555 integrirani vremenski dizajni

Put do amaterskog radija u pravilu započinje pokušajem sastavljanja jednostavnih krugova. Ako odmah nakon sklapanja krug počne pokazivati ​​znakove života - treptati, piskati, klikati ili govoriti, tada je put do amaterskog radija gotovo otvoren. Što se tiče "razgovora", najvjerojatnije, neće raditi odmah, jer ćete morati pročitati puno knjiga, lemiti i postaviti niz krugova, možda spaliti veliku ili malu gomilu dijelova (po mogućnosti mali).

No, bljeskalice i visokotonci dobivaju se od gotovo svih istovremeno. I bolji element od integrirani tajmer NE555 pronaći za ove eksperimente, jednostavno neće uspjeti. Prvo pogledajmo sklopove generatora, ali prije toga, okrenimo se vlasničkoj dokumentaciji - PODACI. Prije svega, obratite pozornost na grafički obris timera, koji je prikazan na slici 1.

A na slici 2 prikazana je slika timera iz domaćeg imenika. Ovdje je dan jednostavno zbog mogućnosti usporedbe oznaka signala za njih i našeg, osim toga, "naš" funkcionalni dijagram prikazan je detaljnije i jasnije.

Slijede još dva crteža uzeta iz podatkovne tablice. Pa, samo kao preporuka proizvođača.

Slika 1

Slika 2

555 Jedan vibrator

Na slici 3 prikazan je jedan krug vibratora. Ne, ovo nije polovica multivibatora, iako on sam ne može generirati oscilacije. Potrebna mu je vanjska pomoć, čak i malo.

Slika 3. Jedan dijagram vibratora

Logika jednostruke akcije prilično je jednostavna. Za aktiviranje ulaza 2 primjenjuje se kratkotrajni impuls niske razine, kao što je prikazano na slici. Kao rezultat toga, izlaz 3 proizvodi pravokutni impuls trajanja ΔT = 1,1 * R * C. Ako zamijenimo R u ohima u formuli i C u faradima, tada će se vrijeme T iskazati u sekundi. Prema tome, s kilo-ohmima i mikrofaradama rezultat će biti u milisekundama.

I na slici 4. prikazano je kako formirati pokrećući impuls pomoću jednostavnog mehaničkog gumba, iako može biti poluvodički element - mikrovezje ili tranzistor.

Slika 4

Općenito, jedan hitac (koji se ponekad naziva i jedan hitac, a hrabri vojnik je u upotrebi imao riječ štafeta kipp) djeluje na sljedeći način. Kad se pritisne gumb, impuls niske razine na pin 2 uzrokuje da izlaz tajmera 3 postavi visoku razinu. Iz dobrog razloga, ovaj signal (pin 2) u domaćim se imenicima naziva okidač.

Tranzistor spojen na terminal 7 (DISCHARGE) zatvoren je u ovom stanju. Stoga ništa ne sprječava punjenje vremenski kondenzatora C. Tijekom kipp releja, naravno, nije bilo 555, sve je bilo učinjeno na svjetiljkama, u najboljem slučaju na diskretnim tranzistorima, ali algoritam rada bio je isti.

Dok se kondenzator puni, na izlazu se održava napon visoke razine. Ako se u ovom trenutku primijeni dodatni impuls na ulaz 2, stanje izlaza se neće promijeniti, trajanje izlaznog impulsa ne može se na taj način smanjiti ili povećati, a single-shot se neće ponovno pokrenuti.

Druga stvar je ako primijenite reset impuls (niska razina) na 4 pina. Izlaz 3 odmah će prikazati nisku razinu. Signal "resetiranje" ima najveći prioritet i stoga se može dati u bilo kojem trenutku.

Kako se naboj povećava, napon preko kondenzatora raste i na kraju dostiže razinu 2 / 3U. Kao što je opisano u prethodnom članku, ovo je razina odziva, prag gornjeg komparatora, što dovodi do resetiranja timera, što je kraj izlaznog impulsa.

Na pin 3 pojavljuje se niska razina i istog trenutka otvara se tranzistor VT3, koji ispušta kondenzator C. To dovršava formiranje impulsa.Ako nakon završetka izlaznog impulsa, ali ne ranije, dodijelite još jedan pokretački impuls, tada će se formirati izlaz, isti kao i prvi.

Naravno, za normalan rad jednog kadra, impulsni okidač mora biti kraći od impulsa generiranog na izlazu.

Na slici 5 prikazan je jedan raspored vibratora.

Slika 5. Raspored jednog vibratora

Kako se može koristiti jedan vibrator?

Ili kao što je mačka Matroskin govorila: "Kakva će biti korist ovog udarca?" Može se odgovoriti da je dovoljno velik. Činjenica je da raspon vremenskih kašnjenja koje se mogu dobiti ovom jednim kadrom može doseći ne samo nekoliko milisekundi, već i doseći nekoliko sati. Sve ovisi o parametrima vremenskog RC lanca.

Evo vam, gotovo gotovog rješenja za osvjetljenje dugog hodnika. Dovoljno je dopuniti tajmer izvršnim relejem ili jednostavnim tiristorskim krugom, a na krajeve hodnika staviti nekoliko gumba! Pritisnuo je gumb, hodnik je prošao i nije se trebalo brinuti isključiti žarulju. Sve će se automatski dogoditi na kraju kašnjenja vremena. Pa, ovo su samo podaci za razmatranje. Rasvjeta u dugačkom hodniku, naravno, nije jedina opcija za korištenje jednog vibratora.

Kako provjeriti 555?

Najjednostavniji način je lemljenje jednostavnog kruga, za to gotovo neće biti potrebe za zglobnim dijelovima, osim jedinog promjenjivog otpornika i LED koji označava status izlaza.

Mikrokrug treba spojiti igle 2 i 6 i na njih primijeniti napon, promijenjen promjenjivim otpornikom. Na izlaz timera možete, naravno, spojiti voltmetar ili LED s ograničenim otpornikom.

Ali ništa ne možete lemiti, štoviše, provodite eksperimente čak i s „prisutnošću odsutnosti“ stvarnog mikrocirkula. Slične studije mogu se provesti pomoću simulatora programa Multisim. Naravno, takva je studija vrlo primitivna, ali svejedno vam omogućuje da se upoznate s logikom vremenskog mjera 555. Rezultati „laboratorijskog rada“ prikazani su na slikama 6, 7 i 8.

Slika 6

Na ovoj slici možete vidjeti da ulazni napon regulira promjenjivi otpornik R1. U blizini se nalazi natpis "Tipka = A", koji kaže da se vrijednost otpornika može mijenjati pritiskom na tipku A. Minimalni korak podešavanja je 1%, samo žali što je regulacija moguća samo u smjeru povećanja otpora, a smanjenje je moguće samo pomoću "miša" ”.

Na ovoj slici otpornik se "povuče" do samog "tla", napon na njegovom motoru je blizu nule (radi jasnoće, mjeri se multimetrom). S ovakvim položajem motora, izlaz timera je visok, pa je izlazni tranzistor zatvoren, a LED1 ne svijetli, kao što pokazuju njegove bijele strelice.

Sljedeća slika pokazuje da se napon malo povećao.

Slika 7

Međutim, povećanje se dogodilo ne samo tako, već u skladu s određenim granicama i, naime, pragovima za rad komparatora. Činjenica je da će 1/3 i 2/3, izraženi u decimalnim postotcima, biti 33,33 ..., odnosno 66,66 .... U postocima je prikazan ulazni dio varijabilnog otpornika u programu Multisim. S naponom od 12 V, ispostavit će se da će biti 4 i 8 V, što je dovoljno za istraživanje.

Dakle, na slici 6 vidi se da je otpornik uveden na 65%, a napon na njemu 7,8 V, što je nešto manje od izračunatih 8 volti. U ovom slučaju, LED za izlaz je isključen, tj. izlaz vremena je i dalje visok.

Slika 8

Daljnje malo povećanje napona na ulazima 2 i 6, za samo 1 posto (program ne dopušta manje) dovodi do paljenja LED1, kao što je prikazano na slici 8, - strelice blizu LED-a poprimile su crvenu nijansu. Ovakvo ponašanje kruga sugerira da Multisim simulator radi prilično točno.

Ako nastavite povećavati napon na pinovima 2 i 6, tada se neće promijeniti promjene na izlazu tajmera.

555 timer generatori

Raspon frekvencija koje generira tajmer prilično je širok: od najniže frekvencije, čije razdoblje može doseći nekoliko sati, do frekvencije nekoliko desetaka kiloherca. Sve ovisi o elementima vremenskog lanca.

Ako nije potreban strogo pravokutni valni oblik, može se stvoriti frekvencija do nekoliko megaherca. Ponekad je to sasvim prihvatljivo - oblik nije važan, ali postoje impulsi. Najčešće je takva nepažnja glede oblika impulsa dopuštena u digitalnoj tehnologiji. Na primjer, brojač pulsa reagira na uzlazni rub ili pad pulsa. Slažete se, u ovom slučaju "kvadratnost" pulsa nije bitna.

Generator kvadratnih valova impulsa

Jedna od mogućih varijanti generatora impulsa u obliku meandra prikazana je na slici 9.

Slika 9. Shema meandri u obliku impulsa

Vremenski dijagrami generatora prikazani su na slici 10.

Slika 10. Vremenski dijagrami generatora

Gornji graf prikazuje izlazni signal (pin 3) timera. I donji graf prikazuje kako se napon preko kondenzatora za podešavanje vremena mijenja.

Sve se događa točno onako kako je već razmatrano u jednom vibratorskom krugu prikazanom na slici 3, ali on ne koristi niti jedan impulsni okidač na pin 2.

Činjenica je da kad je krug na kondenzatoru C1 uključen, napon je nula, on će taj izlaz pretvoriti u stanje visoke razine, kao što je prikazano na slici 10. Kondenzator C1 se počinje puniti preko otpornika R1.

Napon preko kondenzatora eksponencijalno raste sve dok ne dosegne gornji prag praga 2/3 * U. Kao rezultat toga, timer prelazi u nulti status, stoga se kondenzator C1 počinje pražiti do donjeg praga rada 1/3 * U. Nakon dostizanja ovog praga, na izlazu timera postavlja se visoka razina i sve započinje iznova. Nastaje novo razdoblje oscilacija.

Ovdje biste trebali obratiti pažnju na činjenicu da se kondenzator C1 napuni i isprazni kroz isti otpornik R1. Stoga su vremena punjenja i pražnjenja jednaka, a samim tim i oblik oscilacija na izlazu takvog generatora blizu je meandru.

Učestalost oscilacija takvog generatora opisana je vrlo složenom formulom f = 0.722 / (R1 * C1). Ako je otpor otpornika R1 u proračunima naveden u Ohma, a kapacitet kondenzatora je C1 u Faradsu, tada će frekvencija biti u Hertzu. Ako se u ovoj formuli otpor izrazi u kilo-ohma (KOhm), a kapacitet kondenzatora u mikrofaradima (μF), rezultat će biti u kilohercima (KHz). Da biste dobili oscilator s podesivom frekvencijom, dovoljno je da otpornik R1 zamijenite varijablom.

Generator impulsa s promjenjivim radnim ciklusom

Meander je, naravno, dobar, ali ponekad se pojave situacije koje zahtijevaju regulaciju radnog ciklusa impulsa. Tako se provodi regulacija brzine istosmjernih motora (PWM regulatori), koji su sa stalnim magnetom.

Impulsi kvadratnih valova nazivaju se meander, u kojem je vrijeme impulsa (visoka razina t1) jednako vremenu pauze (niska razina t2). Takvo ime u elektronici nastalo je od arhitekture, gdje se meander naziva crtež opeke. Ukupno vrijeme pulsa i pauze nazivamo razdobljem impulsa (T = t1 + t2).

Ciklus i dužnost

Odnos perioda impulsa i njegovog trajanja S = T / t1 naziva se radnim ciklusom. Ova vrijednost je bezdimenzijska. U meandru je ovaj pokazatelj 2, jer je t1 = t2 = 0,5 * T. U engleskoj literaturi, umjesto radnog ciklusa, često se koristi recipročna vrijednost, - radni ciklus (eng. Duty cycle) D = 1 / S, izražen u postocima.

Ako malo poboljšate generator prikazan na slici 9, možete dobiti generator s podesivim radnim ciklusom. Dijagram takvog generatora prikazan je na slici 11.

Slika 11.

U ovoj shemi naboj kondenzatora C1 nastaje kroz krug R1, RP1, VD1.Kad napon preko kondenzatora dosegne gornji prag 2/3 * U, tajmer prelazi na nisku razinu i kondenzator C1 ispušta kroz krug VD2, RP1, R1 sve dok napon preko kondenzatora ne padne na donji prag 1/3 * U, nakon pri čemu se ciklus ponavlja.

Promjena položaja RP1 motora omogućava prilagođavanje trajanja punjenja i pražnjenja: ako se trajanje punjenja poveća, vrijeme pražnjenja se smanjuje. Štoviše, razdoblje ponavljanja impulsa ostaje nepromijenjeno, mijenja se samo radni ciklus ili radni ciklus. Pa, bilo je prikladnije za svakoga.

Na temelju brojača 555 možete dizajnirati ne samo generatore, već i mnogo više korisnih uređaja, o čemu će biti govora u sljedećem članku. Usput, na timeru 555 postoje programi - kalkulatori za izračunavanje frekvencije generatora, a u programu - simulator Multisim postoji posebna kartica za ove svrhe.

Boris Aladyskin, https://hrv.electricianexp.com

Nastavak članka: 555 Integrirani tajmer Putovanje podatkovnog lista