Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Реле времени на 555: 2 варианта, простая схема, схема с регулируемым временем выдержки

Содержание

Реле времени своими руками 2 (на 555).

Реле времени на транзисторе рассматриваемое в статье реле времени своими руками просто в изготовлении но обладает многими недостатками например: небольшие задержки, необходимость сброса энергии конденсатора для следующего запуска, сложность расчёта длительности задержки. Хорошее реле времени можно сделать на микросхеме NE555 (или LM555 (вместо LM или NE могут быть другие буквы)).

Рисунок 1 - Реле времени

 Или в таком виде:

Рисунок 2 - Реле времени

Но собирать реле времени нужно используя схему:

Рисунок 3 - Реле времени с защитой (R4) от "выкручивания" переменного резистора в крайнее положение


Элементы R2 (и R4 если он есть) и C1 задают время задержки. Нажатие кнопки SB1 приводит к замыканию контактов K1.1 и после некоторого времени (задержки) они размыкаются, далее можно снова нажать на кнопку SB1. Длительность задержки рассчитывается по формуле:
В этой формуле нужно добавить умножение на R4 если этот резистор есть.
Такое реле годится для множества видов нагрузок и источников питания.
Кнопка м.б. например такой:
Транзисторы любые которые могут включать реле.
Резистор R2 выбирается в зависимости от требуемых задержек.
R2 может быть таким:
Для удобства, к резистору можно приделать шкалу задержек. Также последовательно этому резистору желательно поставить постоянный резистор (R4 на схеме на рисунке 3) для защиты от "выкручивания" переменного резистора в крайние положения.
Или таким:
Конденсатор C2:
Схема может работать от источника питания с сетевым трансформатором, диодным мостом, конденсаторами и без параметрического стабилизатора напряжения.
Элементы можно припаять на плату.
Проверка работы реле времени:

Для расчёта задержки можно воспользоваться программой:

Усовершенствованная помехоустойчивая схема без транзистора:

Подробнее про усовершенствованную схему можно прочитать на странице http://electe.
blogspot.ru/2016/03/555.html".

5 штук таймеров 555 http://ali.pub/4xhmj
50штук таймеров 555 http://ali.pub/v5x9t
КАРТА БЛОГА (содержание)

Электротехника: февраля 2014

Схема для периодического автоматического включение/выключение приборов (в частности вентилятора для проветривания автомобиля в гараже) уже приводилась в статье АВТОпроветриватель, однако работало устройство не совсем правильно. Более простой и надёжный АВТОпроветриватель можно сделать на таймере 555 (NE555, LM555, КР1006ВИ и т.д.). Схема приведена на рисунке:

Рисунок 1 - Устройство периодической автоматической коммутации нагрузки


Разводить плату удобнее по схеме:

Рисунок 2 - Устройство периодической автоматической коммутации нагрузки


Источником питания (для силовой части со стороны реле) может быть например сеть 220В но не обязательно можно и аккумулятор и много чего. Нагрузкой может быть прибор (вентилятор, лампа и др.) подробнее о нагрузке ниже.
Реле включается и замыкает источник питания на нагрузку только тогда когда на выходе микросхемы будет низкий уровень напряжения, вытекающий ток из базы транзистора VT1 станет достаточным для того чтобы этот транзистор вошел в насыщение этот транзистор не перегорит так как у обмотки реле достаточное активное сопротивление для того чтобы ток через транзистор был меньше предельно допустимого для КТ209К:
Если использовать схему выше то длительность работы прибора, подключенного через реле к питания, нельзя сделать больше времени когда прибор не работает. Если нужно чтобы прибор дольше работал то можно использовать схему:

Рисунок 3 - Устройство периодической автоматической коммутации нагрузки


В этой схеме транзистор открывается тогда когда на выходе микросхемы присутствует высокий уровень напряжения, максимальный ток коллектора транзистора КТ315 меньше чем транзистора КТ209К но он всё равно не перегорит так как ток через обмотку реле К1 при напряжениях указанных на схеме не должен быть больше 100мА. Для того чтобы определить какой ток потечёт через обмотку реле можно замерить сопротивление этой обмотки и напряжение питания поделить на это сопротивление или можно соединить последовательно источник питания, обмотку реле, амперметр (или мультиметр в режиме миллиамперметра) и посмотреть ток, если он меньше 100мА то транзистор кт315 можно использовать если нет то тогда надо поставить транзистор с большим током. Также необходимо смотреть на то какой ток может коммутировать реле и на какое напряжение оно рассчитано, если подключить слишком мощный прибор или несколько параллельно то контакты реле могут не выдержать. Для того чтобы определить подходит ли прибор или нет можно поделить его мощность на напряжение питания (для сети 220) и посмотреть если получившееся число меньше тока реле (обычно 5...20 А) то это реле подходит если нет то надо реле с большим током. Это же и относится ко всем предыдущим схемам с реле. Пример работы с вентилятором (вентилятор без лопастей) на видео:


Рассчитать длительности можно в программе приведённой ниже. Для схемы на рисунке 3 длительность работы равна длительности импульса, для схемы на рисунках 1 и 2 длительность работы равна длительности паузы. Для схем на рисунках 1 и 2 сопротивлением R2 является сумма сопротивлений резисторов R2 и R3:

Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.

РадиоКот >Статьи >

Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.

Наверное нет такого радиолюбителя (Мяу, и его кота! - Здесь и далее прим. Кота), который не использовал бы в своей практике эту замечательную микросхему. Ну а уж слышали о ней так точно все.

Её история началась в 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием "Интегральный таймер" (The IC Time Machine).
На тот момент это была единственная "таймерная" микросхема доступная массовому потребителю. Сразу после поступления в продажу микросхема завоевала бешеную популярность и среди любителей и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем, использующих сей девайс.

За прошедшие 35 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы, в том числе и по более современным техпроцессам. Например, компания Motorola выпускает CMOS версию MC1455. Но при всем при этом в функциональности и расположении выводов никаких различий у всех этих версий нет. Все они полные аналоги друг друга.
Наши отечественные производители тоже не остались в стороне и выпускают эту микросхему под названием КР1006ВИ1.

А вот список заморских производителей, которые выпускают таймер 555 и их коммерческие обозначения:

Производитель

Название микросхемы

ECG Philips

ECG955M

Exar

XR-555

Fairchild

NE555

Harris

HA555

Intersil

SE555/NE555

Lithic Systems

LC555

Maxim

ICM7555

Motorola

MC1455/MC1555

National

LM1455/LM555C

NTE Silvania

NTE955M

Raytheon

RM555/RC555

RCA

CA555/CA555C

Sanyo

LC7555

Texas Instruments

SN52555/SN72555

В некоторых случаях указано два названия. Это означает, что выпускается две версии микросхемы - гражданская, для коммерческого применения и военная. Военная версия отличается большей точностью, широким диапазоном рабочих температур и выпускается в металлическом или керамическом корпусе. Ну и дороже, разумеется.

Начнем с корпуса и выводов.

Микросхема выпускается в двух типах корпусов - пластиковом DIP и круглом металлическом. Правда, в металлическом корпусе она все же выпускалась - сейчас остались только DIP-корпуса. Но на случай, если вам вдруг достанется такое счастье, привожу оба рисунка корпуса. Назначения выводов одинаковые в обоих корпусах. Помимо стандартных, выпускается еще две разновидности микросхем - 556 и 558. 556 - это сдвоенная версия таймера, 558 - счетверенная.

Функциональная схема таймера показана на рисунке прямо над этим предложением.


Микросхема содержит около 20 транзисторов, 15 резисторов, 2 диода. Состав и количество компонентов могут несущественно меняться в зависимости от производителя. Выходной ток может достигать 200 мА, потребляемый - на 3- 6 мА больше. Напряжение питания может изменяться от 4,5 до 18 вольт. При этом точность таймера практически не зависит от изменения напряжения питания и составляет 1% от расчетного. Дрейф составляет 0,1%/вольт, а температурный дрейф - 0,005%/С.

Теперь мы посмотрим на принципиальную схему таймера и перемоем ему кости, вернее ноги - какой вывод для чего нужен и что все это значит.

Итак, выводы (Мяу! Это он про ноги...):

1. Земля. Особо комментировать тут нечего - вывод, который подключается к минусу питания и к общему проводу схемы.

2. Запуск. Вход компаратора №2. При подаче на этот вход импульса низкого уровня (не более 1/3 Vпит) таймер запускается и на выходе устанавливается напряжение высокого уровня на время, которое определяется внешним сопротивлением R (Ra+Rb, см.

функциональную схему) и конденсатором С - это так называемый режим моностабильного мультивибратора. Входной импульс может быть как прямоугольным, так и синусоидальным. Главное, чтобы по длительности он был короче, чем время заряда конденсатора С. Если же входной импульс по длительности все-таки превысит это время, то выход микросхемы будет оставаться в состоянии высокого уровня до тех пор, пока на входе не установится опять высокий уровень. Ток, потребляемый входом, не превышает 500нА.

3. Выход. Выходное напряжение меняется вместе с напряжением питания и равно Vпит-1,7В (высокий уровень на выходе). При низком уровне выходное напряжение равно примерно 0,25в (при напряжении питания +5в). Переключение между состояниями низкий - высокий уровень происходит приблизительно за 100 нс.

4. Сброс. При подаче на этот вывод напряжения низкого уровня (не более 0,7в) происходит сброс выхода в состояние низкого уровня не зависимо от того, в каком режиме находится таймер на данный момент и чем он занимается.

Reset, знаете ли, он и в Африке reset. Входное напряжение не зависит от величины напряжения питания - это TTL-совместимый вход. Для предотвращения случайных сбросов этот вывод настоятельно рекомендуется подключить к плюсу питания, пока в нем нет необходимости.

5. Контроль. Этот вывод позволяет получить доступ к опорному напряжению компаратора №1, которое равно 2/3Vпит. Обычно, этот вывод не используется. Однако его использование может весьма существенно расширить возможности управления таймером. Все дело в том, что подачей напряжения на этот вывод можно управлять длительностью выходных импульсов таймера и таким образом, забить на RC времязадающую цепочку. Подаваемое напряжение на этот вход в режиме моностабильного мультивибратора может составлять от 45% до 90% напряжения питания. А в режиме мультивибратора от 1,7в до напряжения питания. При этом мы получаем ЧМ (FM) модулированный сигнал на выходе. Если же этот вывод таки не используется, то его рекомендуется подключить к общему проводу через конденсатор 0,01мкФ (10нФ) для уменьшения уровня помех и всяких других неприятностей.

6. Останов. Этот вывод является одним из входов компаратора №1. Он используется как эдакий антипод вывода 2. То есть используется для остановки таймера и приведения выхода в состояние (Мяу! Тихой паники?!) низкого уровня. При подаче импульса высокого уровня (не менее 2/3 напряжения питания), таймер останавливается, и выход сбрасывается в состояние низкого уровня. Так же как и на вывод 2, на этот вывод можно подавать как прямоугольные импульсы, так и синусоидальные.

7. Разряд. Этот вывод подсоединен к коллектору транзистора Т6, эмиттер которого соединен с землей. Таким образом, при открытом транзисторе конденсатор С разряжается через переход коллектор-эмиттер и остается в разряженном состоянии пока не закроется транзистор. Транзистор открыт, когда на выходе микросхемы низкий уровень и закрыт, когда выход активен, то есть на нем высокий уровень. Этот вывод может также применяться как вспомогательный выход. Нагрузочная способность его примерно такая же, как и у обычного выхода таймера.

8. Плюс питания. Как и в случае с выводом 1 особо ничего не скажешь. Напряжение питания таймера может находиться в пределах 4,5-16 вольт. У военных версий микросхемы верхний диапазон находится на уровне 18 вольт.

Впитали? Едем дальше.
Большинство таймеров нуждаются во времязадающей цепочке, обычно состоящей из резистора и конденсатора. Таймер 555 не исключение. Давайте посмотрим на диаграмму работы микросхемы.

Итак, предположим, что мы подали питание на микросхему. Вход находится в состоянии высокого уровня, на выходе - низкий уровень, конденсатор С разряжен. Все спокойно, все спят. И тут БАХ - мы подаем серию прямоугольных импульсов на вход таймера. Что происходит?
Первый же импульс низкого уровня переключает выход таймера в состояние высокого уровня. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резистор R. Все то время пока конденсатор заряжается, выход таймера остается во включенном состоянии - на нем сохраняется высокий уровень напряжения. Как только конденсатор зарядится до 2/3 напряжения питания, выход микросхемы выключается и на нем появляется низкий уровень. Транзистор T6 открывается и конденсатор С разряжается.
Однако есть два нюанса, которые показаны на графике пунктирными линиями.
Первый - если после окончания заряда конденсатора на входе сохраняется низкий уровень напряжения - в таком случае выход остается активным - на нем сохраняется высокий уровень до тех пор, пока на входе не появится высокий уровень. Второй - если мы активируем вход Сброс напряжением низкого уровня. В этом случае выход сразу же выключится, не смотря на то, что конденсатор все еще заряжается.
Так, лирическую часть закончили - перейдем к суровым цифрам и расчетам. Как же нам определить время, на которое будет включаться таймер и номиналы RC цепочки, необходимые для задания этого времени? Время, за которое конденсатор заряжается до 63,2% (2/3) напряжения питания называется временной константой, обозначим её буковкой t. Вычисляется это время потрясающей по своей сложности формулой. Вот она: t = R*C, где R - сопротивление резистора в МегаОм-ах, С - емкость конденсатора в микроФарад-ах. Время получается в секундах.

