10 najlepších časovaných obvodov využívajúcich IC 555

Tu vysvetlené okruhy sú 10 najlepších malých časovacích obvodov využívajúcich univerzálny čip IC 555, ktorý generuje vopred určené časové intervaly v reakcii na okamžité vstupné spúšťače.

Časové intervaly je možné použiť na udržanie a reléom riadená záťaž ZAPNUTÉ alebo aktivované na požadovaný čas a automatické vypnutie po uplynutí doby oneskorenia. Časový interval je možné nastaviť výberom vhodných hodnôt pre sieť externých odporov, kondenzátorov.

Interný obvod IC 555

Obrázok zobrazený nižšie predstavuje vnútornú schému štandardného IC 555. Vidíme, že sme ho tvorili 21 tranzistorov, 4 diódy a 15 rezistorov.

Stupeň zahŕňajúci tri 5 kohmové odpory funguje ako stupeň rozdeľovača napätia, ktorý vytvára 1/3 napäťovej úrovne na neinvertujúcom vstupe operačného zosilňovača komparátora a 2/3 napäťové delenie na invertujúcom vstupe operačného zosilňovača prahového komparátora .

S týmito spúšťacími vstupmi dva operačné zosilňovače riadia klopný obvod R / S (reset / nastavenie), ktorý ďalej riadi podmienky ON / OFF komplementárneho výstupného stupňa a budiaceho tranzistora Q6

Stav výstupu klopného obvodu môže byť tiež nastavený spustením resetovacieho kolíka 4 IC.

Ako fungujú časovače IC 555

Kedy IC 555 je konfigurovaný v monostabilnom režime časovača , pin TRIGGER 2 je udržiavaný na potenciáli úrovne napájania cez externý odpor RT.

V tejto situácii zostáva Q6 nasýtený, čo udržuje skratovaný externý časovací kondenzátor CD so zemou, čo spôsobí, že pin 3 OUTPUT bude na nízkej logike alebo na úrovni 0 V.

Štandardná činnosť časovača IC 555 sa iniciuje zavedením spúšťacieho impulzu 0 V na pin 2. Tento impulz 0 V, ktorý je pod 1/3 úrovne jednosmerného napájacieho napätia alebo Vcc, núti výstup komparátora spúšťania zmeniť stav .

Z tohto dôvodu je R / S žabky tiež zmení svoj výstupný stav, vypne Q6 a nastaví vysoko výstupný pin 3 na výstupe. Pri vypnutí Q6 odpojí skrat cez CD. To umožňuje kondenzátoru CD nabíjať prostredníctvom časovacieho odporu RD, kým napätie na CD nedosiahne 2/3 úroveň napájania alebo Vcc.

Akonáhle sa to stane, klopný obvod R / S sa vráti do predchádzajúceho stavu, zapne Q6 a spôsobí rýchle vybitie CD. V tomto okamihu sa výstupný kolík 3 vráti späť do pôvodného nízkeho stavu. A takto IC 555 dokončuje časovací cyklus.

Podľa jednej z charakteristík IC po spustení prestane reagovať na akékoľvek ďalšie spúšťače, kým sa nedokončí časovací cyklus. Ale ak niekto chce ukončiť časovací cyklus, je to možné urobiť kedykoľvek použitím záporného impulzu alebo 0 V na zvyšok 4.

Časovací impulz generovaný na výstupe IC je väčšinou vo forme obdĺžnikovej vlny, ktorej časový interval je definovaný veľkosťami R a C.

Vzorec na jeho výpočet je: tD (časové oneskorenie) = 1,1 (hodnota R x hodnota C) Inými slovami, časový interval produkovaný IC 555 je priamo úmerný súčinu R a C.

Nasledujúci graf ukazuje vykreslenie časového oneskorenia vs. odporu a kapacity pomocou vyššie uvedeného vzorca časového oneskorenia. Tu je tD v milisekundách, R je v kiloohmoch a C v μfaradoch.

Ukazuje rozsah časové oneskorenie krivky a lineárne sa meniace hodnoty vzhľadom na zodpovedajúce hodnoty RT a C.

Je možné nastaviť oneskorenia v rozmedzí od 10 µs do 100 µs výberom vhodných hodnôt kondenzátorov od 0,001 µF do 100 µF a odporov od 1 k Ω do 10 meg Ω.

Jednoduché obvody časovača IC 555

Prvý obrázok nižšie ukazuje, ako vytvoriť časovač IC 555 s výstupom pevnej periódy. Tu je nastavená na 50 sekúnd.

V zásade ide o monostabilný dizajn IC 555.

Na nasledujúcom obrázku sú znázornené priebehy kriviek získané cez indikované vývody IC počas procesu prepínania.

Činnosti, ako sú opísané v obrazci krivky, sa spustia, akonáhle je pin 2 TRIGGERU uzemnený stlačením dočasného spínača START S1.

To okamžite spôsobí, že sa na kolíku 3 objaví obdĺžnikový impulz a súčasne sa na kolíku 7 DISCHARGE vygeneruje exponenciálny pílkový zub.

Časové obdobie, počas ktorého zostáva tento obdĺžnikový impulz aktívny, je určené hodnotami R1 a C1. Ak je R1 nahradený variabilným rezistorom, je možné toto časovanie výstupu nastaviť podľa preferencie používateľa.

LED osvetlenie indikuje ZAPNUTIE a VYPNUTIE výstupného kolíka 3 IC

Variabilný rezistor môže byť vo forme a potenciometer ako je znázornené na nasledujúcom obrázku 2.

V tomto prevedení môže byť výstup nastavený na produkciu časových období od 1,1 s do 120 s pomocou rôznych úprav hrnca R1.

Všimnite si rezistor 10K série, ktorý je veľmi dôležitý, pretože chráni IC pred spálením v prípade, že je hrniec nastavený na najnižšiu hodnotu. Rezistor série 10 K tiež zaisťuje minimálnu hodnotu odporu potrebnú pre správne fungovanie obvodu pri minimálnom nastavení hrnca.

Stlačením prepínač S1 na chvíľu umožňuje IC spustiť časovaciu sekvenciu (pin 3 sa zvýši a LED sa rozsvieti), zatiaľ čo stlačenie resetovacieho tlačidla S2 umožňuje okamžité ukončenie alebo resetovanie časovacej sekvencie, takže výstupný pin 3 sa vráti do pôvodnej situácie 0 V (LED trvalé vypnutie)

IC 555 umožňuje použitie záťaží s maximálnymi prúdovými špecifikáciami až do 200 mA. Aj keď sú tieto záťaže zvyčajne neinduktívne, je možné efektívne použiť indukčnú záťaž ako relé aj priamo cez kolík 3 a zem, ako je znázornené na nasledujúcich diagramoch.

Na 3. obrázku nižšie vidíme, že relé môže byť zapojené cez pin 3 a zem a pin 3 a kladné. Všimnite si voľnobežnú diódu pripojenú cez cievku relé, veľmi sa odporúča na neutralizáciu nebezpečných spätných emf z cievky relé počas okamihov vypnutia.

The kontakty relé môžu byť zapojené so zamýšľanou záťažou na ich zapnutie / vypnutie v reakcii na nastavené časové intervaly.

Štvrtá schéma zapojenia zobrazuje normu Nastaviteľný časový obvod IC 555 majú dve sady časovacích rozsahov a výstupné relé na prepínanie požadovanej záťaže.

Aj keď schéma vyzerá správne, tento základný obvod môže mať v skutočnosti niekoľko negatívnych aspektov.

1. Po prvé, táto konštrukcia bude odvádzať určitý prúd nepretržite, aj keď je výstup obvodu vo vypnutom stave.
2. Po druhé, pretože dva kondenzátory C1 a C3 majú špecifikácie so širokou toleranciou, je potrebné potenciometr kalibrovať pomocou dvoch samostatných nastavovacích váh.

Vyššie uvedené nedostatky je možné skutočne prekonať konfiguráciou obvodu nasledujúcim spôsobom. Tu na procedúry používame relé DPDT.

V tomto 5. časovom diagrame IC 555 vidíme, že kontakty relé sú zapojené paralelne s prepínačom START S1, ktoré sú v režime „normálne otvoreného“, a zaisťuje, že pri vypnutom obvode nedochádza k úniku prúdu.

Na zahájenie časovacieho cyklu je na chvíľu stlačené tlačidlo S1.

To okamžite napája IC 555. Na začiatku sa dá očakávať, že C2 bude úplne vybitá. Z tohto dôvodu sa na kolíku 2 IC vytvorí negatívny spínač ON, ktorý inicializuje časovací cyklus, a relé RY1 sa zapne.

Reléové kontakty, ktoré sú zapojené paralelne s S1, umožňujú, aby IC 555 zostal napájaný aj po uvoľnení S2.

Po uplynutí nastaveného časového obdobia sa relé deaktivuje a jeho kontakty sa vrátia do polohy N / C, čím sa odpojí napájanie z celého obvodu.

Výstup časového oneskorenia obvodu je v zásade určený hodnotami R1 a potenciometra R5 spolu s hodnotami buď C1 alebo C2 a v závislosti od polohy prepínača S3a.

Z tohto dôvodu musíme tiež poznamenať, že načasovanie je navyše ovplyvnené nastavením potenciometrov R6 a R7.

Prepínajú sa cez prepínač S3 b a sú integrované s kolíkom napätia CONTROL na IC.

Tieto potenciometre sú zavedené kvôli účinnému prepínaniu vnútorného napätia IC 555, ktoré by inak mohlo narušiť výstupné časovanie systému.

Vďaka tomuto vylepšeniu je obvod teraz schopný pracovať s maximálnou presnosťou aj pri kondenzátory s nekonzistentnými úrovňami tolerancie .

Táto funkcia ďalej umožňuje obvodu pracovať so solitérnou časovacou stupnicou kalibrovanou na čítanie dvoch samostatných časovacích rozsahov podľa polohy prepínača.

Na nastavenie vyššie uvedeného presného časovacieho obvodu IC 555 musí byť R5 pôvodne nastavený na maximálny rozsah. Potom môže byť S3 vybraný do polohy 1.

Ďalej upravte R6 tak, aby ste dostali 10-sekundovú stupnicu časovania výstupu ON s určitými pokusmi a chybami. Rovnakým postupom postupujte pri výbere pozície 2 až po banku R7, aby ste dosiahli presnú stupnicu 100 sekúnd

Časovače svetiel automobilov

Tento šiesty jednoduchý svetlomet do auta Časovač založený na IC 555 zabraňuje vypnutiu svetlometov vozidla, akonáhle je vypnuté zapaľovanie.

Namiesto toho môžu svetlomety zostať rozsvietené po určité vopred nastavené oneskorenie, akonáhle vodič uzamkne zapaľovanie auta a odchádza smerom k cieľu, ktorým môže byť jeho domov alebo kancelária. To umožňuje majiteľovi vidieť cestu a pohodlne vstúpiť do cieľa s viditeľným osvetlením svetlometov.

Následne, keď uplynie doba oneskorenia, obvod IC 555 vypne svetlomety.

Ako to funguje

Keď je spínač zapaľovania S2 v polohe ON, relé RY1 je napájané cez D3. Relé umožňuje činnosť svetlometov cez horné kontakty relé a spínač S1, takže svetlomety fungujú normálne cez S1.

V tomto okamihu zostáva kondenzátor C3 spojený s pinom 2 IC úplne vybitý, pretože obidva jeho vodiče sú v kladnom potenciáli.

Keď je však spínač zapaľovania S2 VYPNUTÝ, je kondenzátor C3 vystavený zemnému potenciálu cez cievku relé, čo náhle spôsobí, že sa na kolíku 2 objaví negatívny spúšťač.

Toto aktivuje výstupný kolík 3 IC 555 a umožní relé zostať pod napätím, aj keď je vypnuté zapaľovanie. V závislosti na hodnotách časovacích komponentov R1 a C1 zostáva relé napájané a udržuje svetlomety zapnuté (po dobu 50 sekúnd), až kým konečne neuplynie časová perióda a pin 3 IC sa vypne, čím deaktivuje relé a svetlá.

Obvod nevytvára žiadne rušenie bežnej činnosti svetlometov, keď je vozidlo v prevádzke.

Nasledujúci 7. obvod časovača zobrazený nižšie je tiež časovačom svetlometu automobilu, ktorý sa ovláda manuálne namiesto spínača zapaľovania.

Obvod využíva relé DPDT, ktoré má dve sady kontaktov. Monostabilná akcia IC 555 sa vyvolá krátkym stlačením S1. Toto napája relé a oba kontakty sa posúvajú nahor a spájajú s kladným napájaním.

Dvojica kontaktov na pravej strane aktivuje svetlomety, zatiaľ čo kontakty na ľavej strane napájajú obvod IC 555. C3 spôsobí, že sa na kolíku 2 objaví okamžitý negatívny impulz, ktorý spustí režim počítania IC, a kolík 3 sa stane vysoko zaskočeným na relé.

Svetlomety sú teraz zapnuté. V závislosti na hodnotách R1 a C1, výstup kolíka 3 udržuje relé a svetlomety pod napätím (v tomto prípade po dobu 50 sekúnd), kým sa C1 nenabije na 2/3 Vcc, otočením kolíka 3 na nízku a vypnutím relé a svetlomety.

1-minútový časovač verandy

Tento 8. obvod ukazuje jednoduché svetlo verandy časovací obvod, ktorý je možné aktivovať na minútu iba počas nočnej doby. Počas dňa čas Odolnosť proti LDR sa stáva nízka, čo udržuje jej spoj s R5 na vysokej úrovni.

Z tohto dôvodu nemá stlačenie S1 žiadny vplyv na pin 2 IC. Keď však padne tma, odpor LDR bude nekonečný a na križovatke R4 a R5 sa vyvinie takmer 0 V.

V tomto stave, keď je stlačený spínač S1, spôsobí záporný spúšť na kolíku 2 IC 555, ktorý aktivuje kolík 3 na vysokú hodnotu a tiež zapne relé. Svetlo verandy pripevnené k kontaktom relé sa rozsvieti.

Obvod zostáva spustený asi 1 minútu, kým sa C1 nenabije na 2/3 Vcc. IC sa teraz nastaví na nízku hodnotu otočného čapu 3, odpojí napájanie relé a vypne svetlo verandy.

Spínač S1 môže byť vo forme malého skrytého spínača v blízkosti kľučky / závesu dverí alebo pod rohožou, ktorý sa aktivuje, keď majiteľ na rohož vystúpi.

Aplikácia tachometra

Monostabilný časovací obvod využívajúci IC 555 možno tiež efektívne implementovať na výrobu a obvod tachometra ktorá používateľovi poskytne presné informácie týkajúce sa frekvencie a časovania motora.

Prichádzajúca frekvencia z motora sa najskôr prevedie na dobre dimenzovanú obdĺžnikovú vlnu prostredníctvom siete RC diferenciátorov a potom sa privedie na pin # 2 monostabilného prístroja.

Sieť diferenciátora transformuje nábežnú alebo zadnú hranu signálu štvorcovej vlny na príslušné spúšťacie impulzy.

Deviaty praktický obvod uvedený nižšie ukazuje, ako RC sieť a tranzistor prevádzajú akýkoľvek vstupný signál s ľubovoľnou amplitúdou na dobre tvarované štvorcové vlny na generovanie ideálnych spúšťacích impulzov prepínaním medzi plnou úrovňou IC Vcc a zemou.

Záver

Vo všetkých doteraz predstavených obvodoch funguje 555 ako monostabilný (jednorazový) generátor časovacieho obdobia. Požadované spúšťacie signály sa privedú na pin 2 TRIGGER a na výstupný pin 3 sa privedie časovaný impulz.

Vo všetkých prevedeniach je signál privádzaný na kolíku TRIGGER 2 primerane dimenzovaný tak, aby vytváral negatívny okrajový impulz.

Zaisťuje, aby sa amplitúda spúšťania prepínala z „vypnutej“ úrovne vyššej ako 2/3 napájacieho napätia na „zapnutú“ hodnotu nižšiu ako 1/3 napájacej úrovne.

Spúšťanie IC jednorazovo monostabilné sa skutočne stane, keď sa potenciál na kolíku 2 stiahne na 1/3 úrovne napájacieho napätia.

To vyžaduje, aby šírka spúšťacieho impulzu na kolíku 2 bola vyššia ako 100 nanosekúnd, ale menšia ako impulz, ktorý sa má objaviť na výstupnom kolíku 3.

Týmto sa zistí eliminácia spúšťacieho impulzu v čase, keď uplynie nastavená monostabilná doba.