555 conceptions de minuterie intégrées

Le chemin vers la radio amateur commence, en règle générale, par une tentative d'assemblage de circuits simples. Si, immédiatement après l'assemblage, le circuit commence à montrer des signes de vie - clignoter, émettre un bip, cliquer ou parler, alors la voie vers la radio amateur est presque ouverte. Quant à «parler», très probablement, cela ne fonctionnera pas tout de suite, pour cela, vous devrez lire beaucoup de livres, souder et configurer un certain nombre de circuits, peut-être graver un grand ou petit tas de pièces (de préférence un petit).

Mais les flashers et les tweeters sont obtenus de presque tout le monde à la fois. Et un meilleur élément que minuterie intégrée NE555 trouver pour ces expériences, tout simplement ne réussira pas. Tout d'abord, regardons les circuits du générateur, mais avant cela, passons à la documentation propriétaire - FICHE TECHNIQUE. Tout d'abord, faites attention au contour graphique de la minuterie, qui est illustré à la figure 1.

Et la figure 2 montre l'image d'une minuterie du répertoire domestique. Ici, il est donné simplement pour la possibilité de comparer les désignations de signaux pour eux et les nôtres, en outre, «notre» diagramme fonctionnel est montré plus en détail et clairement.

Voici deux autres dessins extraits d'une fiche technique. Eh bien, tout comme une recommandation d'un fabricant.

Figure 1

Figure 2

Vibrateur simple 555

La figure 3 montre un seul circuit de vibreur. Non, ce n'est pas la moitié du multivibrateur, bien que lui-même ne puisse pas générer d'oscillations. Il a besoin d'une aide extérieure, même un peu.

Figure 3. Diagramme d'un seul vibrateur

La logique de l'action ponctuelle est assez simple. Une impulsion de bas niveau à court terme est appliquée pour déclencher l'entrée 2, comme indiqué sur la figure. Il en résulte que la sortie 3 produit une impulsion rectangulaire de durée ΔT = 1,1 * R * C. Si nous substituons R en ohms dans la formule et C en farads, alors le temps T se révélera en secondes. En conséquence, avec des kilo-ohms et des microfarads, le résultat sera en millisecondes.

Et la figure 4 montre comment former une impulsion de déclenchement à l'aide d'un simple bouton mécanique, bien qu'il puisse s'agir d'un élément semi-conducteur - un microcircuit ou un transistor.

Figure 4

En général, un one-shot (parfois appelé un seul coup, et les braves militaires utilisaient le mot relais kipp) fonctionnent comme suit. Lorsqu'une touche est enfoncée, une impulsion de niveau bas sur la broche 2 fait que la sortie du temporisateur 3 règle un niveau haut. Pour une bonne raison, ce signal (broche 2) dans les répertoires nationaux est appelé déclencheur.

Le transistor connecté à la borne 7 (DÉCHARGE) est fermé dans cet état. Par conséquent, rien n'empêche de charger le condensateur de mise à l'heure C. Pendant le relais kipp, bien sûr, il n'y en avait pas 555, tout a été fait sur des lampes, au mieux sur des transistors discrets, mais l'algorithme de fonctionnement était le même.

Pendant la charge du condensateur, une tension de haut niveau est maintenue à la sortie. Si à ce moment une autre impulsion est appliquée à l'entrée 2, l'état de la sortie ne changera pas, la durée de l'impulsion de sortie ne pourra pas être réduite ou augmentée de cette manière, et la prise de vue unique ne redémarrera pas.

Une autre chose est que si vous appliquez une impulsion de réinitialisation (niveau bas) à 4 broches. La sortie 3 affichera immédiatement un niveau bas. Le signal «reset» a la priorité la plus élevée et peut donc être donné à tout moment.

À mesure que la charge augmente, la tension aux bornes du condensateur augmente et, finalement, atteint le niveau de 2 / 3U. Comme décrit dans un article précédent, il s'agit du niveau de réponse, seuil, du comparateur supérieur, ce qui conduit à une réinitialisation du temporisateur, qui est la fin de l'impulsion de sortie.

A la broche 3, un niveau bas apparaît et au même moment le transistor VT3 s'ouvre, ce qui décharge le condensateur C. Ceci termine la formation d'impulsions.Si après la fin de l'impulsion de sortie, mais pas plus tôt, donnez une autre impulsion de déclenchement, alors la sortie sera formée en sortie, la même que la première.

Bien entendu, pour un fonctionnement normal d'un seul coup, l'impulsion de déclenchement doit être plus courte que l'impulsion générée en sortie.

La figure 5 montre un programme de vibreur unique.

Figure 5. Calendrier de vibrateur unique

Comment puis-je utiliser un seul vibrateur?

Ou comme le chat Matroskin disait: "Et à quoi servira ce one-shot?" On peut répondre qu'il est assez grand. Le fait est que la plage de retards pouvant être obtenue à partir de ce one-shot peut atteindre non seulement quelques millisecondes, mais aussi plusieurs heures. Tout dépend des paramètres de la chaîne RC de synchronisation.

Vous voici, solution presque prête à l'emploi pour l'éclairage d'un long couloir. Il suffit de compléter la minuterie avec un relais exécutif ou un simple circuit thyristor, et de mettre quelques boutons aux extrémités du couloir! Il appuya sur le bouton, le couloir passa et il n'y avait pas lieu de s'inquiéter d'éteindre l'ampoule. Tout se passera automatiquement à la fin du délai. Eh bien, ce ne sont que des informations à prendre en considération. L'éclairage dans un long couloir n'est bien sûr pas la seule option pour utiliser un seul vibrateur.

Comment vérifier 555?

La manière la plus simple est de souder un circuit simple, pour cela il n'y aura presque pas besoin de pièces articulées, à l'exception de la seule résistance variable et LED pour indiquer l'état de la sortie.

Le microcircuit doit connecter les broches 2 et 6 et leur appliquer une tension, modifiée par une résistance variable. Vous pouvez bien sûr connecter un voltmètre ou une LED à la sortie de la minuterie avec une résistance de limitation.

Mais on ne peut rien souder, d'ailleurs, mener des expériences même avec la «présence d'absence» du microcircuit proprement dit. Des études similaires peuvent être effectuées à l'aide du simulateur de programme Multisim. Bien sûr, une telle étude est très primitive, mais elle permet néanmoins de se familiariser avec la logique du temporisateur 555. Les résultats des "travaux de laboratoire" sont présentés sur les figures 6, 7 et 8.

Figure 6

Sur cette figure, vous pouvez voir que la tension d'entrée est régulée par une résistance variable R1. Près de lui, vous pouvez considérer l'inscription "Key = A", qui dit que la valeur de la résistance peut être modifiée en appuyant sur la touche A. L'étape de réglage minimum est de 1%, cela ne fait qu'affliger que la régulation n'est possible que dans le sens d'une résistance croissante, et la réduction n'est possible qu'avec la "souris" ".

Sur cette figure, la résistance est "retirée" à la "masse" même, la tension sur son moteur est proche de zéro (pour plus de clarté, elle est mesurée avec un multimètre). Avec cette position du moteur, la sortie de la minuterie est élevée, donc le transistor de sortie est fermé et la LED1 ne s'allume pas, comme l'indiquent ses flèches blanches.

La figure suivante montre que la tension a légèrement augmenté.

Figure 7

Mais l'augmentation s'est faite non seulement comme ça, mais dans le respect de certaines limites, et notamment des seuils de fonctionnement des comparateurs. Le fait est que 1/3 et 2/3, exprimés en pourcentages décimaux, seront respectivement 33,33 ... et 66,66 .... C'est en pourcentage que la partie entrée de la résistance variable du programme Multisim est affichée. Avec une tension d'alimentation de 12 V, cela se révélera être de 4 et 8 volts, ce qui est assez pratique pour la recherche.

Ainsi, la figure 6 montre que la résistance est introduite à 65% et que sa tension est de 7,8 V, ce qui est légèrement inférieur aux 8 volts calculés. Dans ce cas, la LED de sortie est éteinte, c'est-à-dire la sortie de la minuterie est toujours élevée.

Figure 8

Une légère augmentation supplémentaire de la tension aux entrées 2 et 6, de seulement 1% (le programme ne le permet pas moins), conduit à l'allumage de la LED1, comme le montre la figure 8, - les flèches près de la LED deviennent rouges. Ce comportement du circuit suggère que le simulateur Multisim fonctionne assez précisément.

Si vous continuez d'augmenter la tension aux broches 2 et 6, aucun changement ne se produira à la sortie de la minuterie.

Générateurs de minuterie 555

La plage de fréquence générée par le temporisateur est assez large: de la fréquence la plus basse, dont la période peut atteindre plusieurs heures, à des fréquences de plusieurs dizaines de kilohertz. Tout dépend des éléments de la chaîne de distribution.

Si une forme d'onde strictement rectangulaire n'est pas requise, une fréquence allant jusqu'à plusieurs mégahertz peut être générée. Parfois, cela est tout à fait acceptable - la forme n'est pas importante, mais il y a des impulsions. Le plus souvent, une telle négligence quant à la forme des impulsions est autorisée dans la technologie numérique. Par exemple, un compteur d'impulsions répond à un front montant ou descendant. D'accord, dans ce cas, la "quadrature" du pouls n'a pas d'importance.

Générateur d'impulsions à onde carrée

L'une des variantes possibles d'un générateur d'impulsions en forme de méandre est illustrée à la figure 9.

Figure 9. Schéma des générateurs d'impulsions en forme de méandre

Les chronogrammes du générateur sont illustrés à la figure 10.

Figure 10. Diagrammes de temps du générateur

Le graphique supérieur illustre le signal de sortie (broche 3) du temporisateur. Et le graphique inférieur montre comment la tension aux bornes du condensateur de mise à l'heure change.

Tout se passe exactement de la même manière que ce qui était déjà considéré dans le circuit à vibrateur unique illustré à la figure 3, mais il n'utilise pas une seule impulsion de déclenchement à la broche 2.

Le fait est que lorsque le circuit du condensateur C1 est allumé, la tension est nulle, c'est elle qui fera passer la sortie de la minuterie à l'état haut, comme le montre la figure 10. Le condensateur C1 commence à se charger à travers la résistance R1.

La tension aux bornes du condensateur augmente de façon exponentielle jusqu'à ce qu'elle atteigne le seuil supérieur 2/3 * U. En conséquence, la minuterie passe à l'état zéro, par conséquent, le condensateur C1 commence à se décharger sur le seuil de fonctionnement inférieur 1/3 * U. En atteignant ce seuil, un niveau haut est réglé à la sortie du timer et tout recommence. Une nouvelle période d'oscillation se forme.

Ici, vous devez faire attention au fait que le condensateur C1 est chargé et déchargé à travers la même résistance R1. Par conséquent, les temps de charge et de décharge sont égaux et, par conséquent, la forme des oscillations à la sortie d'un tel générateur est proche du méandre.

La fréquence d'oscillation d'un tel générateur est décrite par une formule très complexe f = 0,722 / (R1 * C1). Si la résistance de la résistance R1 dans les calculs est indiquée en Ohms, et que la capacité du condensateur est C1 en Farads, alors la fréquence sera en Hertz. Si, dans cette formule, la résistance est exprimée en kilo-ohms (KΩ), et la capacité du condensateur en microfarads (μF), le résultat sera en kilohertz (KHz). Pour obtenir un oscillateur à fréquence réglable, il suffit de remplacer la résistance R1 par une variable.

Générateur d'impulsions à rapport cyclique variable

Le méandre, bien sûr, est bon, mais parfois des situations surviennent qui nécessitent une régulation du rapport cyclique des impulsions. C'est ainsi que s'effectue la régulation de vitesse des moteurs à courant continu (régulateurs PWM), à aimant permanent.

Les impulsions à onde carrée sont appelées méandre, dans lesquelles le temps d'impulsion (niveau haut t1) est égal au temps de pause (niveau bas t2). Un tel nom dans l'électronique vient de l'architecture, où un méandre est appelé un dessin de maçonnerie. Les temps d'impulsion et de pause totaux sont appelés période d'impulsion (T = t1 + t2).

Service et cycle de service

Le rapport de la période d'impulsion à sa durée S = T / t1 est appelé rapport cyclique. Cette valeur est sans dimension. Dans le méandre, cet indicateur est 2, puisque t1 = t2 = 0,5 * T. Dans la littérature de langue anglaise, au lieu du cycle de service, l'inverse est souvent utilisé, - cycle de service (Eng. Duty cycle) D = 1 / S, exprimé en pourcentage.

Si vous améliorez légèrement le générateur illustré à la figure 9, vous pouvez obtenir un générateur avec un rapport cyclique réglable. Un schéma d'un tel générateur est illustré à la figure 11.

Figure 11.

Dans ce schéma, la charge du condensateur C1 se produit à travers le circuit R1, RP1, VD1.Lorsque la tension aux bornes du condensateur atteint le seuil supérieur de 2/3 * U, la minuterie passe au niveau bas et le condensateur C1 se décharge à travers le circuit VD2, RP1, R1 jusqu'à ce que la tension aux bornes du condensateur tombe au seuil inférieur de 1/3 * U, après où le cycle se répète.

Le changement de position du moteur RP1 permet d'ajuster la durée de la charge et de la décharge: si la durée de la charge augmente, le temps de décharge diminue. Dans ce cas, la période de répétition des impulsions reste inchangée, seul le rapport cyclique, ou rapport cyclique, change. Eh bien, c'est plus pratique pour n'importe qui.

Sur la base de la minuterie 555, vous pouvez concevoir non seulement des générateurs, mais aussi de nombreux appareils plus utiles, qui seront discutés dans le prochain article. Soit dit en passant, il existe des programmes - des calculatrices pour calculer la fréquence des générateurs sur la minuterie 555, et dans le programme - le simulateur Multisim il y a un onglet spécial à ces fins.

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

Suite de l'article: Minuterie intégrée 555. Déplacement de la fiche technique