555 Ενσωματωμένα σχέδια χρονοδιακόπτη

Η πορεία προς το ερασιτεχνικό ραδιόφωνο αρχίζει, κατά κανόνα, με μια προσπάθεια να συγκεντρωθούν απλά κυκλώματα. Εάν αμέσως μετά τη συναρμολόγηση το κύκλωμα αρχίζει να δείχνει σημάδια ζωής - αναβοσβήνει, ηχεί, χτυπήσει ή μιλάει, τότε η διαδρομή προς το ερασιτεχνικό ραδιόφωνο είναι σχεδόν ανοικτή. Όσο για την ομιλία, κατά πάσα πιθανότητα δεν θα λειτουργήσει αμέσως, γι 'αυτό θα πρέπει να διαβάσετε πολλά βιβλία, να συγκολλήσετε και να δημιουργήσετε μια σειρά κυκλωμάτων, ίσως να κάψετε μια μεγάλη ή μικρή δέσμη τμημάτων (κατά προτίμηση μια μικρή).

Αλλά φλας και tweeters αποκτώνται από σχεδόν όλους με τη μία. Και ένα καλύτερο στοιχείο από το ενσωματωμένο χρονιστή NE555 για αυτά τα πειράματα, απλά δεν θα πετύχει. Πρώτον, ας δούμε τα κυκλώματα της γεννήτριας, αλλά πριν από αυτό, ας στραφούμε στην ιδιοκτησιακή τεκμηρίωση - ΔΕΛΤΙΟ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ. Πρώτα απ 'όλα, δώστε προσοχή στο γραφικό περίγραμμα του χρονομέτρου, το οποίο φαίνεται στο σχήμα 1.

Και το σχήμα 2 δείχνει την εικόνα ενός χρονομέτρου από τον εσωτερικό κατάλογο. Εδώ δίνεται απλώς η δυνατότητα σύγκρισης των ονομασιών σήματος για αυτούς και για τη δική μας, επιπλέον, το "λειτουργικό μας διάγραμμα" παρουσιάζεται λεπτομερέστερα και σαφέστερα.

Τα παρακάτω είναι δύο ακόμα σχέδια που λαμβάνονται από ένα δελτίο δεδομένων. Λοιπόν, ακριβώς όπως μια σύσταση από έναν κατασκευαστή.

Σχήμα 1

Σχήμα 2

555 Ενιαίος Δονητής

Το σχήμα 3 δείχνει ένα μόνο κύκλωμα δονητή. Όχι, αυτό δεν είναι το ήμισυ του multivibrator, αν και ο ίδιος δεν μπορεί να δημιουργήσει ταλαντώσεις. Χρειάζεται βοήθεια από το εξωτερικό, ακόμα και λίγο.

Εικόνα 3. Διάγραμμα ενός δονητή

Η λογική της δράσης ενός βολής είναι πολύ απλή. Ένας βραχυπρόθεσμος παλμός χαμηλού επιπέδου εφαρμόζεται στην είσοδο ενεργοποίησης 2, όπως φαίνεται στο σχήμα. Ως αποτέλεσμα, η έξοδος 3 παράγει έναν ορθογώνιο παλμό διάρκειας ΔΤ = 1,1 * R * C. Εάν αντικαταστήσουμε το R σε ohms στον τύπο και το C σε farads, τότε ο χρόνος T θα τεθεί σε δευτερόλεπτα. Συνεπώς, με kilo-ohms και microfarads, το αποτέλεσμα θα είναι σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Και το Σχήμα 4 δείχνει πώς να σχηματίζεται ένας παλμός ενεργοποίησης χρησιμοποιώντας ένα απλό μηχανικό κουμπί, αν και μπορεί να είναι ένα στοιχείο ημιαγωγού - ένα μικροκυκλώνα ή ένα τρανζίστορ.

Σχήμα 4

Σε γενικές γραμμές, ένα όπλο (μερικές φορές αποκαλείται ένα single shot και ο γενναίος στρατός είχε τη λέξη kipp relay σε χρήση) λειτουργεί ως εξής. Όταν πατηθεί ένα κουμπί, ένας παλμός χαμηλού επιπέδου στον ακροδέκτη 2 αναγκάζει την έξοδο του χρονομέτρου 3 να ρυθμίσει ένα υψηλό επίπεδο. Για καλό λόγο, αυτό το σήμα (ακίδα 2) στους εγχώριους καταλόγους ονομάζεται σκανδάλη.

