kategorier: Udvalgte artikler » Praktisk elektronik
Antal visninger: 182545
Kommentarer til artiklen: 5
555 Integrerede timer-design
Stien til amatørradio begynder som regel med et forsøg på at samle enkle kredsløb. Hvis kredsløbet umiddelbart efter samlingen begynder at vise livstegn - blinkende, bipende, klikkende eller talende, er stien til amatørradio næsten åben. Hvad angår "tale", vil det sandsynligvis ikke fungere med det samme, for dette bliver du nødt til at læse en masse bøger, lodde og oprette et antal kredsløb, måske brænde en stor eller lille bunke dele (helst en lille).
Men flashere og tweeters fås fra næsten alle på én gang. Og et bedre element end integreret timer NE555 finde til disse eksperimenter, vil simpelthen ikke lykkes. Lad os først se på generatorskredsløbene, men inden det vender vi os til den proprietære dokumentation - DATABLAD. Vær først opmærksom på den grafiske kontur af timeren, som er vist i figur 1.
Og figur 2 viser billedet af en timer fra det indenlandske bibliotek. Her gives det simpelthen for muligheden for at sammenligne signalbetegnelserne for dem og vores, derudover vises "vores" funktionsdiagram mere detaljeret og tydeligt.
Følgende er yderligere to tegninger taget fra et datablad. Nå, som en anbefaling fra en producent.
Figur 1
Figur 2
555 Enkelt vibrator
Figur 3 viser et enkelt vibratorkredsløb. Nej, dette er ikke halvdelen af multivibratoren, selvom han selv ikke kan generere svingninger. Han har brug for hjælp udefra, endda lidt.
Figur 3. Enkelt vibrationsdiagram
Logikken i handling med et skud er ganske enkel. En kortvarig puls på lavt niveau anvendes til at udløse input 2, som vist på figuren. Som et resultat frembringer output 3 en rektangulær puls med varighed ΔT = 1,1 * R * C. Hvis vi erstatter R i ohm i formlen og C i farader, vil tiden T vise sig i sekunder. Derfor vil resultatet med kilo-ohm og mikrofarad være i millisekunder.
Og figur 4 viser, hvordan man danner en udløsende puls ved hjælp af en simpel mekanisk knap, selvom det godt kan være et halvlederelement - en mikrokredsløb eller en transistor.
Figur 4
Generelt fungerer et one-shot (nogle gange kaldet et single-shot, og det modige militær havde ordet kipp-relæ i brug) som følger. Når der trykkes på en knap, får en puls med lavt niveau ved ben 2 til, at output fra timer 3 indstiller et højt niveau. Af god grund kaldes dette signal (pin 2) i indenlandske mapper en trigger.
Transistoren tilsluttet terminal 7 (DISCHARGE) er lukket i denne tilstand. Derfor forhindrer intet opladning af tidsindstillende kondensator C. Under kipp-relæet var der selvfølgelig ingen 555, alt blev gjort på lamper, i bedste fald på diskrete transistorer, men algoritmen for betjeningen var den samme.
Mens kondensatoren oplades, opretholdes en højspændingsspænding ved udgangen. Hvis der på dette tidspunkt påføres en anden puls på input 2, ændres udgangstilstanden ikke, varigheden af outputpulsen kan ikke reduceres eller øges på denne måde, og single-shot genstarter ikke.
En anden ting er, hvis du anvender en nulstillingspuls (lavt niveau) på 4 pin. Output 3 viser straks et lavt niveau. “Reset” -signalet har den højeste prioritet og kan derfor gives når som helst.
Når ladningen stiger, øges spændingen over kondensatoren, og når den til sidst når niveauet 2 / 3U. Som beskrevet i en tidligere artikel er dette responsniveauet, tærsklen for den øvre komparator, der fører til en nulstilling af timeren, der er slutningen af outputpulsen.
Ved pin 3 vises et lavt niveau, og på samme øjeblik åbnes transistoren VT3, som udleder kondensatoren C. Dette afslutter pulsdannelsen.Hvis der efter afslutningen af outputpulsen, men ikke tidligere, gives en anden triggerpuls, vil outputtet blive dannet output, det samme som den første.
For normal drift af et enkelt skud skal selvfølgelig triggerpulsen være kortere end den puls, der genereres ved udgangen.
Figur 5 viser en enkelt vibratorplan.
Figur 5. Enkelt vibrationsplan
Hvordan kan jeg bruge en enkelt vibrator?
Eller som katten Matroskin plejede at sige: "Hvad vil brugen af dette one-shot være?" Det kan besvares, at det er stort nok. Faktum er, at intervallet af tidsforsinkelser, der kan opnås ved dette one-shot, ikke kun kan nå nogle få millisekunder, men også nå flere timer. Det hele afhænger af parametrene for timing RC-kæden.
Her er du, næsten færdiglavet løsning til belysning af en lang korridor. Det er nok at supplere timeren med et udøvende relæ eller et simpelt tyristor-kredsløb og sætte et par knapper i endene af korridoren! Han trykede på knappen, korridoren gik forbi, og der var ingen grund til at bekymre sig om at slukke for pæren. Alt sker automatisk efter afslutningen af tidsforsinkelsen. Dette er bare information til overvejelse. Belysning i en lang korridor er naturligvis ikke den eneste mulighed for at bruge en enkelt vibrator.
Hvordan tjekker jeg 555?
Den enkleste måde er at lodde et simpelt kredsløb, for dette vil der næsten ikke være behov for hængslede dele, undtagen for den eneste variable modstand og LED, der angiver udgangens status.
Mikrokredsløbet skal forbinde stifter 2 og 6 og anvende spænding til dem, ændret af en variabel modstand. Du kan selvfølgelig tilslutte et voltmeter eller LED til timerudgangen med en begrænsende modstand.
Men du kan ikke lodde noget, desuden udføre eksperimenter, selv med "tilstedeværelsen af fravær" af den faktiske mikrokredsløb. Lignende undersøgelser kan udføres ved hjælp af programsimulatoren Multisim. Naturligvis er en sådan undersøgelse meget primitiv, men alligevel giver den dig mulighed for at blive bekendt med logikken i timeren 555. Resultaterne af "laboratoriearbejdet" er vist i figur 6, 7 og 8.
Figur 6
I dette figur kan du se, at indgangsspændingen reguleres af en variabel modstand R1. I nærheden af det kan du overveje inskriptionen "Key = A", der siger, at modstandsværdien kan ændres ved at trykke på tasten A. Det minimale justeringstrin er 1%, det sørger kun for, at regulering kun er mulig i retning af stigende modstand, og reduktion er kun mulig med "musen ".
I denne figur er modstanden "trukket tilbage" til selve "jorden", spændingen på dens motor er tæt på nul (for klarheden måles den med et multimeter). Med denne position af motoren er timerudgangen høj, så outputtransistoren er lukket, og LED1 lyser ikke, som dens hvide pile viser.
Følgende figur viser, at spændingen er steget lidt.
Figur 7
Men stigningen fandt sted ikke bare sådan, men i overensstemmelse med visse grænser, og nemlig tærsklerne for sammenligningens drift. Faktum er, at 1/3 og 2/3, udtrykt i decimalprocent, vil være henholdsvis 33,33 ... og 66,66 .... Det er i procent, at indgangsdelen af den variable modstand i Multisim-programmet vises. Med en 12V forsyningsspænding vil dette vise sig at være 4 og 8 volt, hvilket er praktisk nok til forskning.
Så figur 6 viser, at modstanden indføres ved 65%, og spændingen på den er 7,8V, hvilket er lidt mindre end de beregnede 8 volt. I dette tilfælde er output-LED slukket, dvs. timerudgangen er stadig høj.
Figur 8
En yderligere lille stigning i spændingen ved indgange 2 og 6 med kun 1 procent (programmet tillader ikke mindre) fører til antændelse af LED1, som vist i figur 8, - pilene i nærheden af LED opnåede en rød farvetone. Denne opførsel af kredsløbet antyder, at Multisim-simulatoren fungerer ganske nøjagtigt.
Hvis du fortsætter med at øge spændingen ved stifterne 2 og 6, sker der ingen ændring ved timers udgang.
555 Timergeneratorer
Frekvensområdet, der genereres af timeren, er ret bredt: fra den laveste frekvens, hvis periode kan nå flere timer, til frekvenser på flere titalls kilohertz. Det hele afhænger af elementerne i timingkæden.
Hvis der ikke kræves en strengt rektangulær bølgeform, kan der genereres en frekvens på op til flere megahertz. Undertiden er dette ganske acceptabelt - formen er ikke vigtig, men der er impulser. Oftest er en sådan uagtsomhed omkring formen af pulser tilladt i digital teknologi. For eksempel reagerer en pulstæller på en stigende kant eller faldende puls. Enig, i dette tilfælde betyder ikke "bevidstheden" om pulsen noget.
Pulsgenerator med firkantet bølge
En af de mulige varianter af en krumningsformet pulsgenerator er vist i figur 9.
Figur 9. Skema af slyngeformede pulsgeneratorer
Tidsdiagrammer for generatoren er vist i figur 10.
Figur 10. Tidsdiagrammer for generatoren
Den øverste graf illustrerer udgangssignalet (pin 3) på timeren. Og den nedre graf viser, hvordan spændingen over den tidsindstillende kondensator ændres.
Alt sker nøjagtigt, som det allerede blev taget i betragtning i enkeltvibratorkredsløbet vist i figur 3, men det bruger ikke en enkelt triggerpuls ved pin 2.
Faktum er, at når kredsløbet på kondensatoren C1 er tændt, er spændingen nul, er det det, der vil dreje timerudgangen til en højniveaustilstand, som vist i figur 10. Kondensator C1 begynder at oplade gennem modstand R1.
Spændingen over kondensatoren stiger eksponentielt, indtil den når den øvre tærskelgrænse 2/3 * U. Som et resultat skifter timeren til nultilstand, derfor begynder kondensatoren C1 at udledes til den nedre driftsgrænse 1/3 * U. Når man når denne tærskelværdi, indstilles et højt niveau ved timers output, og alt starter igen. En ny periode med svingning dannes.
Her skal du være opmærksom på det faktum, at kondensatoren C1 lades og udledes gennem den samme modstand R1. Derfor er opladnings- og afladningstiderne lige, og derfor er formen på svingningerne ved udgangen fra en sådan generator tæt på bukken.
Oscillationsfrekvensen for en sådan generator er beskrevet af en meget kompleks formel f = 0,722 / (R1 * C1). Hvis modstanden af modstanden R1 i beregningerne er angivet i Ohms, og kondensatorens kapacitans er C1 i Farads, vil frekvensen være i Hertz. Hvis modstanden i denne formel udtrykkes i kilo-ohm (KOhm) og kondensatorens kapacitet i mikrofarader (μF), vil resultatet være i kilohertz (KHz). For at få en oscillator med en justerbar frekvens er det nok at erstatte modstanden R1 med en variabel.
Pulsgenerator med variabel driftscyklus
Slynget er naturligvis godt, men nogle gange opstår der situationer, der kræver regulering af pulsenes driftscyklus. Sådan udføres hastighedsreguleringen af jævnstrømsmotorer (PWM-regulatorer), der er med en permanent magnet.
Firkantbølgepulser kaldes en krumning, hvor pulstiden (højt niveau t1) er lig med pausetiden (lavt niveau t2). Et sådant navn inden for elektronik kom fra arkitektur, hvor en krumme kaldes en tegning af murværk. Den samlede puls- og pausetid kaldes pulsperioden (T = t1 + t2).
Duty og Duty Cycle
Forholdet mellem pulsperioden og dens varighed S = T / t1 kaldes driftscyklussen. Denne værdi er dimensionløs. I meander er denne indikator 2, da t1 = t2 = 0,5 * T. I engelsk litteratur bruges ofte den gensidige værdi i stedet for pligtcyklus - pligtcyklus (Eng. Duty-cyklus) D = 1 / S, udtrykt i procent.
Hvis du forbedrer generatoren i figur 9 lidt, kan du få en generator med en justerbar driftscyklus. Et diagram af en sådan generator er vist i figur 11.
Figur 11
I dette skema forekommer ladningen af kondensatoren Cl gennem kredsløbet R1, RP1, VD1.Når spændingen over kondensatoren når den øvre tærskelværdi på 2/3 * U, skifter timeren til det lave niveau, og kondensatoren C1 udledes gennem kredsløbet VD2, RP1, R1, indtil spændingen over kondensatoren falder til den nederste tærskel på 1/3 * U, efter hvorved cyklussen gentages.
Ændring af positionen af RP1-motoren gør det muligt at justere varigheden af opladningen og afladningen: hvis ladningens varighed øges, reduceres afladningstiden. I dette tilfælde forbliver repetitionsperioden for puls uændret, kun driftscyklussen eller driftscyklussen ændres. Nå, det er mere praktisk for enhver.
Baseret på 555-timeren kan du designe ikke kun generatorer, men også mange flere nyttige enheder, som vil blive drøftet i den næste artikel. Der findes forresten programmer - regnemaskiner til beregning af frekvensen af generatorer på 555-timeren, og i programmet - Multisim-simulatoren er der en særlig fane til disse formål.
Boris Aladyshkin, electro-da.tomathouse.com
Fortsættelse af artiklen: 555 Integreret timer. Rejse databladet
Se også på elektrohomepro.com
: