За начинаещи радиолюбители, преходът от създаване на прости схеми с помощта на резистори, кондензатори, диоди към създаване печатни платкис различни микросхеми, означава преход към ново нивоумение. Схемите обаче се основават на най-простите микросхеми, една от които е интегрираният таймер чип NE555.
Изследването на всяка микросхема трябва да започне с патентована документация - ЛИСТ С ДАННИ. Първо, трябва да обърнете внимание на местоположението на щифтовете и тяхното предназначение за таймера NE555 (Фигура 1). Чуждите компании, като правило, не предоставят електрически схемитехните устройства. Въпреки това, чипът на таймера NE555 е доста популярен и има свой собствен вътрешен аналог KR1006VI1, чиято схема е показана на фигура 2.
Фигура 1
1. Еднократен изстрел на базата на NE555 (Фигура 3).
Фигура 3
Работа на веригата: импулс с ниско ниво се прилага към щифт 2 на микросхемата. На изход 3 на микросхемата се получава правоъгълен импулс, чиято продължителност се определя от синхронизиращата RC верига (ΔT = 1,1 * R * C). Сигнал с високо ниво на пин 3 се генерира, докато синхронизиращият кондензатор C се зареди до напрежение от 2/3U захранване. Диаграмите на работата на еднократно устройство са показани на фигура 4. За да генерирате импулс за стартиране на работата на микросхемата, можете да използвате механичен бутон (фигура 5) или полупроводников елемент.
Фигура 4
Фигура 5
Целта на еднократната схема, базирана на интегрирания таймер чип NE555, е да създаде времеви закъснения от няколко милисекунди до няколко часа.
2 генератора, базирани на интегрирания таймер NE555
Базираният на NE555 генератор е в състояние да генерира импулси с максимална честота от няколко килохерца за правоъгълни импулси и с честота от няколко мегахерца за неправоъгълни импулси. Честотата, както в случая на моновибратор, ще се определя от параметрите на веригата за синхронизиране.
2.1 Генератор на импулси с квадратна вълна, базиран на NE555
Веригата на такъв генератор е показана на фигура 6, а времедиаграмите на генератора на фигура 7. Отличителна чертаГенераторът на импулси на меандър е, че времето на импулса и времето на пауза са равни едно на друго.
Фигура 6
Фигура 7
Принципът на работа на веригата е подобен на този на моновибратора. Единственото изключение е липсващият задействащ импулс за чипа на таймера на пин 2. Честотата на генерираните импулси се определя от израза f = 0,722/(R1*C1).
2.2 Генератор на импулси с регулируем работен цикъл на базата на NE555
Регулирането на работния цикъл на генерираните импулси ви позволява да създавате генератори с ширина на импулса на базата на NE555. Коефициентът на запълване се определя от съотношението на времето на импулса към продължителността на импулса. Реципрочната стойност на работния цикъл е работен цикъл. Схемата на импулсен генератор с регулируем работен цикъл, базиран на NE555, е показана на фигура 8.
Фигура 8
Принципът на работа на веригата: времето на импулса и времето на пауза се определят от времето за зареждане на кондензатора C1. Сигнал с високо ниво се генерира, когато C1 се зарежда по веригата R1-RP1-VD1. Когато напрежението достигне 2/3Up, таймерът превключва и кондензаторът C1 се разрежда през веригата VD2-RP1-R1. Когато се достигне 1/3Up, таймерът превключва отново и цикълът се повтаря.
Времето за зареждане и разреждане на кондензатора C1 се регулира с помощта на променлив резистор RP1. В този случай работният цикъл на изходните импулси се променя при постоянен период на повторение на импулса.
За проверка на функционалността на интегрирания таймер чип NE555можете да сглобите схемата, показана на фигура 9 (схема в симулатора Multisim).
Фигура 9
Изходното напрежение се регулира от променлив резистор R1. В горната диаграма е достатъчно просто да разберете алгоритъма на таймера. Когато захранващото напрежение е 12V, референтното напрежение за превключване на микросхемата е 4V и 8V. При напрежение 7,8 V (Фигура 10) на изхода на таймера – високо нивосигнал (LED1 не свети). Когато се достигне 8V (Фигура 11), микросхемата се превключва - LED1 светва. По-нататъшното увеличаване на напрежението няма да доведе до промени в работата на таймера.
Веднъж ме помолиха да направя обикновен мигач за управление на реле или мигане на крушка с ниска мощност. Сглобяването на обикновен мултивибратор, независимо дали е симетричен или асиметричен, е някак тривиално и веригата е нестабилна и не е напълно надеждна, въпреки факта, че трябва да работи при напрежение от 24 волта в камион и размерите му не са твърде големи.
Схема
След търсене в мрежата за схеми, реших да използвам листа с данни, за да включа популярната микросхема NE555N. Прецизен таймер, чиято цена е много ниска - около 10 рубли на чип в дълбок пакет! Но тъй като товарът ни не е съвсем лек, може да се наложи големи токовеЩо се отнася до захранването на таймера, тогава имаме нужда от някакъв ключ, който самият таймер ще управлява.
Можете да вземете обикновен транзистор, но той ще се нагрее поради големи загуби поради големи капки на преходите - затова взех високоволтов полеви транзисторза няколко ампера ток, такъв ключ с ток дори 2 ампера изобщо няма да изисква радиатор.
Самият таймер 555 има ограничения в захранващото напрежение - около 18 волта, въпреки че дори при 15 може лесно да се срине, така че сглобяваме верига от ограничителен резистор и ценеров диод с филтърен кондензатор на входа на захранването!
Във веригата е въведен регулатор, така че можете да завъртите копчето на регулатора, за да промените честотата на мигащите импулси на електрическата крушка или работата на релето. Ако не е необходима настройка, можете да настроите честотата на желаната, да измерите съпротивлението и след това да запоите готовия. На горния има 2 регулатора наведнъж, които променят работния цикъл (съотношението на включено състояние на изхода към изключено състояние). Ако се изисква съотношение 1:1, премахнете всичко с изключение на един променлив резистор.
видео
Някои от елементите са изпълнени в дълбоки корпуси, някои в SMD - за компактност и по-добро разположение като цяло. Схемата на генератора на импулси започна да работи почти веднага след включването, оставаше само да се настрои на желаната честота. Препоръчително е платката да се напълни с топящо се лепило или да се постави в пластмасова кутия, така че собствениците на автомобили да не си помислят да я завинтват директно към кутията или да я поставят върху нещо метално.
Трябваше да направя регулатор на скоростта за перката. Да издуха дима от поялника и да проветри лицето. Е, просто за забавление, опаковайте всичко на минимална цена. Най-лесният начин е двигател с ниска мощност DC, разбира се, за регулиране с променлив резистор, но за да се намери намаление за такава малка стойност и дори необходимата мощност, отнема много усилия и очевидно няма да струва десет рубли. Затова нашият избор е PWM + MOSFET.
Взех ключа IRF630. Защо този MOSFET? Да, току-що взех около десет от тях отнякъде. Така че го използвам, за да мога да инсталирам нещо по-малко и с ниска мощност. защото токът тук едва ли ще е повече от ампер, но IRF630способен да се изтегли през себе си под 9A. Но ще можете да направите цяла каскада от вентилатори, като ги свържете към един вентилатор - достатъчно мощност :)
Сега е време да помислим какво ще правим ШИМ. Веднага се намесва мисълта - микроконтролер. Вземете малко Tiny12 и го направете върху него. Изхвърлих тази мисъл моментално.
- Чувствам се зле да харча толкова ценна и скъпа част за някакъв вентилатор. Ще намеря по-интересна задача за микроконтролера
- Писането на повече софтуер за това е двойно разочароващо.
- Захранващото напрежение там е 12 волта, намаляването му за захранване на MK до 5 волта обикновено е мързеливо
- IRF630няма да се отвори от 5 волта, така че вие също ще трябва да инсталирате транзистор тук, така че да доставя висок потенциал на полевата врата. Майната му
Операционните усилватели могат да бъдат изхвърлени направо. Факт е, че операционният усилвател общо предназначениевече след 8-10 kHz, като правило, крайна изходно напрежение
започва рязко да се срутва и трябва да дръпнем полевия служител. При това на свръхзвукова честота, за да не скърца.
Операционните усилватели без такъв недостатък струват толкова много, че с тези пари можете да си купите дузина от най-готините микроконтролери. В пещта!
Компараторите остават; те нямат способността на операционен усилвател да променят плавно изходното напрежение, те могат да сравняват само две напрежения и да затварят изходния транзистор въз основа на резултатите от сравнението, но го правят бързо и без блокиране на характеристиките; . Разрових дъното на цевта и не можах да намеря никакви сравнения. Засада! По-точно беше LM339, но беше в голям корпус и моята религия не ми позволява да запоявам микросхема за повече от 8 крака за такава проста задача. Освен това беше жалко да се влача до склада. какво да правя
И тогава си спомних такова прекрасно нещо като аналогов таймер - NE555. Това е вид генератор, където можете да използвате комбинация от резистори и кондензатор, за да настроите честотата, както и продължителността на импулса и паузата. Колко различни глупости са направени на този таймер през неговата повече от тридесетгодишна история... Досега тази микросхема, въпреки вековната си възраст, се отпечатва в милиони копия и се предлага в почти всеки склад на цена от един няколко рубли. Например в нашата страна струва около 5 рубли. Разрових дъното на цевта и намерих няколко парчета. ЗА! Нека раздвижим нещата веднага.
 |
Как става това
Ако не се задълбочите в структурата на таймера 555, не е трудно. Грубо казано, таймерът следи напрежението на кондензатора C1, което премахва от изхода THR(ПРАГ - праг). Веднага щом достигне максимума (кондензаторът е зареден), вътрешният транзистор се отваря. Което затваря изхода DIS(DISCHARGE - разряд) към земята. В същото време, на изхода ВЪНпоявява се логическа нула. Кондензаторът започва да се разрежда DISи когато напрежението върху него стане нула (пълно разреждане), системата ще премине в обратното състояние - на изход 1 транзисторът е затворен. Кондензаторът започва да се зарежда отново и всичко се повтаря отново.
Зарядът на кондензатора C1 следва пътя: “ R4->горно рамо R1 ->D2", и изхвърлянето по пътя: D1 -> долно рамо R1 -> DIS. Когато завъртим променливия резистор R1, променяме съотношението на съпротивленията на горното и долното рамо. Което съответно променя съотношението на дължината на импулса към паузата.
Честотата се задава главно от кондензатор C1 и също така зависи леко от стойността на съпротивлението R1.
Резистор R3 гарантира, че изходът е изтеглен до високо ниво - така че има изход с отворен колектор. Което не е в състояние самостоятелно да постави високо ниво.
Можете да инсталирате всякакви диоди, проводниците са приблизително еднакви, отклоненията в рамките на един порядък не влияят особено на качеството на работа. При зададени 4.7 нанофарада в C1 например честотата пада до 18 kHz, но почти не се чува, явно вече не ми е перфектен слухът :(
Разрових се в кошчетата, който сам изчислява работните параметри на таймера NE555 и сглобих схема от там за нестабилен режим с коефициент на запълване по-малък от 50% и завинтих променлив резистор вместо R1 и R2, с който Промених работния цикъл на изходния сигнал. Просто трябва да обърнете внимание на факта, че DIS изходът (DISCHARGE) е чрез вътрешния ключ на таймера свързан към земята, така че не може да бъде свързан директно към потенциометъра, защото при завъртане на регулатора до неговата крайна позиция, този щифт ще кацне на Vcc. И когато транзисторът се отвори, ще има естествено късо съединение и таймерът с красив зилч ще излъчи магически дим, върху който, както знаете, работи цялата електроника. Веднага след като димът напусне чипа, той спира да работи. Това е. Затова вземаме и добавяме още един резистор за един килоом. Това няма да промени регулирането, но ще предпази от прегаряне.
Казано, сторено. Гравирах платката и запоих компонентите:
Всичко е просто отдолу.
Тук прикачвам печат в стандартното оформление на Sprint -
И това е напрежението на двигателя. Вижда се малък преходен процес. Трябва да поставите тръбата успоредно на половин микрофарад и тя ще го изглади.
