555 Integrované návrhy časovačů

Cesta k amatérskému rádiu začíná zpravidla pokusem sestavit jednoduché obvody. Pokud bezprostředně po montáži začne okruh vykazovat známky života - blikání, pípání, kliknutí nebo mluvení, cesta k amatérskému rádiu je téměř otevřená. Pokud jde o „přednášku“, nejspíš to nebude fungovat hned, protože budete muset přečíst spoustu knih, pájet a nastavit několik obvodů, možná spálit velkou nebo malou hromádku částí (nejlépe malou).

Blesky a výškové reproduktory jsou však získány téměř od všech najednou. A lepší prvek než integrovaný časovač NE555 najít pro tyto experimenty, prostě nebude úspěšný. Nejprve se podívejme na obvody generátoru, ale předtím se podívejme na vlastní dokumentaci - DATOVÝ LIST. Nejprve věnujte pozornost grafickému obrysu časovače, který je znázorněn na obrázku 1.

A obrázek 2 ukazuje obrázek časovače z domácího adresáře. Zde je to uvedeno jednoduše pro možnost porovnání označení signálů pro ně a naše, navíc je „naše“ funkční schéma znázorněno podrobněji a jasně.

Následující dva další výkresy jsou převzaty z datového listu. Stejně jako doporučení výrobce

Obrázek 1

Obrázek 2

555 Single Vibrator

Obrázek 3 ukazuje jediný vibrační obvod. Ne, nejedná se o polovinu multivibrátoru, i když on sám nemůže generovat oscilace. Potřebuje pomoc venku, i když jen trochu.

Obrázek 3. Schéma jediného vibrátoru

Logika jednorázové akce je poměrně jednoduchá. Krátkodobý nízkoúrovňový impuls se aplikuje na spouštěcí vstup 2, jak je znázorněno na obrázku. Výsledkem je, že výstup 3 vytváří pravoúhlý puls o trvání ΔT = 1,1 * R * C. Pokud nahradíme R v ohmech ve vzorci a C v faradech, pak se čas T ukáže v sekundách. V souladu s tím bude u kiloohmů a mikrofarádů výsledek v milisekundách.

A Obrázek 4 ukazuje, jak vytvořit spouštěcí impuls pomocí jednoduchého mechanického tlačítka, ačkoli to může být i polovodičový prvek - mikroobvod nebo tranzistor.

Obrázek 4

Obecně platí, že jednorázová (někdy nazývaná jednorázová a statečná armáda měla v provozu slovo kipp relay) funguje následovně. Když je tlačítko stisknuto, nízká úroveň pulsu na pin 2 způsobí, že výstup časovače 3 nastaví vysokou úroveň. Z dobrého důvodu se tento signál (pin 2) v domácích adresářích nazývá spoušť.

Tranzistor připojený ke svorce 7 (DISCHARGE) je v tomto stavu uzavřen. Proto nic nebrání dobíjení kondenzátoru C nastaveného na čas. Během relé kipp samozřejmě neexistovalo žádné 555, všechno se dělo na lampách, v nejlepším případě na diskrétních tranzistorech, ale algoritmus činnosti byl stejný.

Během nabíjení kondenzátoru je na výstupu udržováno vysoké napětí. Pokud je v tomto okamžiku další vstup aplikován na vstup 2, stav výstupu se nezmění, nelze tímto způsobem zkrátit nebo prodloužit dobu trvání výstupního impulzu a jednorázový výstřel se znovu nespustí.

Další věc je, pokud použijete resetovací impuls (nízká úroveň) na 4 piny. Výstup 3 okamžitě zobrazí nízkou úroveň. Signál „reset“ má nejvyšší prioritu, a proto jej lze zadat kdykoli.

Jak se náboj zvyšuje, napětí na kondenzátoru se zvyšuje a nakonec dosahuje úrovně 2/3 U. Jak je popsáno v předchozím článku, jedná se o úroveň odezvy, práh, horní komparátor, což vede k resetování časovače, což je konec výstupního impulzu.

Na pinu 3 se objeví nízká úroveň a ve stejném okamžiku se otevře tranzistor VT3, který vybije kondenzátor C. Tím se dokončí tvorba impulzů.Pokud po skončení výstupního impulzu, ale ne dříve, dáte další spouštěcí impuls, bude výstupem vytvořen výstup, stejný jako první.

Samozřejmě pro normální provoz jednorázového výstřelu musí být spouštěcí impuls kratší než impulz generovaný na výstupu.

Obrázek 5 ukazuje jediný plán vibrátorů.

Obrázek 5. Rozvrh jediného vibrátoru

Jak mohu použít jediný vibrátor?

Nebo jak kočka Matroskin říkala: „Jaké bude použití tohoto jednorázového?“ Lze odpovědět, že je dostatečně velký. Skutečností je, že rozsah časových zpoždění, které lze získat z tohoto jednorázového výstřelu, může dosáhnout nejen několika milisekund, ale také několika hodin. Vše záleží na parametrech načasování RC řetězce.

Tady jste, téměř hotové řešení pro osvětlení dlouhé chodby. Stačí doplnit časovač výkonným relé nebo jednoduchým tyristorovým obvodem a na konec chodby umístit několik tlačítek! Stiskl tlačítko, chodba prošla a nebylo třeba se obávat vypnutí žárovky. Na konci časového zpoždění se vše stane automaticky. To jsou jen informace k posouzení. Osvětlení v dlouhé chodbě samozřejmě není jedinou možností použití jediného vibrátoru.

Jak zkontrolovat 555?

Nejjednodušší způsob je pájení jednoduchého obvodu, protože zde nebude téměř potřeba kloubových dílů, s výjimkou jediného variabilního rezistoru a LED indikující stav výstupu.

Mikroobvod by měl spojit piny 2 a 6 a připojit k nim napětí, změněné proměnným odporem. K výstupu časovače můžete samozřejmě připojit voltmetr nebo LED, ovšem s omezovacím odporem.

Nemůžete nic pájet, navíc můžete provádět experimenty i s „přítomností absence“ skutečného mikroobvodu. Podobné studie lze provést pomocí programového simulátoru Multisim. Taková studie je samozřejmě velmi primitivní, ale přesto vám umožní seznámit se s logikou časovače 555. Výsledky „laboratorní práce“ jsou znázorněny na obrázcích 6, 7 a 8.

Obrázek 6

Na tomto obrázku je vidět, že vstupní napětí je regulováno proměnným odporem R1. V jeho blízkosti můžete považovat nápis „Key = A“, který říká, že hodnotu rezistoru lze změnit stisknutím klávesy A. Minimální krok seřízení je 1%, pouze smutno, že regulace je možná pouze ve směru zvyšujícího se odporu a snížení je možné pouze pomocí „myši“ ".

Na tomto obrázku je rezistor „odebrán“ do samého „uzemnění“, napětí na jeho motoru je téměř nulové (pro jasnost se měří multimetrem). Při této poloze motoru je výstup časovače vysoký, takže výstupní tranzistor je uzavřen a LED1 se nerozsvítí, jak ukazují bílé šipky.

Následující obrázek ukazuje, že se napětí mírně zvýšilo.

Obrázek 7

K nárůstu došlo nejen takto, ale v souladu s určitými hranicemi, a zejména s prahovými hodnotami pro provoz komparátorů. Faktem je, že 1/3 a 2/3, vyjádřené v desetinných procentech, budou 33,33 ... a 66,66 ... respektive. V procentech je zobrazena vstupní část variabilního rezistoru v programu Multisim. S napájecím napětím 12 V bude toto napětí 4 a 8 voltů, což je pro výzkum dostatečné.

Obrázek 6 tedy ukazuje, že rezistor je zaveden při 65% a napětí na něm je 7,8 V, což je o něco méně než vypočtených 8 voltů. V tomto případě je výstupní LED vypnutá, tzn. výstup časovače je stále vysoký.

Obrázek 8

Další mírné zvýšení napětí na vstupech 2 a 6, pouze o 1 procento (program to neumožňuje méně), vede k zapálení LED1, jak je znázorněno na obrázku 8, - šipky poblíž LED se zbarvily červeně. Toto chování obvodu naznačuje, že simulátor Multisim funguje docela přesně.

Pokud i nadále zvyšujete napětí na pinech 2 a 6, na výstupu časovače nedojde k žádné změně.

555 Generátory časovačů

Frekvenční rozsah generovaný časovačem je poměrně široký: od nejnižší frekvence, jejíž perioda může dosáhnout několika hodin, až po frekvence několika desítek kilohertz. Vše záleží na prvcích rozvodového řetězce.

Pokud není vyžadován přesně obdélníkový tvar vlny, může být generována frekvence až několik megahertzů. Někdy je to docela přijatelné - forma není důležitá, ale existují impulsy. V digitální technologii je nejčastěji taková nedbalost ohledně tvaru impulzů povolena. Například čítač pulzů reaguje na stoupající hranu nebo klesající puls. Dohodněte se, v tomto případě na „pravoúhlosti“ pulsu nezáleží.

Generátor pulzů s obdélníkovou vlnou

Jedna z možných variant pulsního generátoru ve tvaru meandru je znázorněna na obrázku 9.

Obrázek 9. Schéma pulzních generátorů ve tvaru meandru

Časové diagramy generátoru jsou znázorněny na obrázku 10.

Obrázek 10. Časové diagramy generátoru

Horní graf znázorňuje výstupní signál (pin 3) časovače. A dolní graf ukazuje, jak se mění napětí napěťového kondenzátoru.

Všechno se děje úplně stejně, jako to bylo již uvažováno v jednomibrátorovém obvodu znázorněném na obrázku 3, ale na pin 2 nepoužívá jediný spouštěcí impuls.

Skutečnost je taková, že když je obvod na kondenzátoru C1 zapnutý, napětí je nulové, je to to, že otočí výstup časovače do stavu vysoké úrovně, jak je znázorněno na obrázku 10. Kondenzátor C1 se začne nabíjet přes odpor R1.

Napětí na kondenzátoru exponenciálně roste, dokud nedosáhne horní prahové hodnoty 2/3 * U. V důsledku toho se časovač přepne do nulového stavu, proto se kondenzátor C1 začne vybíjet na spodní práh provozu 1/3 * U. Po dosažení této prahové hodnoty je na výstupu časovače nastavena vysoká úroveň a vše začíná znovu. Vytváří se nové období oscilace.

Zde byste měli věnovat pozornost skutečnosti, že kondenzátor C1 je nabíjen a vybíjen prostřednictvím stejného rezistoru R1. Doby nabíjení a vybíjení jsou proto stejné, a proto tvar kmitání na výstupu takového generátoru je blízko meandru.

Frekvence oscilace takového generátoru je popsána velmi složitým vzorcem f = 0,722 / (R1 * C1). Pokud je odpor rezistoru R1 ve výpočtech vyznačen v Ohmech a kapacita kondenzátoru C1 ve Faradech, bude frekvence v Hertzech. Pokud je v tomto vzorci odpor vyjádřen v kiloohmech (KΩ) a kapacita kondenzátoru v mikrofaradách (μF), výsledkem bude kilohertz (KHz). K získání generátoru s nastavitelnou frekvencí stačí nahradit rezistor R1 proměnnou.

Pulzní generátor s proměnným pracovním cyklem

Meandr je samozřejmě dobrý, ale někdy vznikají situace, které vyžadují regulaci pracovního cyklu pulzů. Takto se provádí regulace otáček stejnosměrných motorů (PWM regulátory), které mají permanentní magnet.

Impulzy čtvercové vlny se nazývají meandr, ve kterém je doba impulzu (vysoká úroveň t1) rovná době pauzy (nízká úroveň t2). Takové jméno v elektronice pocházelo z architektury, kde se meandr nazývá kresbou zdiva. Celkový čas pulsu a pauzy se nazývá periody pulzu (T = t1 + t2).

Povinnost a pracovní cyklus

Poměr doby impulsu k jeho trvání S = T / t1 se nazývá pracovní cyklus. Tato hodnota je bezrozměrná. V meandru je tento indikátor 2, protože t1 = t2 = 0,5 * T. V anglické jazykové literatuře se místo pracovního cyklu často používá reciproční, - pracovní cyklus (angl. Duty cyklus) D = 1 / S, vyjádřeno v procentech.

Pokud mírně vylepšíte generátor zobrazený na obrázku 9, můžete získat generátor s nastavitelným pracovním cyklem. Schéma takového generátoru je znázorněna na obrázku 11.

Obrázek 11.

V tomto schématu dochází k nabíjení kondenzátoru Cl obvodem R1, RP1, VD1.Když napětí na kondenzátoru dosáhne horní prahové hodnoty 2/3 * U, časovač se přepne na nízkou úroveň a kondenzátor C1 se vybije obvodem VD2, RP1, R1, dokud napětí na kondenzátoru neklesne na spodní prahovou hodnotu 1/3 * U, po čímž se cyklus opakuje.

Změna polohy motoru RP1 umožňuje řídit dobu nabíjení a vybíjení: pokud se doba nabíjení zvyšuje, snižuje se doba vybíjení. V tomto případě zůstává doba opakování pulsu nezměněna, mění se pouze pracovní cyklus nebo pracovní cyklus. Je to pohodlnější pro každého.

Na základě časovače 555 můžete navrhnout nejen generátory, ale také mnoho dalších užitečných zařízení, které budou popsány v následujícím článku. Mimochodem, existují programy - kalkulačky pro výpočet frekvence generátorů na časovači 555 a v programu - Multisim simulátor je pro tyto účely speciální karta.

Boris Aladyshkin, https://e.imadeself.com/cs

Pokračování článku: 555 Integrovaný časovač Procházení datového listu