فئات: مقالات مميزة » إلكترونيات عملية
مرات المشاهدة: 182545
تعليقات على المقال: 5
555 تصاميم الموقت المتكاملة
يبدأ الطريق إلى راديو الهواة ، كقاعدة عامة ، بمحاولة تجميع دوائر بسيطة. إذا بدأت الدائرة مباشرة بعد التجميع بإظهار علامات على الحياة - الوامض أو الصفافير أو النقر أو التحدث ، فإن الطريق إلى راديو الهواة مفتوح تقريبًا. بالنسبة إلى "الحديث" ، على الأرجح ، لن ينجح هذا على الفور ، حيث سيتعين عليك قراءة الكثير من الكتب ، ولحام جهازي وإعداد عدد من الدوائر ، وربما حرق مجموعة كبيرة أو صغيرة من الأجزاء (ويفضل أن تكون صغيرة).
ولكن يتم الحصول على فلاشات ومكبرات الصوت من الجميع تقريبًا دفعة واحدة. وعنصر أفضل من توقيت متكامل NE555 تجد لهذه التجارب ، ببساطة لن تنجح. أولاً ، دعونا نلقي نظرة على دوائر المولدات ، ولكن قبل ذلك ، دعنا ننتقل إلى وثائق الملكية - DATA SHEET. بادئ ذي بدء ، انتبه إلى المخطط التفصيلي للوقت الموضح في الشكل 1.
ويوضح الشكل 2 صورة مؤقت من الدليل المحلي. هنا يتم تقديمه ببساطة لإمكانية مقارنة تسميات الإشارة لهم ولنا ، بالإضافة إلى ذلك ، يتم عرض المخطط الوظيفي "لدينا" بمزيد من التفصيل وبوضوح.
فيما يلي رسمان مأخوذان من ورقة البيانات. حسنا ، تماما كتوصية من الشركة المصنعة.
الشكل 1
الشكل 2
555 هزاز واحد
ويبين الشكل 3 دائرة هزاز واحدة. لا ، هذا ليس نصف هزاز متعدد ، على الرغم من أنه هو نفسه لا يستطيع توليد التذبذبات. إنه يحتاج إلى مساعدة خارجية ، حتى قليلاً.
الشكل 3. مخطط هزاز واحد
منطق عمل اللقطة الواحدة بسيط للغاية. يتم تطبيق نبض منخفض المستوى على المدى القصير لتحفيز الإدخال 2 ، كما هو مبين في الشكل. نتيجة لذلك ، ينتج المخرج 3 نبضة مستطيلة مدتها ΔT = 1.1 * R * C. إذا استبدلنا R بالأوم في الصيغة و C في farads ، فسوف ينتهي الوقت T بالثواني. وفقا لذلك ، مع كيلو أوم و microfarads ، ستكون النتيجة بالميلي ثانية.
ويبين الشكل 4 كيفية تكوين نبض مثير باستخدام زر ميكانيكي بسيط ، على الرغم من أنه قد يكون عنصر أشباه الموصلات - دائرة كهربائية دقيقة أو ترانزستور.
الشكل 4
بشكل عام ، طلقة واحدة (تسمى أحيانًا طلقة واحدة ، وكان للجيش الشجاع كلمة التتابع kipp قيد الاستخدام) تعمل على النحو التالي. عند الضغط على زر ما ، فإن نبض المستوى المنخفض عند الطرف 2 يؤدي إلى إخراج الموقت 3 لتعيين مستوى عالٍ. لسبب وجيه ، هذه الإشارة (دبوس 2) في الدلائل المحلية تسمى الزناد.
يتم إغلاق الترانزستور المتصل بالمحطة 7 (التفريغ) في هذه الحالة. لذلك ، لا يوجد شيء يمنع شحن مكثف ضبط الوقت C. أثناء ترحيل kipp ، بالطبع ، لم يكن هناك 555 ، كل شيء تم على المصابيح ، في أحسن الأحوال على الترانزستورات المنفصلة ، ولكن خوارزمية التشغيل كانت هي نفسها.
أثناء شحن المكثف ، يتم الحفاظ على الجهد العالي المستوى في الإخراج. إذا تم تطبيق نبضة إضافية في هذا الوقت على الإدخال 2 ، فلن تتغير حالة الإخراج ، ولا يمكن تخفيض مدة نبضة المخرجات أو زيادتها بهذه الطريقة ، ولن يتم إعادة تشغيل الطلقة المفردة.
شيء آخر هو إذا قمت بتطبيق نبض إعادة ضبط (مستوى منخفض) إلى 4 دبوس. سيتم عرض الإخراج 3 على الفور مستوى منخفض. تحظى إشارة "إعادة الضبط" بالأولوية القصوى ، وبالتالي يمكن إعطاؤها في أي وقت.
مع زيادة الشحن ، يزيد الجهد عبر المكثف ، وفي النهاية ، يصل إلى مستوى 2 / 3U. كما هو موضح في مقال سابق ، هذا هو مستوى الاستجابة ، العتبة ، للمقارنة العليا ، مما يؤدي إلى إعادة ضبط المؤقت ، وهو نهاية نبض الإخراج.
عند الطرف 3 ، يظهر مستوى منخفض وفي نفس الوقت يتم فتح الترانزستور VT3 ، والذي يقوم بتصريف المكثف C. وهذا يكمل تكوين النبض.إذا أعطت بعد نبضات الخرج ، لكن ليس قبل ذلك ، نبضة تحريك أخرى ، فسيتم تشكيل الخرج ، كما هو الحال في الأول.
بالطبع ، للتشغيل العادي لطلقة واحدة ، يجب أن تكون نبضات الزناد أقصر من النبض الناتج في الإخراج.
ويبين الشكل 5 جدول هزاز واحد.
الشكل 5. جدول هزاز واحد
كيف يمكنني استخدام هزاز واحد؟
أو كما كان يقول القط ماتروسكين: "ماذا سيكون استخدام هذه اللقطة الواحدة؟" يمكن الإجابة أنه كبير بما فيه الكفاية. والحقيقة هي أن مدى التأخير الزمني الذي يمكن الحصول عليه من هذه اللقطة الواحدة لا يمكن أن يصل إلى بضع ميلي ثانية فقط ، بل قد يصل أيضًا إلى عدة ساعات. كل هذا يتوقف على معايير سلسلة توقيت RC.
أنت هنا ، حل جاهز تقريبًا لإضاءة ممر طويل. يكفي أن تكمِّل المؤقت بتتابع تنفيذي أو دائرة ثايرستور بسيطة ، وتضع بضعة أزرار في نهايات الممر! لقد ضغط على الزر ومرت الممر ولم يكن هناك داع للقلق بشأن إيقاف تشغيل المصباح الكهربائي. كل شيء سيحدث تلقائيا في نهاية الوقت تأخير. حسنا ، هذه مجرد معلومات للنظر فيها. الإضاءة في ممر طويل ، بالطبع ، ليست الخيار الوحيد لاستخدام هزاز واحد.
كيفية التحقق من 555؟
أبسط طريقة هي لحام دارة بسيطة ، لذلك لن تكون هناك حاجة تقريبًا للأجزاء المفصلية ، باستثناء المقاوم المتغير الوحيد والصمام LED للإشارة إلى حالة الخرج.
يجب على الدائرة الكهربائية الدقيقة توصيل السنين 2 و 6 وتطبيق الجهد عليها ، ويتم تغييرها بواسطة مقاوم متغير. يمكنك توصيل الفولتميتر أو الصمام بإخراج الموقت ، بطبيعة الحال ، مع المقاوم الحد.
لكن لا يمكنك لحام أي شيء ، علاوة على ذلك ، إجراء تجارب حتى مع وجود "غياب" الدائرة الكهربائية الفعلية. يمكن إجراء دراسات مماثلة باستخدام برنامج المحاكاة Multisim. بالطبع ، هذه الدراسة بدائية للغاية ، لكن مع ذلك ، تتيح لك التعرف على منطق الموقت 555. تظهر نتائج "العمل المختبري" في الأشكال 6 و 7 و 8.
الشكل 6
في هذا الشكل ، يمكنك أن ترى أن جهد الدخل ينظمه مقاوم متغير R1. بالقرب منه ، يمكنك النظر في النقش "Key = A" ، الذي يقول إنه يمكن تغيير قيمة المقاوم عن طريق الضغط على المفتاح A. ، والحد الأدنى لخطوة الضبط هو 1٪ ، يحزن فقط أن التنظيم ممكن فقط في اتجاه زيادة المقاومة ، ويكون التخفيض ممكنًا فقط باستخدام "الماوس" ".
في هذا الشكل ، يتم سحب "المقاوم" إلى "الأرض" ، والجهد على محركها قريب من الصفر (من أجل الوضوح ، يتم قياسه بمقياس متعدد). مع هذا الموضع للمحرك ، يكون خرج الموقت مرتفعًا ، وبالتالي فإن الترانزستور الناتج مغلق ، ولا تضيء LED1 ، كما تشير سهامه البيضاء.
يوضح الشكل التالي أن الجهد قد زاد قليلاً.
الشكل 7
لكن الزيادة لم تحدث بهذا الشكل فحسب ، بل امتثالًا لحدود معينة ، أي عتبات تشغيل المقارنات. الحقيقة هي أن 1/3 و 2/3 ، معبراً عنها بالنسب العشرية ، سيكونان ... و 66.66 ... على التوالي. في النسبة المئوية يتم عرض جزء الإدخال من المقاوم المتغير في برنامج Multisim. مع جهد تزويد 12V ، سيتحول هذا إلى 4 و 8 فولت ، وهو مناسب بما يكفي للبحث.
لذلك ، يوضح الشكل 6 أن المقاوم يتم تقديمه بنسبة 65٪ ، والجهد الكهربائي عليه 7.8 فولت ، وهو أقل قليلاً من 8 فولت المحسوبة. في هذه الحالة ، يتم إيقاف تشغيل مؤشر LED للإخراج ، أي إخراج الموقت لا يزال مرتفعا.
الشكل 8
تؤدي زيادة طفيفة أخرى في الجهد عند المدخلات 2 و 6 ، بنسبة 1 في المائة فقط (لا يسمح البرنامج أقل) إلى اشتعال مؤشر LED1 ، كما هو مبين في الشكل 8 ، - اكتسبت الأسهم بالقرب من الصمام لونًا أحمر. يوحي هذا السلوك للدائرة بأن محاكي Multisim يعمل بدقة تامة.
إذا استمرت في زيادة الجهد عند السنين 2 و 6 ، فلن يحدث أي تغيير عند إخراج المؤقت.
555 مولدات الموقت
نطاق التردد الذي تم إنشاؤه بواسطة المؤقت واسع جدًا: من أدنى تردد ، يمكن أن تصل مدته إلى عدة ساعات ، إلى ترددات تبلغ عدة عشرات من الكيلو هرتز. كل هذا يتوقف على عناصر سلسلة التوقيت.
إذا لم يكن مطلوبًا شكل موجة مستطيلة تمامًا ، فيمكن توليد تردد يصل إلى عدة ميغاهرتز. أحيانًا يكون هذا مقبولًا تمامًا - النموذج ليس مهمًا ، ولكن هناك دوافع. في أغلب الأحيان ، يُسمح بهذا الإهمال حول شكل النبضات في التكنولوجيا الرقمية. على سبيل المثال ، يستجيب عداد النبضات إلى الحافة الصاعدة أو النبضات الساقطة. توافق ، في هذه الحالة ، "تربيع" النبض لا يهم.
مولد موجة مربعة النبض
يظهر الشكل 9 أحد المتغيرات المحتملة لمولد نبض على شكل متعرج.
الشكل 9. مخطط مولدات نبض التعرجات على شكل
وتظهر الرسوم البيانية توقيت المولد في الشكل 10.
الشكل 10. مخططات توقيت المولد
يوضح الرسم البياني العلوي إشارة الخرج (رقم 3) الخاصة بالموقت. ويوضح الرسم البياني السفلي كيف يتغير الجهد عبر مكثف تحديد الوقت.
يحدث كل شيء تمامًا كما كان يتم اعتباره بالفعل في دارة الهزاز المفردة الموضحة في الشكل 3 ، لكنه لا يستخدم نبض الزناد المفرد في الدبوس 2.
الحقيقة هي أنه عند تشغيل الدائرة على المكثف C1 ، يكون الجهد صفرًا ، وهو الذي سيؤدي إلى تحويل خرج المؤقت إلى حالة المستوى العالي ، كما هو موضح في الشكل 10. يبدأ المكثف C1 في الشحن عبر المقاوم R1.
يزيد الجهد عبر المكثف بشكل كبير حتى يصل إلى العتبة العليا 2/3 * U. نتيجة لذلك ، ينتقل المؤقت إلى حالة الصفر ، وبالتالي ، يبدأ المكثف C1 في التفريغ إلى الحد الأدنى للتشغيل 1/3 * U. عند الوصول إلى هذه العتبة ، يتم تعيين مستوى عالٍ عند إخراج الموقت ويبدأ كل شيء من جديد. فترة جديدة من التذبذب تتشكل.
هنا يجب الانتباه إلى حقيقة أن المكثف C1 يتم شحنه وتفريغه من خلال نفس المقاوم R1. لذلك ، تكون أوقات الشحن والتفريغ متساوية ، وبالتالي فإن شكل التذبذبات عند خرج هذا المولد قريب من التعرق.
يوصف تردد التذبذب لمثل هذا المولد بمعادلة معقدة للغاية f = 0.722 / (R1 * C1). إذا كانت مقاومة المقاوم R1 في الحسابات موضحة في أوم ، وكانت السعة للمكثف هي C1 في فارادس ، فإن التردد سيكون في هيرتز. إذا ، في هذه الصيغة ، يتم التعبير عن المقاومة بالكيلو أوم (KOhm) ، والسعة للمكثف في microfarads (μF) ، ستكون النتيجة بالكيلو هرتز (KHz). للحصول على مذبذب بتردد قابل للتعديل ، يكفي استبدال المقاوم R1 بمتغير.
مولد نبض دورة العمل المتغير
بطبيعة الحال ، يكون التعرق جيدًا ، ولكن في بعض الأحيان تنشأ حالات تتطلب تنظيم دورة عمل البقول. هذه هي الطريقة التي يتم بها تنظيم السرعة لمحركات التيار المستمر (منظمات PWM) ، مع المغناطيس الدائم.
تسمى نبضات الموجة المربعة بالتعرج ، حيث يكون وقت النبضة (المستوى العالي t1) مساوياً لوقت الإيقاف المؤقت (المستوى المنخفض t2). جاء هذا الاسم في مجال الإلكترونيات من الهندسة المعمارية ، حيث يُطلق على متعرج الرسم رسم بالطوب. تسمى أوقات النبض والإيقاف الكلي فترة النبضة (T = t1 + t2).
دورة العمل والواجب
تسمى نسبة فترة النبضة إلى مدتها S = T / t1 دورة التشغيل. هذه القيمة هي أبعاد. في المتوسط ، هذا المؤشر هو 2 ، لأن t1 = t2 = 0.5 * T. في الأدب الإنكليزي ، بدلاً من دورة العمل ، غالبًا ما تستخدم القيمة المتبادلة ، - دورة العمل (دورة العمل الهندسية) D = 1 / S ، معبراً عنها كنسبة مئوية.
إذا قمت بتحسين المولد بشكل طفيف في الشكل 9 ، يمكنك الحصول على مولد مع دورة عمل قابلة للتعديل. يظهر الرسم البياني لمثل هذا المولد في الشكل 11.
الشكل 11.
في هذا المخطط ، تحدث شحنة المكثف C1 عبر الدائرة R1 ، RP1 ، VD1.عندما يصل الجهد عبر المكثف إلى الحد الأعلى البالغ 2/3 * U ، ينتقل المؤقت إلى المستوى المنخفض وتصريف المكثف C1 عبر الدائرة VD2 و RP1 و R1 حتى تنخفض الجهد عبر المكثف إلى الحد الأدنى البالغ 1/3 * U ، بعد حيث تتكرر الدورة.
يتيح تغيير موضع محرك RP1 التحكم في مدة الشحن والتفريغ: إذا زادت مدة الشحن ، فإن مدة التفريغ تقل. في هذه الحالة ، تظل فترة تكرار النبضات على حالها ، ولا تتغير إلا دورة العمل أو دورة العمل. حسنًا ، إنه أكثر ملاءمة لأي شخص.
وفقًا لجهاز ضبط الوقت 555 ، يمكنك تصميم المولدات ليس فقط ، ولكن أيضًا العديد من الأجهزة المفيدة التي سيتم مناقشتها في المقالة التالية. بالمناسبة ، هناك برامج - الآلات الحاسبة لحساب وتيرة المولدات على جهاز ضبط الوقت 555 ، وفي البرنامج - جهاز محاكاة Multisim هناك علامة تبويب خاصة لهذه الأغراض.
بوريس الأديشين ، electro-ar.tomathouse.com
استمرار المقال: 555 الموقت المتكامل السفر ورقة البيانات
انظر أيضا في electro-ar.tomathouse.com
: