10 καλύτερα κυκλώματα χρονοδιακόπτη που χρησιμοποιούν IC 555

Τα κυκλώματα που εξηγούνται εδώ είναι 10 καλύτερα κυκλώματα μικρού χρονοδιακόπτη που χρησιμοποιούν το ευέλικτο chip IC 555, το οποίο δημιουργεί προκαθορισμένα χρονικά διαστήματα ως απόκριση σε στιγμιαίες ενεργοποιήσεις εισόδου.

Τα χρονικά διαστήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διατήρηση α ελεγχόμενο φορτίο ρελέ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ή ενεργοποιημένο για το επιθυμητό χρονικό διάστημα και αυτόματη απενεργοποίηση μόλις παρέλθει η περίοδος καθυστέρησης Το χρονικό διάστημα μπορεί να ρυθμιστεί επιλέγοντας κατάλληλες τιμές για μια εξωτερική αντίσταση, δίκτυο πυκνωτών.

IC 555 Εσωτερικά κυκλώματα

Η παρακάτω εικόνα απεικονίζει το εσωτερικό σχήμα ενός τυπικού IC 555. Μπορούμε να δούμε ότι αποτελούσαμε από 21 τρανζίστορ, 4 διόδους και 15 αντιστάσεις.

Το στάδιο που περιλαμβάνει τις τρεις αντιστάσεις 5 kohm λειτουργεί σαν ένα στάδιο διαχωριστή τάσης που παράγει το 1/3 επίπεδο τάσης στη μη αναστρέψιμη είσοδο του συγκριτή σκανδάλης op amp και ένα τμήμα 2/3 τάσης στην αναστροφή εισόδου του κατωφλίου συγκριτή op amp .

Με αυτές τις εισόδους σκανδάλης, οι δύο ενισχυτές ελέγχουν το R / S (reset / set) flip flop stage, το οποίο ελέγχει περαιτέρω τις συνθήκες ON / OFF του συμπληρωματικού σταδίου εξόδου και το τρανζίστορ Q6 του οδηγού

Η κατάσταση εξόδου του flip flop μπορεί επίσης να ρυθμιστεί ενεργοποιώντας τον πείρο επαναφοράς 4 του IC.

Πώς λειτουργούν οι χρονομετρητές IC 555

Πότε Το IC 555 είναι διαμορφωμένο στη λειτουργία χρονοδιακόπτη monostable , ο πείρος TRIGGER 2 συγκρατείται στο δυναμικό στάθμης τροφοδοσίας μέσω μιας εξωτερικής αντίστασης RT.

Σε αυτήν την περίπτωση, το Q6 παραμένει κορεσμένο, το οποίο διατηρεί το εξωτερικό CD πυκνωτή χρονισμού βραχυκυκλωμένο στη γείωση, προκαλώντας το OUTPUT pin 3 να βρίσκεται σε χαμηλή λογική ή 0 V επίπεδο.

Η τυπική ενέργεια χρονοδιακόπτη του IC 555 ξεκινά εισάγοντας έναν παλμό σκανδάλης 0 V στον ακροδέκτη 2. Αυτός ο παλμός 0V βρίσκεται κάτω από το 1 / 3ο επίπεδο της τάσης τροφοδοσίας DC ή της Vcc, αναγκάζει την έξοδο του συγκριτή σκανδάλης να αλλάξει κατάσταση .

Λόγω αυτού, το R / S flip-flop αλλάζει επίσης την κατάσταση εξόδου, απενεργοποιώντας το Q6 και οδηγώντας τον ακροδέκτη OUTPUT 3 ψηλά. Με την απενεργοποίηση του Q6 αποσυνδέεται το βραχυκύκλωμα στο CD. Αυτό επιτρέπει στο CD του πυκνωτή να φορτίζεται μέσω της αντίστασης χρονισμού RD έως ότου η τάση σε όλο το CD φτάσει το 2 / 3ο επίπεδο τροφοδοσίας ή Vcc.

Μόλις συμβεί αυτό, το R / S flip flop επανέρχεται στην προηγούμενη του κατάσταση, ενεργοποιώντας το ON Q6 και προκαλώντας γρήγορη εκφόρτιση CD. Αυτή τη στιγμή ο πείρος εξόδου 3 επιστρέφει ξανά στην προηγούμενη χαμηλή του κατάσταση. Και έτσι ο IC 555 ολοκληρώνει έναν κύκλο χρονισμού.

Σύμφωνα με ένα από τα χαρακτηριστικά, το IC, όταν ενεργοποιήθηκε, σταματά να ανταποκρίνεται σε τυχόν επακόλουθες ενεργοποιήσεις, έως ότου ολοκληρωθεί ο κύκλος χρονισμού. Αλλά αν κάποιος θέλει να τερματίσει τον κύκλο χρονισμού, αυτό μπορεί να γίνει ανά πάσα στιγμή εφαρμόζοντας αρνητικό παλμό ή 0 V στον ακροδέκτη 4.

Ο παλμός χρονισμού που παράγεται στην έξοδο IC έχει ως επί το πλείστον τη μορφή ενός ορθογώνιου κύματος του οποίου το χρονικό διάστημα καθορίζεται από τα μεγέθη των R και C.

Ο τύπος για τον υπολογισμό αυτού είναι: tD (χρονική καθυστέρηση) = 1.1 (τιμή R x τιμή C) Με άλλα λόγια το χρονικό διάστημα που παράγεται από το IC 555 είναι άμεσα ανάλογο με το προϊόν των R και C.

Το παρακάτω γράφημα δείχνει τη γραφική παράσταση της χρονικής καθυστέρησης έναντι της αντίστασης και της χωρητικότητας χρησιμοποιώντας τον παραπάνω τύπο χρονικής καθυστέρησης. Εδώ το tD είναι σε χιλιοστά του δευτερολέπτου, το R είναι σε κιλό Ω και το C σε μfarads.

Δείχνει μια σειρά από χρονοκαθυστερηση καμπύλες και τις γραμμικά μεταβαλλόμενες τιμές σε σχέση με τις αντίστοιχες τιμές των RT και C.

Είναι δυνατόν να ρυθμίσετε καθυστερήσεις που κυμαίνονται από 10 μ δευτερόλεπτα έως 100 μ δευτερόλεπτα επιλέγοντας κατάλληλες τιμές πυκνωτών από 0,001 μF έως 100 μF και αντιστάσεις από 1 k Ω έως 10 meg Ω.

Απλά κυκλώματα χρονοδιακόπτη IC 555

Το πρώτο σχήμα παρακάτω δείχνει πώς να φτιάξετε ένα χρονόμετρο IC 555 με έξοδο σταθερής περιόδου. Εδώ ρυθμίζεται σε 50 δευτερόλεπτα.

Είναι βασικά ένας μονόστατος σχεδιασμός IC 555.

Η παρακείμενη εικόνα δείχνει τις κυματομορφές που λαμβάνονται κατά μήκος των υποδεικνυόμενων pinouts του IC κατά τη διαδικασία αλλαγής.

Οι ενέργειες όπως περιγράφονται στην εικόνα κυματομορφής ξεκινούν μόλις ο πείρος TRIGGER 2 γειωθεί με το πάτημα του στιγμιαίου διακόπτη START S1.

Αυτό προκαλεί αμέσως έναν ορθογώνιο παλμό να εμφανιστεί στον ακροδέκτη 3 και ταυτόχρονα δημιουργεί ένα εκθετικό πριόνι στην ακίδα 7.

Η χρονική περίοδος για την οποία αυτός ο ορθογώνιος παλμός παραμένει ενεργός καθορίζεται από τις τιμές των R1 και C1. Εάν το R1 αντικατασταθεί με μεταβλητή αντίσταση, αυτός ο χρονισμός εξόδου θα μπορούσε να ρυθμιστεί σύμφωνα με τις προτιμήσεις του χρήστη.

Ο φωτισμός LED υποδεικνύει τη διακοπή ON και OFF του πείρου εξόδου 3 του IC

Η μεταβλητή αντίσταση μπορεί να έχει τη μορφή α ποτενσιόμετρο όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα 2.

Σε αυτό το σχέδιο η έξοδος μπορεί να ρυθμιστεί για να παράγει χρονικές περιόδους από 1,1 δευτερόλεπτα έως 120 δευτερόλεπτα μέσω διαφορετικών ρυθμίσεων του δοχείου R1.

Παρατηρήστε την αντίσταση της σειράς 10K που είναι πολύ σημαντική καθώς προστατεύει το IC από το κάψιμο σε περίπτωση που το δοχείο γυρίσει στη χαμηλότερη τιμή του. Η αντίσταση σειράς 10 K διασφαλίζει επίσης την ελάχιστη τιμή αντίστασης που απαιτείται για τη σωστή λειτουργία του κυκλώματος στην ελάχιστη ρύθμιση ποτ.

Πατώντας το διακόπτης Το S1 επιτρέπει στιγμιαία στο IC να ξεκινήσει την ακολουθία χρονισμού (ο ακροδέκτης 3 πηγαίνει ψηλά και το LED ανάβει), ενώ πατώντας το κουμπί επαναφοράς S2 επιτρέπει τον άμεσο τερματισμό ή την επαναφορά της ακολουθίας χρονισμού έτσι ώστε ο πείρος εξόδου 3 να επανέλθει στην αρχική του κατάσταση 0 V (LED απενεργοποίηση μόνιμα)

Το IC 555 επιτρέπει τη χρήση φορτίων με μέγιστες προδιαγραφές ρεύματος έως 200 mA. Παρόλο που αυτά τα φορτία είναι συνήθως μη επαγωγικοί τύποι, ένα επαγωγικό φορτίο όπως ένα ρελέ μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά απευθείας στον πείρο 3 και τη γείωση όπως φαίνεται στα ακόλουθα διαγράμματα.

Στην 3η εικόνα παρακάτω μπορούμε να δούμε ότι το ρελέ μπορεί να συνδεθεί με καλώδιο κατά μήκος του ακροδέκτη 3 και της γείωσης και του ακροδέκτη 3 και του θετικού. Παρατηρήστε τη δίοδο ελεύθερης περιστροφής που είναι συνδεδεμένη στο πηνίο του ρελέ, συνιστάται ιδιαίτερα για την εξουδετέρωση των επικίνδυνων πίσω emfs από το πηνίο ρελέ κατά τις στιγμές απενεργοποίησης.

ο Οι επαφές ρελέ μπορούν να συνδεθούν ενσύρματα με προβλεπόμενο φορτίο για την ενεργοποίηση / απενεργοποίησή τους σε απόκριση των καθορισμένων χρονικών διαστημάτων.

Το διάγραμμα 4ου κυκλώματος δείχνει το πρότυπο IC 555 ρυθμιζόμενο κύκλωμα χρονοδιακόπτη έχοντας δύο σύνολα εύρους χρονισμού και ένα ρελέ εξόδου για εναλλαγή του επιθυμητού φορτίου.

Αν και το σχηματικό φαίνεται σωστό, αυτό το βασικό κύκλωμα μπορεί στην πραγματικότητα να έχει μερικές αρνητικές πτυχές.

1. Πρώτον, αυτός ο σχεδιασμός θα εξαντλεί συνεχώς κάποιο ρεύμα, ακόμη και όταν η έξοδος του κυκλώματος βρίσκεται σε κατάσταση απενεργοποίησης.
2. Δεύτερον, αφού οι δύο πυκνωτές C1 και C3 έχουν προδιαγραφές ευρείας ανοχής, τα δοχεία πρέπει να βαθμονομηθούν με δύο ξεχωριστές κλίμακες ρύθμισης.

Τα παραπάνω αναφερθέντα ελαττώματα μπορούν πραγματικά να ξεπεραστούν, διαμορφώνοντας το κύκλωμα με τον ακόλουθο τρόπο. Εδώ χρησιμοποιούμε ένα ρελέ DPDT για τις διαδικασίες.

Σε αυτό το 5ο διάγραμμα χρονοδιακόπτη IC 555 μπορούμε να δούμε ότι οι επαφές ρελέ ενώνονται παράλληλα με τον διακόπτη START S1, οι οποίοι βρίσκονται και οι δύο σε λειτουργία «κανονικά ανοιχτού», και διασφαλίζουν ότι δεν υπάρχει ρεύμα αποστράγγισης ενώ το κύκλωμα είναι απενεργοποιημένο.

Για να ξεκινήσετε τον κύκλο χρονισμού, το S1 πιέζεται στιγμιαία.

Αυτό τροφοδοτεί άμεσα το IC 555. Στην αρχή, το C2 μπορεί να αναμένεται να αποφορτιστεί πλήρως. Λόγω αυτού, δημιουργείται ένας αρνητικός διακόπτης ενεργοποίησης ON στον ακροδέκτη 2 του IC, ο οποίος ξεκινά τον κύκλο χρονισμού και το ρελέ RY1 ανάβει.

Οι επαφές ρελέ που συνδέονται παράλληλα με το S1 επιτρέπουν στο IC 555 να παραμείνει σε λειτουργία ακόμη και μετά την απελευθέρωση του S2.

Όταν παρέλθει η καθορισμένη χρονική περίοδος, το ρελέ απενεργοποιείται και οι επαφές του επανέρχονται στη θέση N / C αποσυνδέοντας την ισχύ από ολόκληρο το κύκλωμα.

Η έξοδος καθυστέρησης χρονισμού του κυκλώματος καθορίζεται βασικά από τις τιμές R1 και ποτενσιόμετρο R5, μαζί με τις τιμές C1 ή C2, και ανάλογα με τη θέση του διακόπτη επιλογής S3 a.

Τούτου λεχθέντος, πρέπει επίσης να σημειώσουμε ότι ο χρονισμός επηρεάζεται επιπλέον από τον τρόπο προσαρμογής των ποτενσιόμετρων R6 και R7.

Εναλλάσσονται μέσω του διακόπτη S3 b και ενσωματώνονται με τον πείρο τάσης CONTROL 5 του IC.

Αυτά τα ποτενσιόμετρα εισάγονται για την αποτελεσματική μετατόπιση της εσωτερικής τάσης του IC 555, το οποίο διαφορετικά θα μπορούσε να διαταράξει το χρόνο εξόδου του συστήματος.

Λόγω αυτής της βελτίωσης, το κύκλωμα είναι πλέον σε θέση να λειτουργεί με απόλυτη ακρίβεια ακόμη και με πυκνωτές με ασυνεπή επίπεδα ανοχής .

Επιπλέον, το χαρακτηριστικό επιτρέπει επίσης στο κύκλωμα να λειτουργεί με μια μοναδιαία κλίμακα χρονισμού βαθμονομημένη για την ανάγνωση δύο μεμονωμένων περιοχών χρονισμού σύμφωνα με τη θέση του διακόπτη επιλογής.

Για τη ρύθμιση του παραπάνω ακριβούς κυκλώματος χρονοδιακόπτη IC 555, το R5 πρέπει αρχικά να ρυθμιστεί στο μέγιστο εύρος. Μετά από αυτό, το S3 μπορεί να επιλεγεί στη θέση 1.

Στη συνέχεια, προσαρμόστε το R6 για να λάβετε μια κλίμακα εξόδου χρονισμού 10 δευτερολέπτων με κάποια δοκιμή και σφάλμα. Ακολουθήστε τις ίδιες διαδικασίες για την επιλογή θέσης 2, μέσω του ποτ R7 για να αποκτήσετε μια ακριβή κλίμακα 100 δευτερολέπτων

Χρονόμετρα για φώτα αυτοκινήτου

Αυτό το 6ο απλό προβολέας αυτοκινήτου Ο χρονοδιακόπτης που βασίζεται στο IC 555 εμποδίζει το σβήσιμο των προβολέων του αυτοκινήτου μόλις σβήσει η ανάφλεξη.

Αντίθετα, οι προβολείς επιτρέπεται να παραμένουν αναμμένοι για κάποια προκαθορισμένη καθυστέρηση, μόλις ο οδηγός κλειδώσει το ανάφλεξη αυτοκινήτου και περπατά προς τον προορισμό του που μπορεί να είναι το σπίτι ή το γραφείο του. Αυτό επιτρέπει στον ιδιοκτήτη να δει τη διαδρομή και να εισέλθει στον προορισμό άνετα με ορατό φωτισμό από τους προβολείς.

Στη συνέχεια, όταν παρέλθει η περίοδος καθυστέρησης, το κύκλωμα IC 555 σβήνει τους προβολείς.

Πως δουλεύει

Όταν ο διακόπτης ανάφλεξης S2 είναι ενεργοποιημένος, το ρελέ RY1 ενεργοποιείται μέσω D3. Το ρελέ επιτρέπει τη λειτουργία του προβολέα μέσω των άνω επαφών ρελέ και του διακόπτη S1, έτσι ώστε οι προβολείς να λειτουργούν κανονικά μέσω του S1.

Σε αυτό το σημείο ο πυκνωτής C3 που σχετίζεται με τον πείρο 2 του IC παραμένει πλήρως αποφορτισμένος επειδή και οι δύο ακροδέκτες του βρίσκονται στο θετικό δυναμικό.

Ωστόσο, όταν ο διακόπτης ανάφλεξης S2 είναι απενεργοποιημένος, ο πυκνωτής C3 υποβάλλεται σε δυναμικό γείωσης μέσω του πηνίου ρελέ, το οποίο προκαλεί ξαφνικά μια αρνητική σκανδάλη στην ακίδα 2.

Αυτό ενεργοποιεί τον ακροδέκτη εξόδου IC 555 3 και επιτρέπει στο ρελέ να παραμείνει ενεργοποιημένο ακόμα κι αν η ανάφλεξη είναι απενεργοποιημένη. Ανάλογα με τις τιμές των εξαρτημάτων χρονισμού R1 και C1, το ρελέ παραμένει ενεργό διατηρώντας τους προβολείς αναμμένους (για 50 δευτερόλεπτα), μέχρι να παρέλθει τελικά η χρονική περίοδος και ο πείρος 3 του IC απενεργοποιεί την απενεργοποίηση του ρελέ και των φώτων.

Το κύκλωμα δεν δημιουργεί παρεμβολές στη συνήθη λειτουργία των προβολέων ενώ το αυτοκίνητο λειτουργεί.

Το επόμενο 7ο κύκλωμα χρονοδιακόπτη που φαίνεται παρακάτω είναι επίσης ένας χρονοδιακόπτης προβολέα αυτοκινήτου που ελέγχεται χειροκίνητα αντί του διακόπτη ανάφλεξης.

Το κύκλωμα χρησιμοποιεί ένα ρελέ DPDT που έχει δύο σετ επαφών. Η μονοσταθερή ενέργεια IC 555 ξεκινά πατώντας στιγμιαία το S1. Αυτό ενεργοποιεί το ρελέ και οι δύο επαφές κινούνται προς τα πάνω και συνδέονται με τη θετική παροχή.

Το δεξί ζεύγος επαφών ενεργοποιεί τους προβολείς, ενώ οι επαφές στην αριστερή πλευρά τροφοδοτούν το κύκλωμα IC 555. Το C3 προκαλεί έναν στιγμιαίο αρνητικό παλμό να εμφανιστεί στον ακροδέκτη 2, ο οποίος ενεργοποιεί τη λειτουργία μέτρησης του IC και ο πείρος 3 γίνεται υψηλός μανδάλωση στο ρελέ.

Οι προβολείς είναι τώρα ενεργοποιημένοι. Ανάλογα με τις τιμές των R1 και C1, η έξοδος pin 3 διατηρεί το ρελέ και τους προβολείς ενεργοποιημένους (για 50 δευτερόλεπτα σε αυτήν την περίπτωση), έως ότου η C1 φορτίσει έως και το 2 / 3ο Vcc, γυρίζοντας τον πείρο 3 χαμηλά και απενεργοποιώντας το ρελέ και τους προβολείς.

Χρονοδιακόπτης 1 λεπτού βεράντας

Αυτό το 8ο κύκλωμα δείχνει απλό βεράντα κύκλωμα χρονοδιακόπτη που μπορεί να ενεργοποιηθεί για ένα λεπτό μόνο κατά τη διάρκεια της νύχτας. Κατά τη διάρκεια της ημέρας το Αντίσταση LDR γίνεται χαμηλή που διατηρεί τη διασταύρωσή της με R5 υψηλή.

Λόγω αυτού, το πάτημα του S1 δεν επηρεάζει τον ακροδέκτη 2 του IC. Ωστόσο, όταν πέφτει το σκοτάδι, η αντίσταση LDR πηγαίνει άπειρη, αναπτύσσοντας σχεδόν 0 V στη διασταύρωση των R4 και R5.

Σε αυτήν την κατάσταση όταν ο διακόπτης S1 πιέζεται, προκαλεί αρνητική σκανδάλη στον πείρο 2 του IC 555, ο οποίος ενεργοποιεί τον πείρο 3 σε υψηλό και ενεργοποιεί επίσης το ρελέ. Η φωτεινή βεράντα που συνδέεται με τις επαφές ρελέ ανάβει.

Το κύκλωμα παραμένει ενεργοποιημένο για περίπου 1 λεπτό, έως ότου φορτιστεί το C1 στο 2 / 3ο Vcc. Το IC επανέρχεται τώρα στο χαμηλό πείρο 3 και απενεργοποιεί το ρελέ και σβήνει το φως της βεράντας.

Ο διακόπτης S1 μπορεί να έχει τη μορφή ενός μικρού κρυφού διακόπτη κοντά στη λαβή / μεντεσέ της πόρτας, ή κάτω από το στρώμα που ενεργοποιείται όταν ο ιδιοκτήτης πατάει στο χαλί.

Εφαρμογή στροφόμετρου

Ένα μονοσταθερό κύκλωμα χρονοδιακόπτη που χρησιμοποιεί IC 555 μπορεί επίσης να εφαρμοστεί αποτελεσματικά για την κατασκευή α κύκλωμα στροφόμετρου που θα παρέχει στον χρήστη ακριβείς πληροφορίες σχετικά με τη συχνότητα και το χρονισμό του κινητήρα.

Η εισερχόμενη συχνότητα από τον κινητήρα μετατρέπεται αρχικά σε τετράγωνο κύμα με καλή διάσταση μέσω ενός δικτύου διαφορικού RC και στη συνέχεια τροφοδοτείται στον ακροδέκτη # 2 του monostable.

Το δίκτυο διαφοροποιητών μετατρέπει τις ακραίες ή τελικές ακμές του σήματος τετραγωνικού κύματος σε κατάλληλους παλμούς ενεργοποίησης.

Ένα 9ο πρακτικό κύκλωμα παρακάτω δείχνει πώς ένα δίκτυο RC και ένα τρανζίστορ μετατρέπει οποιοδήποτε σήμα εισόδου με οποιοδήποτε εύρος σε καλά σχηματισμένα τετραγωνικά κύματα για τη δημιουργία ιδανικών παλμών ενεργοποίησης, εναλλαγή μεταξύ του πλήρους επιπέδου IC Vcc και της γείωσης.

συμπέρασμα

Σε όλα τα κυκλώματα που παρουσιάστηκαν μέχρι στιγμής, το 555 λειτουργεί ως γεννήτρια μονοσταθούς χρονικής περιόδου. Τα απαιτούμενα σήματα ενεργοποίησης τροφοδοτούνται στον πείρο TRIGGER 2 και παρέχεται ένας χρονισμένος παλμός στον πείρο εξόδου 3.

Σε όλα τα σχέδια, το σήμα που εφαρμόζεται στον πείρο TRIGGER 2 έχει την κατάλληλη διάσταση για να σχηματίσει έναν παλμό αρνητικής ακμής.

Διασφαλίζει ότι το πλάτος της σκανδάλης αλλάζει από ένα επίπεδο «απενεργοποίησης» υψηλότερο από το 2/3 της τάσης τροφοδοσίας σε τιμή «ενεργοποίησης» χαμηλότερη από το 1/3 της στάθμης τροφοδοσίας.

Η ενεργοποίηση του IC ενός πυροβολισμού μονοσταθής συμβαίνει στην πραγματικότητα όταν το δυναμικό στον πείρο 2 μειώνεται στο 1/3 του επιπέδου τάσης τροφοδοσίας.

Αυτό απαιτεί το πλάτος παλμού ενεργοποίησης στον πείρο 2 να είναι υψηλότερο από 100 νανοδευτερόλεπτα αλλά μικρότερο από τον παλμό που προορίζεται να εμφανιστεί στον πείρο εξόδου 3.

Αυτό επιβεβαιώνει την εξάλειψη του σφυγμού ενεργοποίησης μέχρι τη λήξη της καθορισμένης μονοσταθούς περιόδου.