10 nejlepších časových obvodů využívajících IC 555

Zde popsané obvody jsou 10 nejlepších malých časovacích obvodů využívajících univerzální čip IC 555, který generuje předem určené časové intervaly v reakci na okamžité spouštění vstupu.

Časové intervaly lze použít k udržení a zatížení řízené relé ZAPNUTO nebo aktivováno po požadovanou dobu a automatické vypnutí po uplynutí doby zpoždění. Časový interval lze nastavit výběrem vhodných hodnot pro síť externího rezistoru, kondenzátoru.

IC 555 Internal Circuitry

Obrázek zobrazený níže představuje vnitřní schéma standardního IC 555. Vidíme, že nás tvořilo 21 tranzistorů, 4 diody a 15 rezistorů.

Stupeň zahrnující tři 5 kohmové rezistory funguje jako stupeň děliče napětí, který vytváří 1/3 napěťovou hladinu na neinvertujícím vstupu operačního zesilovače spouštěcího komparátoru a dělení napětí 2/3 na invertujícím vstupu operačního zesilovače prahového komparátoru .

S těmito spouštěcími vstupy dva operační zesilovače ovládají stupeň klopného obvodu R / S (reset / nastavení), který dále řídí podmínky zapnutí / vypnutí doplňkového výstupního stupně a budicího tranzistoru Q6

Stav výstupu klopného obvodu může být také nastaven spuštěním resetovacího kolíku 4 IC.

Jak fungují časovače IC 555

Když IC 555 je konfigurován v monostabilním režimu časovače „TRIGGER pin 2 je udržován na potenciálu úrovně napájení prostřednictvím externího rezistoru RT.

V této situaci zůstává Q6 nasycený, což udržuje zkratovaný externí časovací kondenzátor CD se zemí, což způsobí, že pin 3 VÝSTUPU bude na nízké logice nebo na úrovni 0 V.

Standardní činnost časovače IC 555 je zahájena zavedením spouštěcího impulzu 0 V na pin 2. Tento pulz 0V, který je pod 1/3 úrovně stejnosměrného napájecího napětí nebo Vcc, nutí výstup komparátoru spouště ke změně stavu .

Z tohoto důvodu je R / S žabky také mění svůj výstupní stav, vypíná Q6 a řídí výstup OUTPUT pin 3 vysoko. Při vypnutí Q6 odpojí zkrat na CD. To umožňuje kondenzátoru CD nabíjet pomocí časovacího odporu RD, dokud napětí na CD nedosáhne 2/3 úrovně napájení nebo Vcc.

Jakmile k tomu dojde, klopný obvod R / S se vrátí do předchozího stavu, zapne Q6 a způsobí rychlé vybití CD. V tomto okamžiku se výstupní kolík 3 opět vrátí do svého dřívějšího nízkého stavu. A takto IC 555 završuje časovací cyklus.

Podle jedné z charakteristik IC po spuštění přestane reagovat na jakékoli další spouštěče, dokud nedojde k dokončení časovacího cyklu. Pokud však chcete ukončit časovací cyklus, lze to provést kdykoli přivedením záporného pulzu nebo 0 V na zbytek 4.

Časovací impuls generovaný na výstupu IC je většinou ve formě obdélníkové vlny, jejíž časový interval je definován velikostmi R a C.

Vzorec pro výpočet je: tD (časové zpoždění) = 1,1 (hodnota R x hodnota C) Jinými slovy, časový interval vytvořený IC 555 je přímo úměrný součinu R a C.

Následující graf ukazuje vykreslení časového zpoždění vs. odporu a kapacity pomocí výše uvedeného vzorce časového zpoždění. Zde tD je v milisekundách, R je v kilo Ω a C v μfaradech.

Ukazuje řadu časová prodleva křivky a lineárně se měnící hodnoty vzhledem k odpovídajícím hodnotám RT a C.

Je možné nastavit zpoždění v rozsahu od 10 µs do 100 µs výběrem vhodných hodnot kondenzátorů od 0,001 µF do 100 µF a odporů od 1 k Ω do 10 meg Ω.

Jednoduché obvody časovače IC 555

První obrázek níže ukazuje, jak vytvořit časovač IC 555, který má výstup s pevnou periodou. Zde je nastavena na 50 sekund.

Je to v podstatě monostabilní design IC 555.

Na sousedním obrázku jsou znázorněny průběhy vln získané napříč uvedenými vývody integrovaného obvodu během procesu přepínání.

Akce popsané v obrazci křivky se zahájí, jakmile je kolík TRIGGER 2 uzemněn stisknutím momentálního spínače START S1.

To okamžitě způsobí, že se na kolíku 3 objeví obdélníkový puls, a současně na kolíku 7 DISCHARGE vygeneruje exponenciální pilový zub.

Časové období, po které tento obdélníkový pulz zůstává aktivní, je určeno hodnotami R1 a C1. Pokud je R1 nahrazen proměnným odporem, lze toto časování výstupu nastavit podle preferencí uživatele.

LED osvětlení indikuje ZAPNUTÍ a VYPNUTÍ výstupního kolíku 3 IC

Variabilní rezistor může mít tvar a potenciometr jak je znázorněno na následujícím obrázku 2.

V tomto designu může být výstup nastaven tak, aby produkoval časová období od 1,1 sekundy do 120 sekund pomocí různých úprav potu R1.

Všimněte si rezistoru řady 10K, která je velmi důležitá, protože chrání IC před spálením v případě, že je hrnec nastaven na nejnižší hodnotu. Rezistor řady 10 K také zajišťuje minimální hodnotu odporu požadovanou pro správnou funkci obvodu při minimálním nastavení hrnce.

Stisknutím tlačítka přepínač S1 na okamžik umožňuje IC zahájit časovací sekvenci (pin 3 je vysoký a LED se rozsvítí), zatímco stisknutí tlačítka S2 reset umožňuje okamžité ukončení nebo resetování časovací sekvence, takže výstupní pin 3 se vrátí do své původní situace 0 V (LED trvale vypnuto)

IC 555 umožňuje použití zátěží s maximální proudovou specifikací až 200 mA. I když jsou tyto zátěže obvykle neinduktivní, lze induktivní zátěž jako relé také efektivně použít přímo přes pin 3 a zem, jak je znázorněno v následujících schématech.

Na třetím obrázku níže vidíme, že relé může být zapojeno přes pin 3 a zem a pin 3 a kladné. Všimněte si volnoběžné diody připojené přes cívku relé, velmi se doporučuje pro neutralizaci nebezpečných zpětných emf z cívky relé během okamžiků vypnutí.

The kontakty relé mohou být zapojeny se zamýšlenou zátěží pro jejich zapnutí / vypnutí v reakci na nastavené časové intervaly.

4. obvodové schéma ukazuje standard Nastavitelný obvod časovače IC 555 má dvě sady časových rozsahů a výstupní relé pro přepínání požadované zátěže.

Ačkoli schéma vypadá správně, tento základní obvod může mít ve skutečnosti několik negativních aspektů.

1. Nejprve tento design bude nepřetržitě odebírat nějaký proud, i když je výstup obvodu ve vypnutém stavu.
2. Zadruhé, protože dva kondenzátory C1 a C3 mají specifikaci široké tolerance, je třeba kalibrovat potenciometr se dvěma individuálními nastavovacími stupnicemi.

Výše popsané nedostatky lze skutečně překonat konfigurací obvodu následujícím způsobem. Zde používáme pro procedury relé DPDT.

V tomto 5. časovém diagramu IC 555 vidíme, že kontakty relé jsou spojeny paralelně se spínačem START S1, které jsou oba v režimu „normálně otevřeného“, a zajišťuje, že při vypnutém obvodu nedojde k žádnému odběru proudu.

Pro zahájení časovacího cyklu je na okamžik stisknuto S1.

To okamžitě napájí IC 555. Na počátku lze očekávat, že C2 bude zcela vybitá. Z tohoto důvodu je na kolíku 2 IC vytvořen záporný spínač zapnutí, který inicializuje časovací cyklus, a relé RY1 se sepne.

Reléové kontakty, které jsou zapojeny paralelně s S1, umožňují, aby IC 555 zůstal napájen i po uvolnění S2.

Po uplynutí nastaveného časového období se relé deaktivuje a jeho kontakty se vrátí do polohy N / C odpojením napájení z celého obvodu.

Výstup časového zpoždění obvodu je v zásadě určen hodnotami R1 a potenciometru R5, spolu s hodnotami buď C1 nebo C2, a v závislosti na poloze volicího spínače S3a.

Když už jsme to řekli, musíme také poznamenat, že načasování je dále ovlivněno tím, jak jsou nastaveny potenciometry R6 a R7.

Přepínají se přes spínač S3 b a jsou integrovány do kolíku 5 řídicího napětí IC.

Tyto potenciometry jsou zavedeny pro účinné přemostění vnitřního napětí IC 555, které by jinak mohlo narušit časování výstupu systému.

Díky tomuto vylepšení je obvod nyní schopen pracovat s maximální přesností is kondenzátory s nekonzistentními úrovněmi tolerance .

Kromě toho tato funkce také umožňuje obvodu pracovat s osamělou časovací stupnicí kalibrovanou na čtení dvou jednotlivých časovacích rozsahů podle umístění přepínače.

Pro nastavení výše uvedeného přesného časového obvodu IC 555 musí být R5 zpočátku nastaven na maximální rozsah. Poté může být S3 vybrán do polohy 1.

Dále upravte R6, abyste získali 10sekundovou stupnici časování výstupu s určitými pokusy a omyly. Stejným postupem postupujte při výběru pozice 2, přes pot R7 získáte přesnou stupnici 100 sekund

Časovače pro osvětlení automobilů

Tento šestý jednoduchý světlomet do auta Časovač založený na IC 555 zabraňuje vypnutí světlometů automobilu, jakmile je vypnuto zapalování.

Místo toho mohou světlomety zůstat rozsvíceny po určité přednastavené zpoždění, jakmile řidič zamkne zapalování automobilu a odchází směrem k cíli, kterým může být jeho domov nebo kancelář. To umožňuje majiteli vidět cestu a pohodlně vstoupit do cíle s viditelným osvětlením ze světlometů.

Po uplynutí doby zpoždění obvod IC 555 následně zhasne světlomety.

Jak to funguje

Když je spínač zapalování S2 ZAPNUTÝ, relé RY1 sepne prostřednictvím D3. Relé umožňuje ovládání světlometů pomocí horních kontaktů relé a spínače S1, takže světlomety normálně fungují přes S1.

V tomto okamžiku zůstává kondenzátor C3 spojený s pinem 2 IC zcela vybitý, protože oba jeho vodiče jsou v kladném potenciálu.

Když je však spínač zapalování S2 vypnutý, kondenzátor C3 je vystaven zemnímu potenciálu přes cívku relé, což náhle způsobí, že se na kolíku 2 objeví negativní spoušť.

Tím se aktivuje výstupní kolík 3 IC 555 a relé zůstane pod napětím, i když je vypnuté zapalování. V závislosti na hodnotách časovacích komponent R1 a C1 zůstává relé pod napětím a udržuje světlomety zapnuté (po dobu 50 sekund), dokud konečně neuplyne časový úsek a pin 3 IC se vypne, čímž deaktivuje relé a světla.

Obvod nevytváří žádné interference s obvyklou funkcí světlometů, když je vozidlo v provozu.

Dalším 7. obvodem časovače zobrazeným níže je také časovač světlometů automobilu, který je ovládán ručně namísto spínače zapalování.

Obvod využívá relé DPDT se dvěma sadami kontaktů. Monostabilní akce IC 555 je zahájena krátkým stisknutím S1. To napájí relé a oba kontakty se pohybují nahoru a spojují se s kladným napájením.

Dvojice kontaktů na pravé straně aktivuje světlomety, zatímco kontakty na levé straně napájejí obvod IC 555. C3 způsobí, že se na kolíku 2 objeví okamžitý záporný puls, který spustí režim počítání IC, a kolík 3 se vysoko zablokuje na relé.

Světlomety jsou nyní zapnuty. V závislosti na hodnotách R1 a C1 udržuje výstup kolíku 3 relé a světlomety pod napětím (v tomto případě po dobu 50 sekund), dokud se C1 nenabije až na 2/3 Vcc, otočením kolíku 3 na nízkou hodnotu a vypnutím relé a světlomety.

1minutový časovač verandy

Tento 8. obvod ukazuje jednoduché verandové světlo časový obvod, který lze na minutu aktivovat pouze během noci. Během dne čas Odpor LDR se sníží, což udržuje spojení s R5 na vysoké úrovni.

Z tohoto důvodu nemá stisk S1 žádný vliv na pin 2 IC. Když však padne tma, odpor LDR je nekonečný a na křižovatce R4 a R5 se vyvíjí téměř 0 V.

V tomto stavu, když je stisknutý spínač S1, způsobí negativní spuštění na pinu 2 IC 555, který aktivuje pin 3 na vysokou hodnotu a také zapne relé. Svítí veranda spojená s kontakty relé.

Obvod zůstane spuštěný přibližně 1 minutu, dokud se C1 nenabije na 2/3 Vcc. IC se nyní resetuje na nízký otočný kolík 3, odpojí napájení relé a vypne světlo verandy.

Spínač S1 může být ve formě malého skrytého spínače v blízkosti dveřní kliky / závěsu nebo pod rohoží, který se aktivuje, když majitel šlape na rohož.

Aplikace tachometru

Monostabilní časový obvod využívající IC 555 lze také efektivně implementovat pro výrobu a obvod tachometru který uživateli poskytne přesné informace o frekvenci a časování motoru.

Příchozí frekvence z motoru se nejprve převede na dobře dimenzovanou čtvercovou vlnu prostřednictvím sítě RC diferenciace a poté se přivede na pin # 2 monostabilní.

Síť diferenciátoru transformuje náběžné nebo zadní hrany signálu obdélníkové vlny na příslušné spouštěcí impulsy.

Devátý praktický obvod níže ukazuje, jak RC síť a tranzistor převádí jakýkoli vstupní signál s jakoukoli amplitudou na dobře tvarované čtvercové vlny pro generování ideálních spouštěcích pulzů, přepínání mezi plnou úrovní IC Vcc a zemí.

Závěr

Ve všech dosud prezentovaných obvodech funguje 555 jako monostabilní (jednorázový) generátor časovacího období. Požadované spouštěcí signály jsou přiváděny na pin 2 TRIGGER a na výstupní pin 3 je dodáván časovaný puls.

Ve všech provedeních je signál aplikovaný na kolíku 2 TRIGGER vhodně dimenzován tak, aby vytvářel pulz se zápornými okraji.

Zajišťuje, že se spouštěcí amplituda přepne z úrovně „vypnuto“ vyšší než 2/3 napájecího napětí na hodnotu „zapnuto“ nižší než 1/3 úrovně napájení.

Spuštění IC jednorázového monostabilního ve skutečnosti nastane, když je potenciál na pinu 2 stažen dolů na 1/3 úrovně napájecího napětí.

To vyžaduje, aby šířka spouštěcího impulzu na pinu 2 byla vyšší než 100 nanosekund, ale menší než puls, který se má objevit na výstupním pinu 3.

Tím se zjišťuje eliminace spouštěcího pulzu v době, kdy uplyne nastavená monostabilní doba.