10 najlepszych obwodów czasowych wykorzystujących IC 555

Objaśnione tutaj obwody to 10 najlepszych małych obwodów czasowych wykorzystujących uniwersalny układ scalony IC 555, który generuje z góry określone odstępy czasu w odpowiedzi na chwilowe wyzwalacze wejściowe.

Przedziały czasowe mogą służyć do przechowywania obciążenie sterowane przekaźnikiem ON lub aktywowany na żądany czas i automatyczne wyłączenie po upływie okresu opóźnienia. Przedział czasowy można ustawić dobierając odpowiednie wartości dla rezystora zewnętrznego, sieci kondensatorów.

Obwody wewnętrzne IC 555

Obraz pokazany poniżej przedstawia wewnętrzny schemat standardowego układu IC 555. Widzimy, że składał się on z 21 tranzystorów, 4 diod i 15 rezystorów.

Stopień obejmujący trzy rezystory 5 kiloomów działa jak stopień dzielnika napięcia, który wytwarza 1/3 poziomu napięcia na nieodwracającym wejściu wzmacniacza operacyjnego komparatora wyzwalania i 2/3 napięcia na wejściu odwracającym komparatora progowego. .

Dzięki tym wejściom wyzwalającym dwa wzmacniacze operacyjne sterują stopniem przerzutnika R / S (reset / ustawianie), który dodatkowo kontroluje warunki włączenia / wyłączenia uzupełniającego stopnia wyjściowego i tranzystora sterującego Q6

Stan wyjściowy przerzutnika można również ustawić, wyzwalając pin resetowania 4 układu scalonego.

Jak działają timery IC 555

Gdy IC 555 jest skonfigurowany w trybie monostabilnego timera , styk TRIGGER 2 jest utrzymywany na potencjale poziomu zasilania przez zewnętrzny rezystor RT.

W tej sytuacji Q6 pozostaje nasycony, co powoduje zwarcie zewnętrznego kondensatora taktowania CD do masy, powodując, że pin 3 OUTPUT ma być na niskim poziomie logicznym lub 0 V.

Standardowe działanie timera IC 555 jest inicjowane przez wprowadzenie impulsu wyzwalającego 0 V na styku 2. Ten impuls 0 V poniżej 1/3 poziomu napięcia zasilania DC lub Vcc wymusza zmianę stanu wyjścia komparatora wyzwalania .

Z tego powodu R / S flip-flop również zmienia stan wyjścia, wyłączając Q6 i ustawiając wysoki pin OUTPUT 3. Przy wyłączonym Q6 rozłącza zwarcie na płycie CD. Pozwala to na ładowanie kondensatora CD przez rezystor taktowania RD, aż napięcie na CD osiągnie 2/3 poziomu zasilania lub Vcc.

Jak tylko to się stanie, przerzutnik R / S powraca do poprzedniego stanu, włączając Q6 i powodując szybkie rozładowanie płyty CD. W tym momencie styk wyjściowy 3 ponownie powraca do swojego wcześniejszego stanu niskiego. I tak IC 555 kończy cykl czasowy.

Zgodnie z jedną z charakterystyk układ scalony po uruchomieniu przestaje odpowiadać na wszelkie kolejne wyzwalacze, aż do zakończenia cyklu czasowego. Ale jeśli ktoś chce zakończyć cykl czasowy, można to zrobić w dowolnym momencie, przykładając ujemny impuls lub 0 V do spoczynkowego pinu 4.

Impuls taktowania generowany na wyjściu układu scalonego ma głównie postać fali prostokątnej, której przedział czasu jest określony przez wartości R i C.

Wzór do obliczenia tego jest następujący: tD (opóźnienie czasowe) = 1,1 (wartość R x wartość C) Innymi słowy, przedział czasowy generowany przez IC 555 jest wprost proporcjonalny do iloczynu R i C.

Poniższy wykres przedstawia wykres zależności opóźnienia czasowego od rezystancji i pojemności przy użyciu powyższego wzoru opóźnienia czasowego. Tutaj tD jest w milisekundach, R w kilo Ω, a C w μfaradach.

Pokazuje zakres opóźnienie krzywe i liniowo zmieniające się wartości w odniesieniu do odpowiednich wartości RT i C.

Możliwe jest ustawienie opóźnienia w zakresie od 10 µs do 100 µsekund poprzez dobranie odpowiednich wartości kondensatorów od 0,001 µF do 100 µF oraz rezystorów od 1 k Ω do 10 meg Ω.

Proste obwody czasowe IC 555

Pierwszy rysunek poniżej pokazuje, jak wykonać zegar IC 555 z wyjściem o ustalonym okresie. Tutaj jest ustawiony na 50 sekund.

Jest to w zasadzie konstrukcja monostabilna IC 555.

Poniższy rysunek przedstawia przebiegi uzyskane na wskazanych stykach układu scalonego podczas procesu przełączania.

Działania opisane na obrazie przebiegu są inicjowane, gdy tylko pin 2 TRIGGER zostanie uziemiony po naciśnięciu chwilowego przełącznika START S1.

Powoduje to natychmiastowe pojawienie się prostokątnego impulsu na pinie 3 i jednocześnie generuje wykładniczy ząb piłokształtny na pinie 7 WYŁADUNKU.

Okres czasu, przez który ten prostokątny impuls pozostaje aktywny, jest określony przez wartości R1 i C1. Jeśli R1 zostanie zastąpiony zmiennym rezystorem, to taktowanie wyjścia można ustawić zgodnie z preferencjami użytkownika.

Podświetlenie LED sygnalizuje włączanie i wyłączanie styku wyjściowego 3 układu scalonego

Rezystor zmienny może mieć postać potencjometr jak pokazano na poniższym rysunku 2.

W tym projekcie wyjście może być ustawione na wytwarzanie okresów czasu od 1,1 sekundy do 120 sekund poprzez różne regulacje potencjometru R1.

Zwróć uwagę na rezystor serii 10K, który jest bardzo ważny, ponieważ chroni układ scalony przed spaleniem w przypadku, gdy potencjometr jest ustawiony na najniższą wartość. Rezystor serii 10 K zapewnia również minimalną wartość rezystancji wymaganą do poprawnej pracy obwodu przy minimalnym ustawieniu naczynia.

Naciśnięcie przełącznik S1 chwilowo umożliwia układowi scalonemu rozpoczęcie sekwencji taktowania (styk 3 przechodzi w stan wysoki i włącza się dioda LED), podczas gdy naciśnięcie przycisku resetowania S2 umożliwia natychmiastowe zakończenie lub zresetowanie sekwencji taktowania, tak że styk wyjściowy 3 powraca do pierwotnej sytuacji 0 V (dioda LED wyłączenie na stałe)

IC 555 umożliwia stosowanie obciążeń o maksymalnych specyfikacjach prądowych do 200 mA. Chociaż obciążenia te są zwykle typu nieindukcyjnego, obciążenie indukcyjne, takie jak przekaźnik, może być również skutecznie używane bezpośrednio na pinie 3 i masie, jak pokazano na poniższych schematach.

Na trzecim rysunku poniżej widać, że przekaźnik można podłączyć do pinu 3 i masy, a do styku 3 i dodatniego. Zwróć uwagę na diodę gaszącą podłączoną w poprzek cewki przekaźnika, jest wysoce zalecana do neutralizacji niebezpiecznych wstecznych emf z cewki przekaźnika podczas chwilowego wyłączenia.

Plik możliwość podłączenia styków przekaźnika z przewidzianym obciążeniem do ich włączania / wyłączania w odpowiedzi na ustawione odstępy czasu.

Czwarty schemat obwodu przedstawia standard Regulowany obwód czasowy IC 555 posiadający dwa zestawy zakresów czasowych i przekaźnik wyjściowy do przełączania żądanego obciążenia.

Chociaż schemat wygląda na poprawny, ten podstawowy obwód może w rzeczywistości mieć kilka negatywnych aspektów.

1. Po pierwsze, ten projekt będzie odprowadzał część prądu w sposób ciągły, nawet gdy wyjście obwodu jest w stanie wyłączonym.
2. Po drugie, ponieważ dwa kondensatory C1 i C3 mają szerokie specyfikacje tolerancji, naczynia muszą być kalibrowane za pomocą dwóch indywidualnie ustawionych skal.

Omówione powyżej wady można w rzeczywistości przezwyciężyć, konfigurując obwód w następujący sposób. Tutaj używamy przekaźnika DPDT do procedur.

Na tym 5-tym schemacie timera IC 555 widzimy, że styki przekaźnika są połączone równolegle z przełącznikiem START S1, które są w trybie „normalnie otwartego” i zapewniają, że nie ma odpływu prądu, gdy obwód jest wyłączony.

Aby zainicjować cykl odliczania, należy na chwilę nacisnąć S1.

To natychmiast zasila IC 555. Na początku można oczekiwać, że C2 zostanie całkowicie rozładowany. Z tego powodu na pinie 2 układu scalonego powstaje ujemny wyzwalacz włączania, który inicjuje cykl czasowy, a przekaźnik RY1 włącza się.

Styki przekaźnika, które są połączone równolegle z S1, umożliwiają IC 555 pozostanie zasilanym nawet po zwolnieniu S2.

Po upływie ustawionego czasu przekaźnik jest wyłączany, a jego styki wracają do pozycji N / C odłączając zasilanie od całego obwodu.

Wyjście opóźnienia czasowego obwodu jest zasadniczo określane przez wartości R1 i potencjometru R5 wraz z wartościami C1 lub C2 oraz w zależności od położenia przełącznika wyboru S3a.

Powiedziawszy to, musimy również zauważyć, że na taktowanie wpływa dodatkowo sposób regulacji potencjometrów R6 i R7.

Są one przełączane przez przełącznik S3 bi zintegrowane z pinem 5 napięcia STERUJĄCEGO układu scalonego.

Te potencjometry są wprowadzane w celu skutecznego bocznikowania wewnętrznego napięcia układu IC 555, które w przeciwnym razie mogłoby zakłócić taktowanie wyjściowe systemu.

Dzięki temu ulepszeniu obwód może teraz działać z najwyższą dokładnością, nawet z kondensatory o niespójnych poziomach tolerancji .

Ponadto funkcja ta pozwala również obwodowi pracować z pojedynczą skalą taktowania skalibrowaną do odczytu dwóch indywidualnych zakresów czasowych, zgodnie z pozycją przełącznika wyboru.

Aby ustawić powyższy dokładny obwód timera IC 555, R5 musi być wstępnie ustawiony na maksymalny zakres. Następnie S3 można ustawić w pozycji 1.

Następnie dostosuj R6, aby uzyskać 10-sekundową skalę wyjściową czasu włączenia z pewną próbą i błędem. Postępuj zgodnie z tymi samymi procedurami dla wyboru pozycji 2, przez garnek R7, aby uzyskać dokładną skalę 100 sekund

Zegary do świateł samochodowych

To szóste proste reflektor samochodowy Zegar oparty na IC 555 zapobiega wyłączaniu się reflektorów samochodu, gdy tylko zapłon zostanie WYŁĄCZONY.

Zamiast tego, reflektory mogą pozostać włączone przez pewien ustawiony czas, gdy kierowca zablokuje stacyjka samochodowa i odchodzi w kierunku celu, którym może być jego dom lub biuro. Dzięki temu właściciel może zobaczyć ścieżkę i wygodnie wjechać do celu dzięki widocznemu oświetleniu reflektorów.

Następnie, gdy upłynie okres opóźnienia, obwód IC 555 wyłącza reflektory.

Jak to działa

Gdy wyłącznik zapłonu S2 jest włączony, przekaźnik RY1 jest zasilany przez D3. Przekaźnik umożliwia działanie reflektorów poprzez górne styki przekaźnika i przełącznik S1, dzięki czemu reflektory działają normalnie przez S1.

W tym momencie kondensator C3 powiązany z pinem 2 układu scalonego pozostaje całkowicie rozładowany, ponieważ oba jego przewody mają potencjał dodatni.

Jednak, gdy wyłącznik zapłonu S2 jest wyłączony, kondensator C3 jest poddawany działaniu potencjału masy przez cewkę przekaźnika, co nagle powoduje pojawienie się wyzwalacza ujemnego na pinie 2.

Powoduje to włączenie styku 3 wyjściowego układu IC 555 i pozwala przekaźnikowi pozostać zasilanym, nawet jeśli zapłon jest wyłączony. W zależności od wartości komponentów czasowych R1 i C1, przekaźnik pozostaje zasilany, utrzymując włączone reflektory (przez 50 sekund), aż w końcu upłynie czas i pin 3 układu scalonego wyłączy się, odłączając zasilanie przekaźnika i świateł.

Obwód nie powoduje żadnych zakłóceń w normalnym działaniu reflektorów podczas jazdy samochodu.

Kolejny siódmy obwód czasowy pokazany poniżej to także licznik czasu reflektorów samochodowych, który jest sterowany ręcznie zamiast wyłącznika zapłonu.

Obwód wykorzystuje przekaźnik DPDT mający dwa zestawy styków. Akcja monostabilna IC 555 jest inicjowana przez chwilowe naciśnięcie S1. To zasila przekaźnik, a oba styki przesuwają się do góry i łączą się z dodatnim zasilaniem.

Para styków po prawej stronie aktywuje reflektory, podczas gdy styki po lewej stronie zasilają obwód IC 555. C3 powoduje chwilowe pojawienie się ujemnego impulsu na pinie 2, który uruchamia tryb zliczania układu scalonego, a pin 3 staje się wysokim blokowaniem w przekaźniku.

Reflektory są teraz włączone. W zależności od wartości R1 i C1 wyjście pin 3 utrzymuje przekaźnik i reflektory pod napięciem (w tym przypadku przez 50 sekund), aż C1 naładuje się do 2/3 Vcc, obracając pin 3 w stan niski i wyłączając przekaźnik i reflektory.

1-minutowy minutnik światła na ganku

Pokazuje ten 8. obwód proste oświetlenie werandy obwód czasowy, który można aktywować na minutę tylko w porze nocnej. W ciągu dnia Odporność na LDR staje się niski, co utrzymuje wysoką wartość połączenia z R5.

Z tego powodu naciśnięcie S1 nie ma wpływu na pin 2 układu scalonego. Jednak gdy zapada ciemność, opór LDR staje się nieskończony, rozwijając prawie 0 V na skrzyżowaniu R4 i R5.

W tym stanie, gdy przełącznik S1 jest wciśnięty, powoduje wyzwolenie ujemne na pinie 2 układu IC 555, które aktywuje styk 3 w stan wysoki, a także włącza przekaźnik. Zapala się lampka werandy połączona ze stykami przekaźnika.

Obwód pozostaje wyzwolony przez około 1 minutę, aż C1 ładuje się do 2/3 Vcc. Układ scalony resetuje się teraz do styku obrotowego 3 w stanie niskim, odłączając przekaźnik i wyłączając oświetlenie werandy.

Wyłącznik S1 może mieć postać niewielkiego wyłącznika ukrytego w pobliżu klamki / zawiasu drzwi lub pod wycieraczką, który uaktywnia się, gdy właściciel nadepnie na matę.

Zastosowanie obrotomierza

Monostabilny obwód czasowy wykorzystujący IC 555 może być również skutecznie zaimplementowany do wykonania pliku obwód obrotomierza który zapewni użytkownikowi dokładne informacje dotyczące częstotliwości i rozrządu silnika.

Częstotliwość przychodząca z silnika jest najpierw konwertowana na dobrze zwymiarowaną falę prostokątną przez sieć różniczkującą RC, a następnie podawana do pinu nr 2 monostabilnego.

Sieć różniczkująca przekształca przednie lub tylne zbocza sygnału fali prostokątnej na odpowiednie impulsy wyzwalające.

Dziewiąty praktyczny obwód poniżej pokazuje, jak sieć RC i tranzystor konwertują dowolny sygnał wejściowy o dowolnej amplitudzie na dobrze uformowane fale prostokątne w celu generowania idealnych impulsów wyzwalających, przełączając między pełnym poziomem Vcc układu scalonego a masą.

Wniosek

We wszystkich dotychczas przedstawionych układach 555 działa jako monostabilny (jednorazowy) generator okresu taktowania. Wymagane sygnały wyzwalające są podawane na styk TRIGGER 2 i dostarczany jest impuls czasowy na styku wyjściowym 3.

We wszystkich projektach sygnał przyłożony do pinu TRIGGER 2 jest odpowiednio zwymiarowany, aby utworzyć impuls o krawędzi ujemnej.

Zapewnia to, że amplituda wyzwalania przełącza się z poziomu „wyłączenia” wyższego niż 2/3 napięcia zasilania na wartość „włączenia” niższą niż 1/3 poziomu zasilania.

Wyzwolenie monostabilnego układu scalonego jednym strzałem faktycznie następuje, gdy potencjał na pinie 2 jest obniżony do 1/3 poziomu napięcia zasilania.

Wymaga to, aby szerokość impulsu wyzwalającego na pinie 2 była większa niż 100 nanosekund, ale mniejsza niż impuls, który ma pojawić się na pinie wyjściowym 3.

Zapewnia to eliminację impulsu wyzwalającego do czasu upływu ustawionego okresu monostabilnego.