Categories: Articles destacats » Electrònica pràctica
Nombre de visualitzacions: 182545
Comentaris sobre l'article: 5
555 Dissenys integrats del temporitzador
El camí cap a la ràdio amateur comença, per regla general, amb un intent de muntar circuits senzills. Si immediatament després del muntatge, el circuit comença a mostrar signes de vida: parpellejar, bategar, fer clic o parlar, llavors el camí cap a la ràdio aficionada és gairebé obert. Pel que fa a "parlar", molt probablement, no funcionarà de seguida, per això hauràs de llegir molts llibres, soldar i configurar diversos circuits, potser cremaràs un gran o petit gruix de parts (preferiblement un petit).
Però gairebé tothom alhora s’obté flaixos i piulades. I un element millor que temporitzador integrat NE555 trobar per a aquests experiments, simplement no triomfaran. Primer, mirem els circuits generadors, però abans d’això, passem a la documentació propietària: FITXA DE DADES. En primer lloc, cal parar atenció al esquema gràfic del temporitzador, que es mostra a la figura 1.
I la figura 2 mostra la imatge d’un temporitzador del directori nacional. Aquí es proporciona simplement la possibilitat de comparar les designacions del senyal per a ells i per a les nostres. A més, es mostra amb més detall i clarament “el nostre” diagrama funcional.
A continuació, es mostren dos dibuixos més extrets d’un full de dades. Bé, igual que una recomanació del fabricant.
Figura 1
Figura 2
555 Vibrador únic
La figura 3 mostra un únic circuit vibrador. No, aquesta no és la meitat del multivibrador, tot i que ell mateix no pot generar oscil·lacions. Necessita ajuda exterior, fins i tot una mica.
Figura 3. Esquema de vibrador únic
La lògica de l’acció d’un cop és bastant simple. S’aplica un pols de baix nivell a curt termini per disparar l’entrada 2, tal com es mostra a la figura. Com a resultat, la sortida 3 produeix un pols rectangular de durada ΔT = 1,1 * R * C. Si substituïm R en ohms a la fórmula i C en farads, el temps T apareixerà en segons. Per tant, amb quilo-ohms i microfarads, el resultat serà en mil·lisegons.
I a la figura 4 es mostra com formar un pols desencadenant mitjançant un simple botó mecànic, tot i que pot ser que sigui un element semiconductor: un microcircuit o un transistor.
Figura 4
En general, un tret (de vegades anomenat de tret únic, i el valent exèrcit que tenia la paraula kipp relé en ús) funciona de la següent manera. Quan es prem un botó, un pols de nivell baix al pin 2 fa que la sortida del temporitzador 3 estableixi un nivell alt. Per una bona raó, aquest senyal (pin 2) als directoris nacionals s’anomena disparador.
El transistor connectat al terminal 7 (DESCÀRREGA) està tancat en aquest estat. Per tant, res impedeix carregar el condensador de configuració del temps C. Durant el relé kipp, per descomptat, no hi havia 555, tot es feia a les làmpades, com a molt en transistors discrets, però l'algoritme de funcionament era el mateix.
Mentre el condensador es carrega, es manté un voltatge d’alt nivell a la sortida. Si en aquest moment s’aplica un altre pols a l’entrada 2, l’estat de la sortida no canviarà, la durada del pols de sortida no es pot reduir ni augmentar d’aquesta manera i la sola presa no es reiniciarà.
Una altra cosa és si apliqueu un pols de restabliment (nivell baix) a 4 pins. La sortida 3 mostrarà immediatament un nivell baix. El senyal de "restabliment" té la màxima prioritat i, per tant, es pot donar en qualsevol moment.
A mesura que la càrrega augmenta, la tensió a través del condensador augmenta i, al final, arriba al nivell de 2 / 3U. Tal com s’ha descrit en un article anterior, aquest és el nivell de resposta, el llindar, del comparador superior, el que condueix a un restabliment del temporitzador, que és el final del pols de sortida.
Al pin 3, apareix un nivell baix i en el mateix moment s’obre el transistor VT3, que descarrega el condensador C. Això completa la formació d’impulsos.Si després del final del pols de sortida, però no anteriorment, es dóna un altre pols de desencadenament, es formarà la sortida la sortida, la mateixa que la primera.
Per descomptat, per al funcionament normal d'una sola presa, el pols disparador ha de ser menor que el pols generat a la sortida.
La figura 5 mostra una única programació del vibrador.
Figura 5. Programa de vibrador únic
Com puc utilitzar un vibrador únic?
O com deia el gat Matroskin: "De què servirà aquest tret?" Es pot respondre que és prou gran. El fet és que el retard de temps que es pot obtenir d’aquest instant pot arribar no només a uns mil·lisegons, sinó també a diverses hores. Tot depèn dels paràmetres de la cadena de cronometratge RC.
Aquí teniu una solució gairebé preparada per il·luminar un llarg passadís. N’hi ha prou de complementar el temporitzador amb un relé executiu o un simple circuit de tiristor, i posar un parell de botons als extrems del passadís! Va prémer el botó, el passadís va passar i no hi havia cap necessitat de preocupar-se per apagar la bombeta. Tot passarà automàticament al final del retard. Bé, aquesta és només informació que cal considerar. La il·luminació en un llarg passadís, per descomptat, no és l'única opció per utilitzar un sol vibrador.
Com consultar 555?
La forma més senzilla és soldar un circuit senzill, per a això no hi haurà gairebé necessitat de peces articulades, excepte l’única resistència variable i el LED que indiqui l’estat de sortida.
El microcircuit ha de connectar els pins 2 i 6 i aplicar-los voltatge, canviats per una resistència variable. Podeu connectar un voltímetre o un LED a la sortida del temporitzador, per descomptat, amb una resistència limitant.
Però no es pot vendre res, a més, realitzar experiments fins i tot amb la “presència d’absència” del microcircuit real. Es poden fer estudis similars mitjançant el simulador de programes Multisim. Per descomptat, aquest estudi és molt primitiu, però, tot i així, permet conèixer-se amb la lògica del temporitzador 555. Els resultats del "treball de laboratori" es mostren a les figures 6, 7 i 8.
Figura 6
En aquesta figura, es pot veure que el voltatge d’entrada està regulat per una resistència variable R1. A prop seu, podeu considerar la inscripció "Tecla = A", que diu que es pot canviar el valor de la resistència prement la tecla A. El pas d'ajust mínim és de l'1%, només triga aquesta regulació només per augmentar la resistència i la reducció només és possible amb el "ratolí". ".
En aquesta figura, la resistència es "retira" a la mateixa "terra", la tensió del seu motor és propera a zero (per a la claredat, es mesura amb un multímetre). Amb aquesta posició del motor, la sortida del temporitzador és alta, de manera que el transistor de sortida es tanca i el LED1 no s’il·lumina, tal com indiquen les seves fletxes blanques.
La figura següent mostra que la tensió ha augmentat lleugerament.
Figura 7
Però l'augment no es va produir així, sinó en el compliment de determinats límits i, concretament, dels llindars per al funcionament dels comparadors. El fet és que 1/3 i 2/3, expressats en percentatges decimals, seran de 33,33 ... i 66,66 ... respectivament. És en percentatge que es mostra la part d’entrada de la resistència variable del programa Multisim. Amb un voltatge d’alimentació de 12 V, això resultarà ser de 4 i 8 volts, prou convenient per a la investigació.
Així doncs, la figura 6 mostra que la resistència s’introdueix al 65%, i la tensió sobre ella és de 7,8 V, que és lleugerament inferior als 8 volts calculats. En aquest cas, el LED de sortida està apagat, és a dir. la sortida del temporitzador continua sent alta.
Figura 8
Un lleuger augment de la tensió a les entrades 2 i 6, només per un 1 per cent (el programa no permet menys) condueix a l’encesa del LED1, com es mostra a la figura 8, - les fletxes properes al LED adquirien un color vermell. Aquest comportament del circuit suggereix que el simulador Multisim funciona amb molta precisió.
Si continueu augmentant el voltatge als pins 2 i 6, no es produirà cap canvi a la sortida del temporitzador.
555 generadors de temporització
El rang de freqüències generat pel temporitzador és força ampli: des de la freqüència més baixa, el període de la qual pot arribar a diverses hores, fins a freqüències de diverses desenes de quilohertz. Tot depèn dels elements de la cadena de temporització.
Si no es requereix una forma d’ona estrictament rectangular, es pot generar una freqüència de fins a diversos megahertz. De vegades això és força acceptable - la forma no és important, però hi ha impulsos. Molt sovint, aquesta negligència sobre la forma dels polsos és permesa en la tecnologia digital. Per exemple, un comptador de pols respon a un límit en augment o en pols que baixa. D’acord, en aquest cas, no importa la “agilitat” del pols.
Generador de pols d’ona quadrada
A la figura 9 es mostra una de les possibles variants d'un generador de pols en forma de meandre.
Figura 9. Esquema de generadors de pols en forma de meandre
A la figura 10 es mostren els esquemes de sincronització del generador.
Figura 10. Esquemes de cronometratge del generador
El gràfic superior il·lustra el senyal de sortida (pin 3) del temporitzador. I el gràfic inferior mostra com canvia la tensió a través del condensador de configuració de temps.
Tot succeeix exactament tal com ja es va considerar al circuit d’un vibrador únic que es mostra a la figura 3, però no utilitza un pols de disparador únic al pin 2.
El fet és que quan el circuit del condensador C1 s’encén, el voltatge és zero, és que convertirà la sortida del temporitzador a un estat d’alt nivell, tal com es mostra a la figura 10. El condensador C1 comença a carregar-se a través de la resistència R1.
La tensió a través del condensador augmenta exponencialment fins a arribar al llindar superior 2/3 * U. Com a resultat, el temporitzador passa a l'estat zero, per tant, el condensador C1 comença a descarregar fins al llindar inferior de l'operació 1/3 * U. En assolir aquest llindar, s’estableix un nivell alt a la sortida del temporitzador i tot torna a començar. S’està formant un nou període d’oscil·lació.
Aquí heu de parar atenció al fet que el condensador C1 es carrega i descarrega mitjançant la mateixa resistència R1. Per tant, els temps de càrrega i descàrrega són iguals i, per tant, la forma de les oscil·lacions a la sortida d'aquest generador és a prop del meandre.
La freqüència d’oscil·lació d’aquest generador es descriu mitjançant una fórmula molt complexa f = 0,722 / (R1 * C1). Si la resistència de la resistència R1 en els càlculs està indicada a Ohms, i la capacitança del condensador és C1 a Farads, la freqüència serà en Hertz. Si en aquesta fórmula la resistència s’expressa en quilo-ohms (KOhm) i la capacitança del condensador en microfarads (μF), el resultat serà en quilohertz (KHz). Per obtenir un oscil·lador amb una freqüència regulable, n'hi ha prou amb substituir la resistència R1 per una variable.
Generador de pols de cicle variable de treball
El meandre, per descomptat, és bo, però de vegades sorgeixen situacions que requereixen la regulació del cicle de treball dels llegums. Així es porta a terme la regulació de la velocitat dels motors de corrent continu (reguladors PWM), amb un imant permanent.
Els pols d’ona quadrada s’anomenen un meandre en què el temps de pols (nivell alt t1) és igual al temps d’aturada (nivell baix t2). Un nom semblant a l'electrònica prové de l'arquitectura, on un meandre es diu dibuix de maçoneria. El temps total de pols i pausa s’anomena període de pols (T = t1 + t2).
Cicle de treball i deures
La relació del període de pols amb la seva durada S = T / t1 s'anomena cicle de treball. Aquest valor és sense dimensions. En el meandre, aquest indicador és 2, ja que t1 = t2 = 0,5 * T. En la literatura anglesa, en lloc del cicle de treball, sovint s’utilitza el valor recíproc, - duty cycle (Eng. Duty cycle) D = 1 / S, expressat en percentatge.
Si milloreu lleugerament el generador que es mostra a la figura 9, podeu obtenir un generador amb cicle de treball ajustable. A la figura 11 es mostra un esquema d'aquest generador.
Figura 11.
En aquest esquema, la càrrega del condensador C1 es produeix a través del circuit R1, RP1, VD1.Quan la tensió a través del condensador arriba al llindar superior de 2/3 * U, el temporitzador canvia al nivell baix i les descàrregues del condensador C1 a través del circuit VD2, RP1, R1 fins que la tensió a través del condensador caigui fins al llindar inferior d'1 / 3 * U, després pel que es repeteix el cicle.
El canvi de posició del motor RP1 permet controlar la durada de la càrrega i la descàrrega: si la durada de la càrrega augmenta, el temps de descàrrega disminueix. En aquest cas, el període de repetició del pols es manté invariable, només canvia el cicle de treball o el cicle de treball. Doncs és més convenient per a qualsevol.
Basant-se en el temporitzador 555, no només podeu dissenyar generadors, sinó també molts dispositius més útils, que parlarem al proper article. Per cert, hi ha programes - calculadores per calcular la freqüència dels generadors al temporitzador 555, i al programa - el simulador Multisim hi ha una pestanya especial per a aquests propòsits.
Boris Aladyshkin, electro-ca.tomathouse.com
Continuació de l'article: 555 Timer integrat: recorregut de la fitxa de dades
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: