kategória: Najlepšie články » Praktická elektronika
Počet zobrazení: 182545
Komentáre k článku: 5
555 integrovaných návrhov časovačov
Cesta k amatérskemu rozhlasu sa spravidla začína pokusom zostaviť jednoduché obvody. Ak obvod ihneď po montáži začne vykazovať známky života - blikanie, pípanie, klikanie alebo hovorenie, cesta k amatérskemu rádiu je takmer otvorená. Pokiaľ ide o „rozprávanie“, s najväčšou pravdepodobnosťou to nebude fungovať hneď, pretože si budete musieť prečítať veľa kníh, spájkovať a nastaviť niekoľko okruhov, prípadne spáliť veľkú alebo malú partiu častí (najlepšie malú).
Blesky a výškové reproduktory sa však získavajú takmer od všetkých naraz. A lepší prvok ako integrovaný časovač NE555 nájsť pre tieto experimenty, jednoducho nebude úspešný. Najprv sa pozrime na obvody generátora, ale predtým sa pozrime na vlastnú dokumentáciu - DATOVÝ LIST. Najskôr venujte pozornosť grafickému obrysu časovača, ktorý je zobrazený na obrázku 1.
A obrázok 2 zobrazuje obrázok časovača z domáceho adresára. Tu sa uvádza jednoducho možnosť porovnania označení signálov pre nich a našich, okrem toho je podrobnejšie a zreteľnejšie znázornený „náš“ funkčný diagram.
Nasledujú ďalšie dve výkresy z údajového listu. No, len ako odporúčanie od výrobcu.
Obrázok 1
Obrázok 2
555 Single Vibrator
Obrázok 3 zobrazuje jediný vibrátorový obvod. Nie, toto nie je polovica multivibrátora, hoci sám nedokáže generovať kmity. Potrebuje pomoc zvonku, dokonca aj trochu.
Obrázok 3. Schéma jedného vibrátora
Logika jednorazovej akcie je pomerne jednoduchá. Na spustenie vstupu 2 sa aplikuje krátkodobý impulz nízkej úrovne, ako je to znázornené na obrázku. Výsledkom je, že výstup 3 vytvára obdĺžnikový impulz s trvaním ΔT = 1,1 * R * C. Ak nahradíme R v ohmoch vo vzorci a C v faradách, potom sa čas T ukáže v sekundách. Podľa toho bude výsledok v kiloohmoch a mikrofaradách v milisekundách.
A Obrázok 4 ukazuje, ako vytvoriť spúšťací impulz s použitím jednoduchého mechanického tlačidla, hoci to môže byť aj polovodičový prvok - mikroobvod alebo tranzistor.
Obrázok 4
Vo všeobecnosti platí, že jednorázový (niekedy nazývaný jednorázový) a statočná armáda používala slovo kipp relay). Keď je stlačené tlačidlo, impulz nízkej úrovne na kolíku 2 spôsobí, že výstup časovača 3 nastaví vysokú úroveň. Z dobrého dôvodu sa tento signál (pin 2) v domácich adresároch nazýva spúšť.
Tranzistor pripojený na svorku 7 (DISCHARGE) je v tomto stave uzavretý. Preto nič nebráni nabíjaniu kondenzátora C. nastaveného na čas. Počas relé kipp samozrejme nebolo 555, všetko sa robilo na lampách, v najlepšom prípade na diskrétnych tranzistoroch, ale algoritmus činnosti bol rovnaký.
Kým sa kondenzátor nabíja, na výstupe sa udržuje vysoké napätie. Ak sa v tomto okamihu aplikuje ďalší impulz na vstup 2, stav výstupu sa nezmení, dobu trvania výstupného impulzu nemožno týmto spôsobom skrátiť alebo zvýšiť, jednorazový záber sa nereštartuje.
Ďalšia vec je, ak použijete resetovací impulz (nízka úroveň) na 4 piny. Výstup 3 okamžite zobrazí nízku úroveň. Signál „reset“ má najvyššiu prioritu, a preto sa môže dať kedykoľvek.
Keď sa náboj zvyšuje, napätie na kondenzátore sa zvyšuje a nakoniec dosahuje úroveň 2/3 U. Ako je opísané v predchádzajúcom článku, je to úroveň odozvy, prahová hodnota horného porovnávača, ktorá vedie k vynulovaniu časovača, ktorý je koncom výstupného impulzu.
Na kolíku 3 sa objaví nízka úroveň a súčasne sa otvorí tranzistor VT3, ktorý vybije kondenzátor C. Týmto sa dokončí vytváranie impulzov.Ak po skončení výstupného impulzu, ale nie skôr, vydá ďalší spúšťací impulz, výstup bude tvorený výstupom, rovnakým ako prvý.
Samozrejme pre normálnu prevádzku jednorazového impulzu musí byť spúšťací impulz kratší ako impulz generovaný na výstupe.
Obrázok 5 zobrazuje harmonogram jedného vibrátora.
Obrázok 5. Rozvrh jedného vibrátora
Ako môžem použiť jeden vibrátor?
Alebo ako mačka Matroskin hovorila: „Aké bude použitie tohto jednorazového výstrelu?“ Možno odpovedať, že je dosť veľká. Faktom je, že rozsah časových oneskorení, ktoré je možné získať z tohto jednorazového zásahu, môže dosiahnuť nielen niekoľko milisekúnd, ale môže trvať aj niekoľko hodín. Všetko záleží na parametroch načasovania RC reťazca.
Tu ste, takmer hotové riešenie pre osvetlenie dlhej chodby. Stačí doplniť časovač výkonným relé alebo jednoduchým tyristorovým obvodom a na koniec chodby umiestniť niekoľko tlačidiel! Stlačil gombík, chodba prešla a netreba sa starať o vypnutie žiarovky. Na konci časového oneskorenia sa všetko stane automaticky. Toto sú len informácie, ktoré treba zvážiť. Osvetlenie na dlhej chodbe samozrejme nie je jedinou možnosťou použitia jediného vibrátora.
Ako skontrolovať 555?
Najjednoduchším spôsobom je spájkovanie jednoduchého obvodu, pretože nebude existovať takmer žiadna potreba kĺbových častí, s výnimkou jediného variabilného odporu a LED na indikáciu stavu výstupu.
Mikroobvod by mal spájať kolíky 2 a 6 a privádzať na ne napätie, zmenené premenným odporom. K výstupu časovača môžete samozrejme pripojiť voltmeter alebo LED, samozrejme, s obmedzovacím odporom.
Nič však nemôžete spájkovať, navyše môžete experimentovať aj s „neprítomnosťou“ skutočného mikroobvodu. Podobné štúdie je možné vykonať pomocou programového simulátora Multisim. Takáto štúdia je, samozrejme, veľmi primitívna, napriek tomu vám umožňuje oboznámiť sa s logikou časovača 555. Výsledky „laboratórnej práce“ sú znázornené na obrázkoch 6, 7 a 8.
Obrázok 6
Na tomto obrázku môžete vidieť, že vstupné napätie je regulované premenlivým odporom R1. V jeho blízkosti môžete zvážiť nápis „Key = A“, ktorý hovorí, že hodnota rezistora sa dá zmeniť stlačením klávesu A. Minimálny krok nastavenia je 1%, iba smutno, že regulácia je možná iba v smere zvyšujúceho sa odporu a redukcia je možná iba „myšou“. ".
Na tomto obrázku je rezistor „stiahnutý“ do samého „uzemnenia“, napätie na jeho motore je blízko nuly (kvôli prehľadnosti sa meria multimetrom). Pri tejto polohe motora je výstup časovača vysoký, takže výstupný tranzistor je uzavretý a LED1 nesvieti, ako to naznačujú jeho biele šípky.
Nasledujúci obrázok ukazuje, že napätie mierne vzrástlo.
Obrázok 7
K zvýšeniu však nedošlo len takto, ale v súlade s určitými hranicami, a to najmä s prahovými hodnotami fungovania komparátorov. Faktom je, že 1/3 a 2/3 vyjadrené v desatinných percentách budú 33,33 ... a 66,66 ... respektíve. V percentách je zobrazená vstupná časť premenného odporu v programe Multisim. Pri napájacom napätí 12 V bude toto napätie 4 a 8 voltov, čo je pre výskum dostatočné.
Obrázok 6 ukazuje, že rezistor je zavedený pri 65% a napätie na ňom je 7,8 V, čo je o niečo menej ako vypočítaných 8 voltov. V tomto prípade je výstupná LED vypnutá, t. výstup časovača je stále vysoký.
Obrázok 8
Ďalšie mierne zvýšenie napätia na vstupoch 2 a 6, iba o 1 percento (program neumožňuje menej), vedie k zapáleniu LED1, ako je znázornené na obrázku 8, - šípky v blízkosti LED získali červený odtieň. Toto správanie obvodu naznačuje, že simulátor Multisim funguje celkom presne.
Ak budete naďalej zvyšovať napätie na pine 2 a 6, na výstupe časovača nedôjde k žiadnej zmene.
555 Generátory časovačov
Frekvenčný rozsah generovaný časovačom je pomerne široký: od najnižšej frekvencie, ktorej perióda môže dosiahnuť niekoľko hodín, po frekvencie niekoľko desiatok kilohertz. Všetko záleží na prvkoch rozvodového reťazca.
Ak nie je potrebný presne obdĺžnikový priebeh, môže sa vygenerovať frekvencia až niekoľko megahertzov. Niekedy je to celkom prijateľné - forma nie je dôležitá, ale existujú impulzy. Najčastejšie je takáto nedbanlivosť týkajúca sa tvaru impulzov v digitálnej technológii povolená. Napríklad počítadlo impulzov reaguje na stúpajúcu hranu alebo klesajúci impulz. Dohodnite sa, že v tomto prípade nezáleží na „pravouhlosti“ impulzu.
Generátor impulzov s obdĺžnikovou vlnou
Jeden z možných variantov meandrovitého pulzného generátora je znázornený na obr.
Obrázok 9. Schéma meandrovitých generátorov impulzov
Časové schémy generátora sú znázornené na obrázku 10.
Obrázok 10. Časové diagramy generátora
Horný graf znázorňuje výstupný signál (pin 3) časovača. A dolný graf ukazuje, ako sa mení napätie v kondenzátore s nastaveným časom.
Všetko sa deje presne to isté, čo už bolo uvažované v jednomibrátorovom obvode znázornenom na obrázku 3, ale nepoužíva jediný spúšťací impulz na kolíku 2.
Faktom je, že keď je zapojený obvod na kondenzátore C1, napätie je nulové, je to to, čo otočí výstup časovača do stavu vysokej úrovne, ako je znázornené na obrázku 10. Kondenzátor C1 sa začne nabíjať cez odpor R1.
Napätie na kondenzátore sa zvyšuje exponenciálne, až kým nedosiahne hornú prahovú hodnotu 2/3 * U. Výsledkom je, že časovač sa prepne do nulového stavu, preto sa kondenzátor C1 začne vybíjať na dolný prah činnosti 1/3 * U. Po dosiahnutí tejto prahovej hodnoty sa na výstupe časovača nastaví vysoká úroveň a všetko začne znova odznova. Vytvára sa nové obdobie oscilácie.
Tu by ste mali venovať pozornosť skutočnosti, že kondenzátor C1 je nabitý a vybitý prostredníctvom toho istého odporu R1. Časy nabíjania a vybíjania sú preto rovnaké, a preto tvar kmitania na výstupe takéhoto generátora je blízko meandru.
Frekvencia kmitania takéhoto generátora je opísaná veľmi komplexným vzorcom f = 0,722 / (R1 * Cl). Ak je odpor rezistora R1 vo výpočtoch vyznačený v ohmoch a kapacita kondenzátora je C1 vo Faradoch, potom bude frekvencia v Hertzoch. Ak je v tomto vzorci odpor vyjadrený v kiloohmoch (KΩ) a kapacitancia kondenzátora v mikrofaradách (μF), výsledkom bude kilohertz (KHz). Na získanie oscilátora s nastaviteľnou frekvenciou stačí nahradiť rezistor R1 premennou.
Generátor impulzov s premenlivým pracovným cyklom
Meander je samozrejme dobrý, ale niekedy sa vyskytnú situácie, ktoré si vyžadujú reguláciu pracovného cyklu impulzov. Takto sa vykonáva regulácia otáčok jednosmerných motorov (PWM regulátory), ktoré majú permanentný magnet.
Impulzy obdĺžnikovej vlny sa nazývajú meandr, v ktorom je doba impulzu (vysoká úroveň t1) rovnaká ako doba pauzy (nízka úroveň t2). Takéto meno v elektronike pochádza z architektúry, kde sa meander nazýva kresba muriva. Celkový čas impulzu a pauzy sa nazýva perióda impulzu (T = t1 + t2).
Povinnosť a pracovný cyklus
Pomer doby impulzu k jeho trvaniu S = T / ti sa nazýva pracovný cyklus. Táto hodnota je bezrozmerná. V meandri je tento indikátor 2, pretože t1 = t2 = 0,5 * T. V anglickej jazykovej literatúre sa namiesto pracovného cyklu často používa recipročný cyklus, - pracovný cyklus (angl. Duty duty) D = 1 / S, vyjadrený v percentách.
Ak mierne vylepšíte generátor zobrazený na obrázku 9, môžete získať generátor s nastaviteľným pracovným cyklom. Schéma takéhoto generátora je znázornená na obr.
Obrázok 11.
V tejto schéme dochádza k nabíjaniu kondenzátora Cl cez obvod R1, RP1, VD1.Keď napätie na kondenzátore dosiahne hornú hranicu 2/3 * U, časovač sa prepne na nízku úroveň a kondenzátor C1 sa vybije cez obvod VD2, RP1, R1, až kým napätie na kondenzátore neklesne na dolnú hranicu 1/3 * U po čím sa cyklus opakuje.
Zmena polohy motora RP1 umožňuje regulovať dobu nabíjania a vybíjania: ak sa doba nabíjania zvyšuje, doba vybíjania sa skracuje. Časový interval opakovania impulzov zostáva nezmenený, mení sa iba pracovný cyklus alebo pracovný cyklus. Je to pohodlnejšie pre každého.
Na základe časovača 555 môžete navrhnúť nielen generátory, ale aj mnoho užitočnejších zariadení, o ktorých sa bude hovoriť v nasledujúcom článku. Mimochodom, existujú programy - kalkulačky na výpočet frekvencie generátorov na časovači 555 a v programe - simulátor Multisim je na tieto účely špeciálna karta.
Boris Aladyshkin, electro-sk.tomathouse.com
Pokračovanie článku: 555 Integrovaný časovač Prechádzanie údajovým listom
Pozri tiež na electro-sk.tomathouse.com
: