построении схем различных счётчиков, поэтому в составе БИС различного назначения обычно есть готовые модули этих триггеров. Условно-графическое обозначение T триггера приведено на рисунке 6.3.


Рисунок 6.3. Условно-графическое обозначение T триггера

Существует еще одно представление T триггера. При разработке схем синхронных двоичных счетчиков важно осуществлять одновременную запись во все его триггеры. В этом случае вход T триггера служит только для разрешения изменения состояния на противоположное, а синхронизация производится отдельным входом "C". Подобная схема T триггера приведена на рисунке 6.4.


Рисунок 6.4. Схема синхронного T триггера, построенная на основе D триггера

Подобная схема счетного триггера может быть реализована и на JK триггере. Временная диаграмма синхронного T триггера приведена на рисунке 6.5, а его условно-графическое обозначение — на рисунке 6.


Рисунок 6.5. Временные диаграммы синхронного T триггера


Рисунок 6.6. Условно-графическое обозначение синхронного T триггера

Глава 7

Jk триггер

Прежде чем начать изучение jk триггера, вспомним принципы работы RS-триггера. Напомню, что в этом триггере есть запрещённые комбинации входных сигналов. Одновременная подача единичных сигналов на входы R и S запрещены. Очень хотелось бы избавиться от этой неприятной ситуации.

Таблица истинности jk триггера практически совпадает с таблицей истинности синхронного RS-триггера. Для того чтобы исключить запрещённое состояние, схема триггера изменена таким образом, что при подаче двух единиц jk триггер превращается в счётный триггер. Это означает, что при подаче на тактовый вход C импульсов jk триггер изменяет своё состояние на противоположное. Таблица истинности jk триггера приведена в таблице 7.1.

Таблица 7.1. Таблица истинности jk триггера.

С K J Q(t) Q(t+1) Пояснения
x x Режим хранения информации
x x
Режим хранения информации
Режим установки единицы J=1
Режим записи нуля K=1
K=J=1 счетный режим триггера

Один из вариантов внутренней схемы JK-триггера приведен на рисунке 7. 1.


Рисунок 7.1. Внутренняя схема jk триггера

Для реализации счетного режима в схеме jk триггера, приведенной на рисунке 7.1, введена перекрестная обратная связь с выходов второго триггера на входы R и S первого триггера. Благодаря этой обратной связи на входах R и S первого триггера никогда не может возникнуть запрещенная комбинация. При подаче на входы j и k логической единицы одновременно триггер переходит в счетный режим, подобно T триггеру.

Приводить временные диаграммы работы JK-триггера не имеет смысла, так как они совпадают с приведёнными ранее временными диаграммами RS- и T-триггера. Условно-графическое обозначениеJK-триггера приведено на рисунке 7.2.


Рисунок 7.2. Условно-графическое обозначение jk триггера

На этом рисунке приведено обозначение типовой цифровой микросхемы jk триггера, выполненной по ТТЛ технологии. В промышленно выпускающихся микросхемах обычно кроме входов jk триггера реализуются входы RS-триггера, которые позволяют устанавливать триггер в заранее определённое исходное состояние.

В названиях отечественных микросхем для обозначения jk триггера присутствуют буквы ТВ. Например, микросхема К1554ТВ9 содержит в одном корпусе два jk триггера. В качестве примеров иностранных микросхем, содержащих jk триггеры можно назвать такие микросхемы, как 74HCT73 или 74ACT109.

Так как jk триггер является универсальной схемой, то рассмотрим несколько примеров использования этого триггера. Начнем с примера использования JK­­триггера в качестве обнаружителя коротких импульсов.


Рисунок 7.3. Схема обнаружения короткого импульса на jk триггере

В данной схеме при поступлении на вход "C" импульса триггер переходит в единичное состояние, которое затем может быть обнаружено последующей схемой (например, микропроцессором). Для того, чтобы привести схему в исходное состояние, необходимо подать на вход R уровень логического нуля.

Теперь рассмотрим пример построения на jk триггере ждущего мультивибратора. Один из вариантов подобной схемы приведен на рисунке 7. 4.


Рисунок 7.4. Схема ждущего мультивибратора, собранного на jk триггере

Схема работает подобно предыдущей схеме. Длительность выходного импульса определяется постоянной времени RC цепочки. Диод VD1 предназначен для быстрого восстановления исходного состояния схемы (разряда емкости C). Если быстрое восстановление схемы не требуется, например, когда длительность выходных импульсов гарантированно меньше половины периода следования входных импульсов, то диод VD1 можно исключить из схемы ждущего мультивибратора.

В качестве последнего примера применения универсального jk триггера, рассмотрим схему счетного T-триггера. Схема счетного триггера приведена на рисунке 7.5.


Рисунок 7.5. Схема счетного триггера, построенного на jk триггере

В схеме, приведенной на рисунке 7.5, для реализации счетного режима работы триггера на входы J и K подаются уровни логической единицы. Если эти входы вывести в качестве отдельного входа, то они образуют отдельный вход разрешения счета T

Глава 8

Регистры

Регистром называется последовательное или параллельное соединение триггеров. Регистры обычно строятся на основе D триггеров. При этом для построения регистров могут использоваться как динамические (flip-flop), так и статические D-триггеры (защелки — lath).

Параллельные регистры

Параллельный регистр служит для запоминания многоразрядного двоичного (или недвоичного) слова. Количество триггеров, входящее в состав параллельного регистра определяет его разрядность. Схема четырёхразрядного параллельного регистра приведена на рисунке 8.1, а его условно-графическое обозначение — на рисунке 8.2.


Рисунок 8.1. Схема параллельного регистра

В условно-графическом обозначении возле каждого входа D указывается степень двоичного разряда, который должен быть запомнен в этом триггере регистра. Точно таким же образом обозначаются и выходы регистра. То, что микросхема является регистром, указывается в центральном поле условно-графического обозначения символами RG.

В приведённом на рисунке 8.2 условно-графическом обозначении параллельного регистра инверсные выходы триггеров не показаны. В микросхемах параллельных регистров инверсные выходы триггеров часто не выводятся наружу для экономии количества выводов корпуса.


Рисунок 8.2. Условно-графическое обозначение параллельного регистра

При записи информации в параллельный регистр все биты (двоичные разряды) должны быть записаны одновременно. Поэтому все тактовые входы триггеров, входящих в состав регистра, объединяются параллельно. Для уменьшения входного тока вывода синхронизации C на этом входе в качестве усилителя часто ставится инвертор.

Следует помнить, что назначение разрядов является условным. Если по каким либо причинам (например, с точки зрения разводки печатной платы) удобно изменить нумерацию разрядов, то это можно свободно сделать. При перенумерации входов регистров нужно не забывать, точно таким же образом, изменить номера выходов параллельного регистра.

Для реализации параллельного регистра можно использовать как триггеры с статическим, так и с динамическим входом синхронизации. В переводной литературе при использовании для построения параллельного регистра триггеров-защелок этот регистр, в свою очередь, называют регистром-защелкой.

При использовании регистров со статическим входом тактирования следует соблюдать осторожность, так как при единичном потенциале на входе синхронизации C. сигналы с входов регистра будут свободно проходить на его выходы. В таких случаях обычно используется двухтактная синхронизация, подобная рассмотренной в главе, посвященной использованию одновибраторов.

Промышленностью выпускаются четырёхразрядные и восьмиразрядные микросхемы параллельных регистров. Для построения восьмиразрядных микросхем обычно используются регистры со статическим входом синхронизации. В качестве примера можно назвать микросхемы К580ИР22 и 1533ИР33 (иностранный аналог 74ACT573).

При решении практических задач часто требуется разрядность параллельных регистров большая восьми. В таком случае можно увеличивать разрядность регистров параллельным соединением готовых микросхем. Принципиальная схема параллельного соединения четырёх регистров приведена на рисунке 8.3.


Рисунок 8.3. Увеличение разрядности параллельного регистра

В настоящее время параллельные регистры обычно являются частью более сложных цифровых устройств, таких как цифровые фильтры, ОЗУ, синтезаторы частот или схемы прямого цифрового синтеза DDS. Подобные схемы не реализуются на микросхемах средней интеграции, а являются частью больших интегральных микросхем (БИС), таких как микропроцессоры, ASIC или FPGA.

Глава 9

Принцип работы позиционера регулирующего клапана

Позиционер регулирующего клапана - это устройство, используемое для увеличения или уменьшения давления воздушной нагрузки, приводящего в действие привод, до тех пор, пока шток клапана не достигнет «ПОЛОЖЕНИЯ», сбалансированного с выходным СИГНАЛОМ от контроллера инструмента технологических параметров.

Позиционеры клапана

используются для управления клапанами, где требуется точное и быстрое управление без ошибок или истерик.

Позиционеры

обычно устанавливаются на боковой вилке или на верхнем кожухе пневматического привода для линейных регулирующих клапанов со скользящим штоком и на / рядом с концом вала для поворотных регулирующих клапанов.

Для любого базового типа конструкции «механическая связь обратной связи», подключенная непосредственно к штоку клапана, обеспечивает обратную связь с контроллером.

Контроллер процесса сообщает позиционеру «изменить» положение; связь обратной связи сообщает позиционеру, подтверждая, что изменение произошло, и дает «ощущение» величины изменения положения.

Принцип работы

На рисунке показан позиционер клапана. Позиционер клапана представляет собой устройство с балансировкой по усилию, с пневматическим модулем, установленным на приводе двойного действия для подачи воздуха на открывание.Позиционирование основано на балансе двух сил; один пропорционален сигналу прибора, а другой - положению штока.

Направляющая вниз сила активируется, когда сигнальное давление действует на диафрагмы в сигнальной капсуле прибора, через рычаг следящего механизма и кулачок движение штока привода передается на верхний конец пружины обратной связи, что приводит к изменению натяжения в пружина обратной связи при изменении положения штока.

Система будет в равновесии, а шток будет в положении, требуемом сигналом прибора, когда эти противоположные силы точно уравновешиваются.Весы будут двигаться вверх или вниз и с помощью золотникового клапана изменят выходное давление и расход, если эти противодействующие силы не сбалансированы.

Это приведет к перемещению поршня до тех пор, пока натяжение пружины обратной связи не будет в точности противодействовать сигнальному давлению прибора.

Принцип работы позиционера регулирующего клапана

Подробная последовательность операций позиционера следующая:
  1. Увеличение сигнала инструмента заставляет капсулу сигнала инструмента и балансирную балку опускаться.
  2. Это движение балансира также вытягивает золотник управляющего клапана вниз из его положения равновесия.
  3. Это открывает порты пилотных клапанов, подает воздух в порт 1 и выпускает воздух из порта 2.
  4. При этом поршень привода движется вверх. Пропорционально положению клапана, чтобы противостоять силе, создаваемой сигнальной капсулой прибора, поршень продолжает перемещаться вверх до тех пор, пока сила в пружине обратной связи не возрастет в достаточной степени.
  5. В этот момент балансир и золотник начинают возвращаться в положение равновесия.
  6. Когда порты золотника клапана начинают закрываться, расход воздуха к приводу составляет

Использование API для запуска заданий

В этом документе описывается, как запускать задания с помощью API CircleCI.

⚠️ Внимание!

В этом документе говорится об использовании устаревшего CircleCI API 1.0, службы, которая в конечном итоге будет заменена API V2. Рассмотрите возможность использования конечных точек конвейеров для запуска конвейеров.

Обзор

Используйте API CircleCI для запуска заданий, которые вы определили в .circleci / config.yml .

В следующем примере показано, как запустить задание deploy_docker с помощью curl .

  curl -u $ {CIRCLE_API_USER_TOKEN}: \
     -d 'параметры-сборки [CIRCLE_JOB] = deploy_docker' \
     https://circleci.com/api/v1.1/project////tree/ 
  

Альтернативный синтаксис для приведенного выше примера:

  • Заменить одинарные кавычки двойными ( -d "build_parameters [CIRCLE_JOB] = deploy_docker" )
  • Снимите квадратные скобки ( -d параметры_сборки \ [CIRCLE_JOB \] = deploy_docker )

Некоторые примечания к переменным, используемым в этом примере:

  • CIRCLE_API_USER_TOKEN - персональный токен API.
  • - это переменная-заполнитель, которая относится к выбранному вами VCS (либо github , либо bitbucket ).
  • - это переменная-заполнитель, которая относится к названию вашей организации CircleCI.
  • - это переменная-заполнитель, которая относится к имени вашего репозитория.
  • <ветка> - это переменная-заполнитель, указывающая на имя вашей ветки.

Полную справку по API см. В документации API CircleCI.

Важные соображения при запуске задания через API

  • Задания, запускаемые с помощью API, могут содержать рабочих процессов раздел
  • Ваш рабочий процесс не должен ссылаться на на задание, запущенное вами с помощью API
  • Задания, запускаемые через API, не имеют доступа к , а не , к переменным среды, созданным для контекста CircleCI.
  • Если вы хотите использовать переменные среды, они должны быть определены на уровне проекта.
  • В настоящее время невозможно запустить отдельное задание, если вы используете CircleCI 2.1 и рабочие процессы
  • Можно запускать рабочие процессы с помощью CircleCI API: отдельный рабочий процесс можно запустить повторно, или вы можете запустить конвейер, который будет запускать его последующие рабочие процессы.

Условно выполняемые задания с API

В следующем примере демонстрируется конфигурация для создания образов докеров с setup_remote_docker только для сборок, которые необходимо развернуть.

  версия: 2
вакансии:
  сборка:
    докер:
      - изображение: рубин: 2.4.0-Джесси
        авторизация:
          имя пользователя: mydockerhub-user
          пароль: $ DOCKERHUB_PASSWORD # ссылка на env-var пользовательского интерфейса контекста / проекта
        Окружающая среда:
          ЯЗЫК: C.UTF-8
    рабочий_директория: / мой-проект
    параллельность: 2
    шаги:
      - проверять, выписываться

      - run: echo "запустить несколько тестов"

      - развернуть:
          имя: условно запустить задание развертывания
          команда: |
            # замените это проверкой сборки / развертывания (т.е. текущая ветка - "релиз")
            если правда ]]; тогда
              curl --user $ {CIRCLE_API_USER_TOKEN}: \
                --data 'build_parameters [CIRCLE_JOB] = deploy_docker' \
                --data revision = $ CIRCLE_SHA1 \
                https: // circleci. com / api / v1.1 / project / github / $ CIRCLE_PROJECT_USERNAME / $ CIRCLE_PROJECT_REPONAME / tree / $ CIRCLE_BRANCH
            фи

  deploy_docker:
    докер:
      - изображение: ruby: 2.4.0-jessie
        авторизация:
          имя пользователя: mydockerhub-user
          пароль: $ DOCKERHUB_PASSWORD # ссылка на env-var пользовательского интерфейса контекста / проекта
    рабочий_директория: /
    шаги:
      - setup_remote_docker
      - run: echo "развернуть раздел запущен"
  

Примечания к приведенному выше примеру:

  • Использование шага развертывания в задании сборки важно для предотвращения запуска N сборок, где N - ваше значение параллелизма - развертывание - это специальный шаг, который будет выполняться только в одном контейнере, даже если параллелизм задания установлен выше этот.
  • Мы используем вызов API с build_parameters [CIRCLE_JOB] = deploy_docker , так что будет выполняться только задание deploy_docker .

См. Также

Триггеры



Помогите улучшить этот документ

Это руководство, как и остальные наши документы, имеет открытый исходный код и доступно на GitHub. Мы приветствуем ваш вклад.


Типы схем таймера со схемой и принцип ее работы

Цепи таймера используются для создания интервалов задержки по времени для запуска нагрузки.Это время задержки устанавливается пользователем.

Ниже приведены несколько примеров схем таймера, используемых в различных приложениях.


1. Таймер большой продолжительности

Эта схема таймера предназначена для включения нагрузки 12 В в установке, работающей от солнечной энергии, на заданный период времени нажатием кнопки кнопка. По истечении этого периода реле с фиксацией отключает нагрузку и схему контроллера от источника питания 12 В. Продолжительность периода может быть настроена путем внесения соответствующих изменений в исходный код микроконтроллера.

Видео на схеме таймера большой продолжительности

Рабочий

IC4060 - это 14-ступенчатый двоичный счетчик пульсаций, который генерирует основные импульсы задержки времени. Переменный резистор R1 можно отрегулировать для получения различных выдержек времени. Импульс задержки получается на IC 4060. Выход счетчика устанавливается перемычкой. Выходной сигнал 4060 поступает на транзисторный переключатель. Джемпер устанавливает вариант. - реле может включиться при включении питания и счета, а затем выключиться после периода счета, или - оно может сделать наоборот.Реле включится после окончания периода счета и будет оставаться включенным, пока в цепь подается питание. Когда питание включено, транзисторы T1 и T2 активируются, а затем напряжение питания медленно понижается. Напряжение питания начинается с 12 В, когда питание включено, затем медленно снижается. Это работает таймера большой продолжительности.

2. Таймер холодильника

Обычно потребление электроэнергии домашним холодильником довольно велико в часы пик с 18:00 до 21:00 и намного больше на линиях низкого напряжения.Следовательно, в эти часы пик лучше всего выключать холодильник.

Здесь демонстрируется схема, которая автоматически выключает холодильник во время этого пикового периода и включает его через два с половиной часа, что позволяет экономить энергию.

Работа цепи

LDR используется в качестве датчика освещенности для определения темноты около 18:00. При дневном свете LDR имеет меньшее сопротивление и проводит. Это поддерживает высокий уровень на выводе 12 сброса IC1, и микросхема остается выключенной без колебаний.VR1 регулирует сброс IC на конкретный уровень освещенности в комнате, скажем, около 18:00. Когда уровень освещенности в комнате падает ниже заданного уровня, IC1 начинает колебаться. Через 20 секунд на его контакте 5 появляется высокий уровень и запускается транзистор T1 драйвера реле. Обычно питание холодильника осуществляется через контакты Comm и NC реле. Поэтому при срабатывании реле контакты разрываются, и питание холодильника отключается.

На остальных выходах IC1 один за другим устанавливается высокий уровень по мере увеличения двоичного счетчика.Но поскольку выходы выводятся на базу T1 через диоды с D2 по D9, T1 остается включенным в течение всего периода, пока выходной контакт 3 не станет высоким через 2,5 часа. Когда выходной контакт 3 становится высоким, диод D1 смещается в прямом направлении и подавляет колебания IC. В это время все выходы, кроме контакта 3, становятся низкими, а T1 отключается. Реле обесточивается, и холодильник снова получает питание через нормально замкнутый контакт. Это состояние сохраняется до тех пор, пока LDR снова не загорится утром. Затем IC1 сбрасывается, и контакт 3 снова становится низким.Таким образом, в дневное время холодильник работает в обычном режиме. Только в часы пик, например, с 18:00 до 20:30, холодильник остается выключенным. Увеличивая значение C1 или R1, вы можете увеличить время задержки до 3 или 4 часов.

Как настроить?

Соберите схему на общей печатной плате и поместите в коробку. Вы можете использовать корпус стабилизатора, чтобы выходной штекер можно было легко зафиксировать. Для схемы используйте трансформаторный источник питания 9 В, 500 мА. Возьмите фазную линию от первичной обмотки трансформатора и подключите ее к общему контакту реле.Другой провод подсоедините к нормально замкнутому контакту реле, а другой его конец подсоедините к выводу под напряжением розетки. Возьмите провод от нейтрали первичной обмотки трансформатора и подключите его к нейтральному контакту розетки. Итак, теперь розетку можно использовать для подключения холодильника. Закрепите LDR вне коробки, где доступен дневной свет (обратите внимание, что свет в комнате ночью не должен падать на LDR). Если в дневное время освещения в помещении недостаточно, держите LDR вне помещения и подключите его к цепи с помощью тонких проводов.Отрегулируйте предустановку VR1, чтобы установить чувствительность LDR на определенном уровне освещенности.

3. Программируемый промышленный таймер

В промышленности часто требуется программируемый таймер для определенного повторяющегося характера включения и выключения нагрузки. В этой схеме мы использовали микроконтроллер AT80C52, который запрограммирован на установку времени с помощью установленных входных переключателей. ЖК-дисплей помогает установить период времени, в то время как реле, должным образом связанное с микроконтроллером, управляет нагрузкой в ​​соответствии с временем входа для периода включения и периода выключения.

Видео на программируемом промышленном таймере

Принципиальная схема программируемого промышленного таймера

Описание цепи

При нажатии кнопки пуска дисплей, подключенный к микроконтроллеру, начинает показывать соответствующие инструкции. Затем пользователь вводит время включения нагрузки. Это делается нажатием кнопки INC. При нажатии кнопки более одного раза время включения увеличивается. Нажатие кнопки DEC уменьшает время включения. Это время затем сохраняется в микроконтроллере при нажатии кнопки ввода.Первоначально транзистор подключен к сигналу 5 В и начинает проводить, в результате реле включается, и лампа светится. Нажав соответствующую кнопку, время, в течение которого светится лампа, можно увеличить или уменьшить. Это осуществляется микроконтроллером, который посылает на транзистор импульсы высокого логического уровня в зависимости от запомненного времени. При нажатии кнопки аварийного выключения микроконтроллер получает сигнал прерывания и соответственно генерирует низкий логический сигнал для транзистора, чтобы выключить реле и, в свою очередь, нагрузку.

4. Программируемый промышленный таймер на основе RF

Это улучшенная версия программируемого промышленного таймера, в котором время переключения нагрузок контролируется дистанционно с использованием радиочастотной связи.

На стороне передатчика 4 кнопки сопряжены с энкодером: кнопка запуска, кнопка INC, кнопка DEC и кнопка Enter. При нажатии соответствующих кнопок кодировщик соответственно генерирует цифровой код для входа, т.е. преобразует параллельные данные в последовательную форму.Эти последовательные данные затем передаются с помощью радиочастотного модуля.

На стороне приемника декодер преобразует полученные последовательные данные в параллельную форму, которая является исходными данными. Контакты микроконтроллера подключены к выходу декодера и, соответственно, на основе полученного входа микроконтроллер управляет проводимостью транзистора, чтобы контролировать переключение реле, и, таким образом, нагрузка остается включенной в течение времени, установленного на сторона передатчика.

5. Автоматическое затемнение аквариумного света

Все мы знакомы с аквариумами, которые мы часто используем дома в декоративных целях для тех, кто хочет держать дома рыб (не для еды, конечно!).Здесь демонстрируется базовая система: можно освещать аквариум днем ​​и ночью и выключать или затемнять его около полуночи.

Основной принцип включает управление срабатыванием реле с помощью колебательной ИС.

Схема использует микросхему двоичного счетчика CD4060, чтобы получить задержку в 6 часов после захода солнца. LDR используется в качестве светового датчика для управления работой IC. В дневное время LDR предлагает меньшее сопротивление и проводит. Это поддерживает высокий уровень на выводе 12 сброса IC, и он остается выключенным.Когда интенсивность дневного света уменьшается, сопротивление LDR увеличивается, и IC начинает колебаться. Это происходит около 18:00 (как установлено VR1). Колеблющимися компонентами IC1 являются C1 и R1, что дает 6-часовую задержку для переключения выходного контакта 3 в состояние высокого уровня. Когда выходной контакт 3 становится высоким (через 6 часов), транзистор T1 включается и срабатывает реле. В то же время диод D1 смещает в прямом направлении и подавляет колебания IC. IC затем фиксируется и удерживает реле под напряжением до сброса IC утром.

Обычно питание светодиодной панели осуществляется через общий и нормально подключенный контакты реле. Но когда реле активируется, питание светодиодной панели будет отключено через нормально разомкнутый контакт реле. Перед входом в светодиодную панель питание проходит через R4 и VR2, поэтому светодиоды гаснут. VR2 используется для регулировки яркости светодиодов. Свет от светодиодной панели можно отрегулировать от тусклого до полностью выключенного с помощью VR2.

Светодиодная панель состоит из 45 светодиодов одноцветного или двухцветного цвета.Светодиоды должны быть прозрачного типа высокой яркости, чтобы обеспечивать достаточную яркость. Расположите светодиоды в 15 рядов, каждый из которых состоит из 3 светодиодов, последовательно соединенных с токоограничивающим резистором 100 Ом. На схеме показаны только две строки. Расположите все 15 рядов, как показано на схеме. Светодиоды лучше закрепить в длинном листе обычной печатной платы и подключить панель к реле тонкими проводами. LDR следует размещать так, чтобы на него попадал дневной свет. Подключите LDR с помощью тонких пластиковых проводов и поместите его рядом с окном или снаружи, чтобы обеспечить дневное освещение.

IC4060

Давайте теперь кратко рассмотрим IC 4060

IC CD 4060 - отличная микросхема для разработки таймеров для различных приложений. Выбирая подходящие значения временных составляющих, можно регулировать отсчет времени от нескольких секунд до нескольких часов. CD 4060 - это интегральная схема осциллятора с двоичным счетчиком и делителем частоты, которая имеет встроенный генератор на основе трех инверторов. Базовая частота внутреннего генератора может быть установлена ​​с помощью комбинации внешнего конденсатора и резистора.Микросхема CD4060 работает от 5 до 15 вольт постоянного тока, а версия CMOS HEF 4060 работает от трех вольт.

Вывод 16 ИС - это вывод Vcc. Если к этому выводу подключен конденсатор емкостью 100 мкФ, ИС становится более стабильной, даже если входное напряжение слегка колеблется. Контакт 8 - это контакт заземления.

Схема синхронизации

IC CD4060 требует внешних компонентов синхронизации для подачи колебаний на вывод 11 часов. Конденсатор синхронизации подключен к контакту 9, а резистор синхронизации - к контакту 10.Тактовая частота на выводе 11, что также требует резистора высокого номинала около 1 МОм. Вместо внешних компонентов синхронизации тактовые импульсы от генератора могут подаваться на синхронизирующие сигналы на выводе 11. С помощью внешних компонентов синхронизации IC начнет колебаться, и временная задержка для выходов зависит от значений резистора синхронизации и конденсатора синхронизации. .

Сброс

Вывод 12 ИС является выводом сброса. IC колеблется только в том случае, если вывод сброса имеет потенциал земли. Таким образом, конденсатор 0,1 и резистор 100 кОм подключаются для сброса ИС при включении питания.Затем он начнет колебаться.

Выходы и двоичный счет

ИС имеет 10 выходов, каждый из которых может обеспечивать ток около 10 мА и напряжение, немного меньшее, чем у Vcc. Выходы пронумерованы от Q3 до Q13. Выход Q10 отсутствует, поэтому из Q11 можно получить удвоенное время. Это увеличивает гибкость, чтобы получить больше времени. Каждый выходной сигнал от Q3 до Q13 становится высоким после завершения одного цикла синхронизации. Внутри микросхемы находится генератор и 14 последовательно соединенных бистаблей. Такое расположение называется расположением каскада пульсации.Первоначально колебание применяется к первому бистабилу, который затем управляет вторым бистабилем и так далее. Входной сигнал делится на два в каждом бистабильном режиме, так что всего доступно 15 сигналов, каждая из которых составляет половину частоты предыдущего. Из этих 15 сигналов 10 доступны с Q3 по Q13. Таким образом, второй вывод получает вдвое больше времени, чем первый. Третий вывод получает вдвое больше времени, чем второй. Это продолжается, и максимальное время будет доступно на последнем выходе Q13.Но в это время другие выходы также будут давать высокие результаты в зависимости от их времени.

Фиксация IC

Таймер на базе CD 4060 может быть зафиксирован, чтобы блокировать колебания и поддерживать высокий выходной сигнал до сброса. Для этого можно использовать диод IN4148. Когда высокий выход подключен к выводу 11 через диод, синхронизация будет запрещена, когда этот выход станет высоким. ИС снова начнет колебаться только в том случае, если она будет перезагружена путем отключения питания.

Формулы для цикла синхронизации

Время t = 2 n / f osc = Секунды

n - номер выбранного выхода Q

2 n = Количество выходов Q = 2 x Q без раз Напр.Выход Q3 = 2x2x2 = 8

f osc = 1 / 2,5 (R1XC1) = в Герцах

R1 - сопротивление на выводе 10 в Ом, а C1 - конденсатор на выводе 9 в Фарадах.

Например, если R1 равно 1M, а C1 0,22, базовая частота f osc составляет

1 / 2,5 (1000000 x 0,000,000 22) = 1,8 Гц

Если выбран выход Q3, то 2 n равно 2 x 2 x 2 = 8

Следовательно, период времени (в секундах) равен t = 2 n / 1,8 Гц = 8 / 1,8 = 4,4 секунды

Теперь у вас есть представление о пяти различных типах схемы таймера, если возникнут какие-либо вопросы по этой теме или по электрические и электронные проекты оставьте в разделе комментариев ниже.

триггеров в WPF - CodeProject

Введение

Триггеры используются в стиле для выполнения действий при изменении любого значения свойства или возникновения событий. Триггеры создают визуальные эффекты для элементов управления. Используя триггеры, мы можем изменить внешний вид элементов Framework.

Фон

Доступны три типа триггеров.

  1. Триггер события
  2. Триггер свойства
  3. Триггер данных

Использование кода

1.Триггер свойства

Триггер свойства Выполняет коллекции средств задания при изменении значения свойства UIElements.

Чтобы создать триггер для любого элемента управления, вы должны установить триггер в стиле элемента управления.

  

В приведенном выше коде триггер создан на кнопке. Он установит для параметра Opacity значение 0,5 при изменении свойства Buttons IsPressed . вы можете установить триггер для любого свойства зависимости элемента управления. Теперь вы можете применить стиль к кнопке.

 

Когда вы нажимаете кнопку, запускается триггер.

MultiTrigger

MultiTrigger используется для установки действия при изменении нескольких свойств. Он будет выполнен, когда все условия будут удовлетворены в пределах MulitTrigger.Condition .

  

2. Триггер события

Event Trigger используется для выполнения действия при возникновении RoutedEvent из FrameworkElement .

Триггер события обычно используется для выполнения некоторой анимации в элементе управления (например, colorAnimation, doubleAnumation с использованием ключевого кадра и т. Д.)

Давайте сначала разберемся с раскадровкой и анимация.

Анимации:

An Анимация может сделать пользовательский интерфейс более привлекательным по внешнему виду. Мы также можем создавать визуальные эффекты на элементе управления. Анимация может быть любого типа, например:

.
  • изменить цвет фона элемента управления
  • повернуть экран на угол 90 градусов
  • переместить объект из одного места в другое
  • изменить прозрачность (FadeIn / FadeOut) круга.

Анимация используется со свойством UIElement. WPF предоставляет различные типы анимации, используемые со свойствами, например:

ColorAnimation: , используемый для анимации / изменения свойства цвета ( SolidColorBrush , LinearGradientBrush ) элемента UIElement в течение определенной длительности . Он имеет два свойства : From (источник) и To (target)

.
 
    <Граница.Фон>
        
    
    <Граница. Триггеры>
        
            
               <Раскадровка>
                
               
            
        
    
  

ColorAnimationUsingKeyFrames: также работает так же, как colorAnimation Помимо анимации объекта с помощью KeyFrames.

 
    <Граница. Фон>
        
            
            
        
    
    <Граница. Триггеры>
        
            
               <Раскадровка>
                
                     
                                
               
            
        
    
 

Это будет анимировать первый GradientStop цвета пограничного элемента от # FFE9DDDA до # FF00FF за 1 секунду с плавным интервалом. Ключевое время описывает значения ЧЧ: ММ: СС.

DoubleAnimation используется для изменения значений ширины / высоты UIElement на определенной Длительности.

 
    <Граница. Триггеры>
        
            
                <Раскадровка>
                
                
               
            
        
    
 

В приведенном выше фрагменте ширина границы анимирована от 100 до 20 в течение 5 секунд. и сразу же анимируется от 20 до 100 из-за свойства AutoReverse . Свойство AutoReverse анимирует объект с -> до -> с .Таким же образом свойство Border Opacity меняется с 1 на 0,5 и наоборот.

DoubleAnimationUsingKeyFrames : Функции такие же как DoubleAnimation с добавлением свойства KeyFrames.

  

Что такое соленоид - принцип его работы и типы

Соленоиды - это простые компоненты, которые можно использовать для различных приложений. Название «соленоид» происходит от греческого слова «Solen», что означает канал или трубу.Соленоиды используются как в бытовом, так и в промышленном оборудовании, они доступны в различных исполнениях, каждый из них имеет свои специфические области применения. Хотя приложение меняется, принцип их работы всегда остается прежним. Здесь мы обсудим работу соленоида и различные типы соленоидов.

Что такое соленоид?

Соленоид - это длинный кусок проволоки, намотанный в форме катушки. Когда электрический ток проходит через катушку, внутри катушки создается относительно однородное магнитное поле.

Соленоид может создавать магнитное поле из электрического тока, и это магнитное поле можно использовать для создания линейного движения с помощью металлического сердечника. Это простое устройство можно использовать в качестве электромагнита, индуктора или миниатюрной беспроводной приемной антенны в цепи.

Принцип работы соленоида

Соленоид просто работает по принципу «электромагнетизма». Когда в катушке создается ток, протекающий через магнитное поле, если вы поместите металлический сердечник внутри катушки, магнитные линии потока будут сосредоточены на сердечнике, что увеличивает индукцию катушки по сравнению с воздушным сердечником.Эта концепция электромагнитной индукции была более детально проработана в нашем предыдущем проекте катушки Тесла.

Большая часть потока сосредоточена только на сердечнике, в то время как часть потока появляется на концах катушки, а небольшое количество потока появляется вне катушки.

Магнитная сила соленоида может быть увеличена путем увеличения плотности витков или увеличения тока, протекающего в катушке.

Как и все другие магниты, активированный соленоид имеет как положительный, так и отрицательный полюса, через которые объект может притягиваться или отталкиваться.

Типы соленоидов

На рынке доступны различные типы соленоидов, классификация основана на материале, конструкции и функциях.

  • Ламинированный соленоид переменного тока
  • DC- C соленоид рамы
  • DC- D соленоид рамы
  • Линейный соленоид
  • Поворотный соленоид

Ламинированный соленоид переменного тока

Ламинированный соленоид переменного тока состоит из металлического сердечника и катушки с проволокой.Сердечник изготовлен из ламинированного металла для уменьшения паразитного тока, что помогает улучшить характеристики соленоида.

Соленоид переменного тока имеет особое преимущество, потому что он может создавать большую силу при первом такте. Это потому, что они имеют пусковой ток (мгновенный высокий входной ток, потребляемый источником питания или электрооборудованием при включении). Они способны использовать большее количество ходов, чем многослойный соленоид постоянного тока.

Они доступны в различных конфигурациях и диапазонах, и они производят чистый жужжащий звук во время работы.

Ламинированный соленоид переменного тока может использоваться в разнообразном оборудовании, требующем немедленных действий, например, в медицинском оборудовании, замках, транспортных средствах, промышленном оборудовании, принтерах и в некоторых бытовых приборах.

Соленоид C-образной рамы постоянного тока

Рамка C относится к конструкции соленоида.Соленоид DC C-Frame имеет только рамку в форме буквы C, которая покрыта вокруг катушки.

Соленоид DC C-Frame используется во многих повседневных применениях из-за более контролируемого хода. Хотя говорят, что это конфигурация постоянного тока, они также могут использоваться в оборудовании, предназначенном для питания переменного тока.

Источник изображения: https://uk.rs-online.com

Этот тип соленоида в основном используется в игровых автоматах, фотографических ставнях, сканерах, автоматических выключателях, счетчиках монет и автоматах для размена купюр.

Электромагнитный клапан D-образной рамы постоянного тока

Этот тип соленоида состоит из двух частей, закрывающих катушки. Они имеют ту же функцию, что и соленоид C-образной рамы, поэтому D-образная рама также может использоваться с питанием переменного тока и имеет операцию управляемого хода.

Соленоид DC с D-образной рамой используется как в обычных, так и в медицинских приложениях, таких как игровые автоматы, банкоматы и анализаторы крови и газов.

Линейный соленоид

Линейные соленоиды более известны в народе.Он состоит из катушки с проволокой, которая намотана на подвижный металлический сердечник, который помогает нам прикладывать тянущее или толкающее усилие к механическому устройству.

Этот тип соленоидов чаще всего используется в пусковых устройствах. Этот механизм переключения помогает в замыкании цепи и позволяет току проходить через механизм.

Линейные соленоиды особенно используются в автоматизации и высокозащищенных дверных механизмах и стартерах автомобилей и мотоциклов.

Поворотный соленоид

Поворотный соленоид - это уникальный тип соленоида, который используется в различных приложениях, где требуется простой процесс автоматического управления. Он работает по тому же принципу, что и другие соленоиды, и имеет те же элементы, катушку и сердечник, но у них другое действие.

Металлический сердечник крепится к диску и имеет небольшие канавки под ним. Размер канавок точно соответствует размерам канавок в корпусе соленоида.Он также имеет шарикоподшипники для облегчения движения.

Когда соленоид срабатывает, сердечник втягивается в корпус соленоида, и сердечник диска начинает вращаться. Эта установка будет иметь место пружины между сердечником и корпусом соленоида. После отсоединения источника питания пружина толкает сердечник диска в исходное положение.

Поворотный соленоид более прочен по сравнению со всеми другими типами соленоидов. Первоначально они были разработаны только для защитных механизмов, но в настоящее время вы сможете найти их во многих автоматизированных промышленных механизмах, таких как лазер и затвор.

Заключение

Теперь вы знаете о соленоидах , принципах работы и различных типах соленоидов , доступных на рынке. Соленоиды - это простое и эффективное решение для управления клапанами и электромагнитными переключателями или механическими блокировками.

Принцип действия и мгновенный отклик сделали их лучшим решением для приложений, которым требуется большое количество энергии в небольшом пространстве и где требуется быстрая, стабильная и надежная работа.

Вот несколько приложений , в которых используется соленоид вместе со схемой драйвера:

Теперь вы знаете все о соленоиде, так что вы можете приступить к реализации этих знаний своим творчеством, чтобы воспользоваться преимуществами свойств соленоида для создания вашего следующего изобретения.

Основные напряжения

Введение

На этой странице описаны основные напряжения и инварианты напряжений. Здесь все применимо независимо от типа тензора напряжений.2 \ theta) \ end {eqnarray} \]
Используются полные значения напряжения сдвига, в отличие от преобразований деформации, в которых используются половинные значения деформации сдвига, то есть (\ (\ gamma / 2 \)).

Эта страница выполняет полный 3-D тензор трансформируется, но все еще может использоваться для двумерных задач .. Введите значения в верхнем левом углу 2x2 и поверните в плоскости 1-2, чтобы выполнять преобразования в 2-D. На скриншоте ниже показан случай чистого сдвига. повернут на 45 °, чтобы получить основные напряжения. Также обратите внимание, как матрица \ ({\ bf Q} \) трансформирует.

На рисунке ниже показаны напряжения, соответствующие случаю чистого сдвига в тензоре преобразовать пример веб-страницы. Синий квадрат, совмещенный с осями, явно подвергается сдвигу. Но красный квадрат, вписанный в больший синий квадрат, видит только простое растяжение и сжатие. Это основные значения случая чистого сдвига в глобальной системе координат.

В 2-D ориентации главного напряжения \ (\ theta_P \) можно вычислить, задав \ (\ tau '\! _ {xy} = 0 \) в приведенном выше уравнении сдвига и решение для \ (\ theta \) чтобы получить \ (\ theta_P \), угол главного напряжения.2 \ theta_P) \]
Это дает

\ [ \ загар (2 \ theta_P) \; знак равно {2 \ tau_ {xy} \ over \ sigma_ {xx} - \ sigma_ {yy}} \]
Матрица преобразования \ ({\ bf Q} \) - это

\ [ {\ bf Q} = \ left [\ matrix { \; \; \; \ cos \ theta_P & \ sin \ theta_P \\ - \ sin \ theta_P & \ cos \ theta_P } \верно] \]
Вставка этого значения для \ (\ theta_P \) обратно в уравнения для нормальных напряжений дает основные ценности. Они записываются как \ (\ sigma_ {max} \) и \ (\ sigma_ {min} \), или, альтернативно, как \ (\ sigma_1 \) и \ (\ sigma_2 \).Т \) с \ ({\ bf Q} \) на основе \ (\ theta_P \).

Обозначение главного напряжения

Главные напряжения можно записать как \ (\ sigma_1 \), \ (\ sigma_2 \), и \ (\ sigma_3 \). В этом случае обычно используется только один нижний индекс, чтобы дифференцировать значения главного напряжения от нормальных компонентов напряжения: \ (\ sigma_ {11} \), \ (\ sigma_ {22} \) и \ (\ sigma_ {33} \).

Пример двухмерного главного напряжения

Начнем с тензора напряжений

\ [ \ boldsymbol {\ sigma} = \ left [\ matrix { 50 & \; \; \; 30 \\ 30 и -20 } \верно] \]
Основная ориентация

\ [ \ begin {eqnarray} \ tan (2 \ theta_P) & = & {2 * 30 \ более 50 - (\ text {-} 20)} \\ \\ \\ \ theta_P & = & 20.\ circ)} \верно] \\ \\ \\ знак равно \осталось[ \ matrix {61.1 & \; \; \; 0.0 \\ 0,0 и -31,1} \верно] \ end {eqnarray} \]
Это подтверждает, что значение главного напряжения 61,1 в слоте \ (\ sigma_ {11} \) действительно 20,3 ° от оси X. Значение \ (\ sigma_ {22} \) составляет 90 ° от первого.


Трехмерные главные напряжения

Преобразования координат в 3-D

\ [ \осталось[ \ matrix {\ sigma '_ {11} & \ sigma' _ {12} & \ sigma '_ {13} \\ \ sigma '_ {12} & \ sigma' _ {22} & \ sigma '_ {23} \\ \ sigma '_ {13} & \ sigma' _ {23} & \ sigma '_ {33}} \ right] = \осталось[ \ matrix {q_ {11} & q_ {12} & q_ {13} \\ q_ {21} & q_ {22} & q_ {23} \\ q_ {31} и q_ {32} и q_ {33}} \верно] \осталось[ \ matrix {\ sigma_ {11} & \ sigma_ {12} & \ sigma_ {13} \\ \ sigma_ {12} & \ sigma_ {22} & \ sigma_ {23} \\ \ sigma_ {13} & \ sigma_ {23} & \ sigma_ {33}} \верно] \осталось[ \ matrix {q_ {11} & q_ {21} & q_ {31} \\ q_ {12} & q_ {22} & q_ {32} \\ q_ {13} и q_ {23} и q_ {33}} \верно] \]
Вторая матрица \ ({\ bf Q} \) снова является транспонированной первой.

Эта страница выполняет тензорные преобразования.

И эта страница вычисляет главные значения (собственные значения) и главные направления (собственные векторы).

Важно помнить, что входные данные на обеих страницах должны быть симметричными. По факту, обе страницы обеспечивают это.

Собственные значения выше могут быть записаны в матричной форме как

\ [ \ boldsymbol {\ sigma} = \ left [\ matrix { 24 & 0 & 0 \\ 0 и 125 и 0 \\ 0 & 0 & 433} \верно] \]

Максимальное напряжение сдвига

Максимальное напряжение сдвига в любой точке легко рассчитать по основные напряжения.Это просто

\ [ \ tau_ {max} = {\ sigma_ {max} - \ sigma_ {min} \ over 2} \]
Это применимо как к 2-D, так и к 3-D. Максимальный сдвиг всегда возникает в ориентация системы координат, которая повернута на 45 ° от основной система координат. Для тензора главных напряжений выше

\ [ \ boldsymbol {\ sigma} = \ left [\ matrix { 24 & 0 & 0 \\ 0 и 125 и 0 \\ 0 & 0 & 433 } \верно] \]
Максимальное и минимальное главные напряжения находятся в слотах \ (\ sigma_ {33} \) и \ (\ sigma_ {11} \), соответственно.Таким образом, максимальная ориентация сдвига достигается вращением главную систему координат на 45 ° в плоскости (\ (1-3 \)).

Само максимальное значение сдвига составляет

\ [ \ begin {eqnarray} \ tau_ {max} & = & {\ sigma_ {max} - \ sigma_ {min} \ over 2} \\ \\ & = & (433 - 24) / 2 \\ \\ & = & 204 \ end {eqnarray} \]

Ручной способ вычисления главных напряжений заключается в решении кубического уравнения для трех основных ценностей. Уравнение получается в результате установки следующих определитель равен нулю.2_ {12} +2 \ sigma_ {12} \ sigma_ {13} \ sigma_ {23}) = 0 \ end {eqnarray} \]

«А теперь подумай об этом ...»

Независимо от того, какое преобразование координат вы применяете к тензор напряжений, его главное напряжение должно быть тех же трех значений. И единственный способ добиться этого в приведенном выше уравнении - это Само уравнение всегда должно быть одинаковым, независимо от трансформации. Это означает, что комбинации составляющих напряжения, которые служат коэффициенты \ (\ lambda \) должны быть инвариантными относительно преобразования координат. 2 - \ sigma_ {ij} \ sigma_ {ij} \ right] \\ \\ \\ I_3 & = & \ epsilon_ {ijk} \ sigma_ {i1} \ sigma_ {j2} \ sigma_ {k3} \ end {eqnarray} \]
\ (I_3 \) находится в тензорной записи, но на самом деле никто не должен вычислять определитель, основанный на правилах тензорной записи, потому что он очень неэффективен.

Физическая интерпретация инвариантов

Физическая интерпретация инвариантов зависит от того, что тензор, из которого вычисляются инварианты. При любом стрессе или тензор деформации, \ (I_1 \) напрямую связано с гидростатической составляющей этого тензора. Это универсально.

\ (I_2 \) имеет тенденцию больше относиться к девиаторному аспекты стресса и напряжения. Для тензоров напряжений это тесно связано с напряжением фон Мизеса.

Наконец, \ (I_3 \), похоже, не имеет никакого физического значения в качестве определяющего тензора напряжений или деформаций.Но это применимо к деформации градиент. В этом случае \ (I_3 = V_F / V_o \), отношение деформированного к исходному объем, который равен 1 для несжимаемых материалов, таких как резина. 2 \\ \\ & = & -2,100 \\ \\ I_3 & = & \ text {det} (\ boldsymbol {\ sigma}) \\ \\ & = & -28 000 \ end {eqnarray} \]
Теперь поверните систему координат на произвольную величину, показанную на скриншоте.2 \\ & = & -2,100 \\ \\ I_3 & = & \ text {det} (\ boldsymbol {\ sigma}) \\ & = & -28 000 \ end {eqnarray} \]
Значит, они действительно инвариантны.

Для улыбки ... Давайте вычислим главные напряжения, а затем пересчитаем инварианты чтобы еще раз продемонстрировать, что они инвариантны.

Основные напряжения:

\ [ \ boldsymbol {\ sigma} '= \ left [\ matrix { 65,5 & 0 & 0 \\ 0 & -37,1 & 0 \\ 0 и 0 и 11.5 } \верно] \]
Любопытно, что две разные отправные точки приводят к тому, что главные ценности перечислены в разном порядке. Это типично и не имеет особого значения. В окончательный, физический ответ тот же. \ ({\ Bf Q} \) подойдет для разных листинг заказов.

Наконец, последний раз вычисление инвариантов с использованием главных значений дает

\ [ \ begin {eqnarray} I_1 & = & 65,5 + (-37,1) + 11,5 \\ \\ & = & \; \; \; 40 \\ \\ I_2 & = & (65. 2_ {12} \\ \ end {eqnarray} \]
В 2D все достаточно просто, чтобы напрямую доказать инвариантность инвариантов .3} \ вправо) \]
И, наконец, главными ценностями являются

\ [ \ begin {eqnarray} \ epsilon_1 & = & 2 \, \ sqrt {-Q} \, \ cos \ left ({\ theta \ over 3} \ right) & + & {1 \ over 3} I_1 \\ \\ \\ \ epsilon_2 & = & 2 \, \ sqrt {-Q} \, \ cos \ left ({\ theta + 2 \ pi \ over 3} \ right) & + & {1 \ over 3} I_1 \\ \\ \\ \ epsilon_3 & = & 2 \, \ sqrt {-Q} \, \ cos \ left ({\ theta + 4 \ pi \ over 3} \ right) & + & {1 \ over 3} I_1 \ end {eqnarray} \]
Обратите внимание, что здесь легко спутать знаки минус, потому что они присутствуют в исходном кубическом инвариантном уравнении, которое решается.Т \! \ cdot {\ bf F} \) для резины всегда равно 1, потому что резина несжимаема. Так что это не только константа, не зависит от преобразований координат, но это даже постоянная величина, всегда равно 1, независимо от преобразований координат и состояния деформации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *