Одновибратор схема на 555: NE555 схема: универсальные практические проекты

NE555 схема: универсальные практические проекты


NE555 схема используется в различных приложениях для таймера, генерации импульсов и генератора. Его можно использовать для обеспечения временных задержек в качестве генераторов и элементов триггера.

Практические схемы на основе таймера 555

NE555 схема является неотъемлемой частью электронных проектов. Будь то простой проект таймера NE555, включающий один 8-битный микроконтроллер и некоторые периферийные устройства, или сложный проект, включающий систему на чипах (SoC). Здесь мы рассмотрим некоторые схемы таймера 555, основанные на ИС.

1. Детектор движения с таймером NE555

Эта схема основана на пассивном инфракрасном (PIR) датчике, который автоматически включает устройство, когда кто-то приближается к нему. Его можно использовать для обнаружения кражи или проникновения постороннего лица в запретную зону или здание. Он также может включать свет, когда кто-то приближается к месту, где он установлен. Применения этой схемы включают, среди прочего, системы безопасности, освещение в коридорах и ванных комнатах.

Принципиальная схема детектора движения

2. Таймер со звуком

Этот звуковой таймер основан на четырехоперационном усилителе LM324 и таймере NE555. Время задержки может быть установлено от нескольких секунд до 30 минут. Его также можно использовать как чувствительную к звуку охранную сигнализацию. Также представлена ​​односторонняя разводка печатной платы для таймера со звуком и его компонентов.

Принципиальная схема таймера со звуком

Пайка на печатной плате таймера со звуковым управлением

Компоновка компонентов печатной платы

Загрузите PDF-файлы с макетами печатных плат и компонентов: нажмите здесь

3. Установите схему таймера 555 в моностабильный режим.

Представленная здесь NE555 схема, может действовать либо как простой таймер генерации одиночных импульсов для временных задержек, либо как генератор релаксации, генерирующий стабилизированные формы сигналов с изменяющейся скважностью от 50 до 100%. В этом видео демонстрируется, как настроить схему таймера NE555 в моностабильном режиме. Это позволит светодиоду включаться на определенное время после нажатия кнопки. Время, в течение которого светодиод остается включенным, можно установить другое, изменив сопротивление и емкость в цепи.

Таймер 555 в моностабильном режиме

Усилитель звука с ШИМ-таймером 555

В широко распространенной звуковой ШИМ-схеме 555 используется микросхема NE555 в нестабильном режиме, где частота переключения может изменяться от 65 кГц до 188 кГц.

555 Таймер ШИМ аудиоусилитель

5. Последовательный таймер для управления двигателем постоянного тока.

Последовательный таймер — это довольно часто используемая схема на промышленных предприятиях, поскольку большинство промышленных процессов относятся к типу цепной реакции. Это означает, что по завершении одного процесса запускается следующий.

Последовательный таймер для управления двигателем постоянного тока

Схема последовательного таймера управления двигателем постоянного тока

6. Бесконтактный таймер

Инфракрасная бесконтактная схема этого типа, также очень часто используется в качестве электрического переключателя, когда физический контакт нежелателен в целях гигиены. Например, можно часто увидеть использование инфракрасных датчиков приближения в общественных питьевых фонтанчиках и в общественных туалетах. Представленной здесь простой схемой можно управлять, перемещая перед ней руку. Это достигается за счет обнаружения инфракрасного света, отраженного вашей рукой на приемное устройство.

Бесконтактный переключатель таймера

7. Линейный таймер общего назначения

Этот простой таймер можно использовать для управления любым электроприбором, который необходимо выключить через определенное время, при условии, что параметры реле-переключателя соответствуют требованиям этого прибора. Он состоит из недорогих компонентов и сочетает в себе цифровую точность с простым аналоговым управлением, обеспечивая длительную синхронизацию без применения дорогостоящих резисторов или конденсаторов.

Линейный таймер для общего применения

8. Таймер инфракрасного дистанционного управления.

Здесь представлена ​​схема таймера с инфракрасным дистанционным управлением. Схема состоит из двух секций, а именно секции передатчика и секции приемника.

Секция ИК-передатчика

Секция ИК-приемника

9. Программируемый промышленный таймер включения-выключения с RF Remote

Некоторые из представленных здесь функций программируемого промышленного таймера включения/выключения включают:

  1. Время установлено от 1 до 60 секунд (может быть увеличено)
  2. Время включения и время выключения можно запрограммировать (от 1 до 60 секунд)
  3. Повторная (непрерывная) и однократная операция
  4. Полностью дистанционное управление в пределах 100 метров
  5. Удобные элементы управления на передней панели и дисплей с ЖК-дисплеем
  6. Кнопки аварийной остановки (на панели управления и на пульте)
  7. Предоставление беспотенциальных релейных контактов для подключения любого устройства/приложения 230 В переменного тока при 10 А или 28 В постоянного тока при 10 А.

Программируемый промышленный таймер

10. Проверка скорости на шоссе

Это устройство проверки скорости на дорогах может пригодиться ГАИ. Он не только отобразит на цифровом дисплее данные скорости транспортного средства, но и подаст звуковой сигнал, если средство передвижения превысит допустимую скорость для шоссе.

Схема проверки скорости на шоссе

11. Генератор сигналов и инвертор с использованием таймеров NE555 схема

Бывает, что нам часто требуется генератор прямоугольных сигналов с регулируемой частотой, почти равными высокими и низкими импульсами на выходе и регулируемыми амплитудами. Поэтому предлагаем вам для повторения простой, многими востребованный и недорогой генератор сигналов, построенный на таймерах NE555. С помощью внешних переключателей, вы можете управлять либо выбирать частотные диапазоны исходя из ваших требований. Однако рекомендуется задействовать частоты ниже 30 кГц.

Схема питания

Принципиальная схема генератора сигналов

12. Демонстрация нестабильного мультивибратора на базе таймера NE555 с использованием MATLAB

Здесь мы показываем демонстрационную программу для нестабильного мультивибратора на основе таймера NE555 схема, которого реализована с применением графического пользовательского интерфейса (GUI) в среде MATLAB 2014.

Графический интерфейс для симулятора нестабильного режима таймера 555

Форма волны для R1 = 1000 Ом, R2 = 1000 Ом и C = 1000 мкФ

Форма волны для R1 = 1000 Ом, R2 = 1000 Ом и C = 1 мкФ

13. Мигание лампы переменного тока с использованием таймера 555

Здесь мы представляем очень простой и недорогой таймер NE555 для попеременного включения и выключения двух выходных нагрузок для звуковой и визуальной индикации. Этого можно добиться, используя NE555 схему на биполярном транзисторе или LMC555 на основе КМОП.

Эту схему можно заставить мигать лампами переменного тока с низкой частотой или включать и выключать электрические нагрузки, подключенные к сети, на низкой скорости. Для уменьшения радиочастотного излучения переключение выполняется только при переходе через ноль сетевого напряжения переменного тока.

Принципиальная схема мигалки лампы переменного тока с использованием таймера NE555

14. Лампа RGB с таймером NE555 схема

Доступные на рынке многоцветные красно-зелено-синие (RGB) лампы дороги, поскольку они основаны на микроконтроллере. К тому же программа для микроконтроллера сама по себе довольно сложная. Мы вот здесь представляем простую и недорогую схему лампы RGB с таймером 555.

Принципиальная схема лампы RGB с таймером 555

15. Устранение ложных срабатываний таймера 555

Обычно ложное срабатывание таймера IC 555 происходит при включении питания, что приводит к нежелательному выходному напряжению, который запускает временной цикл таймера. Схема становится неэффективной, особенно когда нагрузка должна быть запитана только при необходимости. Вот простая схема устранения ложных срабатываний для таймера 555.

Цепь выключателя срабатывания таймера 555

Перевод с английского

Схема. Регулятор мощности на 555-м таймере

      В предлагаемой схеме регулятора мощности коммутирующим элементом является симистор (триак). В радиолюбительской литературе авторы конструкций в основном применяют фазоимпульсное управление, когда момент открывания полупроводникового ключа (тиристора, симистора) определяется подачей напряжения на управляющий электрод, а закрывание происходит тогда, когда ток через прибор становится меньше тока удержания. В описываемой схеме регулятора мощности автор остановился именно на таком принципе управления симистором. В отличие от ранее предложенных в литературе схем управления, в предлагаемой конструкции применен более эффективный способ привязки отсчёта времени задержки включения симистора к моменту перехода сетевого напряжения через ноль и более точная выдержка этой временной задержки.

      Схема регулятора мощности, о котором идет речь, показана на рис. 1.
      Напряжение питания схемы регулятора мощности, в виду малого потребления, ограничивается с помощью гасящего конденсатора С1. Резистор R1 необходим в первоначальный момент включения устройства в сеть, для ограничения тока через диодный мост VD1-VD4, когда конденсатор ещё не заряжен. Мост выпрямляет ток, а стабилитрон VD9 обеспечивает стабилизацию напряжения питания узла, управляющего моментом включения симистора. Конденсатор С2 необходим для сглаживания пульсаций этого напряжения.

      С помощью диодного моста VD5-VD8, транзистора VT1, оптрона DA1 и сопутствующих радиокомпонентов осуществляется очень точная привязка момента перехода сетевого напряжения через ноль. Этот узел позаимствован из статьи [1]. Кратко рассмотрим его работу. Резисторы R2 и R3 гасят излишек сетевого напряжения, так как далее используются низковольтные компоненты. В статье [1 ] предлагалось использовать SMD-резисторы типоразмера 1206, но автор не решился на такой эксперимент. Далее напряжение сети преобразуется диодным мостом в полуволны, следующие с частотой 100 Гц, а стабилитрон VD10 ограничивает их по амплитуде уровнем, который необходим для работы каскада на транзисторе VT1, формируя трапецеидальные импульсы. Резистор R4 немного «подгружает» мост. При приходе каждого трапецеидального импульса конденсатор СЗ заряжается через диод VD11. Когда напряжение на срезе трапецеидального импульса становится ниже, чем напряжение на конденсаторе СЗ, открывается транзистор VT1. Конденсатор СЗ разряжается через ограничивающий резистор R5, участок Э-К VT1 и светоизлучающий диод оптрона DA1. При этом формируется импульс длительностью несколько сотен микросекунд. Импульс возникает примерно за 200 мкс до перехода сетевого напряжения через ноль. Оптрон DA1 увеличивает крутизну импульса и инвертирует его. Потребляемая этим узлом мощность не превышает 200 мВт.

      Задержку включения симистора относительно перехода сетевого напряжения через ноль выполняет микросхема популярного таймера-генератора DA2 типа 555. На этой микросхеме выполнен регулируемый одновибратор, генерирующий на своем выходе импульсы высокой точности по длительности. Он запускается по входу «TRIGGER» входным отрицательным импульсом. При этом на выходе «OUTPUT» после запуска устанавливается напряжение, немного не доходящее до напряжения питания. Через вход оптрона DA3 и светодиод HL1 ток не протекает. Через резисторы R7 и R8 заряжаются конденсаторы С4-С6. Когда напряжение на них достигнет уровня 2/3 напряжения питания, по входу «THRESOLD» таймер переключится в противоположное состояние, то есть на выходе будет напряжение близкое к напряжению общей шины. На выходе «-DISCHARGE» также устанавливается низкое напряжение. Конденсаторы С4-С6 через внутренний транзистор микросхемы разряжаются на общую шину. Таким образом формируется высокостабильные по длительности импульсы. Стабильность их в основном зависит от временной и температурной стабильности применённых конденсаторов и резисторов R7 и R8. Резистор R7 позволяет изменять длительность времени задержки появления на выходе таймера низкого напряжения. В момент установления на выводе «OUTPUT» этого напряжения, через вход оптрона DA3 и светодиод HL1 начинает протекать ток. Тиристорный оптрон включается, подавая на управляющий вход G симистора VS1 открывающее напряжение. В результате чего триак коммутирует мощную нагрузку.

      На первый взгляд может показаться, что схема регулятора мощности сложна, но более простые схемы, предлагаемые радиолюбителями, страдают одним существенным недостатком: гистерезисом регулировочной характеристики. Устранение гистерезиса схемотехническими способами приводит к их усложнению, не уступающему сложности рассмотренной выше схемы. Промышленные схемы регуляторов мощности в большинстве своем еще сложнее. Проще схемы, которые обладают высокими эксплуатационными характеристиками, только выполненные на микроконтроллерах. Для этого, правда, надо написать еще программу, а при ее наличии микроконтроллер надо запрограммировать программатором, но не у всех радиолюбителей он имеется.

      Конструкция и детали. В предлагаемой схеме регулятора мощности необходимо использовать заведомо исправные радиоэлементы, в противном случае придется потратить время на поиск неисправности. В конструкции применены постоянные резисторы типа МЛТ, не менее указанной на схеме мощности, которые можно заменить аналогичными импортными. Переменный резистор типа СПЗ-4аМ. Конденсатор С1 пленочный импортный или отечественный типа К73-17. Конденсаторы СЗ-С7 импортные керамические, но конденсаторы С4-С6 лучше использовать отечественные типа К73-9 или К73-17 на напряжение 63 или 100 В. Они более габаритные, но и более стабильные. Электролитический конденсатор С2 импортный, например, фирмы HITANO. Диод VD11 можно заменить отечественным КД522Б. Диодные мосты можно заменить отдельными диодами, выдерживающими обратное напряжение не менее 400 В и прямой постоянный ток 0,3 А, например 1N4004. Светодиод может быть любого цвета свечения, как импортный типа RL50-YG213, зеленый, так и отечественный АЛ307Б. Транзистор VT1 заменяется отечественным КТ3107. Оптопарам DA1 и DA3 отечественных аналогов нет. Микросхему таймера можно заменить на КР1006ВИ1. Триак можно применить и более мощный типа ВТ139-600Е с максимальным допустимым током 16 А, всё зависит от применяемой нагрузки.

      Все детали, исключая триак, размещены на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм размерами 80×110 мм. Чертеж печатной платы показан на рис.2, а размещение радиокомпонентов — на рис.3. На плате имеются отверстия для крепления радиатора. Радиатор использован от изделия «Устройство регулировки температуры РТ-3». Размеры радиатора 70×40 мм. Радиатор имеет 8 ребер высотой 20 мм. Он установлен на втулках над переменным резистором в верхней части платы. Это сделано для того, чтобы тепловой поток от него не нагревал радиоэлементы. На радиаторе через изоляционную прокладку из слюды закреплен симистор VS1. Выводы его соединены с одноименными отверстиями на плате с помощью провода МГТФ. Монтаж внутри корпуса также выполнен этим проводом. Вся конструкция (см. фото в начале статьи) установлена в корпусе от «Устройства регулировки температуры РТ-3».

      Налаживание. Собранный из заведомо исправных деталей регулятор мощности, как правило, не нуждается в налаживании. Все перепайки и замены элементов необходимо производить только при извлечённой вилки сетевого шнура из розетки бытовой сети. В противном случае можно получить поражение электрическим током, так как элементы конструкции находятся под потенциалом сети. Ввиду разброса номиналов резисторов R7, R8, в некоторых случаях понадобится подбор конденсаторов С5, С6. Для этого включают в качестве нагрузки лампу накаливания. Резистором R8 изменяют напряжение на лампе и наблюдают за изменением яркости ее свечения. Если в крайнем левом положении резистора R8 происходит мерцание лампочки, то надо уменьшить ёмкость конденсаторов С5, Сб. При тщательной настройке можно добиться того, что яркость лампочки будет изменяться от полного погасания до максимальной. Если предполагается регулировать напряжение на нагревательном элементе, то добиваться такого низкого напряжения нет смысла.

      В процессе эксплуатации устройства выяснилось, что оно является источником сильных радиопомех. Вследствие этого на сетевой шнур у ввода в корпус необходимо установить помехоподавляющий фильтр. Промышленность предлагает, а некоторые магазины электронных товаров имеют в наличии такие фильтры, состоящие из нескольких ферритовых колец, через отверстие внутри которых пропускается сетевой шнур.
      Регулятор напряжения используется автором для регулирования мощности ТЭНов 2-конфо-рочной электроплитки «МЕЧТА». При этом отпала необходимость использовать штатные четырехпозиционные регуляторы мощности плитки.

Литература
1. Luca Matteini. Детектор перехода сетевого напряжения через ноль с минимальным количеством высоковольтных компонентов // Радиолоцман. — 2011. — №12. — С.65-67.

      От редакции. Рассмотренное в статье устройство имеет ряд недостатков, о которых не упомянул автор. Его нельзя использовать для регулировки мощности устройств, содержащих электронные схемы: энергосберегающих (люминесцентных) ламп, устройств, содержащих электронные трансформаторы, светодиодных осветительных приборов со специализированными микросхемами управления и т.д. Второй из существенных недостатков — это отсутствие гальванической развязки устройства управления и сети при наличии в схеме устройства двух, так называемых, оптоизоляторов DA1 и DA3. Даже в случае качественной изоляции корпуса прибора возможен электрический пробой в потенциометре R7 между движком и осью, случайное прикосновение к которой может привести к поражению электрическим током.
      Последний недостаток легко устраним. Для этого достаточно подавать на выпрямительные мосты переменное напряжение через небольшой трансформатор, а не непосредственно от сети. Это несколько усложнит схему регулятора мощности и увеличит габариты устройства, но зато обеспечит безопасность работы с ним.

Похожие статьи:
Регулятор мощности на транзисторе IRF840
Регулятор мощности с малым уровнем помех.
Таймер-регулятор мощности
Схема регулятора мощности паяльника на микроконтроллере PIC16F628A
Двухканальный фазовый регулятор мощности на микроконтроллере
УКВ усилитель мощности на транзисторе КT931
Регулятор температуры и влажности в погребе
Регулятор мощности паяльника

Post Views:
3 571

⚡️555 таймер | radiochipi. ru


На чтение 5 мин. Опубликовано
Обновлено

В [1] была показана схема (рис.1) монитора напряжения питания радиоустройств напряжением 12 В. Эта схема наглядно иллюстрирует многообразие схем на ИМС серии 556. Известно, что
практически это два таймера серии 555, но выполненные в одном корпусе.

При нахождении питающего напряжения в зоне допуска монитор сигнализирует об этом свечением светодиода зеленого цвета. При выходе за зону допуска зеленый светодиод начинает мигать и включается красный светодиод, привлекая внимание обслуживающего персонала к выходу питающего напряжения за допустимые пределы.

На сайте radiochipi.ru принципиальная схема, на первый взгляд, кажется «замысловатой», поэтому она была повторена на макете (фото 1). На рис. 2 показан рисунок печатной платы макета, а на рис.З – расположение радиокомпонентов на ней. Следует подчеркнуть, что макет заработал при первом включении. На одном из таймеров микросхемы IC1 реализована типовая схема ждущего мультивибратора.

Времязадающий конденсатор СЗ заряжается через резистор R4 и диод D3. Разряд этого конденсатора происходит через резистор R5 и разрядный транзистор этого таймера. Равенство номиналов резисторов R4 и R5 обеспечивает скважность импульсов мультивибратора около единицы (время заряда конденсатора практически равно времени его разряда).

Ждущий режим работы мультивибратора задается потенциалом входа R (вывод 10) этой микросхемы. Если на этом входе нулевой потенциал (с выхода OUT другого таймера), то вышеописанный мультивибратор заторможен. При положительном потенциале на входе R таймер 555 начинает работать и генерировать импульсы. На «первом» таймере микросхемы IC1 выполнена схема сравнения величины напряжения питания всей схемы с эталонным, которое задается подстроечным резистором Р1.

Таймер на 556 микросхеме

Непосредственно после подачи напряжения питания на схему на выходе «10UT» (вывод 10) появляется единичный потенциал. Это обусловлено тем, что первоначально
конденсатор С1 разряжен и на входе «1THR» микросхемы IC1 присутствует нулевой потенциал. Единичное состояние выхода первого таймера обуславливает кратковременное свечение светодиода D4. Через 1…2 с конденсатор С1 заряжается, а светодиод D4 погасает. В заторможенном состоянии второго таймера на его выходе «20UT» (вывод9) присутствует нулевой потенциал, и светодиод D2 светится.

Стандартная логика работы микросхем 555 и 556 предусматривает изменение состояний внутреннего триггера, если входные сигналы на соответствующих входах менее 0,33ипит или
более 0,6бипит. В данной схеме за счет стабилизации напряжения на входе «1CV» (вывод 3 IC1) и
соединении входа«1THR» (вывод 2) с источником напряжения питания микросхемы алгоритм работы микросхемы резко изменился. Рабочая зона сократилась примерно до 0,2…0,3 В. Так, например, на макете при соответствующей регулировке Р1 светодиод D2 постоянно светил, если напряжение питания было более 10,3 В.

Если напряжение с выхода регулируемого источника питания уменьшалось до величины 10,26 В и менее, то светодиодD2 начинал мигать. При этом зажигался и светил постоянно и светодиод D4. При повышении напряжения питания до 10,46 В светодиод D4 погасал, а светодиод D2 возобновлял непрерывное свечение.

Таким образом, зона гистерезиса сокращена примерно до 0,2…0,3 В. Для большей наглядности светодиодной индикации макета в качестве D2 использовался зеленый LED, а в качестве D4 – красный. Это наглядно видно на фотографии макета (фото 1).

В схеме макета использовался отечественный стабилитрон D1 – КС156А. Он характерен
тем, что имеет относительно большой минимальный ток стабилизации. Между выводом CV
и выводом подачи «плюса» источника питания внутри микросхем таймеров 555 и 556 размещен резистор номиналом 5 кОм, поэтому для увеличения тока через стабилитрон D1 целесообразно в схеме установить дополнительный резистор R7 между источником питания и выводами 3IC1. Его сопротивление не критично. На макете использовался резистор 1 кОм. Стабильность работы порогового элемента схемы при этом повысилась.

Для уменьшения тока через светодиод D2 целесообразно увеличить номинал его балластного
сопротивления – резистора R3, например, до 1…2,2 кОм. Хочу обратить внимание всех читателей, что за последнее время участились случаи, когда некоторые авторы публикуют без всякой ссылки материалы других авторов. При этом они настолько «модернизируют» схему первоисточника, что их «творение» становится неработоспособным. Бывает, что и применяют уже известную из публикаций схему по другому назначению, для придания ей «авторского» вида изменяют лишь некоторые номиналы некоторых радиокомпонентов.

Но, самое плохое состоит в том, что они даже не проводят экспериментальной проверки своей конструкции. Так, в чешском журнале [2] почти через год после выхода в свет журнала со статьей [1] появилась «авторская» схема (рис.З), построенная по принципу, описанному выше, но на двух ИМС.

В чем состоит ее назначение (автором заявлена сигнализация для водителей – «Включи освещение») и как автор думал контролировать необходимость включения света, из его статьи и схемы непонятно. Действительно, отсутствие в этой схеме стабилизации напряжения на выводе CV микросхемы 101-А (вывод 3) и отсутствие возможности регулировки напряжения на выводе TR (вывод 6) при настройке совершенно исключают все преимущества схемы рис.1.

Схема рис.3 работает совершенно одинаково во всем диапазоне допустимых питающих напряжений от 5 В до 15 В. Убежден, что автор [2] «свою» схему не макетировал. В этом можно было убедиться на собранном мною по рис.З макете (фото 2). На рис.4 показан рисунок печатной платы макета и расположение радиокомпонентов на плате. Из вышесказанного следуют вполне очевидные «прописные» истины: все предлагаемые авторами схемы и конструкции должны ими самими проверяться макетированием перед представлением материалов в редакции; не надо «скромничать» всегда надо указывать первоисточник свой конструкции или работы. Это исключит возможные претензии читателей и действительных авторов разработок.

Автор

ЛР 14 Интегральный таймер 555

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Кафедра электрофизики

Лабораторная работа № 14

ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ТАЙМЕР 555

1. Цель работы

−Изучение структуры и принципа работы интегрального таймера;

−Исследование работы мультивибратора на интегральном таймере;

−Исследование работы одновибратора на интегральном таймере.

2. Описание лабораторной установки

Схема лабораторной установки (рис. 1) содержит интегральный таймер КР1006ВИ1, внешние навесные элементы (конденсаторы и резисторы) и переключатели.

Рис. 1. Схема лабораторного макета

R1=100кОм, R2=1кОм, R3=10кОм, R4=1кОм, R5=10кОм, R6=510 Ом, R7=100кОм,

C1=1,5нФ, C2=5,1нФ, Cр=0,2нФ, Cф=10нФ,

С помощью переключателя S4 реализуется схема мультивибратора (положение 2) или одновибратора (положение 1).

Можно построить схему мультивибратора в соответствии с рис. 3 или рис. 6. Если переключатель S2 находится в положении 2 или 3, то реализуется схема (рис. 3) с фиксированным сопротивлением резистора R=100кОм или R≈10кОм соответственно.

Вположении 1 реализуется схема с плавной регулировкой скважности выходных импульсов (рис. 6), которая осуществляется с помощью потенциометра R1.

Переключателем S1 задается сопротивление резистора в цепи источника питания. Если переключатель S1 находится в положении 1, то подключается резистор R4=1кОм, а в положении 2 подключается резистор R5=10кОм.

Переключатель S3 устанавливает емкость времязадающего конденсатора (С1=1500пФ или С2=5100пФ).

Всхеме одновибратора, реализуемой в соответствии с рис. 7, запускающий отрицательный импульс через встроенные цепи стенда от генератора GFG-3015 (гнездо XS2) подается на вход запуска таймера (гнездо XS3) через разделительный конденсатор Ср.

Набор конденсаторов и резисторов макета (рис. 1) позволяет получать импульсы длительностью от единиц до сотен микросекунд.

Конденсатор Cф емкостью 0,01 мкФ, подключенный к выводу 5 интегрального таймера, повышает помехоустойчивость компаратора к помехам в цепях питания.

3. Подготовка к работе

1.Изучить рекомендуемую литературу [1…3] и описание лабораторной работы.

2.Нарисовать схему мультивибратора (рис. 3) с учетом структурной схемы интегрального таймера. Рассчитать параметры выходных импульсов мультивибратора, исходя из имеющихся навесных элементов макета, и заполнить таблицу (см. п. 1 рабочего задания).

3.Нарисовать схему мультивибратора с плавной регулировкой скважности выходных импульсов (рис. 6) с учетом внутренней структуры интегрального таймера. Определить диапазон регулировки скважности Q (см. п. 2 рабочего задания). Построить график Q(R1bc).

4.Нарисовать схему одновибратора (рис. 7) с учетом структурной схемы интегрального таймера. Рассчитать параметры выходных импульсов одновибратора, исходя из номиналов навесных элементов макета, и заполнить таблицу (см. п. 3 рабочего задания).

4. Рабочее задание

1.Собрать схему мультивибратора в соответствии с рис. 3 и исследовать его работу.

−При разных параметрах элементов схемы измерить длительность импульса и паузу между импульсами. Рассчитать период и

скважность. Экспериментальные данные и расчеты занести в таблицу.

С, нФ

1,5

5,0

R4, кОм

1

10

1

10

R, кОм

10

100

10

100

10

100

10

100

tи, мкс

расч

эксп

tп, мкс

расч

эксп

T, мкс

расч

эксп

Q

расч

эксп

−Для одного из вариантов зарисовать осциллограммы напряжений на выходе мультивибратора, на времязадающем конденсаторе и на выходе разрядного транзистора интегрального таймера.

−При максимальной частоте работы мультивибратора определить фронт t01 и спад t10 выходного импульса.

2.Собрать схему мультивибратора с регулируемой скважностью импульсов (рис. 6) и исследовать его работу (R4=10кОм, С=5,1нФ).

−Измерить длительность импульса tи и паузу tп между импульсами при разных положениях ручки потенциометра R1 и рассчитать скважность Q.

R1bc, кОм

0

10

30

50

70

100

tи, мкс

расч

эксп

tп, мкс

расч

эксп

Q

расч

эксп

−На рассчитанный при подготовке к работе график Q(R1bc) нанести экспериментальные точки.

3.Собрать схему одновибратора на интегральном таймере (рис. 7) и исследовать его работу:

−подать с выхода импульсного генератора на вход одновибратора отрицательные запускающие импульсы длительностью. Амплитуду выходных импульсов генератора увеличивать до тех пор, пока не запустится одновибратор;

−зарисовать совмещенные осциллограммы напряжений на входе схемы, на времязадающем конденсаторе С и на выходе схемы при R4=10кОм

иС=5,1нФ;

−измерить длительность импульса при разных параметрах схемы и

сравнить экспериментальные и расчетные данные;

С, нФ

1,5

5,1

R4, кОм

1

10

1

10

tи, мкс расч

эксп

−для случая R4=10кОм, С=5,1нФ измерить длительность импульса и время восстановления. Сравнить экспериментальные и расчетные данные.

tи, мкс tв, мкс

Расчет

Эксперимент

Оформить отчет, включающий в себя домашнюю подготовку, рисунки всех исследуемых схем и результаты экспериментальных исследований.

5. Краткие сведения об интегральных таймерах и их применении

Структурная схема интегрального таймера и назначение элементов

Интегральные таймеры (ИТ) — это интегральные полупроводниковые схемы средней степени интеграции, предназначенные для формирования точных, стабильных временных интервалов. Стабильность обеспечивается применением в схемах таймеров мостовых времязадающих цепей, в которых напряжение Uc (t) , изменяющееся по экспоненциальному закону, достигает

порогового уровня при максимальной крутизне экспоненты dUdtc при

заданной длительности импульса. Схемы интегральных таймеров помимо элементов времязадающего моста содержат и ряд других элементов: триггеры, ключи, формирователи. Это позволяет реализовывать на основе таймера различные импульсные устройства. Диапазон длительности генерируемых прямоугольных импульсов в схемах на ИТ очень широк: от долей микросекунды до суток (для таймера типа К1006ВИ1 — от 10мкс до 1 часа).

Рис. 2. Структурная схема интегрального таймера

На рис. 2 представлена внутренняя структура таймера. Схема таймера состоит из двух компараторов (верхний КН2 и нижний КН1), триггера Т, разрядного ключа на транзисторе VT1, прецизионного резистивного делителя R1, R2 и R3 (резисторы имеют одинаковые номиналы по 5 кОм) и выходного формирователя на транзисторах VT2 и VT3. Временные интервалы задаются с помощью внешних R и C элементов. Внешний хронирующий конденсатор C включается обычно между выводом 6 компаратора КН2 и выводом 1 (земля), а резистор R между выводом 6 и шиной питания 8. Временной интервал задается мостом, образованным внешней RC-цепью и резистивным делителем R1- R2- R3. Верхний компаратор КН2 производит сравнение

напряжения на конденсаторе и опорного напряжения в точке 5 (опорное или управляющее напряжение может подаваться также от внешнего источника).

Резистивная цепь делителя, включающая три одинаковых резистора, устанавливает пороговые напряжения верхнего и нижнего компараторов

U2=0,66Uпит и U1=0,33 Uпит соответственно.

При подаче на

вход запуск (2) сигнала ниже 1/3Uпит, переключается

компаратор КН1 и

RS-триггер переводится в

единичное состояние,

обеспечивающее на выходе (3) высокий уровень. Таймер остаётся в этом состоянии до тех пор, пока на входе порог (6) не появится сигнал выше 2/3Uпит. В этом случае срабатывает компаратор КН2 и триггер сбрасывается, обеспечивая на основном выходе (3) переход с высокого уровня на низкий. Одновременно открывается транзистор VT1, в результате чего на выходе разряд (7) устанавливается низкий уровень.

Низкий уровень на входе сброс

(4)

переводит

триггер в нулевое

состояние, устанавливая на выходе (3)

низкий уровень.

К достоинствам интегрального таймера относится широкий диапазон

напряжения питания (от 5 до 15 В). Это позволяет

согласовать ИТ с

логическими ИС, в частности, с ТТЛ ИС, в

которых

напряжение питания

5 В, а также с операционными

усилителями,

в которых обычно

Uпит =5…15 В.

Мультивибраторы на интегральных таймерах

На рис. 3 показан мультивибратор на интегральном таймере. Заряд конденсатора С осуществляется через резисторы R и R4 при разомкнутом состоянии транзистора VT1 (см. рис. 2).

Рис. 3.

Рис. 4. Переходные процессы в схеме

Схема мультивибратора

мультивибратора

Конденсатор С заряжается в соответствии с законом:

Uc (t) =(Uпит −U1 )(1 −exp(−τtз ))+U1,

где U1 — начальный уровень напряжения на конденсаторе С, а τз=C(R+R4).

Заряд происходит до уровня U2, определяемого порогом срабатывания компаратора КН2 (рис. 4).

Длительность импульса равна

tи =(R + R4 )C ln Uпит −U1 .

Uпит −U2

После срабатывания компаратора КН2 замыкается ключ (транзистор VT1 переходит в режим насыщения), и напряжение на выводе 7 становится близким к нулю, а конденсатор C разряжается по закону:

Uc (t) =U2 exp(−τtр ) ,

где τр=CR.

Разряд заканчивается при Uс=U1. Длительность паузы, следовательно, равна

tп = RC ln U2 . U1

Пороги срабатывания компараторов U1 и U2 определяются делителем R1…R3 таймера. Номиналы резисторов выбраны равными, поэтому пороговые напряжения соответственно равны: U1=0,33Uпит и U2=0,66Uпит. Они имеют высокую температурную и временную стабильность из-за идентичности интегральных резисторов. Пороги близки к оптимальным и с точки зрения наивысшей стабильности временных интервалов. Следовательно,

tи =(R + R4 )C ln 2 =0.69(R + R4 )C , tп = RC ln 2 =0. 69RC ,

т.е. не зависят от напряжения Uпит. При R>>R4 длительность импульса равна

длительности паузы tи=tп, а скважность Q = tи +tп = 2 . tи

Рис. 5. Схема генератора с большой

Рис. 6. Схема мультивибратора

скважностью импульсов

с регулировкой скважности импульсов

Для мультивибратора, генерирующего импульсы с Q<2, можно предложить схему, показанную на рис. 5. Заряд конденсатора С происходит

Радиолюбительские схемы на ИС типа 555

В книге «Радиолюбительские схемы на ИС типа 555»
приведены 33 схемы разнообразных электронных устройств, в которых
используется широко распространенная интегральная микросхема серии
555 (отечественный аналог — КР1006ВИ1). Каждая схема снабжена
подробными рекомендациями по сборке, наладке и эксплуатации.

Для радиолюбителей и лиц, увлекающихся самодеятельным
техническим творчеством.

В книге «Радиолюбительские схемы на ИС типа 555»
размещены следующие материалы:

Микроэлектроника

  • Пленочные микросхемы
  • Гибридные микросхемы
  • Корпуса интегральных микросхем
  • Модифицированный корпус ТО-5
  • Проверка электронных компонентов
  • Омметры
  • Другое испытательное оборудование
  • Определение выводов немаркированных транзисторов
  • Проверка биполярных транзисторов
  • Проверка полевых транзисторов
  • Проверка диодов
  • Проверка тиристоров и симисторов
  • Проверка интегральных схем
  • Экспериментирование

Техника монтажа электронных схем

  • Инструмент
  • Техника пайки
  • Рабочее место радиолюбителя
  • Правила монтажа

Компоненты электронных схем и измерения

  • Напряжение
  • Электрический ток
  • Проводники
  • Сопротивление
  • Мощность
  • Емкость
  • Индуктивность
  • Полупроводники
  • Диоды
  • Транзисторы
  • Кремниевые управляемые выпрямители и симисторы
  • Интегральные схемы
  • Измерения в электронике
  • Предосторожности при работе с мультиметром
  • Измерение сопротивлений
  • Измерение напряжений
  • Измерении в децибелах
  • Измерения тока

Как работает интегральная микросхема 555

  • Работа в ждущем режиме
  • Работа в автоколебательном режиме
  • Детектор пропущенных импульсов
  • Делитель частоты
  • Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)
  • Фазоимпульсная модуляция (ФИМ)
  • Генератор тестовых последовательностей
  • Режимы работы ИС

Приобретение и хранение компонентов

  • Справочники по взаимозаменяемости компонентов
  • Радиолюбительский «ящик с хламом»
  • Организация хранения электронных компонентов
  • Интегральная схема 555

Тридцать три радиолюбительские схемы на ИС
555

  1. Миниатюрный передатчик
  2. Дверное устройство тревожной сигнализации
  3. Еще одно устройство тревожной сигнализации
  4. Звуковой генератор на частоту 3500 Гц
  5. Метроном
  6. Генератор тонального сигнала для частной радиолинии
  7. Электронный таймер
  8. Звуковой генератор для обучения азбуке Морзе
  9. НЧ-модулятор для портативной дуплексной радиостанции
  10. 9-и вольтовый источник питания
  11. Стабилизированный источник питания с регулируемым выходным
    напряжением
  12. Электронный испытательный пробник
  13. частотный калибратор на 100 кГц
  14. Устройство для прослушивания передаваемых телеграфных
    сигналов
  15. Другое устройство прослушивания передаваемых телеграфных
    сигналов
  16. Внешний усилитель низкой частоты
  17. Генератор звуковых эффектов
  18. 10-с таймер
  19. Генератор тактовых импульсов с частотой следования 100 Гц
  20. Генератор тактовых импульсов с частотой следования 1 Гц
  21. Пробник электрических цепей
  22. Простое устройство охранной сигнализации
  23. Более сложное устройство охранной сигнализации
  24. Таймер с двумя выходами
  25. Сирена на ИС 556
  26. Электронный орган
  27. Мигалка
  28. Устройство охранной сигнализации со световым датчиком
  29. Специализируемая схема задержки
  30. Переключаемая схема задержки
  31. Простейший мультивибратор
  32. Мультивибратор с переключением частоты
  33. Транзисторный усилитель-ограничитель

Поиск и устранение неисправностей

  • Логический подход
  • Шесть этапов процедуры поиска и устранения неисправностей
  • Отыскание неисправностей в устройствах на ИС
  • Назначение выводов ИС 555 и ИС 556
  • Обозначении интегральных схем 555 и 556
  • Рекомендации по выбору аналогов

Трейстер P.

Радиолюбительские схемы на ИС типа 555: Пер. с
англ.

М.: Мир, 1988.—263 с., ил.

Скачать книгу с DepositFiles

Скачать книгу с Яндекс.
Диск

Скачать книгу с TURBObit.net

Скачать книгу с
Letitbit.net

Схема включения NE555 и простой ШИМ регулятор на чипе 555

В этой инструкции я покажу, как создать простой ШИМ регулятор (широтно-импульсную модуляцию) из чипа 555, таймера и некоторых других компонентов. Всё очень просто, и схема включения NE555 хорошо работает для контроля светодиодов, лампочек, сервомоторов или двигателей постоянного тока.

Мой ШИМ регулятор на 555 может лишь изменять коэффициент заполнения с 10% до 90%.

Шаг 1: Что такое ШИМ

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) сигнала или источника питания включает в себя модуляцию его рабочего цикла, чтобы либо передавать информацию по каналу связи, либо управлять посылаемой мощностью. Самый простой способ генерации сигнала ШИМ требует только пилообразного или треугольного сигнала (легко генерируемого с использованием простого осциллятора) и компаратора.

Когда значение опорного сигнала (зеленый синусоидальной волны на рисунке 2) больше, чем сигнал модуляции (синий), ШИМ сигнал (пурпурный) находится в высоком состоянии, в противном случае она находится в низком состоянии. Но в моем ШИМ я не буду использовать компаратор.

Шаг 2: Типы ШИМ

Существует три типа ШИМ:

  1. Центр пульсации может быть зафиксирован в середине временного окна, и оба края импульса перемещаются для сжатия или расширения ширины.
  2. Передняя кромка пульсации может удерживаться у передней кромки временного окна, а хвостовая кромка будет модулироваться.
  3. Хвостовая кромка пульсации может быть зафиксирована, а передняя кромка будет модулироваться.

Три типа сигналов ШИМ (синий): модуляция передней кромки (верхняя строка), модуляция задней кромки (средняя строка) и пульсация в середине (обе кромки модулируются, нижняя строка). Зеленые линии — это пилообразные сигналы, используемые для генерации сигналов ШИМ с использованием метода пересечения.

Шаг 3: Как нам поможет ШИМ?

Питание:
Шим может использоваться для уменьшения общего количества энергии, подаваемой на LOAD, без потерь, обычно возникающих при ограничении источника питания резистивным средством. Это связано с тем, что средняя подаваемая мощность пропорциональна циклу модуляции.

При достаточно высокой скорости модуляции пассивные электронные фильтры могут использоваться для сглаживания последовательности импульсов и восстановления среднего аналогового сигнала.

Высокочастотные системы управления мощностью при помощи ШИМ легко реализуются с использованием полупроводниковых переключателей. Дискретные состояния включения/выключения модуляции используются для управления состоянием переключателя (переключателей), которые соответственно управляют напряжением. Основным преимуществом этой системы является то, что переключатели либо выключены и не имеют ток, либо включены и (в идеале) не имеют потерь напряжения вокруг них. Произведение тока и напряжение в любое заданное время определяет мощноость, рассеиваемую переключателем, таким образом (в идеале), мощность вообще не рассеивается.

На самом деле, полупроводниковые переключатели не являются идеальными, но на них все же возможно построить контроллеры высокой эффективности.

ШИМ также часто используется для управления подачи электроэнергии на другое устройство, например, при управлении скоростью электродвигателей, регулирования громкости аудиоусилителей класса D или регулировании яркости источников света и многих других приложений силовой электроники. Например, световые диммеры для домашнего использования используют определенный тип управления ШИМ.

Домашние световые диммеры обычно включают в себя электронные схемы, которые подавляют ток в определенных частях каждого цикла напряжения сети переменного тока. Регулировка яркости света, испускаемого источником света, — это просто вопрос настройки напряжения (или фазы) в цикле переменного тока, в котором диммер начинает подавать электрический ток на источник света (например, с помощью электронного переключателя, такого как симистор ). В этом случае рабочий цикл ШИМ определяется частотой сетевого напряжения (50 Гц или 60 Гц в зависимости от страны). Эти довольно простые типы диммеров могут эффективно использоваться с инертными (или относительно медленно реагирующими) источниками света, такими как лампы накаливания, например, для которых дополнительная модуляция в подаваемой электрической энергии, вызванная диммером, вызывает лишь незначительные дополнительные колебания в испускаемый свет.

Однако некоторые другие источники света, такие как светодиоды, очень быстро включаются и выключаются и, по-видимому, мерцают, если они поставляются с низким напряжением. Воспроизводимые эффекты мерцания от таких источников быстрого реагирования могут быть уменьшены за счет увеличения частоты ШИМ. Если флуктуации света достаточно быстры, зрительная система человека больше не может их фиксировать, и глаз воспринимает среднюю интенсивность времени без мерцания (см. Порог слияния фликкера).

Регулирование напряжения:
ШИМ также используется в эффективных регуляторах напряжения. Путем переключения напряжения на нагрузку с соответствующим рабочим циклом выход будет приближать напряжение на желаемом уровне. Шум переключения обычно фильтруется индуктором и конденсатором.

Один метод измеряет выходное напряжение. Когда он ниже желаемого напряжения, он включает переключатель. Когда выходное напряжение выше желаемого напряжения, оно отключает переключатель.

Регуляторы частоты вращения вентиляторов для компьютеров обычно используют ШИМ, так как она намного эффективнее по сравнению с потенциометром.

ШИМ иногда используется в синтезе звука, в частности в субтрактивном синтезе, поскольку она дает звуковой эффект, подобный хору или слегка расстроенным осцилляторам, которые играют вместе. (На самом деле PWM эквивалентна разности двух пилообразных волн.) Отношение между высоким и низким уровнем обычно модулируется низкочастотным генератором или LFO.

Популярным стал новый класс аудиоусилителей, основанный на принципе ШИМ. Называемые «усилители класса D», эти усилители создают эквивалент ШИМ аналогового входного сигнала, который подается на громкоговоритель через подходящую фильтрующую сеть для блокировки несущей и восстановления исходного аудиосигнала. Эти усилители характеризуются очень хорошими показателями эффективности (около 90%) и компактными размерами / малым весом для больших выходных мощностей.

Исторически сложилось, что грубая форма ШИМ используется для воспроизведения цифрового звука PCM на динамике ПК, который способен воспроизводить только два уровня звука. Тщательно определяя длительность импульсов и полагаясь на физические свойства фильтрации динамика (ограниченный частотный отклик, самоиндуктивность и т. д.), можно получить приблизительное воспроизведение образцов моно PCM, хотя и при очень низком качестве, и с очень разными результатами между реализациями.

В более поздние времена был введен метод цифрового кодирования прямого потока Digital Stream, который использует обобщенную форму широтно-импульсной модуляции, называемую модуляцией плотности импульса, при достаточно высокой частоте дискретизации (как правило, порядка МГц) для покрытия всех акустических частот с достаточной точностью. Этот метод используется в формате SACD, а воспроизведение кодированного аудиосигнала по существу аналогично методу, используемому в усилителях класса D.

Динамик: Используя ШИМ, можно модулировать дугу (плазму), и если она находится в диапазоне слуха, ее можно использовать в качестве динамика. Такой динамик используется в звуковой системе Hi-Fi в качестве высокочастотного динамика.

Круто, не так ли?

Шаг 4: Необходимые компоненты

Это простая схема с одним чипом, поэтому вам не понадобится много компонентов

  • NE555, LM555 или 7555 (cmos)
  • Рекомендую использовать два диода 1n4148, но подойдут и диоды серии 1n40xx
  • Потенциометр 100К
  • Зеленый конденсатор 100nf
  • Керамический конденсатор 220pf
  • Печатная плата
  • Полупроводниковый транзистор

Шаг 5: Построение устройства

Просто следуйте диаграмме и поместите все детали на макет. Проверьте дважды расположение каждого компонента перед тем, как включить устройство. Если вы хотите эффективно управлять и контролировать яркость источника света или двигатель, вы можете поставить на его выход только силовой транзистор, но если вы хотите лишь управлять источником света или двигателем, тогда рекомендуется поставить ёмкий конденсатор, например, 2200uf. Если поставить этот конденсатор и включить мотор на нагрузке в 40%, то двигатель будет на 60% эффективнее на той же скорости и крутящем моменте.

Здесь есть два видео, на которых показано, как работает моя ШИМ. На первом вы можете видеть, что вентилятор начинает вращаться на 90% рабочем цикле. На втором вы можете видеть, что светодиоды мигают, а вентилятор работает на 80%.

Файлы

Компоненты электроники: микросхема таймера 555 в моностабильном (однократном) режиме

  1. Программирование
  2. Электроника
  3. Компоненты
  4. Компоненты электроники: микросхема таймера 555 в моностабильном (однократном) режиме

Автор: Doug Lowe

Микросхема таймера 555 в моностабильном режиме в электронной схеме работает как таймер яйца. Когда вы запускаете его, таймер включает вывод, ожидает истечения временного интервала, а затем выключает вывод и останавливается.Этот режим называется monostable , потому что при таком подключении 555 имеет только один стабильный режим с отключенным выходом на контакте 3.

Когда на 555 отправляется импульс запуска, это стабильное состояние временно прерывается на интервал, который определяется номиналом резистора и конденсатора. В течение этого интервала выход на выводе 3 становится высоким, но по прошествии временного интервала 555 возвращается в свое стабильное состояние, а вывод 3 становится низким.

Моностабильный режим иногда называют однократным режимом , что кажется более наглядным. Одноразовый режим передает идею о том, что при запуске 555 выдает один и только один выходной импульс. По достижении временного интервала выходной импульс останавливается, и схема замолкает до тех пор, пока не будет обнаружен следующий импульс запуска. Каждый импульс запуска дает один выходной импульс.

Типовая моностабильная схема 555

Чтобы понять, как работает эта схема, сначала посмотрите, как резистор 10 кОм и переключатель подключены к контакту 2, входу триггера. Переключатель представляет собой нормально разомкнутую кнопку.Когда кнопка не нажата, резистор 10 кОм подает напряжение на контакт 2, что поддерживает высокий уровень на входе триггера. При высоком уровне входа триггера выходное напряжение на контакте 3 близко к нулю.

Когда нажимается кнопочный переключатель, напряжение питания замыкается на массу. Это приводит к падению напряжения на выводе 2 до нуля и срабатыванию таймера. Как только таймер срабатывает, выходное напряжение на выводе 3 становится высоким, и начинается временной интервал.

Цепь резистор-конденсатор в моностабильном таймере

Теперь, когда вы понимаете, как работает схема запуска, посмотрите, как работает схема RC (R1 и C1).Резистор и конденсатор работают вместе, чтобы определить, как долго выходная мощность будет оставаться высокой. Короче говоря, как только цепь срабатывает, С1 начинает заряжаться.

Контакты 6 и 7 — пороговый и разрядный — связаны в моностабильную цепь 555. Контакт 6 отслеживает напряжение на конденсаторе. По мере зарядки конденсатора это напряжение увеличивается. Когда напряжение конденсатора достигает двух третей напряжения питания Vcc, временной цикл заканчивается, и на выходе на выводе 3 устанавливается низкий уровень.

Разрядный штифт (штырь 7) заряжает и разряжает конденсатор.Чтобы понять, как работает контакт 7, может быть полезно визуализировать внутреннюю работу контакта 7.

Здесь контакт 7 подключен к переключателю, который контролируется состоянием выхода на контакте 3. Когда выход высокий, переключатель разомкнут; когда выход низкий, переключатель закрыт. Когда переключатель замкнут, небольшой резистор 10 Ом внутри 555 соединяет контакт 7 с землей.

Когда выход на контакте 3 низкий, воображаемый переключатель внутри 555 замкнут, а контакт 7 подключен к земле через резистор 10 Ом.Это позволяет напряжению на C1 разряжаться через 555.

Но когда выход на выводе 3 становится высоким, воображаемый переключатель внутри 555 размыкается. Это заставляет ток, протекающий через R1, проходить через C1, что, в свою очередь, заставляет конденсатор заряжаться со скоростью, которая зависит от значений R1 и конденсатора.

Во время зарядки конденсатора контакт 6 контролирует напряжение, которое нарастает на конденсаторе. Как только это напряжение достигает двух третей напряжения питания, вывод 6 сигнализирует 555 об окончании временного интервала и на выходе становится низкий уровень.Это, в свою очередь, замыкает воображаемый переключатель внутри 555, что позволяет конденсатору разрядиться.

Об авторе книги

У Дуга Лоу все еще есть набор экспериментатора электроники, который дал ему отец, когда ему было 10 лет. Хотя он стал программистом и написал книги по различным языкам программирования, Microsoft Office, веб-программированию и компьютерам (в том числе 30+ книг для чайников), Дуг никогда не забывал свою первую любовь: электронику.

LM555-NE555 Мультивибратор One-Shot с контролем мощности переменного тока

Рис. 1. Схема моностабильного мультивибратора LM555.

Льюис Лофлин

Цель этой веб-страницы — научить моих студентов электронике через Интернет. Дело не в готовом продукте. Если вы используете напряжение выше 24 В переменного тока, вы делаете это на свой страх и риск.

Здесь я рассмотрю использование таймера 555 в качестве одноразового мультивибратора. Одноразовый мультивибратор вырабатывает выходной сигнал, время включения которого основано на схеме заряда-разряда резистора-конденсатора.Он существует только в двух состояниях — ВКЛ / ВЫКЛ. Давайте определимся с терминами.

Модель 555 была произведена рядом компаний. Его часто называют NE555 или LM555.

Здесь я буду использовать LM555 в его однократном моностабильном режиме. Цели:

A: Обсудите работу схемы LM555 и время.

B: Затем я буду использовать LM555 со схемой перехода через нуль, чтобы продемонстрировать управление мощностью переменного тока.

На рис. 1 показан LM555, подключенный в моностабильном режиме.Контакт 3 является выходом, а контакт 2 — входом запускающего импульса. Контакт 2 подтягивается к ВЫСОКОМУ значению резистором 10 000 Ом, подключенным к 5-вольтовому Vcc. Выход контакта 3 обычно является НИЗКИМ или нулевым выходом.

Когда переключатель SW1 нажат, контакт 2 триггера становится НИЗКИМ. Конденсатор C1 разряжен, контакт 3 переходит в высокий уровень, светодиод D2 горит. C1 начинает заряжаться через R1-R2 по формуле t в секундах = C * R * 1,1. R понимается как R1 + R2

Пример 1: R1 настроен на полное сопротивление 50 000 Ом, а C1 — 100 мкФ.Какое время работы (светодиод горит) t?

t = R * C1 * 1,1 = 50,000 * 0,0001 Фарад * 1,1 = 5,5 сек.

Пример 2: Какое максимальное и минимальное время включения конденсатора емкостью 1000 мкФ?

t max = 1000 мкФ * 101 000 Ом * 1,1 = 111,1 сек.

t мин = 1000 мкФ * 1000 Ом * 1,1 = 1,1 сек.

Важное примечание: пока кнопка SW1 нажата, выход будет оставаться ВЫСОКИМ даже по истечении времени t, пока не будет отпущен.

Рис. 2 Моностабильная схема LM555 для управления мощностью 60 Гц.

Теперь посмотрим, как использовать LM555 для управления питанием переменного тока. На рис. 2 показана моностабильная схема LM555. C1 — конденсатор 0,47 мкФ, R1 — 20000 Ом. Диапазон времени t от максимума до минимума:

t max = 0,47 мкФ * 21 000 * 1,1 = 10,9 миллисекунды.

t min = 0,47 мкФ * 1000 * 1,1 = 50 микросекунд.

На вывод 2 подается отрицательный импульс пересечения нуля.

Рис. 3 Управление мощностью переменного тока на основе MOC30XX.

Период 60 Гц равен 1/60 = 16,7 миллисекунды. Мы должны управлять схемой симистора на полупериоде, равном 8,33 миллисекунды.

На рис. 3 изображен оптопара типа MOC3010, подключенный к симистору, и лампа на 24 В, подключенная к источнику переменного тока с 24 кольцами.

Когда на выводе 3 LM555 низкий уровень, это нормальное состояние, цепь симистора включена — лампа горит.

Симистор Q1 — типичный чувствительный симистор затвора.

См. Мою страницу Основные симисторы и тиристоры.

Примечание. Я буду использовать пульсирующий постоянный ток на TP1 вместо переменного тока, но это работает так же.

Рис. 4

Рис. 4 иллюстрирует моностабильный запускающий импульс LM555 в зависимости от формы выходного сигнала. Когда вывод 2 переходит в НИЗКОЕ или нулевое напряжение, выходной контакт 3 становится ВЫСОКИМ или Тон. Во время Ton цепь симистора выключена. Цепь симистора включается только во время Toff. Чем больше задержка для Ton до 8,33 миллисекунды, на нагрузку подается меньше энергии.Регулируя R1 таким образом, мы регулируем интенсивность лампы.

Не регулируйте R1 на период времени t более 8,3 миллисекунды, иначе управление будет потеряно.

Рис. 5 Схема детектора перехода через нуль.

На рис. 5 показан один из примеров схемы перехода через нуль. Используйте для этой цепи соединение A.

См. Улучшенные детекторы пересечения нуля переменного тока для Arduino

Рис. 6 Зависимость переменного напряжения 60 Гц от импульса детектора перехода через нуль.

Фиг.7 Импульс пересечения нуля (B) в сравнении с выводом 3 моностабильного выхода LM555.

Рис. 8 Симисторный выход в сравнении с входом пульсирующего постоянного тока.

Рис. 8 иллюстрирует зависимость напряжения нагрузки от пульсирующего входного напряжения на TP1 на рис. 5.

Рис. 9 Импульс перехода через нуль в зависимости от напряжения нагрузки.

Видео:

Мои видео на YouTube по электронике

Введение в микроконтроллер Arduino

Часть 1: Программирование вывода Arduino

Часть 2: Программирование ввода Arduino

Часть 3: Аналого-цифровое преобразование Arduino

Часть 4: Использование широтно-импульсной модуляции Arduino

Repost Arduino Управление питанием переменного тока

Схема 1-минутного, 5-минутного, 10-минутного и 15-минутного таймера с использованием IC 555

Как следует из названия, таймер 555 в основном представляет собой «Таймер», который создает колеблющийся импульс.Это означает, что в течение некоторого времени выходной контакт 3 находится в состоянии ВЫСОКИЙ, а в течение некоторого времени остается НИЗКИЙ, что создает колебательный выход. Мы можем использовать это свойство таймера 555 для создания различных схем таймера, таких как схема 1-минутного таймера, 5-минутная схема таймера, 10-минутная схема таймера, 15-минутная схема таймера и т. Д. Все, что нам нужно, чтобы изменить значение резистора R1 и / или конденсатора C1. Нам нужно установить таймер 555 в Моностабильный режим для создания таймера. В моностабильном режиме продолжительность, в течение которой PIN 3 будет оставаться ВЫСОКИМ, определяется следующими формулами:

Т = 1.1 * R1 * C1

Итак, чтобы построить таймер на 1 минуту (60 секунд) , нам понадобится резистор номиналом 55 кОм и конденсатор 1000 мкФ:

1,1 * 55 к * 1000 мкФ

(1,1 * 55 * 1000 * 1000) / 1000000 = 60,5 ~ 60 секунд.

Здесь используется переменный резистор 1 МОм и установлен на 55 кОм (измеряется мультиметром). Мы можем легко рассчитать номинал резистора для схемы таймера на 5, 10 и 15 минут:

Цепь таймера на 5 минут

5 * 60 = 1.1 * R1 * 1000 мкФ

R1 = 272,7 кОм

Итак, чтобы построить схему 5-минутного таймера, мы просто изменим значение резистора на 272,7 кОм в приведенной выше схеме 1-минутного таймера.

Цепь 10-минутного таймера

10 * 60 = 1,1 * R1 * 1000 мкФ

R1 = 545,4 кОм

Аналогично, чтобы создать 10-минутный таймер, мы изменим номинал резистора на 545,4 кОм.

Цепь таймера на 15 минут

15 * 60 = 1.1 * R1 * 1000 мкФ

R1 = 818,2 кОм

Согласно вышеприведенным расчетам, для схемы таймера на 15 минут нам нужно сопротивление резистора 818,2 кОм.

Здесь следует отметить, что мы использовали светодиод в обратной логике, это означает, что когда на выходном выводе 3 низкий уровень, светодиод будет включен, а когда на выходе будет высокий уровень, светодиод будет выключен.