מעגלי מתנד, אזעקה וסירנה IC 555

בפוסט זה נלמד כיצד לבנות ולייעל מעגלי מתנד IC 555 בסיסיים, שניתן לשפר את צורות הגל שלהם ליצירת אפקטים קוליים מורכבים כגון אזעקת רעש, צפירת משטרה, אזעקת אזעקה אדומה, אזעקת מסע בין כוכבים וכו '.

סקירה כללית

המצב הבסיסי ששימש בדרך כלל לייצור מתנדים IC 555 הוא מצב המעגל החיובי.

אם נסתכל על המעגל האסטטי שמוצג להלן, אנו למצוא את הפינים הצטרף באופן הבא:

• סיכת הדק 2 קצרה לסיכת 6 סף.
• נגד R2 המחובר בין סיכה 2 לסיכת פריקה 7.

במצב זה, כאשר מפעילים כוח, הקבל C1 נטען באופן אקספוננציאלי באמצעות הנגדים R1 ו- R2. כאשר רמת הטעינה מטפסת עד לרמה 2/3 של מתח האספקה, גורם לסיכה הפריקה 7 לרדת נמוכה. בשל כך, C1 מתחיל כעת להתפרק באופן אקספוננציאלי, וכאשר רמת הפריקה יורדת לרמת אספקה ​​1/3, שולחת טריגר בסיכה 2.

כאשר זה קורה סיכה 7 שוב הופכת לגובה מה שמניע את פעולת הטעינה על הקבל עד שהיא מלמדת את רמת האספקה ​​2/3. המחזור ממשיך לקבוע אינסוף את המצב המדהים של המעגל.

העבודה הנ'ל של התוצאות האסטאיות מביאה לשני סוגים של תנודות המתרחשות על פני C1 ועל פני סיכת הפלט 3 של ה- IC. על פני C1, העלייה והירידה האקספוננציאלית של המתח יוצרת תדר שיני מסור להופיע.

הכפכף הפנימי מגיב לתדר השיניים המסורתי והמיר אחר כך לגלים מלבניים בפין המוצא 3 של ה- IC. זה מספק לנו את תנודות הגל המלבניות הנדרשות בפלט סיכה IC 3.

מכיוון שתדירות התנודה תלויה לחלוטין ב- R1, R2 ו- C1, המשתמש יכול לשנות את ערכי הרכיבים הללו כדי לקבל את כל הערכים הרצויים לתקופות ON OFF של תדרי התנודה, הנקראים גם בקרת PWM או בקרת מחזור חובה. .

הגרף שלעיל מספק לנו את הקשר בין R1 ל- C1.

כאן מתעלמים מ- R2 מכיוון שערכו קטן באופן זניח בהשוואה ל- R2.

מעגל מתנד גל מרובע בסיסי באמצעות IC 555

מהדיון לעיל למדנו כיצד ניתן להשתמש ב- IC 555 במצב אסטילי ליצירת מעגל מתנד בסיסי של ריבוע גל.

התצורה מאפשרת למשתמש לשנות את הערכים של R1 ו- R2 ממש בין 1K להרבה מגה אוהם על מנת לקבל מגוון עצום של תדרים ומחזורי עבודה הניתנים לבחירה בסיכת הפלט 3.

עם זאת, יש לציין שערך R1 לא צריך להיות קטן מדי מכיוון שצריכת הזרם האפקטיבית של המעגל נקבעת על ידי R1. זה קורה מכיוון שבמהלך כל תהליך פריקה של C1 סיכה 7 משיגה את פוטנציאל הקרקע המצפה R1 ישירות על קו החיובי והקרקע. אם ערכו נמוך, יתכן ונקז זרם משמעותי ויגדיל את הצריכה הכוללת של המעגל.

R1 ו- R2 קובעים גם את רוחב הפולסים התנודתיים המיוצרים בסיכה 3 של ה- IC. ניתן להשתמש ב- R2 במיוחד לשליטה ביחס הסימן / רווח של פעימות הפלט.

לנוסחאות השונות לחישוב מחזור החובה, התדירות וה- PWM של מתנד IC 555 (יציב) ניתן ללמוד במאמר זה .

מתנד תדרים משתנה באמצעות IC 555

ניתן לשדרג את המעגל המדהים שהוסבר לעיל באמצעות מתקן משתנה המאפשר למשתמש לשנות את ה- PWM וגם את תדירות המעגל לפי הצורך. זה נעשה פשוט על ידי הוספת פוטנציומטר בסדרה עם הנגד R2 כפי שמוצג להלן. הערך של R2 חייב להיות קטן בהשוואה לערך הסיר.

במערך הנ'ל, ניתן לשנות את תדירות התנודה ממש מ 650 הרץ, ל 7.2 קילוהרץ דרך וריאציות הסיר המצוינות. ניתן להגדיל ולשפר עוד יותר את טווח זה על ידי הוספת מתג לבחירת ערכים שונים עבור C1, מכיוון ש- C1 אחראי ישירות גם על הגדרת תדר המוצא.

מעגלי מתנד PWM משתנים המשתמשים ב- IC 555

האיור לעיל מראה כיצד א מתקן יחס מרווח משתנה ניתן להוסיף לכל מעגל מתנד בסיסי IC 555 באמצעות זוג דיודות ופוטנציומטר.

התכונה מאפשרת למשתמש לקבל כל תקופת PWM או תקופות ON OFF מתכווננות עבור התנודות שבסיכת הפלט 3 של ה- IC.

בתרשים הצד השמאלי, הרשת הכוללת R1, D1 והסיר R3 טוענת לסירוגין את C1, בעוד שהסיר R4, D2 ו- R2 משחרר לסירוגין את הקבל C1.

R2 ו- R4 קובעים את קצב הטעינה / הפריקה של C1, וניתן לכוונן אותם באופן מתאים לקבלת יחס הפעלה / כיבוי הרצוי עבור תדר המוצא.

התרשים בצד ימין מראה את מיקום R3 שהועבר בסדרה עם R1. בתצורה זו, זמן הטעינה של C1 נקבע על ידי D1 ונגד הסדרה שלו, בעוד שהסיר מאפשר בקרה רק לזמן פריקה של C1, ומכאן זמן OFF של פעימות הפלט. הסיר השני R3 מסייע למעשה לשנות את תדירות הפלט במקום ה- PWM.

לחלופין, כפי שמוצג באיורים לעיל, יתכן ויהיה אפשר גם לחבר את ה- IC 555 במצב נוח להתאמה דיסקרטית של יחס הסימן / רווח (זמן זמן / כיבוי) מבלי להשפיע על תדר התנודה.

בתצורות אלו אורך הפולסים מטבעו גדל ככל שמרווח החלל מצטמצם, ולהיפך.

בשל כך, התקופה הכוללת של כל מחזור גל מרובע נשארת קבועה.

המאפיין העיקרי של מעגלים אלה הוא מחזור החובה המשתנה, שניתן לשנותו בין 1% ל -99% בעזרת הפוטנציומטר R3 הנתון.

באיור בצד שמאל, C1 טעון לסירוגין על ידי R1, המחצית העליונה של R3 ו- D1, בעוד שהוא משוחרר באמצעות D2, R2, והחצי התחתון של הפוטנציומטר R3. באיור בצד ימין, C1 נטען לסירוגין דרך R1 ו- D1 ואת המחצית הימנית של פוטנציומטר R3, והוא נשחרר דרך חצי הפוטנציאל מד שמאל R3, D2 ו- R2.

בשני האסטלים לעיל הערך של C1 קובע את תדר התנודה סביב 1.2 קילוהרץ.

כיצד להשהות או להפסיק / להפסיק את פונקציית המתנד החזקה IC באמצעות לחצן לחצן

אתה יכול להפעיל או לכבות מתנד אסתטי IC 555 בכמה דרכים פשוטות.

ניתן לעשות זאת באמצעות כפתורי לחיצה או באמצעות אות קלט אלקטרוני.

באיור לעיל סיכה 4 שהיא סיכת האיפוס של ה- IC מקורקעת דרך R3, ומתג לדחיפה למצב ON מחובר על פני קו האספקה ​​החיובי.

סיכה 4 של IC 555 זקוקה למינימום 0.7 וולט כדי להישאר מוטה ולשמור על תפקוד IC. לחיצה על הכפתור מאפשרת פונקציית מתנד קבוע של IC, בעוד ששחרור המתג מסיר את ההטיה מסיכה 4 ופונקציית IC מושבתת.

ניתן ליישם זאת גם באמצעות אות חיובי חיצוני על סיכה 4 כשהמתג מוסר ומחובר ל- R3 כמו שהוא.

בחלופה השנייה כפי שמוצג לעיל, ניתן לראות סיכה 4 של ה- IC מוטה באופן קבוע באמצעות R3 וההיצע החיובי. כאן לחצן הלחיצה מחובר על פני סיכה 4 ואדמה. זה מרמז כאשר לחיצה על כפתור הלחיצה מבטלת את הגלים המרובעים של פלט ה- IC, מה שגורם לפלט להפוך לסיבוב 0V

שחרור כפתור הלחיצה מתחיל להיווצר הגלים המרובעים המדהימים בדרך כלל על פני סיכה 3 של ה- IC.

ניתן להשיג את זה באמצעות אות שלילי המופעל חיצונית או אות 0 וולט בסיכה 4 עם R3 מחובר כפי שהוא.

שימוש בסיכה 2 לשליטה בתדירות יציבה

בדיונים הקודמים שלנו למדנו כיצד ניתן לשלוט על יצירת הדופק של IC 555 באמצעות סיכה 4.

כעת נראה כיצד ניתן להשיג את אותו הדבר באמצעות סיכה 2 של ה- IC כפי שמוצג לעיל.

כאשר לוחצים על S1, סיכה 2 מוחלת לפתע עם פוטנציאל קרקע, מה שגורם למתח על פני C1 לרדת מתחת ל -1 / 3 Vcc. כידוע שכאשר מתח סיכה 2 או רמת הטעינה על פני C1 מוחזקים מתחת ל -1 / 3 Vcc, סיכת המוצא 3 עולה גבוה לצמיתות.

לכן לחיצה על S1 גורמת לירידת מתח על פני C1 מתחת ל- Vcc 1/3, מה שמאלץ את סיכת הפלט 3 לעלות גבוה כל עוד S1 נשאר לחוץ. זה מעכב את העבודה הרגילה של תנודות אסטיות. כאשר שחרר את כפתור הלחיצה, פונקציית האסטבול משוחזרת למצב רגיל. צורת הגל בצד ימין מכירה בתגובת סיכה 3 ללחיצה על כפתור הלחיצה.

כמו כן ניתן לשלוט על הפעולה הנ'ל באמצעות מעגל דיגיטלי חיצוני דרך הדיודה D1. לוגיקה שלילית בקתודה של הדיודה יוזמת את הפעולות שלעיל, ואילו לוגיקה חיובית אינה משפיעה, ומאפשרת לתפקידי האסתבל להחזיר את פעולתו הרגילה.

כיצד לווסת את מתנד IC 555

פינ 5, שהוא קלט הבקרה של IC 555, הוא אחד מהמעצורים החשובים והשימושיים של ה- IC. זה מאפשר למשתמש לווסת את תדר הפלט של ה- IC פשוט על ידי החלת רמת DC מתכווננת על סיכה מספר 5.

פוטנציאל עולה עולה גורם לרוחב הדופק בתדר המוצא לגדול באופן פרופורציונאלי, ואילו הורדת פוטנציאל DC גורמת לרוחב הדופק בתדר להיות פרופורציונלית צרה יותר. פוטנציאלים אלה צריכים להיות אך ורק בטווח ה- 0V ורמת ה- Vcc המלאה.

באיור לעיל התאמת הסיר מייצרת פוטנציאל משתנה בסיכה 5 הגורמת לרוחב דופק המוצא של תדר התנודה להשתנות בהתאם.

מכיוון שהאפנון גורם לרוחב דופק המוצא לשנות הוא משפיע גם על התדר, מכיוון ש- C1 נאלץ לשנות את תקופות הטעינה / הפריקה שלו בהתאם להגדרת הסיר.

כאשר מפעילים זרם חילופין משתנה בעל משרעת בין 0 וולט לבין Vcc על סיכה 5, פלט ה- PWM או רוחב הדופק עוקבים גם אחר משרעת ה- AC המשתנה המייצרת רכבת רציפה של פעימות הרחבה והיצרות של סיכה 3.

אות AC יכול לשמש גם לאפנון, פשוט על ידי שילוב סיכה 5 עם זרם זרם חיצוני למרות קבל 10uF.

הפעלת אזעקות וסירנות באמצעות IC 555

תצורת המתנד החזותית הרב-תכליתית של IC 555 מאפשרת לנו ליישם אותה לייצור סירנות ומעגלי אזעקה שונים. זה הופך להיות אפשרי מכיוון שסטאבל הוא בעצם מחולל צורות גל, וניתן להתאים אותו ליצירת סוגים שונים של צורות גל קוליות, הדומות לקולות אזעקה וצפירה.

באיור לעיל אנו יכולים לראות את ה- IC 555 מוגדר כמונוטון בתדר 800 הרץ מעגל אזעקה .

לרמקול יכול להיות כל ערך עכבה, בגלל נוכחות ההתנגדות המגבילה הנוכחית Rx. ערך בטוח יכול להיות סביב 70 אוהם 1 וואט.

להכנת מעגל אזעקת צלילים רציף בהספק גבוה אנו מצלמים את המעגל הנ'ל באמצעות נהג טרנזיסטור כוח Q1 ורמקול חזק יותר, כמוצג להלן:

מכיוון שהתכנון עשוי לייצר רמה גבוהה של תנודות אדווה, D1 ו- C3 כלולים כדי למנוע הפרעות אדוות בתפקוד IC 555.

דיודות D2 ו- D3 כלולות לנטרול קוצי המיתוג האינדוקטיביים הנוצרים מסליל הרמקול, וכדי להגן על הטרנזיסטור Q1 מפני נזק.

מעגל אזעקות IC 555 פועם

ניתן להמיר את האזעקה המונוטונית הקודמת של 800 הרץ לאזעקת פעימות 800 הרץ מופרעת יותר על ידי הוספת רב-ויברטור אסטאלי נוסף עם מעגל מחולל הטון כמוצג להלן.

כבר למדנו כיצד ניתן להשתמש בסיכה 5 לשליטה על רוחב הדופק של IC 555.

כאן IC 2 מוגדר כמעגל מתנד של 1 הרץ הגורם לסיכה 5 של IC 1 לסירוגין להיות נמוך בקצב של 1 הרץ. זה בתורו גורם לרוחב הדופק של פין 3 800 הרץ להצטמצם במידה שכמעט מכבה את Q1. זה מייצר אפקט אזעקה חד פעימה של 1Hz על הרמקול.

מעגל אזעקה וורבל הוו

אם ברצונך להמיר את העיצוב הקודם לאזעקת רעש באוזניים, אתה יכול לעשות זאת פשוט על ידי החלפת דיודת D1 בנגד 10 K כפי שנחשף בתרשים לעיל. ידוע גם בשם אזעקת הו-הו, אלה משמשים בדרך כלל ברכבי חירום אירופיים.

אנו יודעים שניתן להשתמש בסיכה 5 עם אות גבוה / נמוך חיצוני לצורך אפנון פלט סיכה 3 עם רוחבי דופק מתרחבים / מצמצמים. האספקה ​​הנמוכה הגבוהה החלופית 1 הרץ בסיכה 5 של IC2 מאלצת את מתח הסיכה המוצא מס '3 של IC 1 ליצור תדר משתנה באופן סימטרי שנע בין 500 הרץ ל -440 הרץ. זה גורם לרמקול להפיק את צליל האזעקה החריף בעל עוצמת הקול הגבוהה הנדרש בקצב של 1 הרץ.

עושה סירנה משטרתית

IC 555 יכול לשמש גם להכנת מעגל צפירה משטרתי מחקה בצורה מושלמת כפי שהודגם לעיל.

המעגל נועד להפיק את קול הייללות האופייני הנפוץ בסירנות המשטרה.

כאן IC2 מחובר כמתנד בתדרים נמוכים עם תדר שנקבע בקצב OFF OFF של 6 שניות.

רמפת גל המשולש האקספוננציאלית המופקת על פני C1 שלה מוזנת בבסיס Q1 שהוגדר כ- חסיד פולט .

התדר של IC1 נקבע על 500 הרץ שהופך לתדר המרכזי שלו.

הרמפה העולה והירידה האיטית בבסיס Q1 עוקבת אחר פולטתה וממודדת את סיכה 5 של IC1. הרמפה האיטית גורמת למחזורים חלופיים של מתח בעלייה איטית למשך 3 שניות, ומתח ריקבון איטי למשך 3 השניות על סיכה 5. בשל תדר זה של סיכה 3 ו- PWM גם כן מודולציה בהתאם ליצירת אפקט הצליל של סירנת המשטרה.

מעגל אזעקה מסע בין כוכבים אדום

המעגל הסופי ברשימה הוא מחולל אפקטים קוליים נוסף ומעניין מאוד המשתמש במתנד החיובי IC 555. זהו מחולל צלילי האזעקה של אזעקה אדומה, המכונה גם אזעקת הטרק הכוכבים בשל השימוש התכוף שלו בסדרת הטלוויזיה הפופולרית.

בדרך כלל, צליל אזעקת ההתראה האדום מתחיל עם צליל בתדר נמוך, שעולה לתו תדר גבוה בטווח מהיר של סביב 1.15 שניות, ומתנתק למשך 0.35 שניות, ושוב עולה מתדר נמוך לגבוה, והמחזור ממשיך להוליד את צליל האזעקה של התרעה אדומה.

בדיוק כמו מעגלי האזעקה והצפירה הקודמים, מעגל זה גם חוזר על הרצף כל עוד הוא נשאר מופעל.

IC 2 כאן מוגדר כמעגל מתנד לא סימטרי. הקבל C1 נטען לסירוגין דרך האלמנטים R1 ו- D1, ומשוחרר לסירוגין דרך R2.

זה מייצר פלוס מברשת עלייה מהירה ונמוגה על פני הקבל C1. אות רמפה זה נאגר על ידי עוקב הפולט ומופעל כמתח מווסת על סיכת כניסת הבקרה 5 של IC1 באמצעות R7.

עקב אופי השיניים, צורת הגל הזו גורמת לתדר הפלט של סיכה 3 של IC1 לעלות בהדרגה לחלק הנרקב האיטי של צורת הגל, ואז לרדת במהירות במהלך החלק המתמוטט של צורת הגל.

במהלך כל אחד מהקטעים הנרקבים של מחזור צורת הגל, הדופק המלבני המתאים מסיכה 3 של IC2 מכבה באופן מיידי את Q2, מה שבתורו גורם לסיכה 2 של IC2 לרדת נמוך. זה קוטע את פלט ה- C2 ואת הטון העולה ברמקול, מה שמביא לאפקט צליל האזעקה המיוחד של אזעקת הכוכבים האדומה.

בחזרה אליך

ובכן אלה היו כמה רמזים לגבי אופן השימוש ב- IC 555 ליצירת מעגלי מתנד אזעקה וסירנה שימושיים. האם יש לך מחולל אפקטים קוליים מעניין אחר המשתמש ב- IC 555? אם תעשה זאת, אנא ספק את הפרטים כאן, נשמח ביותר לכלול אותם ברשימה שלעיל.