Piny IC 555
Pin 1
Je to uzemňovací kolík priamo spojený so zápornou koľajnicou. Nemal by byť pripojený pomocou odporu, pretože všetky polovodiče vo vnútri integrovaného obvodu sa zahrejú kvôli bludnému napätiu, ktoré sa v ňom hromadí.
Pin 2
Je to pin Trigger, ktorý aktivuje časovací cyklus IC. Spravidla je to kolík nízkeho signálu a časovač sa spustí, keď je napätie na tomto kolíku nižšie ako jedna tretina napájacieho napätia. Spúšťací kolík je pripojený k invertujúcemu vstupu komparátora vo vnútri integrovaného obvodu a prijíma negatívne signály. Prúd potrebný na spustenie je 0,5 uA po dobu 0,1uS. Spúšťacie napätie môže byť 1,67 V, ak je napájacie napätie 5V a 5 V, ak je napájacie napätie 15V. Spúšťací obvod vo vnútri IC je príliš citlivý, takže IC bude vykazovať falošné spúšťanie kvôli hluku v okolí. Aby sa zabránilo nesprávnemu spusteniu, je potrebné pripojenie typu pull up.
Pin 3
Je to výstupný pin. Keď sa IC spustí cez kolík 2, výstupný kolík ide vysoko v závislosti od trvania časovacieho cyklu. Môže buď klesať, alebo prúd zdroja, ktorý je maximálne 200 mA. Pre logický nulový výstup je to klesajúci prúd s napätím o niečo väčším ako nula. Pre logický vysoký výkon je to zdrojový prúd s výstupným napätím o niečo menším ako Vcc.
Pin 4
Je to resetovací kolík. Pre správne fungovanie IC by mal byť pripojený k kladnej lište. Keď je tento kolík uzemnený, IC prestane pracovať. Resetovacie napätie požadované pre tento pin by malo byť 0,7 voltu pri prúde 0,1 mA.
Pin 5
Ovládací kolík - 2/3 bod napájacieho napätia na rozdeľovači svorkového napätia sa privedie na ovládací kolík. Na úpravu časovacieho cyklu je potrebné pripojenie k externému jednosmernému signálu. Ak sa nepoužíva, mal by byť pripojený k zemi cez kondenzátor 0,01 uF, inak bude IC vykazovať nepravidelné odozvy
Pin 6
Je to pin Threshold. Časovací cyklus je dokončený, keď je napätie na tomto kolíku rovnaké alebo väčšie ako dve tretiny Vcc. Je pripojený k neinvertujúcemu vstupu horného komparátora tak, aby prijímal kladný chod impulzu na dokončenie časovacieho cyklu. Typický prahový prúd je 0,1 mA ako v prípade resetovacieho kolíka. Časová šírka tohto impulzu by mala byť rovná alebo väčšia ako 0,1uS.
Pin 7
Vybíjací kolík. Poskytuje výbojovú cestu pre časovací kondenzátor cez kolektor tranzistora NPN, ku ktorému je pripojený. Maximálny povolený vybíjací prúd by mal byť menší ako 50 mA, inak by sa mohol tranzistor poškodiť. Môže byť tiež použitý ako výstup otvoreného kolektora.
Kolík 8
Je to kladný pól spojený s koľajnicou, ktorý je pripojený k kladnej svorke napájacieho zdroja. Je tiež známy ako Vcc. IC555 pracuje v širokom rozsahu napätia od 5V do 18 V DC, zatiaľ čo ako verzia CMOS 7555 pracuje s 3 Voltmi.
Predtým, ako sa dostaneme do podrobností o aplikáciách časovača 555, urobme si krátku informáciu o 3 režimoch
Monostabilný režim
Čas šírky výstupného impulzu t je čas potrebný na nabitie kondenzátora na 2/3 Vcc.
T = RC, kde t v sekundách, R v ohmoch a C vo faradoch - 1,1 X RxC
Astabilný režim
T = t1 + t2
t1 = 0,693 (R1 + R2) x C - doba nabíjania
t2 = 0,693R2C - čas vybíjania
Frekvencia
f = 1 / T = 1,44 / (R1 + 2R2) C
Pracovný cyklus
DC = (R1 + R2) / (R1 + 2R2) X 100%
4 Aplikácie 555 časovačov
1. Infraštruktúra IR pomocou časovača 555
Z nižšie uvedeného obvodu používame časovač 555, kde pin1 je pripojený k zemi (GND) a pin2 je pripojený k pin6, čo je prahový pin časovača. Pin3 je pripojený k základni tranzistora BC547, ktorého vysielač je pripojený k GND a kolektor je pripojený k napájaniu cez IR diódu / LED D1 a rezistor. Pin4 časovača je pripojený k pin7 cez odpor R2 1k, opäť pin7 a pin5 sú skratované medzi dvoma kondenzátormi C1 0,01µF, C2 0,01µF a deličom potenciálu 2,2k. Pin8 časovača je pripojený k zdroju napájania.
V tomto prípade je použitý časovač 555 vo voľne bežiacom astabilnom multivibračnom režime s frekvenciou 38 KHz a pracovným cyklom asi 60%. Uvedené impulzy poháňajú tranzistor Q2, ktorého kolektor napája infračervenú diódu D1 cez 100 Ω rezistor z napájacieho zdroja 6 V ss. Pretože prijímacia jednotka ľubovoľného televízneho prijímača prijíma impulzy 38 kHz z vlastného diaľkového ovládača, kontinuálny prúd impulzov 38 kHz, ktorý je generovaný externým časovacím obvodom, superponuje a prepíše diaľkový signál, čo vedie k tomu, že diaľkové vysielané vysielané impulzy televízneho prijímača sú zakódované. T.V teda nie je schopný reagovať na požadované impulzy z T.V diaľkový podniknúť akékoľvek kroky, ako je zmena kanála, zvýšenie, zníženie hlasitosti atď.
2. Tester IC 555:
Obvod je usporiadaný ako astabilný multivibrátor s R1 ako odpor 500 kiloohmov (1/4 watt), R2 ako odpor 1 mega ohm (1/4 watt) a C1 ako kondenzátor 0,2 mikro farad (keramický bipolárny). Pripojte tento obvod k prázdnej 8 pinovej zásuvke namiesto IC 555, aby ste mohli ľahko pripojiť testovaný IC. Pripojte napájací zdroj 9v. Môžete použiť 9V adaptér, inak bude fungovať aj 9V batéria PP3. Rezistory R1, R2 a C1 vo vyššie uvedenom obvode sa používajú na nastavenie frekvencie činnosti tohto obvodu. Pretože je v astabilnom režime, výstupnú frekvenciu časovača 555 možno vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:
Obvod pracuje na frekvencii 2,8 Hz, to znamená, že výstup sa každú sekundu zapína a vypína približne 3-krát (2,8 Hz). Pin-3 je výstupný pin časovača 555. Na výstupný pin sme zapojili LED diódu do série s odporom 10KΩ. Táto LED sa rozsvieti, keď je pin-3 vysoký. To znamená, že LED dióda bliká s frekvenciou približne 3 Hz.
Tento obvod som pripájal na univerzálnu PCB pre svoju osobnú potrebu. Tu je hardvér:
Vidíte, že hardvér sa dá vyrobiť len vo veľkosti palca a tiež to veľa nestojí. Je to veľmi užitočný nástroj a šetrí veľa času pri testovaní 555 integrovaných obvodov. Ak často pracujete s časovačmi 555, navrhujem vám, aby ste ich mali pri sebe. Naozaj to pomáha. Zdá sa, že je to jednoduchý obvod, ale je celkom užitočný pre všetkých, ktorí pracujú s 555s.
3. Časovač 60 sekúnd
Schéma zapojenia:
Prevádzka obvodu:
Časť 1 Astable:
555 časovač IC1 vo vyššie uvedenom obvode je v astabilnom režime s R1 = 2MΩ, R2 = 1MΩ a C1 = 22µF. Pri tejto konfigurácii obvod pracuje s a časový úsek približne 60 sekúnd. Teraz hovoríme o časovom období namiesto o frekvencii, pretože frekvencia je príliš malá, takže zmienka o nej v časovom období bude pohodlná.
Tu je analýza IC1:
Časová perióda stabilného vibrátora závisí od hodnôt rezistorov R1, R2 a kondenzátora C1. Aby časovač mal časovú periódu 60 sekúnd, vylaďte variabilné odpory R1 a R2 na maximálny rozsah, tzn. R1 = 2MΩ a R2 = 1MΩ.
Časové obdobie sa počíta podľa vzorca:
T1 = 0,7 (R1 + 2R2) C1
Tu,
R1 = 2 MΩ = 2000000Ω
R2 = 1 MΩ = 10 000 000Ω
a Cl = 22 uF
Dosadením vyššie uvedených hodnôt do vyššie uvedenej rovnice za časové obdobie dostaneme
T1 = 61,6 sekúnd
Ak vezmeme do úvahy toleranciu rezistorov a kondenzátorov, môžeme hodnotu časového obdobia zaokrúhliť na 60 sekúnd. Keď robíte tento projekt, odporúčam vám skontrolovať si časové obdobie prakticky a podľa toho upraviť hodnoty rezistorov tak, aby ste dosiahli presných 60 sekúnd. Hovorím vám to preto, lebo to, čo všetko teoreticky robíme, sa v praxi nedá presne dosiahnuť.
Časti 2 Mono stabilné:
Teraz budeme analyzovať fungovanie 555 hodín IC2. IC2 je pripojený v monostabilnom režime. V monostabilnom režime bude obvod poskytovať VYSOKÝ výstup iba po definované časové obdobie T2 po jeho spustení, ktoré je definované rezistorom R3 a kondenzátorom C3. Časové obdobie pre T2 je dané vzorcom:
T2 = 1,1 R3C3 (sekundy)
Tu,
R3 = 50KΩ,
a C3 = 10 uF.
Dosadením hodnôt R3 a C3 do rovnice monostabilného časového obdobia dostaneme časové obdobie ako:
T2 = 0,55 sekundy
To znamená, že výstup IC2 (Pin3 z IC2) zostane HIGH asi 0,55 sekundy, keď je spustený, a potom sa vráti do stavu LOW.
Ako sa spúšťa monostabilný obvod IC2?
Pin-2 na IC2 je vstup spúšťača. Prijíma vstup z kolíka 3 IC1, ktorý je výstupným kolíkom IC1. Kondenzátor C2 0,1 µF transformuje obdĺžnikovú vlnu generovanú na výstupe IC1 na pozitívne a negatívne impulzy, takže mono stabilný obvod IC2 môže byť negatívne spustený na okraji. K spusteniu dôjde vždy, keď obdĺžniková vlna na výstupe IC1 poklesne z HIGH napätia na LOW napätie.
Výstup mono stabilného obvodu (IC2) zostáva VYSOKÝ asi do pol sekundy. V čase, keď je IC2 VYSOKÝ, výstup IC2 (pin-3) zapne bzučiak. To znamená, že bzučiak pípne asi pol sekundy vždy, keď sa spustí IC2. IC2 sa spúšťa každých 60 sekúnd. To znamená, že bzučiak pípne každých 60 sekúnd.
Nielen 60 sekundový časovač. Nastavením parametrov IC1, teda zmenou hodnôt premenných rezistorov R1 a R2, môžete zmeniť časovací interval na požadovanú hodnotu. Podľa potreby môžete tiež zmeniť hodnotu C1, ale zvyčajne sa to neodporúča, pretože variabilné odpory sú menej nákladné a odolnejšie ako variabilné kondenzátory.
4. Obvod odpudzujúci mačky a psy
Normálne počuteľný frekvenčný rozsah, ktorý môžu ľudia počuť, je asi 20 KHz. Avšak pre mnoho zvierat, ako sú psy a mačky, môže byť zvukový frekvenčný rozsah až 100 kHz. Je to v zásade kvôli prítomnosti vztýčených ušných chlopní u psov a mačiek v porovnaní s bočnými ušnými chlopňami u ľudí a schopnosti psov pohybovať ušami v smere zvuku. Pre psov môže byť vysoký hluk emitovaný domácimi spotrebičmi, ako sú vysávače, dosť nepríjemný. Normálne pes počuje menej v nízkofrekvenčnom rozsahu a viac počuje vo vysokofrekvenčnom rozsahu, v ultrazvukovom rozsahu. Táto jedinečná vlastnosť psov z nich robí dôležitú súčasť detekčných a prieskumných tímov, kde ich môže polícia používať ako poľovnícke psy na lov nezvestných osôb alebo vecí.
Táto základná myšlienka sa v tomto okruhu využíva na získanie spôsobu, ako odpudzovať psy z určitých miest. Napríklad vyhýbanie sa túlavým psom z verejných miest, ako sú obchodné centrá, stanice, zastávky autobusov atď. Celá myšlienka spočíva v produkcii zvuku v ultrazvukovom rozsahu, aby boli psy nepohodlní a zodpovedajúcim spôsobom im bránili v prístupe do týchto priestorov.
Nižšie uvedená schéma elektronického odpudzovača psa je vysoko výkonný ultrazvukový vysielač, ktorý je primárne určený na to, aby pôsobil ako odpudzovač psov a mačiek. Repelent pre psov používa časovač IC na poskytnutie štvorcovej vlny 40 kHz. Táto frekvencia je nad medznou hodnotou sluchu pre ľudí, ale je známa ako dráždivá frekvencia pre psov a mačky.
Systém sa skladá z vysoko výkonného ultrazvukového reproduktora, ktorý dokáže produkovať zvuk v ultrazvukovom rozsahu počuteľný pre psy. Reproduktor je poháňaný H-mostíkovým usporiadaním 4 vysoko výkonných tranzistorov, ktoré sú zase poháňané dvoma integrovanými obvodmi časovača, ktoré vytvárajú štvorcovú vlnu 40 kHz. Aplikáciu štvorcových vĺn je možné preskúmať prostredníctvom CRO. Výstup z časovačov má nízky výstupný prúd, a preto sa na zabezpečenie potrebného zosilnenia používa usporiadanie H-mostíka. H-most funguje striedavým vedením párov tranzistorov TR1-TR4 a TR2-TR3, ktoré zdvojnásobuje napätie cez ultrazvukový reproduktor. Časovač IC2 funguje ako medzipamäťový zosilňovač, ktorý poskytuje H-mostíku invertovaný vstup k vstupu výstupu časovača IC1.
Sieť H-mosta tvorená 4 tranzistormi sa používa ako zosilňovač spolu s ďalšími časovačmi IC a obidvoma časovačmi napájajúcimi vstupy do H-mostu, ktorý je viditeľný na A & B v osciloskope.
