555 integruotas laikmačio dizainas

Kelias į mėgėjišką radiją paprastai prasideda bandymu surinkti paprastas grandines. Jei iškart po surinkimo grandinė pradeda rodyti gyvybės ženklus - mirksi, pypsėja, spragteli ar kalba, tada kelias į mėgėjų radiją yra beveik atviras. Kalbant apie „kalbėjimą“, greičiausiai, jis neveiks iškart, už tai turėsite perskaityti daug knygų, lituoti ir nustatyti daugybę grandinių, galbūt sudeginti didelę ar mažą krūvą dalių (geriausia - mažą).

Žibintai ir garsiakalbiai yra gaunami iš beveik visų iš karto. Ir geresnis elementas nei integruotas laikmatis NE555 rasti šiems eksperimentams, tiesiog nepavyks. Pirmiausia pažvelkime į generatoriaus grandines, bet prieš tai pereikime prie patentuotos dokumentacijos - DUOMENŲ LAPAS. Visų pirma atkreipkite dėmesį į grafinį laikmačio kontūrą, kuris parodytas 1 paveiksle.

2 paveiksle parodytas laikmačio vaizdas iš namų katalogo. Čia jis pateikiamas tik už galimybę palyginti signalų žymėjimus jiems ir mūsų, be to, „mūsų“ funkcinė schema parodyta išsamiau ir aiškiau.

Toliau pateikiami dar du brėžiniai, paimti iš duomenų lapo. Na, kaip gamintojo rekomendacija.

1 pav

2 pav

555 vienintelis vibratorius

3 paveiksle parodyta viena vibratoriaus grandinė. Ne, tai nėra pusė multivibratoriaus, nors jis pats negali generuoti virpesių. Jam reikalinga pašalinė pagalba, net šiek tiek.

3 pav. Vieno vibratoriaus schema

Vieno šūvio veiksmo logika yra gana paprasta. Trumpalaikis žemo lygio impulsas taikomas 2 įėjimui pradėti, kaip parodyta paveikslėlyje. Dėl to išėjimas 3 sukuria stačiakampį impulsą, kurio trukmė ΔT = 1,1 * R * C. Jei formulėje R pakeisime omu, o faradais - C, laikas T paaiškės sekundėmis. Atitinkamai, naudojant kilogramų omus ir mikrofaradus, rezultatas bus pateiktas milisekundėmis.

Ir 4 paveiksle parodyta, kaip suaktyvinti impulsą naudojantis paprastu mechaniniu mygtuku, nors tai gali būti ir puslaidininkio elementas - mikroschema arba tranzistorius.

4 pav

Apskritai, vienas šūvis (kartais vadinamas vienkartiniu šūviu, o drąsus kariškis turėjo žodį kipp relay) buvo naudojamas taip. Kai paspaudžiamas mygtukas, žemo lygio pulsas ties 2 kaiščiu sukelia 3 laikmačio išėjimą aukštam lygiui nustatyti. Dėl rimtos priežasties šis signalas (2 kaištis) namų kataloguose vadinamas trigeriu.

Šioje būsenoje uždarytas tranzistorius, prijungtas prie 7 gnybto (DISCHARGE). Todėl niekas netrukdo įkrauti laiko nustatymo kondensatoriaus C. Kipp relės metu, be abejo, nebuvo 555, viskas buvo daroma ant lempų, geriausiu atveju - su diskrečiais tranzistoriais, tačiau veikimo algoritmas buvo tas pats.

Kol kondensatorius įkraunamas, išvestyje palaikoma aukšto lygio įtampa. Jei tuo metu 2 įėjimui taikomas kitas impulsas, išėjimo būsena nesikeis, išėjimo impulso trukmės tokiu būdu negalima sutrumpinti ar padidinti ir vieno kadro iš naujo nepaleisti.

Kitas dalykas yra tas, jei taikote iš naujo nustatytą impulsą (žemą lygį) į 4 kaiščius. 3 išvestis iškart parodys žemą lygį. Signalui „atstatyti“ suteikiamas didžiausias prioritetas, todėl jį galima duoti bet kuriuo metu.

Didėjant krūviui, įtampa visame kondensatoriuje didėja ir galiausiai pasiekia 2 / 3U lygį. Kaip aprašyta ankstesniame straipsnyje, tai yra viršutinio lygintuvo atsako lygis, slenkstis, dėl kurio nustatomas laikmatis, kuris yra išėjimo impulso pabaiga.

3 kaištyje pasirodo žemas lygis ir tuo pačiu metu atsidaro tranzistorius VT3, kuris išleidžia kondensatorių C. Tai užbaigia impulsų formavimą.Jei pasibaigus išėjimo impulsui, bet ne anksčiau, duokite kitą įjungimo impulsą, tada išėjimas bus suformuotas išėjimas, toks pat kaip ir pirmasis.

Žinoma, norint normaliai valdyti vieną kadrą, gaiduko impulsas turi būti trumpesnis nei išėjimo metu sukuriamas impulsas.

5 paveiksle parodytas vieno vibratoriaus grafikas.

5 pav. Vieno vibratoriaus grafikas

Kaip aš galiu naudoti vieną vibratorių?

Arba kaip katė Matroskin sakydavo: „Koks bus šio vieno kadro panaudojimas?“ Galima atsakyti, kad jis yra pakankamai didelis. Faktas yra tas, kad vėlavimo intervalas, kurį galima gauti iš šio vieno kadro, gali siekti ne tik keletą milisekundžių, bet ir pasiekti kelias valandas. Viskas priklauso nuo laiko nustatymo RC grandinės parametrų.

Štai tu, beveik paruoštas sprendimas, skirtas apšviesti ilgą koridorių. Pakanka papildyti laikmatį vykdomąja relė arba paprasta tiristoriaus grandine, o koridoriaus galuose įdėti porą mygtukų! Jis paspaudė mygtuką, koridorius praėjo, ir nereikėjo jaudintis išjungus lemputę. Pasibaigus vėlavimui, viskas įvyks automatiškai. Na, tai tik informacija, kurią reikia apsvarstyti. Apšvietimas ilgame koridoriuje, be abejo, nėra vienintelė galimybė naudoti vieną vibratorių.

Kaip patikrinti 555?

Paprasčiausias būdas yra lituoti paprastą grandinę, nes tam beveik nebus reikalingos vyrių dalys, išskyrus vienintelį kintamąjį rezistorių ir šviesos diodą, kuris parodo išėjimo būseną.

Mikroschema turėtų sujungti 2 ir 6 kaiščius ir jiems suteikti įtampą, pakeistą kintamu rezistoriumi. Prie laikmačio išvesties galite prijungti voltmetrą arba šviesos diodą, žinoma, su ribotu rezistoriumi.

Bet jūs nieko negalite lituoti, be to, atlikite eksperimentus net ir su tikrojo lusto „buvimu nebuvimu“. Panašius tyrimus galima atlikti naudojantis programos simuliatoriumi „Multisim“. Žinoma, toks tyrimas yra labai primityvus, tačiau, nepaisant to, jis leidžia susipažinti su laikmačio 555 logika. „Laboratorinio darbo“ rezultatai parodyti 6, 7 ir 8 paveiksluose.

6 pav

Šiame paveikslėlyje galite pamatyti, kad įvesties įtampą reguliuoja kintamasis rezistorius R1. Netoli jo galite apsvarstyti užrašą „Key = A“, kuriame sakoma, kad rezistoriaus vertę galima pakeisti paspaudus mygtuką A. Minimalus reguliavimo žingsnis yra 1%, tik liūdina, kad reguliavimas galimas tik didėjant pasipriešinimui, o sumažinti galima tik su „pele“. “.

Šiame paveiksle rezistorius yra "atsukamas" į patį "žemę", jo variklio įtampa yra artima nuliui (aiškumo sumetimais jis matuojamas multimetru). Esant tokiai variklio padėčiai, laikmačio išėjimas yra didelis, todėl išėjimo tranzistorius yra uždarytas, o LED1 neužsidega, kaip rodo baltos rodyklės.

Iš šio paveikslo matyti, kad įtampa šiek tiek padidėjo.

7 pav

Tačiau padidėjimas įvyko ne tik taip, bet ir laikantis tam tikrų ribų, būtent, lyginamųjų įrenginių eksploatavimo slenksčių. Faktas yra tas, kad 1/3 ir 2/3, išreikštos dešimtainėmis dalimis, bus atitinkamai 33,33 ... ir 66,66 .... Programoje „Multisim“ rodoma kintamojo rezistoriaus įvestoji dalis procentais. Esant 12 V maitinimo įtampai, tai pasirodys 4 ir 8 voltų, tai yra pakankamai patogu tyrimams.

Taigi, 6 paveiksle parodyta, kad rezistorius įvedamas 65%, o įtampa ant jo yra 7,8 V, tai yra šiek tiek mažiau nei apskaičiuota 8 voltai. Tokiu atveju išėjimo lemputė nedega, t. laikmačio išėjimas vis dar didelis.

8 pav

Tolesnis nežymus įtampos padidėjimas 2 ir 6 įėjimuose tik 1 proc. (Programa nepadeda to padaryti mažiau) lemia LED1 užsidegimą, kaip parodyta 8 paveiksle, - rodyklės šalia šviesos diodo pasidaro raudonos. Tokia grandinės elgsena leidžia manyti, kad „Multisim“ treniruoklis veikia gana tiksliai.

Jei ir toliau didinsite įtampą 2 ir 6 kaiščiuose, laikmačio išvestyje pokyčių nebus.

555 Laikmačių generatoriai

Laikmačio generuojamas dažnių diapazonas yra gana platus: nuo žemiausio dažnio, kurio trukmė gali siekti kelias valandas, iki kelių dešimčių kilohercų dažnio. Viskas priklauso nuo laiko grandinės elementų.

Jei griežtai stačiakampio formos bangos formos nereikia, gali būti generuojamas iki kelių megahercų dažnis. Kartais tai yra gana priimtina - forma nėra svarbi, tačiau yra impulsų. Dažniausiai toks aplaidumas dėl impulsų formos yra leidžiamas skaitmeninėse technologijose. Pavyzdžiui, impulsų skaitiklis reaguoja į kylantį kraštą ar krintantį impulsą. Sutikite, šiuo atveju pulso „kvadratūra“ neturi jokios reikšmės.

Kvadratinių bangų impulsų generatorius

Vienas iš galimų vingio formos impulsų generatoriaus variantų parodytas 9 paveiksle.

9 pav. Impulsinių generatorių vingio formos

Generatoriaus laiko diagramos parodytos 10 paveiksle.

10 pav. Generatoriaus laiko schemos

Viršutinis grafikas parodo laikmačio išėjimo signalą (3 kaištis). Apatinis grafikas parodo, kaip kinta įtampa visame laiko nustatymo kondensatoriuje.

Viskas vyksta lygiai taip, kaip jau buvo manoma 3 paveiksle pavaizduotame vieno vibratoriaus kontūre, tačiau 2 kaištyje jis nenaudoja vieno trigerio impulso.

Faktas yra tas, kad įjungus grandinę ant kondensatoriaus C1, įtampa yra lygi nuliui, tai yra tai, kas pavers laikmačio išėjimą į aukšto lygio būseną, kaip parodyta 10 paveiksle. Kondensatorius C1 pradeda krauti per rezistorių R1.

Įtampa visame kondensatoriuje didėja eksponentiškai, kol ji pasiekia viršutinę 2/3 * U slenksčio ribą. Dėl to laikmatis persijungia į nulinę būseną, todėl kondensatorius C1 pradeda išsikrauti iki apatinės veikimo slenksčio 1/3 * U. Pasiekus šią ribą, laikmačio išvestyje nustatomas aukštas lygis ir viskas prasideda iš naujo. Formuojasi naujas virpesių laikotarpis.

Čia turėtumėte atkreipti dėmesį į tai, kad kondensatorius C1 įkraunamas ir išleidžiamas per tą patį rezistorių R1. Taigi įkrovos ir iškrovos laikai yra vienodi, todėl virpesių forma tokio generatoriaus išvestyje yra artima meandrai.

Tokio generatoriaus virpesių dažnis apibūdinamas labai sudėtinga formule f = 0,722 / (R1 * C1). Jei rezistoriaus R1 pasipriešinimas skaičiavimuose yra nurodytas omomis, o kondensatoriaus talpa yra Faradose C1, tada dažnis bus hercais. Jei šioje formulėje pasipriešinimas bus išreikštas kilogramais omų (KΩ), o kondensatoriaus talpa mikrofaradomis (μF), rezultatas bus kilohercai (KHz). Norint gauti reguliuojamo dažnio generatorių, pakanka pakeisti rezistorių R1 kintamuoju.

Kintamo darbo ciklo impulsų generatorius

Kietasis vingis, žinoma, yra geras, tačiau kartais atsiranda situacijų, kai reikia sureguliuoti impulsų veikimo ciklą. Taip atliekamas nuolatinių variklių (PWM reguliatorių), kurie yra su nuolatiniu magnetu, greičio reguliavimas.

Kvadratinių bangų impulsai yra vadinami meandrais, kuriuose impulsų laikas (aukštas lygis t1) yra lygus pauzės laikui (žemas lygis t2). Toks vardas elektronikoje kilo iš architektūros, kur meandras vadinamas plytų piešiniu. Bendras impulsų ir pauzių laikas vadinamas impulsų periodu (T = t1 + t2).

Pareigų ir pareigų ciklas

Impulsų periodo ir jo trukmės santykis S = T / t1 vadinamas darbo ciklu. Ši reikšmė yra be matmens. Vidutiniškai šis rodiklis yra 2, nes t1 = t2 = 0,5 * T. Anglų literatūroje vietoj darbo ciklo dažnai naudojama grįžtamoji vertė, - darbo ciklas (darbinis ciklas) D = 1 / S, išreikštas procentais.

Šiek tiek patobulinę generatorių, parodytą 9 paveiksle, galite gauti generatorių su reguliuojamu darbo ciklu. Tokio generatoriaus schema parodyta 11 paveiksle.

11 pav.

Pagal šią schemą kondensatoriaus C1 įkrovimas vyksta per grandines R1, RP1, VD1.Kai įtampa visame kondensatoriuje pasiekia viršutinę 2/3 * U slenkstį, laikmatis pereina į žemą lygį ir kondensatorius C1 išsikrauna per grandines VD2, RP1, R1, kol įtampa visame kondensatoriuje sumažėja iki apatinės 1/3 * U slenksčio, po kai ciklas kartojasi.

Pakeitus RP1 variklio padėtį, galima kontroliuoti įkrovimo ir iškrovos trukmę: jei įkrovimo trukmė pailgėja, išsikrovimo laikas sutrumpėja. Tokiu atveju impulsų pasikartojimo laikotarpis išlieka nepakitęs, keičiasi tik darbo ciklas arba darbo ciklas. Na, tai yra patogiau kiekvienam.

Remdamiesi laikmačiu 555, galite suprojektuoti ne tik generatorius, bet ir daug daugiau naudingų prietaisų, kurie bus aptariami kitame straipsnyje. Beje, yra programos - skaičiuotuvai, skirti generatorių dažniui apskaičiuoti 555 laikmačiu, o programoje - „Multisim“ simuliatorius yra specialus šiems tikslams skirtukas.

Borisas Aladyshkinas, https://ltv.electricianexp.com

Straipsnio tęsinys: 555 Integruotas laikmatis. Duomenų lapo keliavimas