kategorier: Utvalgte artikler » Praktisk elektronikk
Antall visninger: 182545
Kommentarer til artikkelen: 5
555 Integrerte tidtakerdesign
Veien til amatørradio begynner som regel med et forsøk på å sette sammen enkle kretsløp. Hvis kretsen umiddelbart etter montering begynner å vise livstegn - blinkende, pipende, klikkende eller snakkende, er banen til amatørradio nesten åpen. Når det gjelder “snakk”, vil det mest sannsynlig ikke fungere med en gang, for dette må du lese mye bøker, lodde og sette opp et antall kretsløp, kanskje brenne en stor eller liten haug med deler (helst en liten).
Men flashers og tweeters er hentet fra nesten alle samtidig. Og et bedre element enn integrert tidtaker NE555 finne for disse eksperimentene, vil ganske enkelt ikke lykkes. La oss først se på generatorkretsene, men før det, la oss gå til den proprietære dokumentasjonen - DATABLAD. Først av alt, vær oppmerksom på den grafiske konturen av tidtakeren, som er vist i figur 1.
Og figur 2 viser bildet av en tidtaker fra den innenlandske katalogen. Her er det gitt bare for muligheten for å sammenligne signalbetegnelsene for dem og våre, i tillegg er “vårt” funksjonsdiagram vist mer detaljert og tydelig.
Følgende er ytterligere to tegninger hentet fra et datablad. Vel, akkurat som en anbefaling fra en produsent.
Figur 1
Figur 2
555 Enkelvibrator
Figur 3 viser en enkelt vibratorkrets. Nei, dette er ikke halvparten av multivibratoren, selv om han ikke selv kan generere svingninger. Han trenger hjelp utenfra, til og med litt.
Figur 3. Enkelt vibrasjonsdiagram
Logikken med en-skutt handling er ganske enkel. En kortsiktig puls på lavt nivå brukes til å utløse inngang 2, som vist på figuren. Som et resultat produserer utgang 3 en rektangulær puls med varighet ΔT = 1,1 * R * C. Hvis vi erstatter R i ohm i formelen og C i farader, vil tiden T vise seg i løpet av sekunder. Følgelig, med kilo-ohm og mikrofarader, vil resultatet være i millisekunder.
Og figur 4 viser hvordan du danner en utløsende puls ved hjelp av en enkel mekanisk knapp, selv om det godt kan være et halvlederelement - en mikrokrets eller en transistor.
Figur 4
Generelt fungerer et ett-skudd (noen ganger kalt et enkelt-skudd, og det modige militæret hadde ordet kipp-stafett i bruk) som følger. Når du trykker på en knapp, får en puls med lavt nivå ved pinne 2 uttaket til timer 3 til å stille et høyt nivå. Med god grunn kalles dette signalet (pinne 2) i innenlandske kataloger en trigger.
Transistoren koblet til terminal 7 (DISCHARGE) er lukket i denne tilstanden. Derfor forhindrer ingenting lading av tidsinnstillende kondensator C. Under kipp-reléet var det selvfølgelig ingen 555, alt ble gjort på lamper, i beste fall på diskrete transistorer, men operasjonsalgoritmen var den samme.
Mens kondensatoren lader, opprettholdes en høyt nivå spenning ved utgangen. Hvis det på dette tidspunktet blir brukt en annen puls på inngang 2, vil ikke tilstanden til utgangen endre seg, varigheten på utgangspulsen kan ikke reduseres eller økes på denne måten, og enkeltbildet vil ikke starte på nytt.
En annen ting er hvis du gir en tilbakestillingspuls (lavt nivå) til 4 pinner. Utgang 3 vil umiddelbart vise et lavt nivå. “Reset” -signalet har høyeste prioritet, og kan derfor gis når som helst.
Når ladningen øker, øker spenningen over kondensatoren og når til slutt nivået på 2 / 3U. Som beskrevet i en forrige artikkel, er dette responsnivået, terskelen til den øvre komparatoren, som fører til en tilbakestilling av tidtakeren, som er slutten på utgangspulsen.
Ved pinne 3 vises et lavt nivå, og i samme øyeblikk åpnes transistoren VT3, som tømmer kondensatoren C. Dette fullfører pulsdannelsen.Hvis etter en slutt på utgangspulsen, men ikke tidligere, gir en ny triggerpuls, vil utgangen dannes utgang, det samme som den første.
For normal drift av et enkelt skudd må selvfølgelig triggerpulsen være kortere enn pulsen som genereres ved utgangen.
Figur 5 viser en enkelt vibratorplan.
Figur 5. Enkelt vibrasjonsplan
Hvordan kan jeg bruke en enkelt vibrator?
Eller som katten Matroskin pleide å si: "Hva kommer til å bruke dette enskuddet?" Det kan besvares at det er stort nok. Fakta er at rekkevidden av tidsforsinkelser som kan oppnås fra dette ene skuddet, kan ikke bare nå noen få millisekunder, men også nå flere timer. Det hele avhenger av parametrene for timing RC-kjeden.
Her er du, nesten ferdig løsning for å tenne på en lang korridor. Det er nok å supplere tidtakeren med et utøvende relé eller en enkel tyristor-krets, og sette et par knapper i endene av korridoren! Han trykket på knappen, korridoren passerte, og det var ingen grunn til å bekymre seg for å slå av lyspæren. Alt vil skje automatisk etter slutten av tidsforsinkelsen. Vel, dette er bare informasjon for vurdering. Belysning i en lang korridor er selvfølgelig ikke det eneste alternativet for å bruke en enkelt vibrator.
Hvordan sjekke 555?
Den enkleste måten er å lodde en enkel krets, for dette vil det nesten ikke være behov for hengslede deler, bortsett fra den eneste variable motstand og LED for å indikere status for utgangen.
Mikrokretsen skal koble pinnene 2 og 6 og påføre spenning på dem, endret av en variabel motstand. Du kan selvfølgelig koble et voltmeter eller LED til timerutgangen med en begrensningsmotstand.
Men du kan ikke lodde noe, dessuten gjennomføre eksperimenter selv med "nærvær av fravær" av den faktiske mikrokretsen. Lignende studier kan gjøres ved å bruke program-simulatoren Multisim. En slik studie er selvfølgelig veldig primitiv, men den lar deg likevel bli kjent med logikken til 555-timeren. Resultatene fra "laboratoriearbeidet" er vist i figur 6, 7 og 8.
Figur 6
I denne figuren kan du se at inngangsspenningen er regulert av en variabel motstand R1. I nærheten av det kan du vurdere påskriften “Key = A”, som sier at motstandens verdi kan endres ved å trykke på A-tasten. Minimumsinnstillingstrinnet er 1%, det sørger bare for at regulering bare er mulig i retning av økende motstand, og reduksjon er bare mulig med “musen ".
I denne figuren blir motstanden "trukket tilbake" til selve "bakken", spenningen på motoren er nær null (for klarhet måles den med et multimeter). Med denne posisjonen av motoren er timerutgangen høy, slik at utgangstransistoren er lukket, og LED1 lyser ikke, som de hvite pilene indikerer.
Følgende figur viser at spenningen har økt litt.
Figur 7
Men økningen skjedde ikke bare sånn, men i samsvar med visse grenser, og nemlig tersklene for drift av komparatorer. Faktum er at 1/3 og 2/3, uttrykt i desimalprosenter, vil være henholdsvis 33,33 ... og 66,66 .... Det er i prosent at inngangsdelen av den variable motstanden i Multisim-programmet vises. Med en 12V forsyningsspenning vil dette vise seg å være 4 og 8 volt, noe som er praktisk nok for forskning.
Så, figur 6 viser at motstanden blir introdusert ved 65%, og spenningen på den er 7,8V, noe som er litt mindre enn de beregnede 8 volt. I dette tilfellet er utgangs-LED av, dvs. timerutgangen er fortsatt høy.
Figur 8
En ytterligere liten økning i spenningen ved inngangene 2 og 6, med bare 1 prosent (programmet tillater ikke mindre) fører til tenning av LED1, som vist i figur 8, - pilene nær LED fikk en rød fargetone. Denne oppførselen til kretsen antyder at Multisim-simulatoren fungerer ganske nøyaktig.
Hvis du fortsetter å øke spenningen ved pinner 2 og 6, vil det ikke skje noen endring ved utgangen av timeren.
555 Timergeneratorer
Frekvensområdet generert av tidtakeren er ganske bredt: fra laveste frekvens, hvis periode kan nå flere timer, til frekvenser på flere titalls kilohertz. Det hele avhenger av elementene i timing chain.
Hvis en strengt rektangulær bølgeform ikke er nødvendig, kan en frekvens på opptil flere megahertz genereres. Noen ganger er dette ganske akseptabelt - formen er ikke viktig, men det er impulser. Oftest er slik uaktsomhet rundt pulsenes form tillatt i digital teknologi. For eksempel svarer en pulsteller på stigende kant eller fallende puls. Enig, i dette tilfellet spiller ikke "skarpheten" til pulsen noe.
Pulsgenerator med firkantet bølge
En av de mulige variantene av en meanderformet pulsgenerator er vist i figur 9.
Figur 9. Oppsett av slyngformede pulsgeneratorer
Tidsdiagrammer for generatoren er vist på figur 10.
Figur 10. Tidsdiagrammer for generatoren
Den øverste grafen illustrerer utgangssignalet (pinne 3) til tidtakeren. Og den nedre grafen viser hvordan spenningen over tidsinnstillende kondensator endres.
Alt skjer nøyaktig slik det allerede ble vurdert i enkeltvibratorkretsen vist i figur 3, men den bruker ikke en eneste triggerpuls ved pinne 2.
Faktum er at når kretsen på kondensatoren C1 er slått på, spenningen er null, er det det som vil slå timerutgangen til et høyt nivåtilstand, som vist i figur 10. Kondensator C1 begynner å lade gjennom motstand R1.
Spenningen over kondensatoren øker eksponentielt til den når den øvre terskelgrensen 2/3 * U. Som et resultat bytter tidtakeren til nulltilstand, derfor begynner kondensatoren Cl å tømme til den nedre driftsgrensen 1/3 * U. Når du når denne terskelen, settes et høyt nivå ved utgangen fra tidtakeren, og alt starter på nytt. En ny periode med svingninger dannes.
Her bør du ta hensyn til det faktum at kondensatoren C1 lades og tømmes gjennom den samme motstanden R1. Derfor er ladnings- og utladningstidene like, og derfor er formen til svingningene ved utgangen til en slik generator nær bukken.
Oscillasjonsfrekvensen til en slik generator er beskrevet av en meget kompleks formel f = 0,722 / (R1 * C1). Hvis motstanden til motstanden R1 i beregningene er indikert i Ohms, og kondensatoren til kondensatoren er C1 i Farads, vil frekvensen være i Hertz. Hvis motstanden i denne formelen er uttrykt i kilo-ohm (KOhm), og kondensatoren til kondensatoren i mikrofarader (μF), vil resultatet være i kilohertz (KHz). For å få en oscillator med en justerbar frekvens, er det nok å erstatte motstanden R1 med en variabel.
Variabel driftssyklus pulsgenerator
Slynget er selvfølgelig bra, men noen ganger oppstår det situasjoner som krever regulering av pulsenes driftssyklus. Slik blir hastighetsreguleringen av likestrømsmotorer (PWM-regulatorer), som er med en permanent magnet, utført.
Firkantbølgepulser kalles en meander, der pulstiden (høyt nivå t1) er lik pausetiden (lavt nivå t2). Et slikt navn innen elektronikk kom fra arkitektur, der en slingring kalles en tegning av teglverk. Total puls- og pausetid kalles pulsperioden (T = t1 + t2).
Pliktsyklus
Forholdet mellom pulsperioden og dens varighet S = T / t1 kalles plusssyklus. Denne verdien er dimensjonsløs. I meander er denne indikatoren 2, siden t1 = t2 = 0,5 * T. I engelsk litteratur brukes ofte den gjensidige verdien, i stedet for pliktsyklus, - pliktsyklus (Eng. Plikt syklus) D = 1 / S, uttrykt i prosent.
Hvis du forbedrer generatoren som er vist i figur 9, kan du få en generator med justerbar driftssyklus. Et diagram av en slik generator er vist på figur 11.
Figur 11
I dette skjemaet skjer ladningen av kondensatoren Cl gjennom kretsen R1, RP1, VD1.Når spenningen over kondensatoren når den øvre terskel på 2/3 * U, skifter timeren til det lave nivået og kondensatoren C1 tømmes gjennom kretsen VD2, RP1, R1 til spenningen over kondensatoren synker til den nedre terskel på 1/3 * U, etter der syklusen gjentas.
Endring av posisjonen til RP1-motoren gjør det mulig å justere varigheten på ladningen og utladningen: hvis ladningens varighet øker, reduseres utladningstiden. I dette tilfellet forblir repetisjonsperioden for puls uendret, bare driftssyklusen eller driftssyklusen endres. Vel, det er mer praktisk for alle.
Basert på 555-tidtakeren, kan du designe ikke bare generatorer, men også mange flere nyttige enheter, som vil bli diskutert i neste artikkel. Forresten, det er programmer - kalkulatorer for å beregne frekvensen til generatorer på 555-timeren, og i programmet - Multisim-simulatoren er det en spesiell fane for disse formålene.
Boris Aladyshkin, electro-no.tomathouse.com
Fortsettelse av artikkelen: 555 Integrert tidtaker. Reise databladet
Se også på elektrohomepro.com
: