המעגלים המוסברים כאן הם 10 מעגלי טיימר קטנים הטובים ביותר המשתמשים בשבב IC 555 הרב-תכליתי, אשר מייצר מרווחי זמן קבועים מראש בתגובה למפעילי קלט רגעיים.
ניתן להשתמש במרווחי הזמן לשמירה על ממסר עומס מבוקר פועל או מופעל למשך הזמן הרצוי וכיבוי אוטומטי כבוי לאחר שחלפה תקופת העיכוב. ניתן להגדיר את מרווח הזמן על ידי בחירת ערכים מתאימים לנגד חיצוני, לרשת קבלים.
IC 555 מעגלים פנימיים
התמונה המוצגת למטה מייצגת את הסכימה הפנימית של תקן IC 555. אנו יכולים לראות שהיא מורכבת מ- 21 טרנזיסטורים, 4 דיודות ו- 15 נגדים.
השלב המשלב את שלושת הנגדים 5 קוהם פועל כמו שלב מחלק מתח המייצר רמת מתח 1/3 בכניסה הלא-הפוכה של מגבר אופרטור משווה ההדק וחלוקת מתח של 2/3 בכניסה ההפוכה של מגבר אופרטור משווה הסף. .
עם כניסות ההדק הללו, שני המגברים האופטים שולטים בשלב הכפכף R / S (איפוס / סט), השולטים עוד יותר בתנאי ON / OFF של שלב הפלט המשלים וטרנזיסטור הנהג Q6
ניתן להגדיר את מצב הפלט של הכפכף גם על ידי הפעלת סיכת האיפוס 4 של ה- IC.
כיצד עובדים טיימרים IC 555
מתי IC 555 מוגדר במצב טיימר מונוסטבל , סיכת ה- TRIGGER 2 מוחזקת בפוטנציאל רמת האספקה באמצעות נגד RT חיצוני.
במצב זה, Q6 נותר רווי, מה ששומר על תקליטור הקבל העיתוי החיצוני מקוצר לקרקע, מה שגורם שסיכה OUTPUT 3 צריכה להיות בהיגיון נמוך או ברמת 0 וולט.
פעולת הטיימר הסטנדרטית של IC 555 מתבצעת על ידי החדרת דופק טריגר 0 וולט בסיכה 2. דופק 0 וולט זה נמצא מתחת לרמה 1/3 של מתח אספקת DC או Vcc, מאלץ את הפלט של משווה ההדק לשנות את המצב .
בשל כך, ה- R / S סלטה גם משנה את מצב הפלט שלו, מכבה את Q6 ומניע את סיכת OUTPUT 3 גבוהה. עם Q6 כיבוי מנתק את התקליטור הקצר. זה מאפשר לטעון את הקבל לטעון דרך נגן התזמון RD עד שהמתח על פני התקליטור מגיע לרמת אספקה 2/3 או Vcc.
ברגע שזה קורה כפכף R / S חוזר למצב הקודם שלו, מפעיל את Q6 וגורם לפריקה מהירה של תקליטור. ברגע זה סיכת הפלט 3 חוזרת שוב למצבה הנמוך הקודם. וכך IC 555 משלים מחזור תזמון.
על פי אחד המאפיינים שה- IC הופעל ברגע שהוא מפסיק להגיב לכל גורם אחר, עד לסיום מחזור התזמון. אך אם רוצים לסיים את מחזור התזמון, ניתן לעשות זאת בכל רגע על ידי הפעלת דופק שלילי או 0 וולט לסיכת המנוחה 4.
דופק התזמון שנוצר ביציאת ה- IC הוא לרוב בצורת גל מלבני שמרווח הזמן מוגדר על ידי גודל R ו- C.
הנוסחה לחישוב זה היא: tD (עיכוב זמן) = 1.1 (ערך R x ערך C) במילים אחרות מרווח התזמון המיוצר על ידי IC 555 פרופורציונלי ישירות לתוצר של R ו- C.
התרשים הבא מציג את התוויית עיכוב הזמן לעומת ההתנגדות, וקיבול באמצעות הנוסחה לעיל עיכוב הזמן. כאן tD הוא באלפיות השנייה, R הוא בקילו Ω, ו- C ב- μfarads.
זה מראה מגוון של עיקוב זמן עקומות והערכים המשתנים באופן ליניארי ביחס לערכים המקבילים של RT ו- C.
ניתן להגדיר עיכובים הנעים בין 10 מיקרו-שניות ל -100 מיקרו-שניות על-ידי בחירת ערכים מתאימים של קבלים בין 0.001 μF ל -100 μF ונגדים מ -1 k Ω עד 10 מג Ω.
מעגלי טיימר פשוטים IC 555
האיור הראשון שלהלן מראה כיצד ליצור טיימר IC 555 בעל תפוקה קבועה. כאן הוא מוגדר ל- 50 שניות.
זה בעצם עיצוב מונוסטבל IC 555.
האיור הצמוד מציג את צורות הגל המתקבלות על פני הפינונים המצוינים של ה- IC במהלך תהליך המעבר.
הפעולות כמתואר בתמונת צורת הגל מתחילות ברגע שסיכה 2 של TRIGGER מקורקעת באמצעות לחיצה על מתג START S1 רגעי.
זה גורם באופן מיידי להופיע דופק מלבני בסיכה 3 ויוצר בו זמנית מנסורת אקספוננציאלית בסיכת DISCHARGE 7.
פרק הזמן שדופק מלבני זה נשאר פעיל נקבע על פי הערכים R1 ו- C1. אם R1 מוחלף בנגד משתנה, ניתן להגדיר תזמון פלט זה לפי העדפת המשתמש.
תאורת ה- LED מציינת את ההפעלה והכיבוי של סיכת הפלט 3 של ה- IC
הנגד המשתנה יכול להיות בצורה של a פוטנציומטר כפי שמוצג באיור הבא.
בתכנון זה הפלט יכול להגדיר לייצר פרקי זמן בין 1.1 שניות ל -120 שניות באמצעות התאמות שונות של הסיר R1.
שימו לב לנגד 10K מסדרה וזה חשוב מאוד מכיוון שהוא שומר על צריבת ה- IC למקרה שהסיר הופך לערכו הנמוך ביותר. הנגד מסדרת 10 K מבטיח גם את ערך ההתנגדות המינימלי הנדרש לעבודה נכונה של המעגל בהגדרת הסיר המינימלית.
לחיצה על החלף S1 מאפשר לרגע ל- IC להתחיל את רצף התזמון (סיכה 3 הולכת וגבוהה ונורית דולקת), תוך לחיצה על כפתור איפוס S2 מאפשר סיום או איפוס מיידי של רצף התזמון כך שסיכת הפלט 3 תחזור למצב 0 V המקורי שלה (LED מכבה לצמיתות)
IC 555 מאפשר שימוש בעומסים עם מפרט זרם מרבי של עד 200 מיליאמפר. למרות שעומסים אלה הם בדרך כלל סוגים שאינם אינדוקטיביים, ניתן להשתמש ביעילות בעומס אינדוקטיבי כמו ממסר ישירות על פני סיכה 3 ואדמה כפי שמוצג בתרשימים הבאים.
האיור השלישי שלמטה אנו יכולים לראות כי הממסר יכול להיות מחובר על סיכה 3 ואדמה, וכן, סיכה 3 וחיובי. שימו לב לדיודת הגלגל החופשי המחוברת על פני סליל הממסר, מומלץ מאוד לנטרול גופי הגב המסוכנים מסליל הממסר בזמן כיבוי.
ה ניתן לחבר אנשי קשר ממסר עם עומס המיועד להפעלה / כיבוי שלהם בתגובה למרווחי הזמן שנקבעו.
תרשים המעגל הרביעי מראה את התקן מעגל טיימר מתכוונן IC 555 בעל שתי קבוצות של טווחי תזמון וממסר פלט להחלפת העומס הרצוי.
למרות שהסכמה נראית נכונה, המעגל הבסיסי הזה עשוי למעשה להיות בעל כמה היבטים שליליים.
- ראשית, תכנון זה ינקז זרם כלשהו ברציפות, גם כאשר יציאת המעגל במצב כבוי.
- שנית, מכיוון שלשני הקבלים C1 ו- C3 יש מפרט סובלנות רחב, הסיר צריך להיות מכויל עם שני מאזני הגדרה בודדים.
למעשה ניתן להתגבר על הפגמים שנדונו לעיל על ידי הגדרת המעגל באופן הבא. כאן אנו משתמשים בממסר DPDT להליכים.
בתרשים החמישי הזה של IC 555 אנו יכולים לראות שאנשי הממסר מחוברים במקביל למתג START S1, שניהם במצב 'פתוח בדרך כלל' ומבטיחים שאין ניקוז זרם בזמן שהמעגל כבוי.
כדי להתחיל את מחזור התזמון, לוחצים על S1 לרגע.
זה מניע באופן מיידי את ה- IC 555. בתחילת הדרך, ניתן לצפות ש- C2 ישוחרר לחלוטין. בשל כך נוצר טריגר ON שלילי על סיכה 2 של ה- IC, היוזם את מחזור התזמון, והממסר RY1 נדלק.
אנשי הקשר הממסרים המחוברים במקביל ל- S1 מאפשרים ל- IC 555 להישאר מופעל גם לאחר שחרורו של S2.
עם חלוף פרק הזמן שנקבע, הממסר מבוטל ואנשי הקשר שלו חוזרים למצב N / C ומנתקים את הכוח מהמעגל כולו.
פלט עיכוב העיתוי של המעגל נקבע בעצם על ידי ערכי R1 ופוטנציומטר R5, יחד עם הערכים של C1 או C2, ובהתאם למיקום מתג הבורר S3 a.
עם זאת, עלינו לציין כי התזמון מושפע בנוסף מאופן התאמת הפוטנציומטרים R6 ו- R7.
הם מועברים דרך המתג S3 b ומשולבים עם סיכת המתח CONTROL 5 של ה- IC.
פוטנציומטרים אלה מוצגים בכדי להרחיק ביעילות את המתח הפנימי של ה- IC 555, שעלול להפריע אחרת לתזמון הפלט של המערכת.
בשל שיפור זה המעגל מסוגל כעת לתפקד בדיוק מירבי גם עם קבלים בעלי רמות סובלנות לא עקביות .
יתר על כן, התכונה מאפשרת גם למעגל לעבוד עם סולם תזמון בודד המכויל לקריאת שני טווחי תזמון בודדים לפי מיקום מתג הבורר.
לצורך הגדרת מעגל הטיימר IC 555 המדויק לעיל, יש לכוונן את R5 לתחום המרבי שלו. לאחר מכן, ניתן לבחור S3 למיקום 1.
לאחר מכן, התאם את R6 כדי לקבל סולם פלט תזמון של 10 שניות עם ניסוי וטעייה. בצע את אותם נהלים לבחירת מיקום 2, דרך סיר R7 לקבלת סולם מדויק של 100 שניות
טיימרים לאורות רכב
זה פשוט 6 פנס לרכב טיימר מבוסס IC 555 מונע את כיבוי פנסי הרכב ברגע שההצתה מכובה.
במקום זאת, הפנסים מאפשרים להישאר מוארים למשך עיכוב מוגדר מראש, ברגע שהנהג נועל את הצתה לרכב ויוצא לכיוון יעדו שעשוי להיות ביתו או משרדו. זה מאפשר לבעלים לראות את השביל ולהיכנס ליעד בצורה נוחה עם תאורה גלויה מהפנסים.
לאחר מכן, כאשר חולפת תקופת העיכוב מעגל IC 555 מכבה את הפנסים הקדמיים.
איך זה עובד
כאשר מתג ההצתה S2 מופעל, הממסר RY1 מתח באמצעות D3. הממסר מאפשר את פעולות הפנסים באמצעות מגעי הממסר העליונים והמתג S1, כך שהפנסים עובדים כרגיל דרך S1.
בשלב זה הקבל C3 המשויך לסיכה 2 של ה- IC נשאר פרוק לחלוטין מכיוון ששני המוליכים שלו נמצאים בפוטנציאל החיובי.
עם זאת, כאשר מתג ההצתה S2 כבוי, הקבל C3 נתון לפוטנציאל קרקע באמצעות סליל הממסר, מה שפתאום גורם להדק שלילי להופיע בסיכה 2.
זה מפעיל את סיכת הפלט 3 של IC 555 ומאפשר לממסר להישאר ממונע למרות שההצתה כבויה. בהתאם לערכים של רכיבי התזמון R1 ו- C1, הממסר נשאר ממונע תוך שמירה על הפנסים הקדמיים דולקים (למשך 50 שניות), עד שלבסוף חלוף פרק הזמן וסיכה 3 של ה- IC מכבה את הפעלת הממסר והאורות.
המעגל אינו יוצר הפרעה לתפקוד הרגיל של הפנסים בזמן שהמכונית פועלת.
מעגל הטיימר השביעי הבא שמוצג להלן הוא גם טיימר פנס לרכב אשר נשלט ידנית במקום מתג ההתנעה.
המעגל משתמש בממסר DPDT בעל שתי קבוצות מגעים. הפעולה המונו-יציבה IC 555 יוזמת על ידי לחיצה על S1 לרגע. זה ממריץ את הממסר, ושני המגעים נעים כלפי מעלה ומתחברים לאספקה החיובית.
צמד המגעים בצד ימין מפעיל את הפנסים הקדמיים, ואילו המגעים בצד שמאל מפעילים את מעגל IC 555. ה- C3 גורם להופעה של פעימה שלילית רגעית בסיכה 2 המפעילה את מצב הספירה של ה- IC, וסיכה 3 הופכת לנעלת גבוהה על הממסר.
פנסי הדלק מופעלים כעת. בהתאם לערכים של R1 ו- C1, פלט סיכה 3 שומר על ממסר ופנסים חזקים (למשך 50 שניות במקרה זה), עד שה- C1 נטען עד הספק 2/3, פונה 3 נמוכה וכיבוי הממסר ואת הפנסים הקדמיים.
טיימר אור למרפסת דקה אחת
המעגל השמיני הזה מראה אור מרפסת פשוט מעגל טיימר שניתן להפעיל דקה רק בזמן הלילה. במהלך שעות היום התנגדות LDR הופך להיות נמוך מה ששומר על הצומת שלו עם R5 גבוה.
בשל כך, לחיצה על S1 אינה משפיעה על סיכה 2 של ה- IC. עם זאת, כאשר החושך יורד, התנגדות ה- LDR הולכת אינסופית ומפתחת כמעט 0 וולט בצומת R4 ו- R5.
במצב זה כאשר לוחצים על המתג S1, גורם להדק שלילי בסיכה 2 של ה- IC 555, המפעיל את סיכה 3 לגובה ומפעיל גם את הממסר. אור המרפסת המחובר עם מגעי הממסר נדלק.
המעגל נשאר מופעל למשך דקה אחת, עד ש- C1 נטען ל- Vcc 2/3. ה- IC מאתחל כעת לסיכה 3 נמוכה ומשבית את הממסר ומכבה את אור המרפסת.
המתג S1 עשוי להיות בצורה של מתג מוסתר קטן ליד ידית הדלת / ציר, או מתחת לשטיח המופעל כאשר הבעלים דורך על השטיח.
יישום טכומטר
מעגל טיימר מונוסטבי באמצעות IC 555 יכול להיות מיושם גם ביעילות להכנת מעגל טכומטר אשר יספק למשתמש מידע מדויק לגבי התדירות ותזמון המנוע.
התדירות הנכנסת מהמנוע מומרת תחילה לגל מרובע ממדי היטב דרך רשת דיפרנציאטור RC ואז מוזנת לסיכה מספר 2 של המונוסטבל.
רשת הבידול הופכת את הקצוות המובילים או הנגררים של אות הגל המרובע לפולסי הדק מתאימים.
מעגל מעשי 9 להלן מראה כיצד רשת RC וטרנזיסטור ממירים כל אות כניסה עם משרעת כלשהי לגלים מרובעים מעוצבים היטב ליצירת פעימות הפעלה אידיאליות, מעבר בין רמת IC Vcc המלאה לקרקע.
סיכום
בכל המעגלים שהוצגו עד כה, ה- 555 מתפקד כמחולל תקופות תזמון חד פעמי (חד פעמי). אותות ההדק הנדרשים מוזנים לסיכה 2 של TRIGGER ומועבר דופק מתוזמן בסיכת הפלט 3.
בכל העיצובים האות המופעל על סיכה TRIGGER 2 מימד כראוי ליצירת דופק בעל שוליים שליליים.
זה מבטיח כי משרעת ההדק עוברת מרמת 'כיבוי' הגבוהה מ -2 / 3 ממתח האספקה לערך 'פועל' הנמוך מ -1 / 3 מרמת האספקה.
הפעלה של IC חד-פעמי חד-פעמי מתרחשת למעשה כאשר הפוטנציאל בסיכה 2 מושך למטה עד 1/3 מרמת מתח האספקה.
זה דורש שרוחב הדופק של ההדק בסיכה 2 יהיה גבוה מ 100 ננו שניות אך נמוך יותר מהדופק שנועד להופיע בסיכת הפלט 3.
זה מברר את חיסול דופק ההדק עד לחלוף התקופה המונוסטלית שנקבעה.
קודם: מעגל סימולטור סאונד צחוק הבא: מעגלי מתנד, אזעקה וסירנה IC 555
