555 integrált időzítő formatervezés

Az amatőr rádióhoz vezető út általában az egyszerű áramkörök összeállításának kísérletével kezdődik. Ha közvetlenül az összeszerelés után az áramkör élet jeleket mutat - villog, sípol, kattint vagy beszél, akkor az amatőr rádióhoz vezető út szinte nyitva van. Ami a „beszédet” illeti, valószínűleg nem fog azonnal működni, mert ehhez sok könyvet el kell olvasnia, forrasztania és számos áramkört felállítania, esetleg nagy vagy kis csomó alkatrészt (lehetőleg egy kicsit) el kell égetnie.

De a villogókat és a hangcsillapítókat szinte mindenki beszerezheti egyszerre. És jobb elem, mint beépített NE555 időzítő megtalálni ezeket a kísérleteket, egyszerűen nem lesz sikeres. Először nézzük meg a generátoráramköröket, de előtte nézzük meg a szabadalmaztatott dokumentációt - az Adatlapot. Először is figyeljen az időzítő grafikus vázlatára, amelyet az 1. ábra mutat.

És a 2. ábra egy időzítő képét mutatja be a háztartási könyvtárból. Itt csak azért kapjuk, hogy összehasonlítsuk a számuk és a miénk jeljelöléseit, emellett a „mi” funkcionális ábra részletesebben és világosan látható.

Az alábbiakban további két rajz található az adatlapból. Nos, csak a gyártó ajánlásaként.

1. ábra

2. ábra

555 Egyetlen vibrátor

A 3. ábra egyetlen vibrációs áramkört mutat. Nem, ez nem a multivibrátor fele, bár ő maga nem képes rezgéseket generálni. Még egy kicsit is külső segítségre van szüksége.

3. ábra: Egyetlen vibrátor diagram

Az egylövéses művelet logikája nagyon egyszerű. Rövid távú alacsony szintű impulzust alkalmaznak a 2. bemeneti jelre, az ábra szerint. Ennek eredményeként a 3. kimenet négyszögletű impulzust hoz létre, amelynek időtartama ΔT = 1,1 * R * C. Ha helyettesítjük az R-t ohmban a képletben és a C-t fárasztással, akkor a T idő másodpercben mutatkozik meg. Ennek megfelelően kilo-ohm és mikrofaradok esetén az eredmény milliszekundumban lesz.

És a 4. ábra bemutatja, hogyan lehet kiváltó impulzust kialakítani egy egyszerű mechanikus gombbal, bár lehet, hogy félvezető elem - mikroáramkör vagy tranzisztor.

4. ábra

Általában véve az egylövés (amelyet néha egylövésnek hívnak, és a bátor katonáknak a kipp relé szó volt használatban) a következőképpen működik. Egy gomb megnyomásakor az alacsony szintű impulzus a 2. érintkezőnél a 3. időzítő kimenetének magas szintjét állítja be. Indokolt esetben ezt a jelet (2. tű) a hazai könyvtárakban triggernek hívják.

Ebben az állapotban a 7. terminálra csatlakoztatott tranzisztor (DISCHARGE) zárva van. Ezért semmi sem akadályozza meg a C időmérő kondenzátor feltöltését. A kipp relé során természetesen nem volt 555, mindent lámpákon végeztünk, legjobb esetben diszkrét tranzisztorokon, de a működés algoritmusa ugyanaz volt.

Amíg a kondenzátor töltődik, a kimeneten magas szintű feszültség van fenntartva. Ha ebben az időben egy további impulzus kerül a 2-es bemenetre, akkor a kimenet állapota nem változik, a kimeneti impulzus időtartamát nem lehet ilyen módon csökkenteni vagy növelni, és az egyszeri lövés nem indul újra.

Egy másik dolog az, ha visszaállítási impulzust (alacsony szintet) alkalmaz be 4 tűre. A 3. kimenet azonnal alacsony szintre mutat. A „reset” jelnek van a legfontosabb prioritása, ezért bármikor megadható.

A töltés növekedésével a kondenzátoron keresztüli feszültség növekszik, és végül eléri a 2 / 3U szintet. Amint azt egy előző cikkben leírtuk, ez a felső komparátor válaszszintje, küszöbértéke, amely az időzítő visszaállításához vezet, amely a kimeneti impulzus vége.

A 3. tűnél alacsony szint jelenik meg, és ugyanabban a pillanatban kinyílik a VT3 tranzisztor, amely kiüríti a C kondenzátort. Ez befejezi az impulzusképződést.Ha a kimeneti impulzus vége után, de nem korábban, adjon egy újabb triggerimpulzust, akkor a kimenet kimeneti formátumú lesz, mint az első.

Természetesen az egyetlen lövés normál működéséhez az indító impulzusnak rövidebbnek kell lennie, mint a kimeneten generált impulzusnak.

Az 5. ábra egy vibrátor ütemezést mutat.

5. ábra. Egyetlen vibrátor ütemezése

Hogyan lehet egy vibrátort használni?

Vagy amint Matroskin macska azt mondta: "Mi lesz ennek az egy lövésnek a célja?" Meg lehet válaszolni, hogy elég nagy. Az a tény, hogy az egy lövésből elért késleltetési idő nem csak néhány milliszekundumot elérheti, hanem több órát is elérhet. Minden a vezérlő RC lánc paramétereitől függ.

Itt van, szinte kész megoldás egy hosszú folyosó megvilágítására. Elegendő az időzítőt kiegészíteni végrehajtó relével vagy egyszerű tirisztor áramkörrel, és néhány gombokat feltenni a folyosó végére! Megnyomta a gombot, a folyosó elhaladt, és nem kellett aggódnia az izzó kikapcsolása miatt. Minden automatikusan megtörténik az időkésés végén. Nos, ez csak információ, amelyet figyelembe kell venni. Természetesen a hosszú folyosón történő megvilágítás nem az egyetlen lehetőség egyetlen vibrátor használatához.

Hogyan lehet ellenőrizni az 555-et?

A legegyszerűbb módszer az egyszerű áramkör forrasztása, ehhez szinte nincs szükség csuklós alkatrészekre, kivéve az egyetlen változó ellenállást és a LED-et, amely jelzi a kimenet állapotát.

A mikroáramkörnek csatlakoznia kell a 2. és a 6. érintkezőhöz, és feszültséget kell adnia rájuk, egy változó ellenállás által megváltoztatva. Csatlakoztathat egy voltmérőt vagy LED-et az időzítő kimenetéhez, természetesen egy korlátozó ellenállással.

De nem forraszthat semmit, ráadásul kísérleteket is végezhet a tényleges mikroáramkör „hiányának jelenlétével” is. Hasonló tanulmányok elvégezhetők a Multisim program-szimulátor segítségével. Természetesen egy ilyen tanulmány nagyon primitív, de ennek ellenére lehetővé teszi az 555-ös időzítő logikájának megismerését. A "laboratóriumi munka" eredményeit a 6., 7. és 8. ábra mutatja.

6. ábra

Az ábrán látható, hogy a bemeneti feszültséget R1 változó ellenállás szabályozza. Közelében lehet venni a „Key = A” feliratot, amely szerint az ellenállás értéke megváltoztatható az A gomb megnyomásával. A minimális beállítási lépés 1%, csak sajnálom, hogy a szabályozás csak az ellenállás növekedésének irányában lehetséges, és a csökkentés csak az „egérrel” lehetséges. ”.

Ezen az ábrán az ellenállást a "földhöz" húzzuk, motorjának feszültsége közel nulla (az érthetőség kedvéért multiméterrel mérjük). A motor ezen helyzetében az időzítő kimenete magas, tehát a kimeneti tranzisztor zárva van, és a LED1 nem világít, amint azt a fehér nyilak jelzik.

Az alábbi ábra azt mutatja, hogy a feszültség kissé nőtt.

7. ábra

A növekedésre azonban nem csak így került sor, hanem bizonyos határokat, nevezetesen az összehasonlító készülékek működési küszöbértékét tiszteletben tartva. Tény, hogy 1/3 és 2/3, decimális százalékban kifejezve, 33,33 ... és 66,66 ... lesz. A Multisim programban a változó ellenállás bemeneti része százalékban jelenik meg. 12 V tápfeszültségnél ez 4 és 8 volt lesz, ami elég kényelmes a kutatáshoz.

Tehát a 6. ábra azt mutatja, hogy az ellenállás 65% -on van bevezetve, és a rajta lévő feszültség 7,8 V, ami valamivel kevesebb, mint a számított 8 volt. Ebben az esetben a kimeneti LED nem világít, azaz az időzítő kimenete továbbra is magas.

8. ábra

A 2. és 6. bemeneten a feszültség további enyhe, csak 1% -kal történő növekedése (a program nem engedi meg a kevesebbet) a LED1 meggyulladásához vezet, amint az a 8. ábrán látható - a LED közelében lévő nyilak vörös árnyalatot szereztek. Az áramkör ilyen viselkedése arra utal, hogy a Multisim szimulátor meglehetősen pontosan működik.

Ha továbbra is növeli a feszültséget a 2. és a 6. érintkezőn, akkor az időzítő kimenetén nem történik változás.

555 időzítő generátorok

Az időzítő által generált frekvenciatartomány meglehetősen széles: a legalacsonyabb frekvenciától, amelynek időtartama elérheti a több órát, a több tíz kilohertz frekvenciáig. Minden az időzítési lánc elemeitől függ.

Ha szigorúan téglalap alakú hullámforma nem szükséges, akár több megahertz frekvencia is előállítható. Időnként ez teljesen elfogadható - a forma nem fontos, de vannak impulzusok. Leggyakrabban az impulzusok alakjának ilyen hanyagsága megengedett a digitális technológiában. Például egy impulzusszámláló reagál egy emelkedő élre vagy eső impulzusra. Egyetértek ebben az esetben a pulzus "négyzet" -ével nem számít.

Négyszöghullámú impulzusgenerátor

A kanyar alakú impulzusgenerátor egyik lehetséges változatát a 9. ábra mutatja.

9. ábra. A kanyar alakú impulzusgenerátorok vázlata

A generátor időzítési diagramjait a 10. ábra mutatja.

10. ábra: A generátor időzítési diagramjai

A felső grafikon az időzítő kimeneti jelét (3. tű) szemlélteti. Az alsó grafikon azt mutatja, hogyan változik a feszültség az időbeállító kondenzátoron.

Minden pontosan úgy történik, ahogyan azt a 3. ábrán bemutatott egyvibrátoros áramkörben figyelembe vették, de a 2. tüskénél egyetlen triggerimpulzust nem használ.

A helyzet az, hogy amikor a C1 kondenzátor áramköre be van kapcsolva, a feszültség nulla, akkor az idõzítõ kimenetet magas szintûre állítja, amint az a 10. ábrán látható. A C1 kondenzátor az R1 ellenállással megkezdi a töltést.

A kondenzátor feletti feszültség exponenciálisan növekszik, amíg el nem éri a felső küszöbértéket 2/3 * U. Ennek eredményeként az időmérő nullára vált, ezért a C1 kondenzátor az 1/3 * U üzemi alsó küszöbértékre kezd kisülni. Ezen küszöb elérésekor az időmérő kimenetén magas szint van beállítva, és minden újra kezdődik. Új rezgési periódus alakul ki.

Itt kell figyelni arra a tényre, hogy a C1 kondenzátort ugyanazon az R1 ellenálláson keresztül töltik és ürítik. Ezért a töltési és kisülési idő egyenlő, és ezért az ilyen generátor kimenetén fellépő lengések alakja közel áll a kanyargáshoz.

Egy ilyen generátor rezgési frekvenciáját egy nagyon összetett képlettel írják le: f = 0,722 / (R1 * C1). Ha az R1 ellenállás ellenállását a számításokban Ohm-ban adják meg, és a kondenzátor kapacitása C1-ben, Farad-ban, akkor a frekvencia Hertz-ben lesz. Ha ebben a képletben az ellenállást kilo ohmban (KOhm) fejezzük ki, és a kondenzátor kapacitását mikrofaradokban (μF), akkor az eredmény kilohertzben (KHz) lesz. Az állítható frekvenciájú oszcillátor megkapásához elegendő az R1 ellenállást kicserélni.

Változtatható teherbírású impulzusgenerátor

A kanyargó természetesen jó, de néha olyan helyzetek fordulnak elő, amelyek megkövetelik az impulzusok ciklusának szabályozását. Ilyen módon hajtják végre az állandó mágnesekkel rendelkező DC motorok (PWM szabályozók) sebességszabályozását.

A négyszöghullámú impulzusokat meandernek nevezzük, amelyben az impulzusidő (magas t1 szint) megegyezik a szünet idejével (alacsony t2 szint). Az ilyen név az elektronikában az építészetből származik, ahol a kanyargót téglafal rajzának nevezik. A teljes impulzus és a szünet idejét impulzus periódusnak nevezzük (T = t1 + t2).

Duty and Duty Cycle

Az impulzus periódusának az időtartamához viszonyított arányát S = T / t1 nevezzük üzemi ciklusnak. Ez az érték dimenzió nélküli. Középpontban ez a mutató 2, mivel t1 = t2 = 0,5 * T. Az angol szakirodalomban a terhelési ciklus helyett gyakran a viszonossági értéket alkalmazzák, - terhelési ciklus (Eng. Duty ciklus) D = 1 / S, százalékban kifejezve.

Ha kissé javítja a 9. ábrán bemutatott generátort, akkor kaphat állítható üzemi ciklusú generátort. Az ilyen generátor diagramját a 11. ábra mutatja.

11. ábra

Ebben a sémában a C1 kondenzátor töltése az R1, RP1, VD1 áramkörön keresztül történik.Amikor a kondenzátoron keresztüli feszültség eléri a 2/3 * U felső küszöböt, az időmérő alacsony szintre kapcsol és a C1 kondenzátor kisül a VD2, RP1, R1 áramkörön, amíg a kondenzátoron keresztüli feszültség az alsó, 1/3 * U küszöbértékre esik. a ciklus ismétlődik.

Az RP1 motor helyzetének megváltoztatása lehetővé teszi a töltés és a kisülés időtartamának ellenőrzését: ha a töltés időtartama növekszik, akkor a kisülési idő csökken. Ebben az esetben az impulzus ismétlési periódus változatlan marad, csak a működési ciklus vagy a működési ciklus változik. Nos, bárki számára kényelmesebb.

Az 555 időzítő alapján nem csak generátorokat tervezhet, hanem még sok más hasznos eszközt is tervezhet, amelyeket a következő cikk tárgyal. Egyébként vannak olyan programok - számológépek, amelyek segítségével kiszámolható a generátorok frekvenciája az 555 időzítőn, és a programban - a Multisim szimulátornak van egy speciális fül erre a célra.

Boris Aladyshkin, https://huv.electricianexp.com

A cikk folytatása: 555 Integrált időzítő