К формуле мы еще вернемся, когда будем подробно рассматривать режимы работы таймера. А сейчас пока посмотрим на простенький тестер для этой микросхемы, который запросто скажет вам - работает ваш экземпляр таймера или нет.

Если после включения питания мигают оба светодиода - значит все хорошо и микросхема во вполне рабочем состоянии. Если же хотя бы один из диодов не горит или наоборот - горит постоянно, значит такую микросхемы можно спустить в унитаз с чистой совестью или вернуть назад продавцу, если вы её только что купили. Напряжение питания - 9 вольт. Например, от батареи "Крона".

Теперь рассмотрим режимы работы этой микросхемы.
Собственно говоря, режимов у нее две штуки. Первый - моностабильный мультивибратор. Моностабильный - потому что стабильное состояние у такого мультивибратора одно - выключен. А во включенное состояние мы его переводим временно, подав на вход таймера какой-либо сигнал. Как уже отмечалось выше, время, на которое мультивибратор переходит в активное состояние, определяется RC цепочкой. Эти свойства могут быть использованы в самых разнообразных схемах. Для запуска чего-либо на определенное время или наоборот - для формирования паузы на заданное время.

Второй режим - это генератор импульсов. Микросхема может выдавать последовательность прямоугольных импульсов, параметры которых определяются все той же RC цепочкой. (Мяу! Хочу цепочку. На хвост. Ну или браслетик. Антистатический.)
Все-таки Кот у нас - зануда.
Начнем сначала, то есть с первого режима.

Схема включения микросхемы показана на рисунке. RC цепочка включена между плюсом и минусом питания. К соединению резистора и конденсатора подключен вывод 6 - Останов. Это вход компаратора №1. Сюда же подключен вывод 7 - Разряд. Входной импульс подается на вывод 2 - Запуск. Это вход компаратора №2. Совершенно простецкая схема - один резистор и один конденсатор - куда уж проще? Для повышения помехоустойчивости можно подключить вывод 5 на общий провод через конденсатор емкостью 10нФ.
Итак, в исходном состоянии, на выходе таймера низкий уровень - около нуля вольт, конденсатор разряжен и заряжаться не хочет, поскольку открыт транзистор Т6. Это состояние стабильное, оно может продолжаться неопределенно долгое время. При поступлении на вход импульса низкого уровня, срабатывает компаратор №2 и переключает внутренний триггер таймера. В результате на выходе устанавливается высокий уровень напряжения. Транзистор Т6 закрывается и начинает заряжаться конденсатор С через резистор R. Все то время, пока он заряжается, на выходе таймера сохраняется высокий уровень. Таймер не реагирует ни на какие внешние раздражители, буде они поступают на вывод 2. То есть, после срабатывания таймера от первого импульса дальнейшие импульсы не оказывают никакого действия на состояние таймера - это очень важно. Так, что там у нас происходит то? А, да - заряжается конденсатор. Когда он зарядится до напряжения 2/3Vпит, сработает компаратор №1 и в свою очередь переключит внутренний триггер. В результате на выходе установится низкий уровень напряжения, и схема вернется в свое исходное, стабильное состояние. Транзистор Т6 откроется и разрядит конденсатор С.

Время, на которое таймер, так сказать "выходит из себя", может быть от одной миллисекунды до сотен секунд.
Считается оно так: T=1.1*R*C
Теоретически, пределов по длительности импульсов нет - как по минимальной длительности, так и по максимальной. Однако, есть некоторые практические ограничения, которые обойти можно, но сначала стоит задуматься - нужно ли это делать и не проще ли выбрать другое схемное решение.
Так, минимальные значения, установленные практическим образом для R составляет 10кОм, а для С - 95пФ. Можно ли меньше? В принципе - да. Но при этом, если еще уменьшить сопротивление резистора - схема начнет трескать слишком много электричества. Если уменьшить емкость С, то всякие паразитные емкости и помехи могут существенно повлиять на работу схемы.
С другой стороны, максимальное значение резистора примерно равно 15Мом. Здесь ограничение накладывает ток, потребляемый входом Останов (около 120нА) и ток утечки конденсатора С. Таким образом, при слишком большом значении резистора таймер просто никогда не выключится, если сумма токов утечки конденсатора и тока входа превысит 120 нА.
Ну а что касается максимальной емкости конденсатора, то дело не столько в самой емкости, сколько в токе утечки. Понятно, что чем больше емкость, тем больше ток утечки и тем хуже будет точность таймера. Поэтому, если таймер будет использоваться для больших временных интервалов, то лучше пользоваться конденсаторами с малыми токами утечки - например, танталовыми.

Перейдем ко второму режиму.

В эту схему добавлен еще один резистор. Входы обоих компараторов соединены и подключены к соединению резистора R2 и конденсатора. Вывод 7 включен между резисторами. Конденсатор заряжается через резисторы R1 и R2.
Теперь посмотрим, что же произойдет, когда мы подадим питание на схему. В исходном состоянии конденсатор разряжен и на входах обоих компараторов низкий уровень напряжения, близкий к нулю. Компаратор №2 переключает внутренний триггер и устанавливает на выходе таймера высокий уровень. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резисторы R1 и R2.

Когда напряжение на конденсаторе достигает 2/3 напряжения питания, компаратор №1 в свою очередь переключает триггер и выключает выход таймер - напряжение на выходе становится близким к нулю. Транзистор Т6 открывается и конденсатор начинает разряжаться через резистор R2. Как только напряжение на конденсаторе опустится до 1/3 напряжения питания, компаратор №2 опять переключит триггер и на выходе микросхемы снова появится высокий уровень. Транзистор Т6 закроется и конденсатор снова начнет заряжаться... фууу, чет у меня голова закружилась уже.
Короче говоря, в результате всего этого шаманства, на выходе мы получаем последовательность прямоугольных импульсов. Частота импульсов, как вы вероятно уже догадались, зависит от величин C, R1 и R2. Определяется она по формуле:

Значения R1 и R2 подставляются в Омах, C - в фарадах, частота получается в Герцах.
Время между началом каждого следующего импульса называется периодом и обозначается буковкой t. Оно складывается из длительности самого импульса - t1 и промежутком между импульсами - t2. t = t1+t2.
Частота и период - понятия обратные друг другу и зависимость между ними следующая:
f = 1/t.
t1 и t2 разумеется тоже можно и нужно посчитать. Вот так:
t1 = 0.693(R1+R2)C;
t2 = 0.693R2C;

Ну, с теоретической частью вроде бы покончили. В следующей части рассмотрим конкретные примеры включения таймера 555 в различных схемах и для самого разнообразного использования.
Если у вас еще остались вопросы - их можно задать тут.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?


Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

555-й таймер. Часть 1. Как устроен и как работает таймер NE555. Расчёт схем на основе NE555

Эта статья посвящена микросхеме, сохраняющей популярность уже более 30 лет и имеющей множество клонов. Встречайте — таймер NE555 (он же — LM555, LC555, SE555, HA555, а также
множество других, есть даже советский аналог — КР1006ВИ1). Такую популярность этой микросхеме обеспечили простота, дешивизна, широкий диапазон напряжений питания (4,5-18В), высокая точность и стабильность (температурный дрейф 0,005% / oС, дрейф от напряжения питания — менее 0,1% / Вольт), ну и конечно же, самое главное, — широчайшие возможности применения.

Но, обо всём по порядку. Начнём мы с того, как эта микросхема устроена.

Итак, функциональная схема таймера показана на рисунке 1.

Ноги:

1. GND — земля/общий провод.

2. Trigger — инвертирующий вход компаратора, ответственного за установку триггера. Когда напряжение на этой ноге становится меньше 1/3 Vcc (то есть меньше, чем напряжение на неинвертирующем входе компаратора) — на вход SET триггера поступает логическая 1. Если при этом отсутствуют сигналы сброса на входах Reset, то триггер установится (на его выходе появится логический 0, так как выход инвертированный).

3. Output — выход таймера. На этом выводе присутствует инвертированный сигнал с выхода триггера, то есть когда триггер взведён (на его выходе ноль) — на выводе Output высокий уровень, когда триггер сброшен — на этом выводе низкий уровень.

4. Reset — сброс. Если этот вход подтянуть к низкому уровню, триггер сбрасывается (на его выходе устанавливается 1, а на выходе таймера низкий уровень).

5. Control — контроль/управление. Этот вывод позволяет изменять порог срабатывания компаратора, управляющего сбросом триггера. Если вывод 5 не задействован, то этот порог определяется внутренним делителем напряжения на резисторах и равен 2/3 Vcc. Вывод Control можно использовать, например, для организации обратной связи по току или напряжению (об этом я позднее расскажу).

6. Threshold — порог. Когда напряжение на этом выводе становится выше порогового (которое при незадействованном выводе 5, как вы помните, равно 2/3 Vcc) — происходит сброс триггера и на выходе таймера устанавливается низкий уровень.

7. Discharge — разряд. На этом выходе 555-й таймер имеет транзистор с открытым коллектором. Когда триггер сброшен — этот транзистор открыт и на выходе 7 присутствует низкий уровень, когда триггер установлен — транзистор закрыт и вывод 7 находится в Z-состоянии. (Почему эта нога называется «разряд» вы скоро поймёте.)

8. Vcc — напряжение питания.

Далее, давайте рассмотрим, в чём же основная идея использования этого таймера. Для этого добавим к нашей схеме пару элементов внешней обвязки (смотрим рисунок 2). 4-ю и 5-ю ноги мы пока не будем использовать, поэтому будем считать, что 4-я нога у нас гвоздём прибита к напряжению питания, а 5-я просто болтается в воздухе (с ней и так ничего не будет).

Итак, пусть изначально у нас на второй ноге присутствует высокий уровень. После включения наш триггер сброшен, на выходе триггера высокий уровень, на выходе таймера низкий уровень, на 7-й ноге тоже низкий уровень (транзистор внутри микрухи открыт).

Чтобы произошло переключение триггера — необходимо подать на вторую ногу уровень ниже 1/3 Vcc (тогда переключится компаратор и сформирует высокий уровень на входе Set нашего триггера). Пока уровень на 2-й ноге остаётся выше 1/3 Vcc — наш таймер находится в стабильном состоянии и никаких переключений не происходит.

Ну что ж, — давайте кратковременно подадим на 2-ю ногу низкий уровень (на землю её коротнём, да и всё) и посмотрим что будет происходить.

Как только уровень на 2-й ноге упадёт ниже 1/3 Vcc — у нас сработает компаратор, подключенный к устанавливающему входу триггера (S), что, соответственно, вызовет установку триггера.

На выходе триггера появится ноль (поскольку выход триггера инвертирован), при этом на выходе таймера (3-я нога) установится высокий уровень. Кроме этого транзистор на 7-й ноге закроется и 7-я нога перейдёт в Z-состояние.

При этом через резистор Rt начнёт заряжаться конденсатор Ct (поскольку он больше не замкнут на землю через 7-ю ногу микрухи).

Как только уровень на 6-й ноге поднимется выше 2/3 Vcc — сработает компаратор, подключенный ко входу R2 нашего триггера, что приведёт к сбросу триггера и возврату схемы в первоначальное состояние.

Вот мы и рассмотрели работу схемы, называемой одновибратором или моностабильным мультивибратором, короче говоря, устройства, формирующего единичный импульс.

Как нам теперь узнать длительность этого импульса? Очень просто, — для этого достаточно посчитать, за какое время конденсатор Ct зарядится от 0 до 2/3 Vcc через резистор Rt от постоянного напряжения Vcc.

Сначала решим эту задачку в общем виде. Пусть у нас конденсатор заряжается через резистор R напряжением Vп от начального уровня U0.

Вспоминаем, как связаны ток и напряжение на конденсаторе: i=C*dU/dt. Ток через резистор: i=(Vп-U)/R. Поскольку это один и тот же ток, который течёт через резистор и заряжает конденсатор, то мы можем составить простое дифференциальное уравнение, описывающее процесс заряда нашего конденсатора: C*dU/dt=(Vп-U)/R.

Преобразуем наше уравнение к виду: RC*dU/dt + U = Vп

Это дифференциальное уравнение имеет решение, вида: U=U0+(Vп-U0)*(1-e-t/RC) ( формула 1 )

Теперь вернёмся к нашей схеме. Зная, что U0=0, напряжение питания равно Vcc, а конечное напряжение равно 2/3 Vcc, найдём время заряда:

2/3 Vcc = Vcc*(1-e-t/RC)

2/3 = 1-e-t/RC

1-2/3 = e-t/RC

ln(1/3) = -t/RC

Отсюда получаем длительность импульса нашего одновибратора:

t = RC*(-ln(1/3)) ≈ 1,1*RC

А теперь мы нашу схему немного изменим. Добавим в неё ещё один резистор, и чуть изменим подключение ног (смотрим рисунок 3).

Так, что у нас получилось? На старте конденсатор Ct разряжен (напряжение на нём меньше 1/3 Vcc), значит сработает компаратор запуска и сформирует высокий уровень на входе S нашего триггера. Напряжение на 6-й ноге меньше 2/3 Vcc, значит компаратор, формирующий сигнал на входе R2, — выключен (на его выходе низкий уровень, то есть сигнала Reset нет).

Следовательно сразу после включения наш триггер установится, на его выходе появится логический 0, на выходе таймера установится высокий уровень, транзистор на 7-й ноге закроется и конденсатор Ct начнёт заряжаться через резисторы R1, R2. При этом напруга на 2-й и 6-й ногах начнёт расти.

Когда эта напруга вырастет до 1/3 Vcc — пропадёт сигнал Set (отключится компаратор установки триггера), но триггеру пофиг, на то он и триггер, — если уж он установился, то сбросить его можно только сигналом Reset.

Сигнал Reset сформируется верхним на нашем рисунке компаратором, когда напряжение на конденсаторе, а вместе с ним на 2-й и 6-й ногах, достигнет значения 2/3 Vcc (то есть как только напряжение на конденсаторе станет чуть больше — сразу сформируется Reset).

Этот сигнал (Reset) сбросит наш триггер и на его выходе установится высокий уровень. При этом на выходе таймера установится низкий уровень, транзистор на 7-й ноге откроется и конденсатор Ct начнёт разряжаться через резистор R2. Напряжение на 2-й и 6-й ногах начнёт падать. Как только оно станет чуть меньше 2/3 Vcc — верхний компаратор снова переключится и сигнал Reset пропадёт, но установить триггер теперь можно только сигналом Set, поэтому он так и останется в сброшенном состоянии.

Как только напряжение на Ct снизится до 1/3 Vcc (станет чуть ниже) — снова сработает нижний компаратор, формирующий сигнал Set, и триггер снова установится, на его выходе снова появится ноль, на выходе таймера — единица, транзистор на 7-й ноге закроется и снова начнётся заряд конденсатора.

Далее этот процесс так и будет продолжаться до бесконечности — заряд конденсатора через R1,R2 от 1/3 Vcc до 2/3 Vcc (на выходе таймера высокий уровень), потом разряд конденсатора от 2/3 Vcc до 1/3 Vcc через резистор R2 (на выходе таймера низкий уровень).

Таким образом наша схема теперь работает как генератор прямоугольных импульсов, то есть мультивибратор в автоколебательном режиме (когда импульсы сами возникают, без каких-либо внешних воздействий).

Осталось только посчитать длительности импульсов и пауз. Для этого снова воспользуемся формулой 1, которую мы вывели выше.

При заряде конденсатора напряжением Vcc через R1,R2 от 1/3 Vcc до 2/3 Vcc, имеем:

2/3 Vcc = 1/3 Vcc + (Vcc-1/3 Vcc)*(1-e-t/(R1+R2)C)

1/3 = 2/3*(1-e-t/(R1+R2)C)

1/2 = 1-e-t/(R1+R2)C

e-t/(R1+R2)C = 1/2

t/(R1+R2)C = -ln(1/2)

Отсюда получаем длительность импульса нашего мультивибратора:

tи = -ln(1/2)*(R1+R2)*C ≈ 0,693*(R1+R2)C

Аналогично находим длительность паузы, только теперь у нас начальный уровень 2/3 Vcc, конденсатор мы не заряжаем от Vcc, а разряжаем на землю (т. е. вместо Vп в формулу нужно подставить ноль, а не Vcc) и разряд идёт только через резистор R2:

1/3 Vcc = 2/3 Vcc + (0-2/3 Vcc)*(1-e-t/R2*C)

2/3*(1-e-t/R2*C) = 1/3

1-e-t/R2*C = 1/2

e-t/R2*C = 1/2

t/R2*C = -ln(1/2)

Отсюда получаем длительность паузы мультивибратора:

tп = -ln(1/2)*R2*C ≈ 0,693*R2*C

Ну и дальше уже несложно посчитать для нашего мультивибратора период импульса и частоту:

T = tи + tп = -ln(1/2)*(R1+2*R2)*C ≈ 0,693*(R1+2*R2)*C

f = 1/T

Продолжение: Генератор прямоугольных импульсов с регулируемой скважностью, на 555-м таймере.

Заметки для мастера - Бытовой таймер

             

         Реле времени с дистанционным управлением.


Реле времени на 555 может быть дополнено системой дистанционного управления для удобства использования. Можно добавить возможность включать реле нажатием любой кнопки на любом пульте выдающем импульсы инфракрасного излучения (в основном такие пульты используются для управления телевизорами и др. бытовыми приборами). Схема реле времени дополненного приёмником инфракрасного излучения приведена на рисунке 1.

Рис.1

Конденсатор C2 нужен для предотвращения ложных срабатываний от наводок возникающих при коммутации нагрузки через реле К1. Фотодиод необходимо поместить в чёрную коробочку с окном. Для настройки подаётся питание и резистором R2 устанавливается напряжение на выводе 2 микросхемы чуть больше напряжения Uп/3 где Uп - напряжение питания. Если напряжение на выводе 2 микросхемы 555 будет меньше Uп/3 то реле будет включено. Если напряжение на выводе 2 микросхемы 555 будет меньше Uп/3 постоянно то реле будет включено постоянно.

Данным реле можно коммутировать множество разных приборов.

 

Периодическое автоматическое включение/выключение приборов.

        Схема для периодического автоматического включение/выключение приборов, в частности вентилятора для проветривания и т.п. можно сделать на таймере 555 NE555. Схема приведена на рисунке 2.

Рис.2

        Реле включается и замыкает источник питания на нагрузку только тогда, когда на выходе микросхемы будет низкий уровень напряжения, вытекающий ток из базы транзистора VT1 станет достаточным для того чтобы этот транзистор вошел в насыщение, этот транзистор не перегорит, так как у обмотки реле достаточное активное сопротивление, для того чтобы ток через транзистор был меньше предельно допустимого для КТ209К.

 

           Таймер на микросхеме NE555

 

       На рисунке 3, показана схема простого реле времени на NE555.

Рис.3

При указанных элементах реле времени работает в интервале времени от 1 до 100 секунд. Время срабатывания реле задается потенциометром R2. Емкость конденсатора С1 определяет основной диапазон времени срабатывания реле (100 секунд), уменьшив или увеличив емкость можно добиться других временных интервалов.

 

          Реле времени


        Реле времени предназначены для коммутации электрических цепей устройств с заданной временной выдержкой. Описываемые реле времени не содержат сетевого трансформатора, поэтому позволяют значительно снизить их массу и габаритные размеры. При налаживании и эксплуатации реле необходимо соблюдать меры предосторожности, так как цепи и элементы этих устройств находятся под сетевым напряжением. Если же необходимо обеспечить отсутствие гальванической связи с сетью, то проще всего питать реле времени через разделительный трансформатор соответствующей мощности.

 

Рис.4

        На рис. 4 изображена принципиальная схема реле времени с нагрузкой в виде осветительных ламп накаливания. Подобные реле могут быть установлены в коридорах, лестничных площадках, прихожих с целью экономии электрической энергии и увеличения срока службы ламп.

        Реле времени содержит тринистор (триодный тиристор) VS1 и времязадающий узел на транзисторе VT1, управляющий работой тринистора. В исходном состоянии конденсатор С1 заряжен до напряжения сети, транзистор и тиристор закрыты. При нажатии на кнопку S1 конденсатор С1 разряжается через резистор R5 и диод VD3. В каждый положительный полупериод сетевого напряжения конденсатор заряжается через эмиттерный переход транзистора VT1, в результате тиристор VS1 открывается и включает лампу h2. В отрицательный полупериод напряжения ток через устройство не протекает.

        После отпускания кнопки в каждый положительный полупериод напряжения ток через диоды VD1, VD2, резистор R4 и эмиттерный переход транзистора VT1 подзаряжает конденсатор С1 и накал лампы плавно убывает. Время каждого зарядного импульса примерно равно времени открывания тиристора. Благодаря этому при сравнительно небольших емкости конденсатора С1 и сопротивлении резистора R4 удалось получить значительную постоянную времени зарядки. После полной зарядки конденсатора ток через транзистор прекращается и тиристор закрывается. Нужную выдержку времени на выключение лампы устанавливают подстроенным резистором R3.

        Максимальная временная выдержка реле на отключении лампы около 10 мин. В конце выдержки накал лампы начинает убывать. В ждущем режиме устройство не потребляет тока от сети.

        В реле времени можно использовать любые диоды из серии КД105 или диоды Д226Б. Транзистор необходим с максимально допустимым напряжением коллектор — эмиттер 300 В. Конденсатор С1 желательно выбрать в герметичном исполнении. Тиристор VS1 должен быть рассчитан на обратное напряжение не менее 300 В.


 

          Таймер на микросхеме NE555

 

        Схема таймера показанная на рис.5, построена на базе микросхемы NE555.


Рис.5

        Нажатие кнопки SB1 приводит к запуску таймера, о чем сигнализирует светодиод HL1. По прошествии заданного времени загорается HL2. Если вместо второго светодиода поставить реле, то можно значительно расширить область применения устройства. Резистором R2 настраивается время срабатывания таймера.

 

          Таймер со светодиодной индикацией

 

 

Рис.6

        Данная схема (рис.6), может использоваться для контроля времени приготовления пищи, в фотолаборатории или как часть другой схемы. Время задержки может быть от нескольких секунд до 5 мин. и зависит

от величины емкости конденсатора С1.

 

Коваль В.А.

г. Чернигов

          Реле времени на симисторе

 

        Схема, показанная на рис.7, позволяет непосредственно (без реле) управлять отключением сетевой нагрузки.

 

Рис.7

        В качестве коммутатора использован симистор. Включение нагрузки будет при первоначальном подключении к сети или при нажатии на кнопку SB1. Для питания микросхемы использовано реактивное сопротивление, которым является конденсатор С1. Стабилитрон VD1 обеспечивает стабильное напряжение питания микросхемы, диод VD3 позволяет уменьшить время готовности схемы для частого нажатия на кнопку. Время задержки выключения может регулироваться резистором R3 от 0 до 8,5 мин. Времязадающий конденсатор С3 обязательно должен иметь маленькую утечку.

 

Шелестов И.П.

Радиолюбителям: полезные

схемы  


 

        Таймер управления нагрузкой

 

        Реле времени, схема которого показана на рис.8, предназначено для управления одной нагрузкой, — включением электроприбора или его выключением через некоторое время, которое должно пройти с момента нажатия на кнопку "Пуск". Время это, при указанных на схеме номиналах С2, R2 и R3 можно устанавливать при помощи R3 в пределах от 15 минут до 10 часов.

 

Рис.8

        Особенность реле в том, что после того как будет отработана установленная выдержка времени и реле включит или выключит нагрузку, произойдет автоматическое отключение реле от электросети, и оно будет выключено до следующего нажатия на кнопку "Пуск".

        Наличие на выходе простого электромагнитного реле, дает возможность управлять любой нагрузкой .

        Роль времязадающего узла возложена на микросхему D1, имеющую в своем составе элементы мультивибратора и двоичный счетчик.

        В данной схеме RC-цепь совместно с счетчиком микросхемы позволяет получать практически любые выдержки от 1 секунды до нескольких суток, все зависит от параметров этой RC цепи, емкостная составляющая которой может быть от 50 пФ до нескольких мкФ, а сопротивление от 10 кОм до нескольких МОм.

        В данном случае, при емкости С2 равной 0,33 мКф, и сопротивлении R2+R3 в пределах 100 кОм ... 2,3 МОм можно получать выдержки от 15 минут до 10 часов. Изменив параметры этой цепи можно получить другие выдержки.

        Включение и запуск реле времени производится кнопкой S1 не имеющей фиксации.

        Подстройкой R3 устанавливается время в течении которого после нажатия кнопки S1 реле будет автоматически поддерживаться в подключенном к электросети состоянии.

        Теперь о том, как подключается нагрузка. Может быть два варианта, в первом нагрузка включается после того как истечет установленное время, во втором нагрузка включается сразу при нажатии на S1, а выключается после того как пройдет установленное время. Выбор варианта производится тумблером S2.

        В показанном на схеме положении после нажатия на S1 нагрузка выключена, и включается только после того как реле времени отработает временную выдержку и контакты реле Р1 вернутся в исходное положение. В положении "OFF" тумблера S2 нагрузка включается одновременно с нажатием на S1 и выключается одновременно с выключением реле, то есть работает только в течении установленного времени.

        В качестве реле Р1 используется автомобильное реле "112.3747-10Е" от ВАЗ-2108, имеющее группу переключающих контактов. Реле выбрано из соображения наибольшей мощности контактов, чтобы можно было управлять любой нагрузкой, включая и электронагревательные приборы.

          Простой бытовой таймер

 

        Принципиальная схема таймера показана на рисунке 9.

 

Рис.9

        Временной интервал устанавливают переменным резистором R4, регулирующим частоту импульсов внутреннего мультивибратора микросхемы. А затем эти импульсы считывает счетчик. И после того как он насчитывает их 8192, происходит выключение реле Р1 и выключение мультивибратора при помощи диода VD1.

        Запускают таймер кнопкой S1 (нажать и отпустить). В момент нажатия кнопки через ее контакты на вывод 12 (вход обнуления R) поступает напряжение уровня логической единице. Это устанавливает счетчик в нулевое положение, когда на всех его выводах логические нули. Нуль будет и на самом старшем выходе (выв.3).

        Транзисторный ключ на VT1 и VT2 сделан на транзисторах структуры p-n-p, поэтому, для его открывания на базу VT1 нужно подать отрицательное, относительно эмиттера, напряжение, то есть, логический ноль. Это происходит при установке счетчика в нулевое положение. А далее, ключ открывается и подает ток на реле К1, контакты которого приходят в движение и либо выключают нагрузку либо ее выключают.

        После отпускания кнопки S1 напряжение на входе R счетчика падает до логического нуля и счетчик сможет считать импульсы, вырабатываемые мультивибратором, внешними деталями которого являются C2,R2,R4,R3.

        С поступлением 8192- го импульса (с момента отпускания кнопки S1) на выводе 3 микросхемы возникает логическая единица. Это приводит к закрыванию транзисторного ключа и выключению электромагнитного реле. Одновременно происходит блокировка мультивибратора через диод VD1. Счетчик останавливается в этом положении и будет оставаться в нем до тех пор, пока снова не будет нажата кнопка S1 (или пока не выключат питание).

        Промежуток времени, в течении которого реле Р1 включено устанавливают переменным резистором R4. Резистор R2 ограничивает минимальное сопротивление времязадающего сопротивления. Когда резистор R4 установлен в минимальное положение (крайнее левое, по схеме) временной интервал, отрабатываемый таймером, составляет около 27 минут. При крайне правом положении R4, - 170 минут. Уменьшить выдержки в два раза можно, если точку соединения резистора R6 и диода VD1 переключить с вывода 3 D1 на вывод 2. А если эту точку переключить на вывод 1, - устанавливаемая выдержка уменьшится в четыре раза. Можно сделать переключатель с положениями «1/1», «1/2» и «1/4».

        Можно сделать так, что нагрузка будет включатся периодически (например, 27 минут работает, 27 минут отдыхает), для этого надо убрать из схемы диод VD1.

        То, включается нагрузка или выключается, зависит от того, какие выводы реле включены в разрыв ее питания.

        Обмотка реле, - довольно мощная нагрузка, поэтому таймер питается не от батареи, а от сетевого источника. Например, реле WJ118-1C может включать нагрузку, питающуюся напряжением до 250 В при токе до 5 А. А номинальное напряжение обмотки реле 12 В. То есть, таймер может управлять сетевой нагрузкой мощностью до 1250 Вт.

        Транзисторы КТ361 можно заменить на КТ3107, КТ502. Транзистор КТ814, - на КТ816. Все диоды – КД522, КД521, 1N4148.

          Универсальный таймер

 

        Этот таймер выполнен по аналогово – цифровой схеме, его можно использовать для задержки включения или выключения различного электрооборудования, рис.10.

Рис.10

        Таймер может отрабатывать любую выдержку в пределах от 2 секунд до 3 часов. Нужное время устанавливается с помощью переменного резистора R3 и переключателя S1. Резистор регулирует частоту тактового генератора, а переключатель переключает коэффициент деления счетчика. Так получается два диапазона «2 сек... 2,4 мин» и «90 сек…3 часа». Диапазоны выбирают переключателем S1 («М»-«Ч»). Для установки выдержки вокруг рукоятки переменного резистора нанесены две круглые шкалы, а рукоятка со стрелкой. Конечно, такой способ не дает большой точности установки времени, так как и диапазоны широки, и шкалы коротки, и переменный резистор вещь нестабильная, но данный таймер предназначен для тех случаев, когда время нужно задавать «где-то так, примерно…». А таких случаев в практике много.

        Выход таймера – релейный. Это позволяет управлять практически чем угодно, важно чтобы мощность нагрузки не превышала допустимую величину для контактов данного реле.

        В основе схемы микросхема CD4060B и она содержит счетчик типа К561ИЕ16, и еще инверторы для кварцевого или RC-мультивибратора.

        Питается таймер от источника напряжением 12В. Вообще, величина этого напряжения может быть от 5 до 15В и зависит в первую очередь от номинального напряжения обмотки используемого реле.

        Микросхему CD4060B можно заменить аналогичной микросхемой других производителей, например, MPJ4060. Отечественного аналога нет. Реле BS115C с обмоткой на 12В можно заменить аналогичным с обмоткой на 5,6,9В, соответственно изменится и напряжение питания. Или, если нужно сохранить напряжение питания 12В, последовательно с обмоткой реле включите резистор, который возьмет на себя избыток напряжения. Сопротивление его можно подобрать экспериментально или рассчитать, зная сопротивление обмотки реле и его номинальное напряжение.

        Если реле будет другого типа, может потребоваться доработка печатной платы под его цоколевку и габариты.

         Налаживание, - дело кропотливое, сводится к градуировке шкалы резистора R3.

 

Каравкин В.

Реле времени на 555 таймере своими руками

31.08.2012 Электронная техника

В видеоуроке канала «самоделки и Обзоры посылок от jakson» будем собирать схему реле времени на базе микросхемы таймера на NE555.  Весьма несложная — мало подробностей, что будет очень просто спаять все собственными руками. Наряду с этим многим она будет нужна.

Радиодетали для реле времени

Пригодится сама микросхема , два несложных резистора ( один переменный, один полярный), конденсатор на 3 микрофарада, неполярный конденсатор на 0,01 мкф, транзистор КТ315, диод практически любой, одно реле. Напряжение питания устройства будет от 9 до 14 вольт. Приобрести радиодетали либо готовое собранное реле времени возможно в этом китайском магазине.

Плагин на Google Хром для экономии в нём: 7 процентов с приобретений возвращается вам.

Схема весьма несложная.

Схема реле времени на 555 таймере

Любой ее сможет осилить, при наличии нужных подробностей. Сборка на печатной макетной плате, что окажется все компактно. В итоге часть платы нужно будет отломать. Пригодится несложная кнопка без фиксатора, она будет активировать реле. Кроме этого два переменных резистора, вместо одного, что требуется в схеме, потому, что у мастера нет нужного номинала.

2 мегаома. Последовательно два резистора по 1 мегаому. Кроме этого реле, напряжение питания 12 вольт постоянного тока, пропустить через себя может 250 вольт, 10 ампер переменного.

По окончании сборки в итоге так выглядит реле времени на базе 555 таймера.

Все оказалось компактно. Единственное, что визуально портит вид, диод, потому, что имеет такую форму, что его нереально впаять в противном случае, потому, что у него ножки намного шире, чем отверстия в плате. Все равно оказалось достаточно хорошо.

Проверка устройства на 555 таймере

Удостоверимся в надежности отечественное реле. Индикатором работы будет светодиодная лента. Так же подсоединим мультиметр. Удостоверимся в надежности — нажимаем на кнопку, загорелась светодиодная лента. Напряжение, которое подается на реле — 12,5 вольт. Напряжение на данный момент по нулям, но из-за чего то горят светодиоды — наверняка неисправность реле.

Оно старое, выпаяно из ненужной платы.

При трансформации положения подстроечных резисторов мы можем регулировать время работы реле. Измерим большое и минимальное время. Оно практически сразу же выключается. И большое время.

Прошло около 2-3 мин. — вы сами видите.

Но такие показатели лишь в представленном случае. У вас они смогут быть другие, потому, что зависит от переменного резистора, что вы станете применять и от емкости электроконденсатора. Чем больше емкость — тем продолжительнее будет трудиться ваше реле времени.

Заключение

Увлекательное устройство мы сейчас собрали на NE 555. Все трудится превосходно. Схема не весьма сложная, без неприятностей многие ее смогут осилить. В Китае продаются кое-какие аналоги аналогичных схем, но увлекательнее собрать самому, так будет дешевле.

Использование подобному устройству в быту сможет отыскать любой. К примеру, уличный свет. Вы вышли из дома, включили уличное освещение и через какое-то время оно само выключается, именно, в то время, когда вы уже уйдете.

Смотрите все на видео про сборку схемы на 555 таймере.

Случайные записи:

Реле времени своими руками


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Регулируемый переключатель реле таймера 555 - Поделиться проектом

Узнайте, как сделать точно настраиваемый таймер с переменной задержкой от 1 до 100 секунд, который использует 555 IC. Таймер 555 сконфигурирован как моностабильный мультивибратор. Нагрузка может быть подключена к реле, которое действует как переключатель, когда цикл отсчета времени завершен.

Не забудьте на Подпишитесь на для других проектов: YouTube

Шаг 1: Запчасти и инструменты

Электронные компоненты:

Инструменты:

Шаг 2: 555 Разъяснено

1

Модель 555 представляет собой высокостабильное устройство для создания точных временных задержек или колебаний.При желании предусмотрены дополнительные клеммы для запуска или сброса. В режиме работы с выдержкой времени время точно регулируется одним внешним резистором и конденсатором. Схема может запускаться и сбрасываться при падающих сигналах, а выходная схема может выдавать или потреблять до 200 мА или управлять цепями TTL.

В моностабильном режиме таймер LM555 действует как генератор однократных импульсов. Импульсы возникают, когда таймер LM555 получает сигнал на входе триггера, который падает ниже 1/3 напряжения питания.Ширина выходного импульса определяется постоянной времени RC-цепи. Выходной импульс заканчивается, когда напряжение на конденсаторе становится равным 2/3 напряжения питания. Ширина выходного импульса может быть увеличена или уменьшена в зависимости от приложения путем регулировки значений R и C.

Внешний конденсатор изначально разряжается транзистором внутри таймера. При подаче отрицательного триггерного импульса менее 1/3 VCC на контакт 2 устанавливается внутренний триггер, который одновременно освобождает короткое замыкание на конденсаторе и повышает выходной уровень.Затем напряжение на конденсаторе экспоненциально увеличивается в течение периода t = 1,1RC, в конце которого напряжение равно 2/3 ВСС. Затем внутренний компаратор сбрасывает триггер, который, в свою очередь, разряжает конденсатор и переводит выход в низкое состояние.

Шаг 3: Принципиальная схема

LM555 имеет максимальное номинальное напряжение питания 16 В, в то время как катушка якоря реле активирована при 12 В. Следовательно, источник питания 12 В используется для минимизации количества компонентов, таких как линейные регуляторы напряжения.Когда контакт 2 LM555 срабатывает (замыканием на землю) через переключатель мгновенного действия S1, запускается таймер.

Таймер генерирует выходной импульс с периодом включения, определяемым RC-цепью, т.е. t = 1.1RC. В этом случае фиксированная емкость конденсатора составляет 100 мкФ. Значение R состоит из резистора 10 кОм, соединенного последовательно с потенциометром 1 МОм. Мы можем изменять потенциометр, чтобы изменить период времени выходного импульса.

Например, если потенциометр установлен на 0 Ом, значение R равно 10 кОм.Следовательно, t = 1,1 x 10K x 100u = 1 секунда.

Но если потенциометр установлен на 1 МОм, значение R будет равно 1 МОм + 10 кОм = 1010 кОм. Следовательно, t = 1,1 x 1010K x 100u = 100 секунд.

Когда вывод 4 LM555 срабатывает (замыканием на землю) через переключатель мгновенного действия S2, таймер сбрасывается.

Когда таймер запускается, реле включается. Следовательно, общий вывод (COM) реле закорочен на нормально открытый (NO) вывод. К этой клемме можно подключить мощную нагрузку, например лампочку или водяной насос.Транзистор Q1 действует как переключатель и обеспечивает подачу на реле достаточного тока возбуждения. Диод D1 действует как обратный диод, который защищает транзистор Q1 от скачков напряжения, вызванных катушкой реле.

Светодиод 2 включается, чтобы указать, когда реле включено. LED1 указывает на то, что цепь включена. Переключатель SPDT S3 используется для включения цепи. Конденсаторы C2 и C4 используются для фильтрации шума в линии питания.

Схема Eagle : GitHub

Шаг 4: Изготовление печатной платы

Макет печатной платы Eagle : GitHub

Версия для печати PDF : GitHub Ibid

Я просверлил четыре монтажных отверстия в каждом углу диаметром 3 мм.

Размер печатной платы 10см X 5см.

Шаг 5: Сборка схемы

Поместите и припаяйте все компоненты на печатную плату. Дважды проверьте полярность компонентов. Наконец, припаяйте адаптер питания к печатной плате.

После того, как каждый компонент припаян к печатной плате, вы можете подключить нагрузку через клеммы реле.

Шаг 6: Запуск и сброс таймера

Я подключил световой индикатор 24 В постоянного тока к общей и нормально разомкнутой клеммам реле.Когда таймер включен, эти клеммы закорочены, замыкая цепь.

Вы можете изменять потенциометр для регулировки и установки временной задержки.

Переключатель мгновенного действия S1 используется для запуска таймера. Таймер можно сбросить во время цикла отсчета времени, нажав переключатель мгновенного действия S2.

Шаг 7: Поддержка этих проектов

Вы инженер или любитель, у которого есть отличная идея для новой функции в этом проекте? Может у вас есть хорошая идея исправить ошибку? Не стесняйтесь взять схемы с GitHub и повозиться с ними.Если у вас есть какие-либо вопросы / сомнения, связанные с этим проектом, оставьте их в разделе комментариев, и я постараюсь на них ответить.

555 Таймер

Продукты Elliott Sound Таймер 555

Род Эллиотт - Авторские права © 2015

верхний
Указатель статей
Главный указатель

Содержание
Введение

Таймер 555 используется нами с 1972 года - это долгий срок для любой ИС, и тот факт, что он до сих пор используется в тысячах проектов, свидетельствует о его полезности в широком спектре оборудования, как профессионального, так и любительского.Он может работать как генератор, таймер и даже как инвертирующий или неинвертирующий буфер. ИС может обеспечивать выходной ток до 200 мА (источник или приемник) и работает от напряжения питания от 4,5 до 18 В. Версия CMOS (7555) имеет более низкий выходной ток, а также потребляет меньший ток питания и может работать от 2 В до 15 В.

Существует много разных производителей и много разных префиксов и суффиксов номеров деталей, и они доступны в двойной версии (556). У некоторых производителей есть и четырехъядерные версии.555 и его производные выпускаются в корпусах DIP (двухрядный корпус) и SMD (устройство для поверхностного монтажа). Я не собираюсь даже пытаться охватить все варианты, потому что их слишком много, но следующий материал основан на стандартном 8-контактном корпусе с одним таймером. Все номера контактов относятся к 8-контактной версии, и их необходимо будет изменить, если вы используете двух- или четырехконтактные типы или выбираете одну из версий SMD с другой распиновкой. Обратите внимание, что версия с четырьмя разъемами имеет только минимум контактов, напряжение сброса и управления распределяются между всеми четырьмя таймерами, и у него нет отдельных контактов порога и разряда (они связаны между собой внутри и называются «синхронизацией»).

В 555 используются два компаратора, триггер установки-сброса (который включает «главный» сброс), выходной буфер и транзистор разряда конденсатора. Многие функции предварительно запрограммированы, но управляющий вход позволяет изменять пороговые напряжения компаратора, и возможно множество различных схемных реализаций. Блок-схема полезна, а на рисунке 1A показаны основные части внутренней части IC.


Рисунок 1A - Внутренняя схема таймера 555

На рисунке 1B показана полная принципиальная схема таймера 555, основанная на схеме, представленной в таблице данных ST Microelectronics.Схемы от других производителей могут немного отличаться, но принцип работы идентичен. На самом деле нет особого смысла подробно разбирать схему, но нужно отметить одну вещь, это делитель напряжения, который создает опорные напряжения, используемые внутри. Три резистора 5 кОм показаны синим, чтобы вы могли легко их найти, а основные секции показаны пунктирными линиями (и помечены), чтобы можно было идентифицировать каждую секцию.


Рисунок 1B - Схема таймера 555

Если вы не очень опытны в электронике и не можете следить за подробной схемой, такой как показанная, это, вероятно, не будет иметь большого значения для вас.Это интересно, и если бы вы построили схему с использованием транзисторов и резисторов, она должна была бы работать очень похоже на версию IC. Обратите внимание, что в микросхемах часто есть дополнительные транзисторы, потому что они дешевы в добавлении (по сути, бесплатны), некоторые паразитны, а производительность транзисторов NPN и PNP никогда не бывает равной. В большинстве случаев производство ИС оптимизировано для NPN, и устройства PNP почти всегда будут иметь сравнительно низкую производительность.

Стандартный комплект одиночного таймера имеет 8 контактов, и они следующие.Аббревиатуры для различных функций, которые используются в этой статье, заключены в скобки.

Контакт 1 Общий / `` земля '' (Gnd) Этот вывод соединяет схему таймера 555 с отрицательной шиной питания (0 В). Все напряжения измеряются относительно этого вывода.
Контакт 2 Триггер (Триггер) Когда подается отрицательный импульс (напряжение менее 1/3 Vcc), это запускает внутренний триггер через компаратор №2.Контакт 3 (выход) переключается с низкого уровня (близко к нулю вольт) до «высокого» (близко к Vcc). Выход остается в высоком состоянии, в то время как клемма триггера находится под низким напряжением, а триггер вход отменяет пороговый вход.
Контакт 3 Выход (Out) Выходная клемма может быть подключена к нагрузке двумя способами: либо между выходом и землей, либо между выходом и шиной питания (Vcc). Когда выход низкий, ток нагрузки (ток стока) течет от Vcc через нагрузку на выходной терминал.Для источника тока нагрузка подключается между выходом и общим (0 В). Если нагрузка подключена между выходом и землей, когда на выходе большой ток, течет от выхода через нагрузку и оттуда на землю.
Контакт 4 Сброс (Rst) Вывод сброса используется для сброса триггера, который определяет состояние выхода. Когда на этот вывод подается отрицательный импульс, выход становится низким. Этот значок активный низкий и отменяет все остальные входы.Когда он не используется, он должен быть подключен к Vcc. Активация сброса включает разрядный транзистор.
Контакт 5 Управляющее напряжение (Ctrl) Этот вывод используется для управления уровнями запуска и порога. Синхронизацию ИС можно изменить, подав напряжение на этот вывод, либо от активного цепи (например, операционного усилителя) или подключив ее к дворнику потенциометра, подключенного между Vcc и землей. Если этот вывод не используется, его следует подключить к земле. с конденсатором 10 нФ для предотвращения шумовых помех.
Контакт 6 Порог (Thr) Это неинвертирующий вход для компаратора №1, который контролирует напряжение на внешнем конденсаторе. Когда пороговое напряжение больше 2/3 Vcc, выход компаратора № 1 становится высоким, что сбрасывает триггер и выключает выход (ноль вольт).
Штифт 7 Нагнетание (Dis) Этот вывод соединен внутри с коллектором разрядного транзистора, и конденсатор синхронизации часто подключается между этим выводом и землей.когда выходной вывод становится низким, транзистор включается и разряжает конденсатор.
Контакт 8 Vcc Вывод питания, который подключен к источнику питания. Напряжение может находиться в диапазоне от + 4,5 В до + 18 В относительно земли (вывод 1). Большинство CMOS-версий 555 (например, 7555 / TLC555) может работать до 2 или 3 В. Всегда необходимо использовать байпасный конденсатор, не менее 100 нФ, а желательно больше. Я предлагаю 10 мкФ для большинства приложений.

Как упоминалось выше, 555 можно использовать в качестве генератора или таймера, а также для выполнения некоторых менее обычных задач.Основные формы мультивибратора - нестабильный (нет стабильных состояний), моностабильный (одно стабильное состояние) или бистабильный (два стабильных состояния). К сожалению, работа в бистабильном режиме с 555 не очень полезна из-за внутренней организации. Однако это можно сделать, если вы примете некоторые ограничения. Схема 555, которая функционирует как бистабильная, описана в проекте 166, где 555 используется в качестве выключателя для оборудования с питанием.

Время довольно стабильно при колебаниях температуры и напряжения питания.NE555 «коммерческого класса» рассчитан на типичную стабильность 50 ppm (частей на миллион) на градус C в моностабильном режиме и 150 ppm / ° C в нестабильном режиме. Он хуже как осциллятор (нестабильный), чем таймер (моностабильный), потому что осциллятор полагается на два компаратора, а таймер полагается только на один. Дрейф при напряжении питания около 0,3% / В.

Большинство схем, показанных ниже, включают светодиод с ограничивающим резистором. Это совершенно необязательно, но это помогает вам увидеть, что делает IC, когда у вас есть медленный нестабильный или таймер.В схемах также есть байпасный конденсатор емкостью 47 мкФ, который должен быть как можно ближе к ИС. Если крышка отсутствует, вы можете получить некоторые странные эффекты, в том числе паразитные колебания выходного каскада при изменении состояния.

Когда на выходе высокий уровень, он обычно будет на 1,2–1,7 В ниже, чем напряжение питания, в зависимости от тока, потребляемого с выходного контакта. Выходной каскад 555 не может подтянуть уровень до Vcc, потому что он использует схему Дарлингтона NPN, которая всегда будет терять некоторое напряжение, и напряжение будет падать с увеличением тока.Обычно это не ограничение, но вы должны знать об этом. Если это проблема, вы можете добавить подтягивающий резистор между «Out» и «Vcc» (1 кОм или около того), но это будет полезно только для легких нагрузок (менее 1 мА).

Следует пояснить, что 555 - это , а не - точное устройство, и это не было намерением с самого начала. У него много недостатков, но на самом деле они редко вызывают проблемы, если устройство используется по назначению. Иногда бывает необходимо убедиться, что он получает хороший сброс при включении, чтобы он находился в известном состоянии, но для большинства приложений в этом нет необходимости.Если вам действительно нужна точность, используйте что-нибудь другое (что будет значительно сложнее и дороже). Говорят, что Боб Пиз (из National Semiconductor, ныне TI), что ему не нравились 555, и он никогда их не использовал (см. Веб-сайт Electronic Design), но это не причина избегать их. Было бы глупо использовать 555 в критически важном приложении, где точность имеет первостепенное значение, но также можно использовать микроконтроллер с кварцевым генератором для выполнения основных функций синхронизации.

Генератор (или, вернее, нестабильный мультивибратор) - очень распространенное приложение, поэтому мы рассмотрим его в первую очередь.Обратите внимание, что предполагается, что все цепи ниже используют источник постоянного тока 12 В, если не указано иное.


1 - Нестабильные схемы

Термин «нестабильный» означает буквально «нестабильный» - само определение осциллятора. Выход переключается с высокого на низкий и обратно, пока есть питание, а вывод сброса остается на высоком уровне. Это обычное использование для цепей 555, и схема показана на рисунке 2. Частота повторения импульсов определяется значениями R1, R2 и C1.


Рисунок 2 - Стандартный нестабильный осциллятор

Формы сигналов на выходе и напряжение на C1 показаны ниже. Выходной сигнал становится высоким, когда напряжение конденсатора падает до 4 В (1/3 В постоянного тока от 12 В), и снова становится низким, когда напряжение конденсатора достигает 8 В (2/3 В постоянного тока). Осциллятор не имеет стабильного состояния - когда выходной сигнал высокий, он ожидает зарядки конденсатора, чтобы он мог снова стать низким, а когда он низкий, он ждет, пока конденсатор разряжается, , чтобы он мог перейти в высокий уровень. Это продолжается до тех пор, пока вывод сброса находится в высоком состоянии.При нажатии на вывод сброса низкий уровень (менее 0,7 В) останавливает колебание.


Рисунок 2A - Формы сигналов стандартного нестабильного осциллятора

C1 заряжается через R1 и R2 последовательно и разряжается через R1. По умолчанию это означает, что выходной сигнал представляет собой импульсную форму волны, а не истинную прямоугольную волну. Выход будет положительным, с отрицательными импульсами. Если R2 сделать большим по сравнению с R1, вы можете приблизиться к выходу прямоугольной волны. Например, если R1 составляет 1 кОм, а R2 - 10 кОм, выходной сигнал будет близок к соотношению метка-пространство 1: 1 (на самом деле это 1.1: 1). Чтобы определить частоту, используйте следующую формулу ...

f = 1,44 / ((R1 + (2 × R2)) × C1)

Для значений, показанных на рисунке 2, частота вычисляется как 686 Гц, а симулятор требует 671 Гц. Это может показаться большим расхождением, но оно находится в пределах допусков стандартных компонентов и самой ИС. Также могут быть определены высокие и низкие времена ...

t высокий = 0,69 × (R1 + R2) × C1
t низкий = 0,69 × R2 × C1

При значениях, приведенных на рисунке 2, t high составляет 759 мкс, а t low составляет 690 мкс.Симулятор (и реальная жизнь) будет немного отличаться. Отношение рабочего цикла / метки составляет 1,1: 1 и рассчитывается как отношение t high / t low . Высокое время в 1,1 раза больше низкого времени, что вполне логично, исходя из значений резистора. По мере уменьшения R1 отношение метки к пространству приближается к 1: 1, но вы должны убедиться, что оно не настолько низкое, чтобы разрядный транзистор не мог выдерживать ток. Максимальный ток разрядного вывода не должен превышать 10 мА, а желательно меньше.

Вы можете задаться вопросом, откуда взялись значения 1,44 и 0,69. Это константы (или, если хотите, «ложные факторы»), которые были определены математически и эмпирически для таймера 555. Они не идеальны, но достаточно близки для большинства расчетов. Если вам нужен контур 555 для генерации колебаний с точной частотой, вам необходимо включить подстроечный резистор, чтобы можно было настроить схему. Он по-прежнему не будет точным и будет дрейфовать - помните, что это , а не - точное устройство, и его нельзя использовать там, где точность критична.


Рисунок 3 - Астабильный генератор с увеличенным рабочим циклом

Добавление диода изменяет и упрощает работу. C1 теперь заряжается только через R1 и разряжается только через R2. Это устраняет взаимозависимость двух резисторов и позволяет схеме производить любой рабочий цикл, который вы хотите - при условии, конечно, что он находится в пределах рабочих параметров 555. Импульсы теперь могут быть узкими положительными или отрицательными, и возможно точное соотношение метки и пространства 1: 1. Частота определяется...

f = 1,44 / ((R1 + R2)) × C1)

Если R1 больше R2, выход будет положительным с отрицательными импульсами. И наоборот, если R1 меньше R2, на выходе будет нулевое напряжение с положительными импульсами. Таким образом, длина импульса (положительного или отрицательного) определяется двумя резисторами, и каждый из них не зависит от другого. - это , небольшая ошибка, вызванная падением напряжения на диоде, но в большинстве случаев это не вызовет проблем. (Идеальные) высокие и низкие времена рассчитываются по...

t высокий = 0,69 × R1 × C1
t низкий = 0,69 × R2 × C1

И, наконец, существует схема, которую обычно называют нестабильной с минимальным количеством компонентов. Помимо основных поддерживающих частей, которые всегда необходимы (байпасный конденсатор и конденсатор от «Control» до земли), для этого требуется только один резистор и один конденсатор.


Рисунок 4 - Нестабильный осциллятор с минимальным количеством компонентов

Соотношение между меткой и пространством в этой цепи номинально составляет 1: 1 (прямоугольная волна), но на это может повлиять нагрузка.Если нагрузка подключается между выходом и землей, время высокого уровня будет немного дольше, чем время низкого уровня, потому что нагрузка не позволит выходу достичь напряжения питания. Если нагрузка подключается между выводом питания и выходом, время низкого уровня будет больше, потому что выход не достигнет нуля вольт. Частота рассчитывается от ...

f = 0,72 / (R1 × C1)

При показанных значениях это будет 720 Гц. Вы можете видеть, что разрядный штифт (вывод 7) не используется.Конденсатор заряжается и разряжается через R1, поэтому при высоком выходе конденсатор заряжается, а при низком - разряжается. Разрядный вывод можно использовать как вспомогательный выход с открытым коллектором, но не подключайте его к напряжению питания выше Vcc и не пытайтесь использовать его для сильноточных нагрузок (максимум около 10 мА).

Все показанные схемы используют внутренний делитель напряжения (резисторы 3 × 5 кОм) для установки пороговых значений компаратора. Когда напряжение достигает порогового значения (2/3 Vcc), триггер сбрасывается, и на выходе устанавливается низкий уровень (близкий к нулю вольт).Когда напряжение триггера (вывод 2) падает ниже 1/3 от Vcc, цепь срабатывает, и на выходе высокий уровень (близкий к Vcc).

Если сброс (вывод 4) в любой момент сбрасывается на низкий уровень, на выходе устанавливается низкий уровень и остается там до тех пор, пока вывод сброса снова не станет высоким. Пороговое напряжение входа сброса обычно составляет 0,7 В, поэтому этот вывод должен быть подключен непосредственно к земле с помощью транзистора или переключателя. Внешний резистор необходим между Vcc и сбросом, если вам нужно использовать функцию сброса, поскольку в ИС нет подтягивающего резистора.В целом можно использовать до 10к.


2 - Моностабильные схемы / схемы таймера

Моностабильная схема (также известная как «однократная» схема) имеет одно стабильное состояние. При срабатывании он переходит в «нестабильное» состояние, и время, которое он там проводит, зависит от компонентов синхронизации. Моностабильный используется для генерации импульса с заданным временем при его срабатывании. Чаще всего моностабильное устройство используется в качестве таймера. При срабатывании триггера выходной сигнал станет высоким в течение заданного времени, а затем вернется к нулю.Хотя мы склонны думать о таймерах с большой продолжительностью (от нескольких секунд до нескольких минут), моностаблицы также используются с очень короткими временами - например, 1 мс или меньше. Это обычное применение, когда схеме требуются импульсы с определенной и предсказуемой шириной и с коротким временем нарастания и спада.


Рисунок 5 - Моностабильный мультивибратор

Триггерный сигнал должен быть на короче времени, установленного R1 и C1. Схема запускается кратковременным низким напряжением (менее 1/3 В постоянного тока), и на выходе сразу же становится высокий уровень и остается там, пока C1 не зарядится через R1.Задержка рассчитывается по ...

т = 1,1 × R1 × C1

При указанных значениях выходной сигнал будет высоким в течение 1,1 мс. Если бы C1 был 100 мкФ, время было бы 1,1 секунды. Как уже отмечалось, запускающий импульс должен быть короче времени задержки. Если бы длина триггера была 5 мс в схеме, показанной на рисунке 5, выходная мощность оставалась бы высокой в ​​течение 5 мс, и таймер не работал бы. Помимо таймеров, моностабильные устройства обычно используются для получения импульса заданной ширины из входного сигнала, который является переменным или шумным.


Рисунок 5A - Формы сигналов моностабильного мультивибратора

Полезно видеть формы сигналов для моностабильной схемы. Особенно полезно увидеть взаимосвязь между сигналом на выводе триггера и напряжением конденсатора по отношению к выходу. Они показаны выше и могут быть проверены на осциллографе. Вам понадобится двойной осциллограф, чтобы можно было видеть две трассы одновременно. Как видите, отсчет времени начинается, когда напряжение срабатывания триггера падает до 4 В (использовалось питание 12 В, а 4 В - & frac13; Vcc).Когда конденсатор заряжается до 8 В (& frac23; Vcc), отсчет времени останавливается, и выходная мощность падает до нуля. Обратите внимание, что в этой конфигурации колпачок заряжается от нуля вольт, потому что C1 полностью разряжается по окончании временного цикла.

Чаще всего моностабильная схема 555 используется в качестве таймера. Триггером может быть кнопка, и при нажатии на нее выходной сигнал становится высоким на заданное время, а затем снова падает. Существует бесчисленное множество приложений для простых таймеров, и я не буду утомлять читателя длинным списком примеров.

Компоненты синхронизации очень важны, так как они не должны быть настолько большими или такими маленькими, чтобы вызвать проблемы со схемой. Электролитические конденсаторы вызывают особые хлопоты, поскольку их значение может меняться со временем, температурой и приложенным напряжением. По возможности используйте полиэфирные колпачки для C1, но не в том случае, если это означает, что сопротивление резистора (R1) должно быть больше нескольких МОм. Пороговый вывод может иметь утечку только 0,1 мкА или около того, но если R1 слишком велик, даже этот крошечный ток становится проблемой.Конденсатор всегда является ограничивающим фактором для длительных задержек, потому что вам почти наверняка придется использовать электролит. Если это так, по возможности используйте тот, который классифицируется как «с малой утечкой». Часто рекомендуют использовать танталовые крышки, но я никогда не рекомендую их, потому что они могут быть ненадежными.

Иногда нельзя быть уверенным, что входной импульс будет короче, чем временной интервал, установленный R1 и C1. В этом случае вам понадобится простой дифференциатор, который заставит входной импульс быть достаточно коротким для обеспечения надежной работы.Дифференциаторы требуют, чтобы время нарастания и / или спада было намного быстрее, чем постоянная времени самого дифференциатора. Например, конденсатор на 10 нФ с резистором 1 кОм имеет постоянную времени 10 мкс, поэтому время нарастания / спада входного импульса в идеале не должно превышать 2 мкс, иначе он может работать неправильно. Соотношение 5: 1 является ориентировочным, поэтому вам нужно проверить, что доступно из других схем. В идеале используйте соотношение 10: 1 или более, если это возможно (т.е. постоянная времени дифференциатора в 10 раз больше времени нарастания входного сигнала).


Рисунок 6 - Моностабильный мультивибратор с дифференциатором

R3, C3 и D1 образуют цепь дифференциатора. Когда импульс получен, колпачок может пройти только задний фронт, который должен быть как можно быстрее. Это передается на 555, и больше не имеет значения, как долго входной импульс запуска остается отрицательным, потому что короткая постоянная времени C3 и R2 (100 мкс) позволяет пройти только заднему фронту. D1 необходим для обеспечения того, чтобы контакт 2 не мог быть более положительным, чем Vcc плюс одно падение диода (0.65 В), когда триггерный импульс возвращается на положительное напряжение.

Если время спада входного триггерного импульса слишком велико, дифференциатор может не пропускать достаточно напряжения для срабатывания 555. В этом случае сигнал должен быть «предварительно подготовлен» внешней схемой, чтобы гарантировать падение напряжения. от Vcc до земли менее чем за 20 мкс (для указанных значений). Если этого не сделать, цепь может работать нестабильно или вообще не работать. Если импульс запуска положительный, вам придется инвертировать его, чтобы он стал отрицательным.555 запускается по спаду триггерного сигнала, что приводит к переходу выходного сигнала в высокий уровень (Vcc).

Подсказка: Если вам понадобится таймер, который работает в течение длительного времени (от часов до недель), используйте схему переменного генератора 555, которая затем управляет счетчиком CMOS, таким как 4020 или аналогичный. Выходной сигнал генератора 555 может быть (скажем) осциллограммой 1 минута / цикл, которая может действовать как тактовый сигнал для счетчика. 4020 - это 14-битный двоичный счетчик, поэтому с помощью простой схемы вы можете легко получить задержку (с использованием часов в 1 минуту) в 8192 минуты - более 136 часов или чуть более 5½ дней.Все еще недостаточно? Используйте два или более счетчиков 4020. Два позволят таймеру работать около 127 лет! Обратите внимание, что вам придется предоставить дополнительные схемы для выполнения любой из этих работ, и может быть трудно быть уверенным, что таймер на 127 лет работает должным образом.

Вот пример (но он не моностабильный), и в зависимости от выхода, выбранного из счетчика 4020, вы можете получить задержку до 20 минут. Если увеличить C1, задержка может быть намного больше. При значениях резисторов, указанных для схемы синхронизации, увеличение C1 до 100 мкФ увеличит максимальное время до 3.38 часов (3 часа 23 секунды), используя Q14 из U2 в качестве выхода. Если C1 представляет собой электрораспределитель с низкой утечкой, значения R1 и R2 можно увеличить, чтобы он проработал еще дольше. На рисунке также показано, сколько входных импульсов требуется, прежде чем соответствующие выходы станут высокими (Vcc / Vdd). Счетчик движется по отрицательному импульсу. Чтобы использовать временные резисторы большего номинала, рассмотрите возможность использования таймера CMOS (например, 7555).


Рисунок 7 - Таймер большой продолжительности

Как показано, минимальный период для 555 равен 20.83 мс (48 Гц) с VR1 при минимальном сопротивлении, а при максимальном сопротивлении - 145,7 мс (6,86 Гц). При подаче питания таймер будет работать в течение заданного периода времени, пока выходная мощность не станет высокой. Нажатие кнопки «Пуск» установит низкий уровень мощности и отсчет времени начнется снова. Все выходы счетчика устанавливаются на низкий уровень при включении с помощью крышки сброса (C3) и / или при нажатии кнопки «Пуск». 555 работает как нестабильный и продолжает пульсировать до тех пор, пока выбранный выход из U2 не станет высоким. Затем D1 устанавливает напряжение на C1 до 0.7V ниже Vcc и прекращает колебания. Следовательно, при нажатии кнопки «Пуск» на выходе устанавливается низкий уровень , и возвращается высокий уровень по истечении периода ожидания.

Дополнительная схема необходима, если вы не хотите, чтобы таймер срабатывал после включения питания, или если вы хотите, чтобы кнопка «Пуск» делала выходной сигнал высоким, падая до нуля после тайм-аута. Я оставляю это в качестве упражнения для читателя. Вышеупомянутый просто пример - он не предназначен для схемы для какого-либо конкретного приложения.


3 - Разные приложения

Таймеры 555 можно использовать во многих случаях, помимо основных строительных блоков, показанных выше. Это статья, а не полная книга, поэтому будут рассмотрены только некоторые возможности. Они были выбраны на основе вещей, которые я считаю интересными или полезными, и если у вас есть фаворит, которого нет в списке, я боюсь, что это сложно.

Не ждите, что среди всего этого найдете сирены, генераторы шума общего назначения или псевдослучайные «игры».Если вы хотите построить какую-либо из 555 популярных игрушек, в сети есть много чего.


3.1 - ШИМ диммер / регулятор скорости

Это простой диммер с ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) или регулятор скорости двигателя. Он основан на показанном ранее нестабильном «минимальном компоненте», но использует потенциометр и пару диодов для изменения соотношения между метками и пространством. Когда потенциометр установлен в положение «Max», выходной сигнал преимущественно высокий, с узкими импульсами до нуля. При настройке «Мин» выход в основном равен нулю с узкими положительными импульсами.


Рисунок 8 - ШИМ-диммер / регулятор скорости двигателя

Принцип его работы ничем не отличается от основного нестабильного, за исключением того, что величина сопротивления для заряда и разряда конденсатора изменяется с помощью потенциометра. Диоды (1N4148 или аналогичные) «управляют» выходным током, так что потенциометр может иметь различное сопротивление в зависимости от полярности сигнала. Например, когда горшок находится на «Максе», заряд C1 занимает гораздо больше времени, чем его разряд, поэтому выход должен проводить большую часть своего времени на Vcc.Обратное верно, когда банк установлен на «Мин». Максимальный и минимальный рабочий цикл можно изменить, изменив R1. При 1k, как показано, максимум составляет 11: 1 (или 1:11), но уменьшение или увеличение R1 может изменить это соотношение на любое желаемое (в пределах разумного). Я предлагаю 100 Ом - это практический минимум.

Чтобы быть полезным, выход 555 обычно будет управлять MOSFET, как показано, или, возможно, даже IGBT , в зависимости от тока нагрузки. Если он используется в качестве регулятора скорости двигателя, вы должны включить диод параллельно с двигателем, иначе он не будет работать должным образом.Диод должен быть «быстрым» или «сверхбыстрым» и рассчитан на тот же ток, что и двигатель. Диод не нужен, если схема используется в качестве диммера, но в любом случае рекомендуется использовать UF4004 или аналогичный быстрый диод. Электропитание двигателя может быть любым (только постоянный ток), но 555 должен иметь источник питания 12-15 В, при необходимости отдельно от основного. См. Проект 126 для ознакомления с версией проекта регулятора яркости / скорости. Он не использует 555, но использует те же принципы ШИМ.


3.2 - Блок питания / усилитель ШИМ

A 555 можно заставить работать как усилитель с ШИМ (класс D). Это не очень хорошо, и выходная мощность очень ограничена, но вы можете получить до 100 мВт или около того при нагрузке 8 Ом. Это чисто образовательное упражнение больше, чем что-либо другое, потому что точность воспроизведения невысока из-за ограниченной производительности 555. Максимальная частота составляет 500 кГц или около того, но IC почти наверняка будет перегреваться при работе с максимальной частотой и выходным током.Я не буду утруждать себя демонстрацией практической схемы усилителя класса D с усилителем 555, потому что производительность очень плохая. Достаточно сказать, что если вы вводите синусоидальный или музыкальный сигнал на вывод «Ctrl», вы можете модулировать ширину импульса. Тот же прием используется для многих сирен на базе 555, которые вы можете найти в других местах.

Управляющий вход часто упускается из виду, но его можно использовать в любое время, когда вам нужно создать генератор, управляемый напряжением. Помимо игрушечных сирен и других «фривольных» приложений, эта способность может быть полезна для многих схем.То, что 555 - мусорный усилитель класса D, не означает, что следует игнорировать общие принципы. Одно приложение, довольно популярное в сети, использует 555 в качестве контроллера для простого регулируемого источника высокого напряжения. Рисунок ниже представляет собой измененную версию одного, распространенного по всей сети (настолько, что невозможно указать авторство, потому что я понятия не имею, кто опубликовал его первым).


Рисунок 9 - Преобразователь постоянного тока в постоянный

Показанная схема в основном концептуальна.Он будет работать, но не оптимизирован. Обратная связь, подаваемая на управляющий вход, зависит от напряжений стабилитрона, а напряжение эмиттер-база транзистора имеет небольшое влияние. Существуют ИС, специально разработанные для измерения напряжения, которые используют делитель напряжения для установки выходного напряжения, что позволяет легко изменить напряжение до точного значения, если это необходимо. Строка стабилитрона высокого напряжения обеспечивает удивительно хорошую стабильность напряжения. Схема показана здесь просто для демонстрации использования управляющего входа для изменения режима работы 555.

Он сможет выдавать до 50 мА без особой нагрузки, но, как и в случае любого повышающего импульсного преобразователя, пиковый входной ток может быть довольно высоким. При указанных значениях и выходе 20 мА пиковый ток будет около 2 А. Естественно, если выходной ток меньше 20 мА, входной ток уменьшается пропорционально. Пусковой ток будет намного выше рабочего тока. L1 (100 мкГн) должен иметь сопротивление не более 1/2 Ом. Выход 100 В при 20 мА составляет 2 Вт, поэтому разумно ожидать, что средняя входная мощность будет несколько выше.Общие потери почти наверняка будут близки к 1 Вт, поэтому средний входной ток будет около 250 мА при 12 В.

Существуют специализированные контроллеры SMPS, которые могут быть не дороже таймера 555, но это все же полезное приложение, которое означает, что вам не нужно искать непонятную часть. Его величайшим преимуществом является то, что он часто может быть построен из деталей, которые у вас уже есть в вашей мусорной коробке, с дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что он не полагается на детали SMD и может быть построен на Veroboard.


3.3 - Инвертирующий буфер

Это полезная схема, и ее можно использовать для управления простыми преобразователями (маленькие динамики, лампы и т. Д.). Максимальный ток, который 555 может передавать или принимать, составляет около 200 мА, поэтому нагрузки, потребляющие больше, чем это, вызовут перегрев ИС и выход из строя. Поскольку опорные компоненты вообще не нужны, это может быть очень экономично для места на печатной плате. Утверждается, что использование дискретной схемы с парой транзисторов дешевле, но это сомнительно, учитывая стоимость 555-го.Микросхема также занимает очень мало места на печатной плате, что часто намного дороже, чем несколько дешевых деталей, особенно если место в ней дорого.


Рисунок 10 - Инвертирующий буфер

Входной сигнал подвержен гистерезису. Это означает, что входное напряжение должно превышать 2/3 В постоянного тока, прежде чем выход переключится на низкий уровень, а затем входное напряжение должно упасть ниже 1/3 В постоянного тока, прежде чем выход переключится на высокий уровень. Это обеспечивает очень хорошую помехозащищенность, а входное сопротивление очень высокое.Схема представляет собой инвертирующий триггер Шмитта.


3.4 - Неинвертирующий буфер

Это довольно необычное приложение. При использовании вывода сброса в качестве входа любое напряжение выше ~ 0,7 В определяется как высокое, а выход переключается на высокий уровень. Входное напряжение должно упасть ниже 0,7 В, чтобы выход снова переключился на низкий уровень. Здесь нет гистерезиса, и схема управления должна иметь возможность потреблять ток сброса 555 около 1 мА.


Рисунок 11 - Неинвертирующий буфер

Вы должны быть осторожны, чтобы гарантировать, что вход на вывод 4 никогда не может превышать Vcc или становиться отрицательным, иначе ИС будет повреждена.Если возможны отклонения от допустимого диапазона, то входное напряжение должно быть ограничено диодом, стабилитроном или обоими способами, чтобы удерживать напряжение в допустимых пределах.


3.5 - Детектор пропущенного импульса

Таймеры 555 часто используются в качестве детектора пропущенных импульсов. Если вы ожидаете непрерывной последовательности импульсов от цепи, следует ли что-то «пропустить» по какой-либо причине, которая может указывать на проблему. Возможность обнаружить отсутствие или задержку импульса может быть важной функцией безопасности, вызывая тревогу или отключая цепь до тех пор, пока неисправность не будет устранена.


Рисунок 12 - Детектор отсутствия импульсов

Входные импульсы используются для включения Q1 и, следовательно, разряда C1. Пока импульсы продолжают поступать упорядоченно, выходной сигнал 555 остается высоким. Постоянная времени R1 и C1 должна быть выбрана так, чтобы таймер никогда не мог истечь, пока входные импульсы продолжают поступать должным образом. Если время слишком мало, C1 будет заряжаться до 2/3 В постоянного тока до поступления следующего входа. Если он слишком длинный, один пропущенный импульс не будет обнаружен, и потребуется пропустить несколько импульсов подряд (или последовательность импульсов может полностью остановиться), прежде чем сработает таймер.Вам также может потребоваться принять меры для обеспечения того, чтобы таймер всегда работал , даже если входящая последовательность импульсов застревает на высоком уровне напряжения. Это потребует добавления дифференциатора, подобного показанному на рисунке 6.

Одно из применений детектора отсутствия импульсов - обнаружение того, что вентилятор не работает должным образом. Некоторые вентиляторы имеют выход, который пульсирует, когда вентилятор работает, или эту функцию можно добавить с помощью двух небольших магнитов и детектора эффекта Холла (необходимы два магнита, чтобы не влиять на баланс вентилятора).Детектор отсутствия импульсов может вызвать предупреждение, если вентилятор выходит из строя или работает слишком медленно.

Цепь также может использоваться в качестве цепи «потери переменного тока», и она будет обнаруживать один пропущенный цикл или полупериод, в зависимости от используемого механизма обнаружения. Это позволяет быстро определять, что переменный ток был отключен, либо путем выключения, либо из-за сбоя в электросети, и может использоваться для управления реле подавления (например). В большинстве случаев нет необходимости быть настолько быстрым, но могут быть критические производственные процессы, в которых быстрое обнаружение всего лишь одного пропущенного полупериода может иметь решающее значение для предотвращения неисправности.Эта схема также будет хорошо работать для обеспечения очень быстрого переключения на ИБП (источник бесперебойного питания) в случаях, когда потеря переменного тока может вызвать серьезные проблемы.


3.6 - Приводные реле

Хотя 555 может управлять реле напрямую, он должен быть защищен от индуктивности катушки реле. Обратная ЭДС должна (теоретически) поглощаться, потому что на выходе есть транзисторы на стороне высокого и низкого уровня, но вместо этого это может привести к «блокировке» таймера и прекращению его работы до тех пор, пока не будет отключено питание.Это может произойти, когда один диод используется параллельно катушке реле. Используйте параллельный диод, но также управляйте катушкой реле через другой диод, который предотвращает любую неисправность. Выход никогда не должен подвергаться отрицательному напряжению - даже 0,6 В может вызвать проблемы.


Рисунок 13 - Драйвер реле

D2 выполняет обычную задачу по короткому замыканию обратной ЭДС реле, а D1 полностью изолирует цепь реле от 555. Использование такой схемы предотвратит любую возможность неисправности из-за обратной ЭДС катушки реле, и такое же расположение следует использовать, когда управление любой индуктивной нагрузкой.


3,7 - 555 Цепь отключения звука реле

Таймер 555 может создать удобную схему отключения звука. Существует бесчисленное множество различных способов приглушения звука - см. Схемы приглушения звука для различных техник. Из всех них эстафета по-прежнему остается одной из лучших. Поскольку контактное сопротивление очень низкое, даже цепи с низким импедансом можно эффективно замкнуть на землю без слышимого прорыва. Все схемы ESP включают резистор 100 Ом на выходе для предотвращения колебаний, и ни один общий операционный усилитель не может быть поврежден коротким замыканием на его выходе - с помощью резистора операционный усилитель в любом случае защищен от прямого короткого замыкания.


Рисунок 14 - Цепь отключения реле

Показанная схема может питаться от основного источника питания предусилителя или даже от мостового выпрямителя через источник питания нагревателя 6,3 В переменного тока с клапанным (ламповым) оборудованием. В этом случае значение байпаса C должно быть около 220 мкФ, и никакой другой колпачок фильтра не требуется. Вам нужно будет добавить резистор последовательно с катушкой, чтобы ограничить напряжение до 5 В. Светодиод будет гореть в течение периода отключения звука. Как обсуждалось выше, для релейного привода требуются два диода.Наиболее подходящие реле потребляют ток от 30 до 50 мА, что вполне соответствует возможностям реле 555.

Модель 555 получает сигнал триггера благодаря ограничению на входе триггера (C2), а R2 является подтягивающим резистором. C2 удерживает низкий уровень на входе триггера ровно достаточно долго, чтобы начать процесс отсчета времени, поэтому на выходе высокий уровень, реле обесточено, а C1 начинает зарядку через R1. Когда напряжение на пороговом входе достигает 2/3 напряжения питания, выход становится низким, срабатывает реле и устраняет короткое замыкание на линиях аудиосигнала.

Реле остается под напряжением, пока на оборудование остается питание. В идеале, питание таймера должно быть отключено как можно быстрее при отключении питания, чтобы не возникало «глупых» шумов при выходе из строя источников питания. Некоторые операционные усилители могут издавать стук, писк или «свист», когда их напряжение питания падает ниже минимума, необходимого для нормальной работы.


Выводы

Таймер 555 очень универсален, но на самом деле он не подходит для очень длительных задержек, если вы не готовы платить серьезные деньги за большой временный конденсатор с низкой утечкой.Если вам нужны большие задержки, проще использовать осциллятор 555, за которым следует двоичный счетчик. Большинство приложений требуют задержки всего лишь на несколько минут (рекомендуемый максимум - 20–30 минут), и этого легко добиться. Количество возможных схем, использующих 555 таймеров, просто поразительно, и существует бесчисленное множество схем, примечаний к применению (от производителей ИС, любителей и других) и веб-страниц, посвященных этой ИС и ее производным.

Таймеры

555 используются во многих коммерческих продуктах, где требуется простая временная задержка.Я видел, как они используются в диммерах задней кромки и универсальных ламповых диммерах, и использовал их в нескольких продуктах, которые я разрабатывал за эти годы. Популярность 555 не уменьшилась, несмотря на его возраст, и можно с уверенностью сказать, что количество приложений неуклонно растет, даже с использованием цифровых технологий, которые якобы делают аналоговый «устаревшим».

Нет ничего необычного в том, что таймер 555 используется в импульсном источнике питания (SMPS), а простые маломощные источники питания могут быть изготовлены с помощью микросхемы 555 IC, трансформатора и многого другого.Как и в случае любой ИС, существуют ограничения, и важно убедиться, что ИС должным образом обойдена, потому что они могут потреблять до 200 мА, когда выход совершает переход между высоким и низким или наоборот.

КМОП-версии

модели 555 (например, 7555) обладают некоторыми полезными преимуществами по сравнению с биполярным типом. В частности, они имеют гораздо более низкий ток питания и исключительно высокое входное сопротивление для компараторов. Чтобы получить максимальную отдачу от этих таймеров, используйте резисторы с выдержкой времени высокого номинала и конденсаторы малой емкости.Использование резисторов на 1 МОм и более нормально для длительных задержек. Будьте осторожны с синхронизирующими конденсаторами менее 1 нФ, поскольку межконтурная емкость печатной платы может вызвать значительные временные ошибки. Типы CMOS не могут быть источником или потребителем высокого выходного тока, а выходной ток может быть асимметричным. Например, TLC555 может потреблять 100 мА, но может потреблять только 10 мА, поэтому это необходимо учитывать при разработке.

7555 обеспечивает большую гибкость (в некоторых отношениях), чем биполярные типы, но не всегда подходят.Они потребляют очень небольшой ток покоя, имеют чрезвычайно высокий входной импеданс и могут работать при напряжении питания всего 2 В. Однако, как отмечалось выше, они не могут обеспечить такой же выходной ток, как версии с биполярными транзисторами.

Необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности. Входное напряжение никогда не должно превышать Vcc или падать ниже нуля (земля), иначе ИС может быть повреждена. Отсутствие адекватного обхода вблизи ИС может вызвать паразитные колебания в выходном каскаде (биполярного типа), которые могут быть интерпретированы логическими схемами как двойной (или множественный) импульс.

Выходной каскад обычно называют конструкцией «тотемного полюса», и оба транзистора могут быть включены одновременно (хотя и очень кратковременно) при изменении состояния с высокого на низкий или с низкого на высокий. Тип схемы отличается от выходного каскада затворов TTL, но эффект аналогичен. Использование байпасного конденсатора необходимо, чтобы он мог обеспечить кратковременный высокий ток, необходимый для переключения выхода.

При использовании в качестве генератора или когда вывод сброса используется для остановки и запуска колебаний, первый цикл занимает больше времени, чем остальные, потому что конденсатор должен заряжаться от нуля вольт.Обычно напряжение на конденсаторе варьируется от 1/3 В до 2/3 В постоянного тока. Когда шапка должна заряжаться с нуля, это занимает немного больше времени. Это редко является проблемой, но вы должны знать об этом для некоторых критических процессов.


Список литературы

Существует бесчисленное множество веб-сайтов, которые исследуют таймер 555, и если вам нужна дополнительная информация или вы хотите использовать калькулятор (онлайн или загруженный), чтобы вычислить значения для вас, просто выполните поиск в Интернете. Основные ссылки, которые я использовал, показаны ниже.

  1. Поваренная книга таймера IC - Уолтер Юнг (Ховард Сэмс, 1977)
  2. NE555 Универсальные одинарные биполярные таймеры (техническое описание ST Microelectronics)
  3. TLC555 Таймер LinCMOS® (техническое описание Texas Instruments)
  4. Рекомендации по применению NE555 (AN170, Philips Semiconductors, декабрь 1988 г.)
  5. Signetics Analog Руководство по применению - 1979, Signetics Corporation (загрузка 31,8 МБ)

Поиск по запросу «555 прикладных схем таймера» даст более 480 000 результатов, так что есть из чего выбрать.Как всегда, не вся информация полезна или надежна, поэтому вы должны быть осторожны, прежде чем выбирать конкретную схему, поскольку многие из них не будут хорошо продуманы. Некоторая информация действительно очень хороша, но вам придется использовать свои собственные знания, чтобы отделить хорошее от остального.



Основной индекс
Указатель статей
Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторскими правами © 2015.Воспроизведение или переиздание любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещено международным законодательством об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница создана и авторские права © Май 2015 г., все права защищены.


555 Учебное пособие по таймеру

Таймер 555 Учебное пособие

Филип Кейн

Таймер 555 был представлен более 40 лет назад. Благодаря своей относительной простоте, простоте использования и низкой стоимости он использовался буквально в тысячах приложений и до сих пор широко доступен. Здесь мы описываем, как настроить стандартную микросхему 555 для выполнения двух своих наиболее распространенных функций - в качестве таймера в моностабильном режиме и в качестве генератора прямоугольных импульсов в нестабильном режиме.

Учебный комплект по таймеру 555 включает:

555 Сигналы и расположение выводов (8-контактный DIP)

На Рисунке 1 показаны входные и выходные сигналы таймера 555, расположенные вокруг стандартного 8-контактного двухрядного корпуса (DIP). Контакт 1 - Земля (GND) Этот вывод подключен к заземлению цепи.

Контакт 2 - Триггер (TRI)
Низкое напряжение (менее 1/3 напряжения питания), мгновенно приложенное к Вход триггера вызывает высокий уровень на выходе (контакт 3). Выход останется высоким пока не будет подано высокое напряжение на вход Threshold (контакт 6).

Контакт 3 - Выход (OUT)
В состоянии низкого уровня на выходе напряжение будет близко к 0 В. В высоком состоянии выхода напряжение будет На 1,7 В ниже напряжения питания.Например, если напряжение питания 5В выходное высокое напряжение составит 3,3 вольта. Выход может быть источником или потребителем до 200 мА. (максимум зависит от напряжения питания).

Рисунок 1: Сигналы и распиновка 555
Контакт 4 - Сброс (RES)
Низкое напряжение (менее 0,7 В), приложенное к контакту сброса, приведет к понижению уровня на выходе (контакт 3). Этот вход должен оставаться подключенным к Vcc, когда он не используется.

Контакт 5 - Управляющее напряжение (CON)
Вы можете контролировать пороговое напряжение (контакт 6) через управляющий вход (который находится внутри установить на 2/3 напряжения питания).Вы можете изменять его от 45% до 90% напряжения питания. Это позволяет вам для изменения длины выходного импульса в моностабильном режиме или выходной частоты в нестабильном Режим. Когда он не используется, рекомендуется подключать этот вход к заземлению цепи через конденсатор емкостью 0,01 мкФ.

Контакт 6 - Порог (TRE)
Как в нестабильном, так и в моностабильном режиме напряжение на синхронизирующем конденсаторе контролируется через пороговый вход. Когда напряжение на этом входе поднимается выше порогового значения, выходной сигнал переходит с высокого на низкий.

Контакт 7 - Разряд (DIS)
, когда напряжение на синхронизирующем конденсаторе превышает пороговое значение. Конденсатор синхронизации разряжается через этот вход

Контакт 8 - Напряжение питания (VCC)
Это положительный вывод напряжения питания. Диапазон напряжения питания обычно составляет + 5В и + 15В. Временной интервал RC не будет сильно изменяться в диапазоне напряжения питания. (приблизительно 0,1%) в нестабильном или моностабильном режиме.

Моностабильная схема

На рисунке 2 показана базовая моностабильная схема таймера 555. Рисунок 2: Базовая схема моностабильного мультивибратора 555.
Ссылаясь на временную диаграмму на рисунке 3, импульс низкого напряжения, подаваемый на вход триггера (вывод 2), заставляет выходное напряжение на выводе 3 повышаться с низкого уровня до высокого. Значения R1 и C1 определяют, как долго выход будет оставаться высоким. Рисунок 3: Временная диаграмма для 555 в моностабильном режиме.
В течение временного интервала состояние триггерного входа не влияет на выход. Однако, как показано на рисунке 3, если входной сигнал триггера по-прежнему низкий в конце временного интервала, выход будет оставаться высоким.Убедитесь, что импульс запуска короче желаемого временного интервала. Схема на рисунке 4 показывает один из способов сделать это электронным способом. Когда S1 замкнут, он выдает короткий импульс слабой длительности. R1 и C1 выбраны для создания запускающего импульса, который намного короче временного интервала. Рис. 4. Схема запуска по фронту.
Как показано на рисунке 5, установка вывода 4 (сброс) в низкий уровень до окончания временного интервала остановит таймер. Рис. 5. Сброс таймера до окончания временного интервала.
Сброс должен вернуться на высокий уровень, прежде чем может быть запущен другой временной интервал.

Расчет временного интервала
Используйте следующую формулу для расчета временного интервала для моностабильной схемы:

T = 1,1 * R1 * C1

Где R1 - сопротивление в омах, C1 - емкость в фарадах, а T - временной интервал. Например, если вы используете резистор 1 МОм с конденсатором 1 мкФ (0,000001 Ф), временной интервал будет составлять 1 секунду:

T = 1.1 * 1000000 * 0,000001 = 1,1

Выбор RC-компонентов для моностабильного режима
1. Сначала выберите значение для C1.
(Доступный диапазон номиналов конденсаторов невелик по сравнению со значениями резисторов. Легче найти подходящее значение резистора для данного конденсатора.)

2. Затем вычислите значение для R1, которое в сочетании с C1 даст желаемый временной интервал.

R1 = Т
1.1 * C1

Избегайте использования электролитических конденсаторов. Их фактическое значение емкости может значительно отличаться от номинального. Кроме того, они пропускают заряд, что может привести к неточным временным значениям. Вместо этого используйте конденсатор меньшего номинала и резистор большего номинала.

Для стандартных таймеров 555 используйте резисторы выдержки времени от 1 кОм до 1 МОм.

Пример моностабильной схемы
На рисунке 6 показана полная схема моностабильного мультивибратора 555 с простым запуском по фронту.Замыкающий выключатель S1 запускает 5-секундный интервал времени и включает LED1. В конце временного интервала LED1 выключится. Во время нормальной работы переключатель S2 подключает контакт 4 к напряжению питания. Чтобы остановить таймер до окончания временного интервала, вы устанавливаете S2 в положение «Сброс», которое соединяет контакт 4 с землей. Перед запуском другого временного интервала вы должны вернуть S2 в положение «Таймер».

Рисунок 6: Полный переключатель сброса цепи таймера 555.
Нестабильная цепь

На рисунке 7 показана базовая нестабильная цепь 555.

Рис. 7. Базовая схема нестабильного мультивибратора модели 555.
В нестабильном режиме конденсатор C1 заряжается через резисторы R1 и R2. Пока конденсатор заряжается, выходной сигнал высокий. Когда напряжение на C1 достигает 2/3 напряжения питания, C1 разряжается через резистор R2, и на выходе становится низкий уровень. Когда напряжение на C1 падает ниже 1/3 напряжения питания C1, зарядка возобновляется, выход снова становится высоким, и цикл повторяется.

На временной диаграмме на рисунке 8 показан выход таймера 555 в нестабильном режиме.

Рисунок 8: Таймер 555 в нестабильном режиме.
Как показано на рисунке 8, заземление контакта сброса (4) останавливает генератор и устанавливает низкий уровень на выходе. Возврат вывода сброса на высокий уровень перезапускает генератор.

Расчет периода, частоты и рабочего цикла На рисунке 9 показан 1 полный цикл прямоугольной волны, генерируемой нестабильной схемой 555.

Рис. 9: Астабильная прямоугольная волна за один полный цикл.
Период (время для завершения одного цикла) прямоугольной волны - это сумма времен высокого (Th) и низкого (Tl) выходного сигнала.То есть:

T = Th + Tl

где T - период в секундах.

Вы можете рассчитать время высокого и низкого уровня выходного сигнала (в секундах), используя следующие формулы:

Th = 0,7 * (R1 + R2) * C1
Tl = 0,7 * R2 * C1

или, используя формулу ниже, вы можете вычислить период напрямую.

T = 0,7 * (R1 + 2 * R2) * C1

Чтобы найти частоту, просто возьмите обратную величину периода или используйте следующую формулу:

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *