10 най-добри таймерни схеми, използващи IC 555

Обяснените тук схеми са 10 най-добри схеми с малък таймер, използващи универсалния чип IC 555, който генерира предварително определени интервали от време в отговор на моментни входни тригери.

Интервалите от време могат да се използват за запазване на реле контролиран товар ВКЛЮЧЕН или активиран за желания период от време и автоматично изключване след изтичане на периода на закъснение. Интервалът от време може да бъде зададен чрез избор на подходящи стойности за външен резистор, кондензаторна мрежа.

IC 555 Вътрешна схема

Показаното изображение по-долу представлява вътрешната схема на стандартен IC 555. Можем да видим, че той е съставен от 21 транзистора, 4 диода и 15 резистора.

Етапът, включващ трите резистора от 5 kohm, работи като делител на напрежение, който произвежда 1/3-то ниво на напрежение на неинвертиращия вход на операционния усилвател за сравнение на спусъка и разделение на напрежението 2/3 на инвертиращия вход на прага на усилвателя .

С тези входове за задействане двата операционни усилвателя управляват R / S (нулиране / настройка) тригерна степен, която допълнително контролира условията за включване / изключване на допълнителния изходен етап и транзистора на драйвера Q6

Изходното състояние на тригера също може да бъде зададено чрез задействане на нулиращия щифт 4 на IC.

Как работят таймерите IC 555

Кога IC 555 е конфигуриран в режим на моностабилен таймер , щифтът TRIGGER 2 се задържа на потенциал на захранващото ниво чрез външен резистор RT.

В тази ситуация Q6 остава наситен, което поддържа CD-то на външния синхронизиращ кондензатор закъсал на земята, което води до това, че изходният извод 3 трябва да е на ниско логическо или 0 V ниво.

Стандартното действие на таймера на IC 555 се инициира чрез въвеждане на импулс от 0 V за задействане на щифт 2. Този импулс от 0 V, който е под 1/3 от нивото на постояннотоковото захранващо напрежение или Vcc, принуждава изхода на сравнителния механизъм да промени състоянието .

Поради това R / S джапанка също променя състоянието си на изход, изключвайки Q6 и задвижвайки OUTPUT pin 3 високо. С Q6 изключването изключва късото между CD. Това позволява на кондензаторния CD да се зарежда през синхронизиращия резистор RD, докато напрежението на CD достигне 2/3-то ниво на захранване или Vcc.

Веднага щом това се случи, R / S тригерът се връща в предишното си състояние, включва Q6 и предизвиква бързо разреждане на CD. В този момент изходният щифт 3 отново се връща в предишното си ниско състояние. И по този начин IC 555 завършва синхронизиращ цикъл.

Според една от характеристиките, IC, след като се задейства, спира да реагира на всякакви следващи задействания, докато синхронизиращият цикъл не завърши. Но ако някой иска да прекрати цикъла на синхронизиране, това може да стане по всяко време, като се приложи отрицателен импулс или 0 V към останалия щифт 4.

Синхронизиращият импулс, генериран на изхода на IC, е предимно под формата на правоъгълна вълна, чийто интервал от време се определя от величините на R и C.

Формулата за изчисляване на това е: tD (закъснение във времето) = 1,1 (стойност на R x стойност на C) С други думи, интервалът на времето, произведен от IC 555, е пряко пропорционален на произведението на R и C.

Следващата графика показва графиката на закъснението във времето спрямо съпротивлението и капацитета, използвайки горната формула за забавяне на времето. Тук tD е в милисекунди, R е в кило Ω, а C в μfarads.

Показва диапазон от забавяне във времето криви и линейно променящите се стойности по отношение на съответните стойности на RT и C.

Възможно е да зададете закъснения, вариращи от 10 µсекунди до 100 µсекунди, като изберете подходящи стойности на кондензатори от 0,001 µF до 100 µF и резистори от 1 k Ω до 10 meg Ω.

Обикновени таймерни схеми IC 555

Първата фигура по-долу показва как да направите таймер IC 555 с изход за фиксиран период. Тук тя е настроена на 50 секунди.

По същество това е моностабилен дизайн IC 555.

Прилежащата фигура показва формите на вълната, получени през посочените пинови на IC по време на процеса на превключване.

Действията, описани в изображението на формата на вълната, се стартират веднага щом щифтът TRIGGER 2 е заземен с натискане на моментния превключвател START S1.

Това незабавно кара правоъгълен импулс да се появи на щифт 3 и едновременно генерира експоненциален трион на DISCHARGE щифт 7.

Периодът от време, за който този правоъгълен импулс остава активен, се определя от стойностите на R1 и C1. Ако R1 бъде заменен с променлив резистор, това изходно време може да бъде зададено според предпочитанията на потребителя.

LED осветлението показва включването и изключването на изходния щифт 3 на IC

Променливият резистор може да бъде под формата на потенциометър както е показано на следващата фигура 2.

В този дизайн изходът може да настрои да произвежда периоди от време от 1,1 секунди до 120 секунди чрез различни настройки на пота R1.

Забележете серийния резистор 10K, който е много важен, тъй като предпазва IC от изгаряне, в случай че гърнето е обърнато на най-ниската си стойност. Резисторът от серия 10 K също така осигурява минималната стойност на съпротивлението, необходима за правилната работа на веригата при минимална настройка на гърнето.

Натискане на превключвател S1 за миг дава възможност на IC да стартира синхронизиращата последователност (щифт 3 върви високо и светодиодът се включва), докато натискането на бутона за нулиране S2 позволява незабавно прекратяване или нулиране на синхронизиращата последователност, така че изходният щифт 3 да се върне в първоначалното си положение 0 V (LED изключване за постоянно)

IC 555 позволява използването на товари с максимални токови спецификации до 200 mA. Въпреки че тези натоварвания обикновено са неиндуктивни, индуктивно натоварване като реле може също да бъде ефективно използвано директно през щифт 3 и земя, както е показано на следващите диаграми.

На третата фигура по-долу можем да видим, че релето може да бъде окабелено през щифт 3 и заземяване, и, щифт 3 и положително. Забележете свободния ход на диода, свързан през намотката на релето, силно се препоръчва за неутрализиране на опасните задни едс от намотката на релето по време на моменти на изключване.

The контактите на релето могат да бъдат свързани с предвиден товар за включване / изключване в отговор на зададените интервали от време.

Четвъртата електрическа схема показва стандарта IC 555 регулируема верига на таймера с два комплекта времеви диапазони и изходно реле за превключване на желания товар.

Въпреки че схемата изглежда правилна, тази основна схема всъщност може да има няколко отрицателни аспекта.

1. Първо, този дизайн ще отвежда непрекъснато малко ток, дори когато изходът на веригата е в изключено състояние.
2. Второ, тъй като двата кондензатора C1 и C3 имат широки спецификации за допустимо отклонение, гърнето трябва да се калибрира с две индивидуално настроени скали.

Разгледаните по-горе недостатъци всъщност могат да бъдат преодолени чрез конфигуриране на веригата по следния начин. Тук използваме DPDT реле за процедурите.

В тази 5-та диаграма на таймера IC 555 можем да видим, че контактите на релето са свързани паралелно с превключвателя START S1, които са в режим „нормално отворен“ и гарантира, че няма изтичане на ток, докато веригата е изключена.

За да започне цикъла на синхронизиране, S1 се натиска за миг.

Това незабавно захранва IC 555. В началото може да се очаква C2 да бъде напълно разредена. Поради това се създава отрицателен задействащ превключвател при щифт 2 на IC, който инициира цикъла на синхронизиране, а релето RY1 се включва.

Релейните контакти, които са свързани паралелно със S1, позволяват на IC 555 да остане захранван дори след освобождаване на S2.

Когато зададеният период от време изтече, релето се деактивира и контактите му се връщат в положение N / C, изключвайки захранването от цялата верига.

Изходът на времето за забавяне на веригата се определя основно от стойностите R1 и потенциометъра R5, заедно със стойностите или на C1, или на C2, и в зависимост от позицията на селекторния превключвател S3 a.

След като казахме това, трябва също да отбележим, че времето допълнително се влияе от това как се регулират потенциометрите R6 и R7.

Те се превключват през превключвателя S3 b и се интегрират с щифт 5 за управление на напрежението на IC.

Тези потенциометри са въведени за ефективно шунтиране на вътрешното напрежение на IC 555, което в противен случай може да наруши времето за изход на системата.

Благодарение на това подобрение веригата вече може да функционира с изключителна точност, дори и с кондензатори с несъответстващи нива на толеранс .

Освен това, характеристиката също така позволява на веригата да работи с единична скала за синхронизация, калибрирана за четене на два отделни диапазона на времето според позиционирането на селекторния превключвател.

За да настроите горепосочената точна схема на таймера IC 555, R5 трябва първоначално да бъде регулиран до максималния диапазон. След това S3 може да бъде избран на позиция 1.

След това коригирайте R6, за да получите 10-секундна скала за извеждане на времето за включване с известни проби и грешки. Следвайте същите процедури за избор на позиция 2 през пота R7 за получаване на точна скала от 100 секунди

Таймери за автомобилни светлини

Това 6-то просто автомобилен фар Таймерът, базиран на IC 555, предотвратява изключването на фаровете на автомобила веднага щом запалването бъде изключено.

Вместо това, фаровете могат да останат осветени за известно предварително зададено забавяне, след като водачът заключи запалване на автомобила и тръгва към дестинацията си, която може да е домът или офисът му. Това позволява на собственика да види пътеката и да влезе в дестинацията удобно с видимо осветление от фаровете.

Впоследствие, когато периодът на закъснение изтече, веригата IC 555 изключва фаровете.

Как работи

Когато ключът за запалване S2 е включен, релето RY1 се захранва чрез D3. Релето позволява работата на фаровете чрез горните контакти на релето и превключвателя S1, така че фаровете да работят нормално през S1.

В този момент кондензаторът C3, свързан с щифт 2 на IC, остава напълно разреден, тъй като и двата му проводника са с положителен потенциал.

Когато обаче ключът за запалване S2 е изключен, кондензаторът С3 се подлага на заземен потенциал чрез намотката на релето, което внезапно води до появата на отрицателен спусък на щифт 2.

Това задейства изходния щифт 3 на IC 555 и позволява на релето да остане под напрежение, въпреки че запалването е изключено. В зависимост от стойностите на синхронизиращите компоненти R1 и C1, релето остава под напрежение, поддържайки фаровете ВКЛЮЧЕНИ (за 50 секунди), докато накрая изтече периодът от време и щифт 3 на IC изключи деактивирането на релето и светлините.

Веригата не създава никакви смущения в обичайното функциониране на фаровете, докато автомобилът работи.

Следващата 7-ма верига на таймера, показана по-долу, също е таймер за автомобилни фарове, който се управлява ръчно вместо ключа за запалване.

Схемата използва реле DPDT, имащо два комплекта контакти. Моностабилното действие IC 555 се инициира чрез кратко натискане на S1. Това захранва релето и двата контакта се движат нагоре и се свързват с положителното захранване.

Дясната странична двойка контакти активира фаровете, докато лявата страна захранва веригата IC 555. C3 кара моментния отрицателен импулс да се появи на щифт 2, който задейства режима на броене на интегралната схема и щифт 3 става с високо заключване на релето.

Фаровете вече са включени. В зависимост от стойностите на R1 и C1 изходът на щифта 3 поддържа релето и фаровете под напрежение (за 50 секунди в този случай), докато C1 се зареди до 2/3 Vcc, завъртане на щифт 3 ниско и изключване на релето и фаровете.

1-минутен таймер за светлина на верандата

Тази 8-ма верига показва обикновена светлина на верандата верига на таймера, която може да се активира за минута само през нощта. През деня LDR съпротива става ниско, което поддържа връзката му с R5 високо.

Поради това натискането на S1 няма ефект върху щифт 2 на IC. Въпреки това, когато тъмнината падне, съпротивлението на LDR става безкрайно, развивайки близо 0 V на кръстовището на R4 и R5.

В това състояние, когато ключът S1 е натиснат, причинява отрицателен спусък на щифт 2 на IC 555, който активира щифт 3 на високо и също така включва релето. Светлината на верандата, прикрепена с контактите на релето, свети.

Веригата остава задействана за около 1 минута, докато C1 се зареди към 2/3 Vcc. Сега интегралната схема се нулира на щифта за завъртане 3 и изключва релето и изключва осветлението на верандата.

Превключвателят S1 може да бъде под формата на малък скрит превключвател близо до дръжката / пантата на вратата или под постелката, която се активира, когато собственикът стъпи върху постелката.

Приложение на тахометър

Моностабилна схема на таймера с помощта на IC 555 може също да бъде ефективно приложена за създаване на схема на тахометър което ще предостави на потребителя точна информация относно честотата и времето на двигателя.

Входящата честота от двигателя първо се преобразува в добре оразмерена квадратна вълна чрез RC диференцираща мрежа и след това се подава към щифт # 2 на моностабилния.

Мрежата на диференциатора преобразува водещите или крайните ръбове на квадратния вълнов сигнал в подходящи задействащи импулси.

9-та практическа схема по-долу показва как RC мрежа и транзистор преобразуват всеки входен сигнал с произволна амплитуда в добре оформени квадратни вълни за генериране на идеални задействащи импулси, превключвайки между пълното ниво на IC Vcc и земята.

Заключение

Във всички схеми, представени досега, 555 функционира като моностабилен (еднократен) генератор на времеви период. Необходимите задействащи сигнали се подават към щифт 2 на TRIGGER и се подава синхронизиран импулс към изходния щифт 3.

Във всички конструкции сигналът, приложен на щифт 2 на TRIGGER, е оразмерен по подходящ начин, за да образува импулс с отрицателен кант.

Той гарантира, че амплитудата на спусъка се превключва от ниво „изключено“ по-високо от 2/3 от захранващото напрежение към стойност „включено“ по-ниско от 1/3 от захранващото ниво.

Задействането на IC един изстрел моностабилно всъщност се случва, когато потенциалът на щифт 2 е намален до 1/3 от нивото на захранващото напрежение.

Това изисква широчината на импулса на задействането на щифт 2 да бъде по-висока от 100 наносекунди, но по-ниска от импулса, който е предназначен да се появи на изходния щифт 3.

Това установява елиминирането на пусковия импулс до момента, в който изтече зададеният моностабилен период.