555 Programe de timer integrate

Calea către radioul amator începe, de regulă, cu încercarea de a asambla circuite simple. Dacă imediat după asamblare, circuitul începe să prezinte semne de viață - clipind, sunând, făcând clic sau vorbind, atunci calea către radio amator este aproape deschisă. În ceea ce privește „vorbirea”, cel mai probabil, nu va funcționa imediat, pentru asta va trebui să citiți o mulțime de cărți, să lipiți și să setați o serie de circuite, poate arde o grămadă mare sau mică de piese (de preferință una mică).

Însă flacărele și tweeterele sunt obținute de la aproape toată lumea deodată. Și un element mai bun decât cronometru integrat NE555 găsiți pentru aceste experimente, pur și simplu nu vor reuși. Mai întâi, să ne uităm la circuitele generatoarelor, dar înainte de aceasta, să ne întoarcem la documentația proprie - Foaie de date. În primul rând, acordați atenție conturului grafic al cronometrului, care este prezentat în figura 1.

Iar figura 2 arată imaginea unui cronometru din directorul intern. Aici este oferit pur și simplu pentru posibilitatea de a compara denumirile semnalului pentru ei și ai noștri, în plus, diagrama funcțională „noastră” este prezentată mai detaliat și clar.

Următoarele sunt alte două desene luate dintr-o fișă tehnică. Ei bine, la fel ca o recomandare a producătorului.

Figura 1

Figura 2

555 Vibrator unic

Figura 3 prezintă un singur circuit vibrator. Nu, aceasta nu este jumătate din multivibrator, deși el însuși nu poate genera oscilații. Are nevoie de ajutor din afară, chiar și puțin.

Figura 3. Schema vibratorului unic

Logica acțiunii unice este destul de simplă. Pentru impulsul de declanșare 2 se aplică un impuls de nivel scăzut pe termen scurt, așa cum se arată în figură. Drept urmare, ieșirea 3 produce un impuls dreptunghiular cu durata ΔT = 1,1 * R * C. Dacă înlocuim R în ohmi în formulă și C în farad, atunci timpul T se va afișa în câteva secunde. În consecință, cu kilo-ohmi și microfarad, rezultatul va fi în milisecunde.

Și figura 4 arată cum să formați un impuls de declanșare folosind un simplu buton mecanic, deși poate fi un element semiconductor - un microcircuit sau un tranzistor.

Figura 4

În general, un singur împușcat (uneori numit un singur împușcat, iar militarii curajoși aveau cuvântul kipp releu în uz) funcționează după cum urmează. Când este apăsat un buton, un impuls de nivel scăzut la pinul 2 determină ieșirea cronometrului 3 să stabilească un nivel ridicat. Din motive întemeiate, acest semnal (pin 2) din directoarele interne se numește declanșator.

Tranzistorul conectat la borna 7 (DISCHARGE) este închis în această stare. Prin urmare, nimic nu împiedică încărcarea condensatorului de setare a timpului C. În timpul releului kipp, desigur, nu existau 555, totul s-a făcut pe lămpi, cel mai bine pe tranzistoare discrete, dar algoritmul de funcționare era același.

În timp ce condensatorul se încarcă, la ieșire se menține o tensiune la nivel înalt. Dacă în acest moment se aplică un impuls suplimentar la intrarea 2, starea de ieșire nu se va schimba, durata impulsului de ieșire nu poate fi redusă sau crescută în acest fel, iar o singură lovitură nu se va reporni.

Un alt lucru este dacă aplicați un impuls de resetare (nivel scăzut) la 4 pini. Ieșirea 3 va afișa imediat un nivel scăzut. Semnalul „reset” are cea mai mare prioritate și, prin urmare, poate fi dat în orice moment.

Pe măsură ce încărcarea crește, tensiunea din condensator crește și, la final, atinge nivelul de 2 / 3U. După cum este descris într-un articol anterior, acesta este nivelul de răspuns, pragul comparatorului superior, ceea ce duce la o resetare a cronometrului, care este sfârșitul pulsului de ieșire.

La pinul 3 apare un nivel scăzut și în același moment se deschide tranzistorul VT3, care descarcă condensatorul C. Aceasta completează formarea pulsului.Dacă după încheierea impulsului de ieșire, dar nu mai devreme, dați un alt impuls de declanșare, atunci ieșirea va fi formată la ieșire, la fel ca prima.

Desigur, pentru funcționarea normală a unei singure fotografii, impulsul de declanșare trebuie să fie mai scurt decât pulsul generat la ieșire.

Figura 5 prezintă un program de vibrație unic.

Figura 5. Schedule vibrator unic

Cum pot folosi un singur vibrator?

Sau cum spunea pisica Matroskin: „La ce va folosi acest singur shot?” Se poate răspunde că este suficient de mare. Faptul este că intervalul de întârzieri care poate fi obținut din acest singur shot poate atinge nu numai câteva milisecunde, ci și câteva ore. Totul depinde de parametrii lanțului RC de sincronizare.

Iată, soluție aproape gata pentru iluminarea unui coridor lung. Este suficient să completați cronometrul cu un releu executiv sau un simplu circuit tiristor și să puneți câteva butoane la capetele coridorului! A apăsat butonul, coridorul a trecut și nu a fost nevoie să vă faceți griji cu privire la stingerea becului. Totul se va întâmpla automat la sfârșitul întârzierii. Ei bine, acestea sunt doar informații de luat în considerare. Lumina pe un coridor lung, desigur, nu este singura opțiune pentru utilizarea unui singur vibrator.

Cum se verifică 555?

Cea mai simplă modalitate este de a lipa un circuit simplu, pentru aceasta nu va mai fi nevoie aproape de piese cu balamale, cu excepția singurului rezistor variabil și a LED-ului pentru a indica starea de ieșire.

Microcircuitul trebuie să conecteze pinii 2 și 6 și să le aplice tensiune, schimbați cu un rezistor variabil. Puteți conecta un voltmetru sau un LED la ieșirea cronometrului, desigur, cu un rezistor de limitare.

Însă nu puteți lipi nimic, în plus, efectuați experimente chiar și cu „prezența absenței” microcircuitului propriu-zis. Studii similare pot fi făcute folosind programul-simulator Multisim. Desigur, un astfel de studiu este foarte primitiv, dar, cu toate acestea, vă permite să faceți cunoștință cu logica cronometrului 555. Rezultatele „lucrărilor de laborator” sunt prezentate în figurile 6, 7 și 8.

Figura 6

În această figură, puteți vedea că tensiunea de intrare este reglată de o rezistență variabilă R1. În apropiere de aceasta, puteți lua în considerare inscripția „Tastă = A”, care spune că valoarea rezistenței poate fi modificată apăsând tasta A. Pasul de ajustare minimă este de 1%, întârzie că reglarea este posibilă doar în direcția creșterii rezistenței, iar reducerea este posibilă doar cu „mouse-ul” “.

În această figură, rezistența este „retrasă” chiar în „sol”, tensiunea de pe motorul său este aproape de zero (pentru claritate, este măsurată cu un multimetru). Cu această poziție a motorului, ieșirea cronometrului este ridicată, astfel încât tranzistorul de ieșire este închis, iar LED1 nu se aprinde, așa cum indică săgețile albe ale acestuia.

Figura următoare arată că tensiunea a crescut ușor.

Figura 7

Dar creșterea a avut loc nu doar așa, ci în conformitate cu anumite granițe și, anume, pragurile pentru funcționarea comparatorilor. Cert este că 1/3 și 2/3, exprimate în procente zecimale, vor fi 33,33 ... și respectiv 66,66 ... Procentual este afișată partea de intrare a rezistenței variabile din programul Multisim. Cu o tensiune de alimentare de 12V, aceasta se va dovedi a fi de 4 și 8 volți, ceea ce este suficient de convenabil pentru cercetare.

Deci, figura 6 arată că rezistența este introdusă la 65%, iar tensiunea de pe ea este de 7,8 V, care este puțin mai mică decât cele 8 volți calculate. În acest caz, LED-ul de ieșire este stins, adică. randamentul cronometru este încă ridicat.

Figura 8

O creștere ușoară suplimentară a tensiunii la intrările 2 și 6, cu doar 1 la sută (programul nu permite mai puțin) duce la aprinderea LED1, așa cum se arată în figura 8, - săgețile de lângă LED au obținut o nuanță roșie. Acest comportament al circuitului sugerează că simulatorul Multisim funcționează destul de precis.

Dacă continuați să creșteți tensiunea la pinii 2 și 6, atunci la ieșirea cronometrului nu va apărea nicio modificare.

555 Generatoare de cronometru

Intervalul de frecvență generat de cronometru este destul de larg: de la cea mai mică frecvență, a cărei perioadă poate ajunge la câteva ore, până la frecvențe de câteva zeci de kilohertz. Totul depinde de elementele lanțului de sincronizare.

Dacă nu este necesară o formă de undă strict dreptunghiulară, poate fi generată o frecvență de până la mai mulți megahertzi. Uneori acest lucru este destul de acceptabil - forma nu este importantă, dar există impulsuri. Cel mai adesea, o astfel de neglijență cu privire la forma pulsurilor este permisă în tehnologia digitală. De exemplu, un contor de impulsuri răspunde la o margine în creștere sau la un impuls în cădere. De acord, în acest caz, „nepăsarea” pulsului nu contează.

Generator de impulsuri de undă pătrată

Una din variantele posibile ale unui generator de impulsuri în formă de meandru este prezentată în figura 9.

Figura 9. Schema generatoarelor de impulsuri în formă de meandru

Schemele de sincronizare ale generatorului sunt prezentate în figura 10.

Figura 10. Diagrame de timp ale generatorului

Graficul superior ilustrează semnalul de ieșire (pinul 3) al cronometrului. Iar graficul inferior arată modul în care se modifică tensiunea în condensatorul de setare a timpului.

Totul se întâmplă exact așa cum a fost deja considerat în circuitul cu un singur vibrator prezentat în figura 3, dar nu utilizează un singur impuls de declanșare la pinul 2.

Faptul este că atunci când circuitul condensatorului C1 este pornit, tensiunea este zero, este cea care va transforma ieșirea cronometrului într-o stare înaltă, așa cum se arată în figura 10. Condensatorul C1 începe încărcarea prin rezistența R1.

Tensiunea în condensator crește exponențial până când atinge pragul superior 2/3 * U. Ca urmare, cronometrul trece la starea zero, prin urmare, condensatorul C1 începe să se descarce la pragul inferior de funcționare 1/3 * U. La atingerea acestui prag, este stabilit un nivel ridicat la ieșirea cronometrului și totul începe din nou. Se formează o nouă perioadă de oscilație.

Aici trebuie să acordați atenție faptului că condensatorul C1 este încărcat și descărcat prin aceeași rezistență R1. Prin urmare, timpii de încărcare și descărcare sunt egali și, prin urmare, forma oscilațiilor la ieșirea unui astfel de generator este aproape de meandru.

Frecvența de oscilație a unui astfel de generator este descrisă printr-o formulă foarte complexă f = 0,722 / (R1 * C1). Dacă rezistența rezistenței R1 din calcule este indicată în Ohms, iar capacitatea condensatorului este C1 în Farads, atunci frecvența va fi în Hertz. Dacă, în această formulă, rezistența este exprimată în kilo-ohmi (KOhm), iar capacitatea condensatorului în microfaraduri (μF), rezultatul va fi în kilohertz (KHz). Pentru a obține un oscilator cu o frecvență reglabilă, este suficient să înlocuiți rezistența R1 cu o variabilă.

Generator de impulsuri cu ciclu de serviciu variabil

Meandro, bineînțeles, este bun, dar uneori apar situații care necesită reglarea ciclului de serviciu al impulsurilor. Așa se face reglarea vitezei motoarelor cu curent continuu (regulatoare PWM), care sunt cu un magnet permanent.

Impulsurile de undă pătrată se numesc meandru, în care timpul pulsului (nivel înalt t1) este egal cu timpul de pauză (nivel scăzut t2). Un astfel de nume în electronică provine de la arhitectură, unde un meandru este numit desen al cărămizii. Timpul total de puls și pauză se numește perioada puls (T = t1 + t2).

Ciclul de serviciu și de serviciu

Raportul dintre perioada pulsului și durata sa S = T / t1 se numește ciclu de serviciu. Această valoare este fără dimensiuni. În meandru, acest indicator este 2, deoarece t1 = t2 = 0,5 * T. În literatura engleză, în loc de ciclul datoriei, se utilizează adesea valoarea reciprocă, - duty cycle (Eng. Duty cycle) D = 1 / S, exprimat în procente.

Dacă îmbunătățiți ușor generatorul prezentat în figura 9, puteți obține un generator cu ciclu de funcționare reglabil. În figura 11 este prezentată o diagramă a unui astfel de generator.

Figura 11.

În această schemă, încărcarea condensatorului C1 apare prin circuitul R1, RP1, VD1.Când tensiunea de-a lungul condensatorului atinge pragul superior de 2/3 * U, cronometrul trece la nivelul scăzut și descărcarea condensatorului C1 prin circuitul VD2, RP1, R1 până când tensiunea din condensator scade la pragul inferior de 1/3 * U, după prin care se repetă ciclul.

Modificarea poziției motorului RP1 permite ajustarea duratei încărcării și descărcării: dacă durata încărcării crește, timpul de descărcare scade. În acest caz, perioada de repetare a impulsului rămâne neschimbată, doar ciclul de serviciu sau ciclul de serviciu se modifică. Ei bine, este mai convenabil pentru oricine.

Pe baza cronometrului 555, puteți proiecta nu numai generatoare, ci și multe alte dispozitive utile, despre care vom discuta în articolul următor. Apropo, există programe - calculatoare pentru calcularea frecvenței generatoarelor pe cronometrul 555, iar în program - simulatorul Multisim există o filă specială în aceste scopuri.

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

Continuarea articolului: 555 Timer integrat. Călătorie fișă tehnică