Το τρανζίστορ που συνδέεται με τον ακροδέκτη 7 (DISCHARGE) είναι κλειστό σε αυτή την κατάσταση. Επομένως, τίποτα δεν εμποδίζει τη φόρτιση του πυκνωτή ρύθμισης χρόνου C. Κατά τη διάρκεια του ρελέ Kipp, φυσικά, δεν υπήρχαν 555, όλα έγιναν σε λαμπτήρες, στην καλύτερη περίπτωση σε διακριτά τρανζίστορ, αλλά ο αλγόριθμος λειτουργίας ήταν ο ίδιος.

Ενώ ο πυκνωτής φορτίζει, διατηρείται υψηλή τάση στην έξοδο. Εάν αυτή τη στιγμή εφαρμοστεί ένας άλλος παλμός στην είσοδο 2, η κατάσταση της εξόδου δεν θα αλλάξει, η διάρκεια του παλμού εξόδου δεν μπορεί να μειωθεί ή να αυξηθεί κατ 'αυτόν τον τρόπο και η μονή λήψη δεν θα ξεκινήσει ξανά.

Ένα άλλο πράγμα είναι αν εφαρμόσετε έναν παλμό επαναφοράς (χαμηλό επίπεδο) σε 4 ακίδες. Η έξοδος 3 θα εμφανίσει αμέσως χαμηλό επίπεδο. Το σήμα "επαναφοράς" έχει την υψηλότερη προτεραιότητα και συνεπώς μπορεί να δοθεί ανά πάσα στιγμή.

Καθώς αυξάνεται το φορτίο, αυξάνεται η τάση στον πυκνωτή και, τελικά, φτάνει στο επίπεδο των 2 / 3U. Όπως περιγράφεται σε προηγούμενο άρθρο, αυτό είναι το επίπεδο απόκρισης, κατώτατο όριο, του ανώτερου συγκριτή, το οποίο οδηγεί σε επαναφορά του χρονομετρητή, που είναι το τέλος του παλμού εξόδου.

Στην ακίδα 3 εμφανίζεται ένα χαμηλό επίπεδο και την ίδια στιγμή ανοίγει το τρανζίστορ VT3, το οποίο εκφορτίζει τον πυκνωτή C. Αυτό ολοκληρώνει τον σχηματισμό παλμών.Εάν μετά το τέλος του παλμού εξόδου, αλλά όχι νωρίτερα, δίνεται ένας άλλος παλμός ενεργοποίησης, τότε η έξοδος θα διαμορφωθεί εξόδου, όπως και η πρώτη.

Φυσικά, για την κανονική λειτουργία μιας απλής βολής, ο παλμός σκανδάλης πρέπει να είναι μικρότερος από τον παλμό που παράγεται στην έξοδο.

Το σχήμα 5 δείχνει ένα απλό πρόγραμμα δόνησης.

Σχήμα 5. Πρόγραμμα ενιαίου δονητή

Πώς μπορώ να χρησιμοποιήσω έναν μόνο δονητή;

Ή, όπως είπε η γάτα, ο Matroskin είπε: "Ποια θα είναι η χρήση αυτού του ενός βλήματος;" Μπορεί να απαντηθεί ότι είναι αρκετά μεγάλο. Το γεγονός είναι ότι το εύρος των χρονικών καθυστερήσεων που μπορεί να επιτευχθεί από αυτό το ένα βήμα μπορεί να φτάσει όχι μόνο μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου, αλλά να φτάσει και αρκετές ώρες. Όλα εξαρτώνται από τις παραμέτρους της χρονικής αλυσίδας RC.

Εδώ βρίσκεστε, σχεδόν έτοιμη λύση για το φωτισμό ενός μεγάλου διαδρόμου. Αρκεί να συμπληρώσετε το χρονοδιακόπτη με ένα εκτελεστικό ρελέ ή ένα απλό κύκλωμα θυρίστορ και να βάλετε μερικά κουμπιά στα άκρα του διαδρόμου! Πατούσε το κουμπί, πέρασε ο διάδρομος και δεν υπήρχε λόγος να ανησυχείς για το κλείσιμο του λαμπτήρα. Όλα θα συμβούν αυτόματα στο τέλος της καθυστέρησης. Λοιπόν, πρόκειται μόνο για πληροφορίες. Ο φωτισμός σε έναν μακρύ διάδρομο, φυσικά, δεν είναι η μόνη επιλογή για τη χρήση ενός μόνο δονητή.

Πώς να ελέγξετε 555;

Ο απλούστερος τρόπος είναι η συγκόλληση ενός απλού κυκλώματος, γι 'αυτό δεν υπάρχει σχεδόν καμία ανάγκη για αρθρωτά εξαρτήματα, εκτός από τη μόνη μεταβλητή αντίσταση και LED που υποδεικνύουν την κατάσταση της εξόδου.

Ο μικροκυκλώνας πρέπει να συνδέει τους ακροδέκτες 2 και 6 και να εφαρμόζει τάση σε αυτά, αλλάζοντας με μεταβλητή αντίσταση. Μπορείτε να συνδέσετε ένα βολτόμετρο ή μια ενδεικτική λυχνία LED στην έξοδο χρονοδιακόπτη, φυσικά, με μια περιοριστική αντίσταση.

Αλλά δεν μπορείτε να κολλήσετε τίποτα, επιπλέον, διεξάγετε πειράματα ακόμη και με την "παρουσία απουσίας" του πραγματικού μικροκυκλώματος. Παρόμοιες μελέτες μπορούν να γίνουν χρησιμοποιώντας τον προσομοιωτή προγράμματος Multisim. Φυσικά, μια τέτοια μελέτη είναι πολύ πρωτόγονη, αλλά, παρ 'όλα αυτά, σας επιτρέπει να εξοικειωθείτε με τη λογική του χρονοδιακόπτη 555. Τα αποτελέσματα της "εργαστηριακής εργασίας" φαίνονται στα Σχήματα 6, 7 και 8.

Σχήμα 6

Σε αυτό το σχήμα, μπορείτε να δείτε ότι η τάση εισόδου ρυθμίζεται από μια μεταβλητή αντίσταση R1. Κοντά σε αυτό, μπορείτε να δείτε την ένδειξη "Key = A", η οποία λέει ότι η τιμή της αντίστασης μπορεί να αλλάξει πιέζοντας το πλήκτρο A. Το ελάχιστο βήμα προσαρμογής είναι 1%, μόνο ότι η ρύθμιση είναι δυνατή μόνο προς την κατεύθυνση της αύξησης της αντίστασης και η μείωση είναι δυνατή μόνο με το " ".

Σε αυτό το σχήμα, ο αντιστάτης «αποσύρεται» στο πολύ «έδαφος», η τάση στον κινητήρα του είναι κοντά στο μηδέν (για λόγους σαφήνειας, μετράται με ένα πολύμετρο). Με αυτή τη θέση του κινητήρα, η έξοδος χρονοδιακόπτη είναι υψηλή, επομένως το τρανζίστορ εξόδου είναι κλειστό και το LED1 δεν ανάβει, όπως δείχνουν τα λευκά βέλη του.

Το παρακάτω σχήμα δείχνει ότι η τάση έχει αυξηθεί ελαφρά.

Σχήμα 7

Αλλά η αύξηση δεν πραγματοποιήθηκε μόνο με αυτό, αλλά σύμφωνα με ορισμένα όρια, και συγκεκριμένα τα κατώτατα όρια για τη λειτουργία των συγκριτών. Το γεγονός είναι ότι τα 1/3 και 2/3, εκφρασμένα σε δεκαδικά ποσοστά, θα είναι 33,33 ... και 66,66 ... αντίστοιχα. Είναι σε ποσοστό ότι εμφανίζεται το τμήμα εισόδου της μεταβλητής αντιστάσεως στο πρόγραμμα Multisim. Με τάση τροφοδοσίας 12V, αυτό θα αποδειχθεί ότι είναι 4 και 8 βολτ, το οποίο είναι αρκετά κατάλληλο για έρευνα.

Έτσι, το σχήμα 6 δείχνει ότι η αντίσταση εισάγεται στο 65%, και η τάση σε αυτή είναι 7.8V, η οποία είναι ελαφρώς μικρότερη από τις υπολογιζόμενες 8 βολτ. Στην περίπτωση αυτή, η LED εξόδου είναι απενεργοποιημένη, δηλ. η έξοδος του χρονοδιακόπτη παραμένει υψηλή.

Σχήμα 8

Μια περαιτέρω ελαφρά αύξηση της τάσης στις εισόδους 2 και 6, μόνο κατά 1% (το πρόγραμμα δεν κάνει δυνατή λιγότερα), οδηγεί στην ανάφλεξη της LED1, όπως φαίνεται στο σχήμα 8, - τα βέλη κοντά στο LED γίνονται κόκκινα. Αυτή η συμπεριφορά του κυκλώματος υποδεικνύει ότι ο προσομοιωτής Multisim λειτουργεί με μεγάλη ακρίβεια.

Αν συνεχίσετε να αυξάνετε την τάση στις ακίδες 2 και 6, τότε δεν θα εμφανιστεί καμία αλλαγή στην έξοδο του χρονοδιακόπτη.

555 Γεννήτριες χρονοδιακόπτη

Η συχνότητα που παράγεται από το χρονόμετρο είναι αρκετά μεγάλη: από τη χαμηλότερη συχνότητα, η περίοδος της οποίας μπορεί να φτάσει αρκετές ώρες, σε συχνότητες αρκετών δεκάδων kilohertz. Όλα εξαρτώνται από τα στοιχεία της χρονικής αλυσίδας.

Εάν δεν απαιτείται αυστηρά ορθογώνια κυματομορφή, μπορεί να δημιουργηθεί μια συχνότητα έως και αρκετών megahertz. Μερικές φορές αυτό είναι αρκετά αποδεκτό - η μορφή δεν είναι σημαντική, αλλά υπάρχουν και ωθήσεις. Πιο συχνά, μια τέτοια αμέλεια σχετικά με το σχήμα των παλμών επιτρέπεται στην ψηφιακή τεχνολογία. Για παράδειγμα, ένας μετρητής παλμών ανταποκρίνεται σε μια ανερχόμενη άκρη ή έναν παλμό που πέφτει. Συμφωνώ, σε αυτή την περίπτωση, η "τετραγωνική" του παλμού δεν έχει σημασία.

Γεννήτρια παλμών τετραγωνικού κύματος

Μία από τις πιθανές παραλλαγές μίας γεννήτριας παλμών σε σχήμα μαιάνδρου παρουσιάζεται στο σχήμα 9.

Σχήμα 9. Σχέδιο γεννητριών παλμών σχήματος μαιάνδρου

Τα διαγράμματα χρονισμού της γεννήτριας φαίνονται στο σχήμα 10.

Σχήμα 10. Διαγράμματα χρονισμού της γεννήτριας

Το άνω γράφημα απεικονίζει το σήμα εξόδου (ακίδα 3) του χρονομέτρου. Και το κατώτερο γράφημα δείχνει πώς αλλάζει η τάση στον πυκνωτή ρύθμισης χρόνου.

Όλα συμβαίνουν ακριβώς όπως είχε ήδη ληφθεί υπόψη στο κύκλωμα ενός δονητή που παρουσιάζεται στο σχήμα 3, αλλά δεν χρησιμοποιεί ένα μόνο παλμό σκανδάλης στον ακροδέκτη 2.

Το γεγονός είναι ότι όταν το κύκλωμα στον πυκνωτή C1 είναι ενεργοποιημένο, η τάση είναι μηδέν, είναι ότι θα μετατρέψει την έξοδο χρονοδιακόπτη σε κατάσταση υψηλού επιπέδου, όπως φαίνεται στην Εικόνα 10. Ο πυκνωτής C1 αρχίζει να φορτίζεται μέσω της αντίστασης R1.

Η τάση κατά μήκος του πυκνωτή αυξάνεται εκθετικά μέχρις ότου φθάσει το κατώτατο όριο κατωφλίου 2/3 * U. Ως αποτέλεσμα, ο χρονοδιακόπτης μεταβαίνει στην κατάσταση μηδενισμού, επομένως ο πυκνωτής C1 αρχίζει να εκφορτίζεται στο χαμηλότερο κατώφλι λειτουργίας 1/3 * U. Μόλις φτάσετε αυτό το κατώφλι, ένα υψηλό επίπεδο ορίζεται στην έξοδο του χρονοδιακόπτη και όλα ξεκινούν ξανά. Εμφανίζεται μια νέα περίοδος ταλάντωσης.

Εδώ θα πρέπει να δώσετε προσοχή στο γεγονός ότι ο πυκνωτής C1 φορτίζεται και εκκενώνεται μέσω της ίδιας αντίστασης R1. Συνεπώς, οι χρόνοι φόρτισης και εκφόρτωσης είναι ίσοι και, συνεπώς, το σχήμα των ταλαντώσεων στην έξοδο μιας τέτοιας γεννήτριας είναι κοντά στο μαιάνδρος.

Η συχνότητα ταλάντωσης μιας τέτοιας γεννήτριας περιγράφεται από έναν πολύ σύνθετο τύπο f = 0.722 / (R1 * C1). Εάν η αντίσταση της αντίστασης R1 στους υπολογισμούς υποδεικνύεται σε Ohms, και η χωρητικότητα του πυκνωτή είναι C1 σε Farads, τότε η συχνότητα θα είναι σε Hertz. Εάν, σε αυτή τη φόρμουλα, η αντίσταση εκφράζεται σε kilo-ohms (KOhm), και η χωρητικότητα του πυκνωτή σε microfarads (μF), το αποτέλεσμα θα είναι σε kilohertz (KHz). Για να έχετε έναν ταλαντωτή με ρυθμιζόμενη συχνότητα, αρκεί να αντικαταστήσετε την αντίσταση R1 με μια μεταβλητή.

Γεννήτρια παλμών κύκλου μεταβλητού φορτίου

Ο μαιάνδρος, φυσικά, είναι καλός, αλλά μερικές φορές προκύπτουν καταστάσεις που απαιτούν ρύθμιση του κύκλου λειτουργίας των παλμών. Έτσι γίνεται η ρύθμιση της ταχύτητας των κινητήρων DC (ρυθμιστές PWM), οι οποίοι είναι με μόνιμο μαγνήτη.

Οι τετραγωνικοί παλμοί κύματος ονομάζονται μαιάνδρες, στους οποίους ο χρόνος παλμού (υψηλό επίπεδο t1) ισούται με το χρόνο παύσης (χαμηλό επίπεδο t2). Ένα τέτοιο όνομα στην ηλεκτρονική προέκυψε από την αρχιτεκτονική, όπου ένα μαίανδρο ονομάζεται ένα σχέδιο από τούβλα. Οι συνολικοί χρόνοι παλμού και παύσης ονομάζονται περίοδος παλμών (T = t1 + t2).

Κύκλος εργασιών και κύκλος εργασιών

Ο λόγος της περιόδου παλμού με τη διάρκεια της S = T / t1 ονομάζεται κύκλος λειτουργίας. Αυτή η τιμή είναι αδιάστατη. Στο μαιάνδρος, αυτός ο δείκτης είναι 2, δεδομένου ότι t1 = t2 = 0,5 * T. Στην αγγλική λογοτεχνία, αντί για τον κύκλο εργασίας χρησιμοποιείται συχνά η αμοιβαία τιμή, - ο κύκλος λειτουργίας (Eng. Duty cycle) D = 1 / S, εκφρασμένος ως ποσοστό.

Αν βελτιώσετε ελαφρώς τη γεννήτρια που φαίνεται στο σχήμα 9, μπορείτε να πάρετε μια γεννήτρια με ρυθμιζόμενο κύκλο λειτουργίας. Ένα διάγραμμα μιας τέτοιας γεννήτριας φαίνεται στο σχήμα 11.

Σχήμα 11.

Στο σχήμα αυτό, η φόρτιση του πυκνωτή C1 λαμβάνει χώρα μέσω του κυκλώματος R1, RP1, VD1.Όταν η τάση στον πυκνωτή φθάσει στο ανώτερο όριο των 2/3 * U, ο χρονοδιακόπτης μεταβαίνει στη χαμηλή στάθμη και ο πυκνωτής C1 εκφορτίζεται μέσω του κυκλώματος VD2, RP1, R1 μέχρις ότου η τάση στον πυκνωτή πέσει στο κάτω όριο του 1/3 * U, με τον οποίο ο κύκλος επαναλαμβάνεται.

Η αλλαγή της θέσης του κινητήρα RP1 καθιστά δυνατή τη ρύθμιση της διάρκειας της φόρτισης και της εκφόρτισης: εάν η διάρκεια της φόρτισης αυξηθεί, μειώνεται ο χρόνος απόρριψης. Στην περίπτωση αυτή, η περίοδος επανάληψης παλμών παραμένει αμετάβλητη, αλλάζει μόνο ο κύκλος λειτουργίας ή ο κύκλος λειτουργίας. Λοιπόν, είναι πιο βολικό για κανέναν.

Με βάση το χρονοδιακόπτη 555, μπορείτε να σχεδιάσετε όχι μόνο γεννήτριες, αλλά και πολλές άλλες χρήσιμες συσκευές, οι οποίες θα συζητηθούν στο επόμενο άρθρο. Παρεμπιπτόντως, υπάρχουν προγράμματα - αριθμομηχανές για τον υπολογισμό της συχνότητας των γεννητριών στο χρονόμετρο 555, και στο πρόγραμμα - ο προσομοιωτής Multisim υπάρχει μια ειδική καρτέλα για τους σκοπούς αυτούς.

Boris Aladyshkin, https://i.electricianexp.com/el

Συνέχεια του άρθρου: 555 Ενσωματωμένος χρονοδιακόπτης. Ταξιδεύοντας στο φύλλο δεδομένων