Както можете да видите, честотата плава - това е разбираемо, тъй като нашата работна честота зависи от резисторите и кондензатора и тъй като те се променят, честотата плава, но това няма значение. В целия диапазон на управление той никога не навлиза в звуковия диапазон. И цялата конструкция струва 35 рубли, без да броим тялото. И така - печалба!
И накрая стигнахме до него. След като сглобих малки намотки, реших да пробвам нова верига, по-сериозна и сложна за настройка и работа. Да преминем от думи към дела. Пълната диаграма изглежда така:
Работи на принципа на самогенератор. Къркачът рита водача UCC27425и процесът започва. Драйверът подава импулс към GDT (Gate Drive Transformator - буквално: трансформатор, който управлява портите) с GDT има 2 вторични намотки, свързани в противофаза. Тази връзка осигурява редуващо се отваряне на транзисторите. По време на отваряне транзисторът изпомпва ток през себе си и кондензатора 4,7 µF. В този момент на бобината се образува разряд и сигналът преминава през операционната система към драйвера. Драйверът променя посоката на тока в GDT и транзисторите се променят (този, който е бил отворен, се затваря, а вторият се отваря). И този процес се повтаря, докато има сигнал от прекъсвача.
GDT е най-добре навит на вносен пръстен - Epcos N80. Намотките се навиват в съотношение 1:1:1 или 1:2:2. Средно около 7-8 оборота, можете да го изчислите, ако желаете. Нека разгледаме RD верига в портите на мощните транзистори. Тази верига осигурява Dead Time. Това е времето, когато и двата транзистора са затворени. Тоест един транзистор вече е затворен, а вторият все още не е имал време да се отвори. Принципът е следният: транзисторът се отваря плавно през резистор и бързо се разрежда през диод. Осцилограмата изглежда така:
Ако не осигурите мъртво време, може да се окаже, че и двата транзистора ще бъдат отворени и тогава ще настъпи експлозия на мощност.
Да продължим. ОС ( обратна връзка) се прави в този случай под формата на CT (токов трансформатор). CT е навит върху феритен пръстен Epcos N80 с най-малко 50 навивки. Долният край на вторичната намотка се изтегля през пръстена и се заземява. По този начин големият ток от вторичната намотка се преобразува в достатъчен потенциал при КТ. След това токът от CT отива към кондензатора (изглажда смущенията), диодите на Шотки (преминават само един полупериод) и светодиода (действа като ценеров диод и визуализира генерирането). За да се получи генериране, трябва да се спазва и формулировката на трансформатора. Ако няма генерация или е много слаба, просто трябва да обърнете CT.
Нека разгледаме прекъсвача отделно. Разбира се, че се изпотих с прекъсвача. Събрах около 5 различни... Някои набъбват от ВЧ ток, други не работят както трябва. След това ще ви разкажа за всички прекъсвачи, които направих. Сигурно ще започна от самото начало - нататък TL494. Схемата е стандартна. Възможна е независима настройка на честотата и работния цикъл. Веригата по-долу може да генерира от 0 до 800-900 Hz, ако замените кондензатор от 1 uF с кондензатор от 4,7 uF. Коефициент на натоварване от 0 до 50. Точно това, от което се нуждаете! Има обаче едно НО. Този PWM контролер е много чувствителен към RF ток и различни полета от бобината. Като цяло, когато е свързан към бобината, прекъсвачът просто не работи, или всичко беше на 0 или CW режим. Екранирането помогна частично, но не реши напълно проблема.
Следният прекъсвач е сглобен с помощта на UC3843много често се среща в IIP, особено ATX, откъдето всъщност го взех. Схемата също не е лоша и не е по-лоша TL494по параметри. Тук е възможно да се регулира честотата от 0 до 1 kHz и работния цикъл от 0 до 100%. Това също ме устройваше. Но отново тези пикапи от бобината развалиха всичко. Тук дори екранирането не помогна. Трябваше да откажа, въпреки че го сглобих добре на дъската...
Реших да се върна към дъб и надежден, но нискофункционален 555 . Реших да започна с burst interrupter. Същността на прекъсвача е, че той прекъсва сам себе си. Една микросхема (U1) задава честотата, друга (2) продължителността, а третата (U3) задава времето на работа на първите две. Всичко щеше да е наред, ако не беше късата продължителност на импулса с U2. Този прекъсвач е предназначен за DRSSTC и може да работи с SSTC, но не ми хареса - разрядите са тънки, но пухкави. След това имаше няколко опита за увеличаване на продължителността, но те бяха неуспешни.
Генераторни вериги за 555
Тогава реших да променя фундаментално веригата и да направя независима продължителност на кондензатора, диода и резистора. Мнозина може да смятат тази схема за абсурдна и глупава, но тя работи. Принципът е следният: сигналът отива към драйвера, докато кондензаторът не се зареди (мисля, че никой няма да спори с това). NE555генерира сигнал, той минава през резистор и кондензатор и ако съпротивлението на резистора е 0 ома, тогава той минава само през кондензатора и продължителността е максимална (стига капацитетът да е достатъчен) независимо от работния цикъл на генератора. Резисторът ограничава времето за зареждане, т.е. Колкото по-голямо е съпротивлението, толкова по-кратък ще бъде импулсът. Водачът получава сигнал с по-кратка продължителност, но със същата честота. Кондензаторът се разрежда бързо чрез резистор (който отива на маса 1k) и диод.
Плюсове и минуси
плюсове: независимо от честотата регулиране на работния цикъл, SSTC никога няма да премине в CW режим, ако прекъсвачът изгори.
минуси: работният цикъл не може да се увеличава „безкрайно“, както например на UC3843, той е ограничен от капацитета на кондензатора и работния цикъл на самия генератор (не може да бъде по-голям от работния цикъл на генератора). Токът протича гладко през кондензатора.
Не знам как шофьорът реагира на последното (плавно зареждане). От една страна драйверът може и плавно да отваря транзисторите и те ще загряват повече. От другата страна UCC27425- цифрова микросхема. За него има само лог. 0 и лог. 1. Това означава, че докато напрежението е над прага, UCC работи; щом падне под минимума, той не работи. В този случай всичко работи нормално и транзисторите се отварят напълно.
Да преминем от теория към практика
Сглобих генератор на Tesla в ATX корпус. Захранващ кондензатор 1000 uF 400V. Диоден мост от същия ATX при 8A 600V. Поставих резистор 10 W 4.7 Ohm пред моста. Това осигурява плавно зареждане на кондензатора. За захранване на драйвера инсталирах трансформатор 220-12V и стабилизатор с кондензатор 1800 uF.
Завих диодните мостове на радиатора за удобство и за отвеждане на топлината, въпреки че почти не се нагряват.
Прекъсвачът беше сглобен почти като навес, взе парче печатна платка и изряза релсите с макетен нож.
Захранващият блок беше сглобен на малък радиатор с вентилатор, по-късно се оказа, че този радиатор е напълно достатъчен за охлаждане. Драйверът беше монтиран над захранващия чрез дебел картон. По-долу е дадена снимка на почти сглобения дизайн на генератора на Tesla, но при проверка се измерва температурата на мощността при различни режими(можете да видите обикновен стаен термометър, прикрепен към захранващ термометър върху термопластмаса).
Тороидът на бобината е сглобен от гофрирана пластмасова тръба с диаметър 50 mm и покрита с алуминиева лента. Самата вторична намотка е навита на 110 мм тръба с височина 20 см с тел 0,22 мм около 1000 оборота. Първичната намотка съдържа до 12 оборота, направени с марж, за да се намали токът през силовата част. Направих го с 6 оборота в началото, резултатът е почти същият, но мисля, че не си струва да рискувате транзистори в името на няколко допълнителни сантиметра разряд. Рамката на първичната е обикновена саксия. От началото си мислех, че няма да пробие, ако увия вторичния с тиксо и първичния върху лентата. Но уви, проби... Разбира се, проби и в гърнето, но тук лентата помогна за решаването на проблема. Като цяло готовият дизайн изглежда така:
Е, няколко снимки с освобождаването от отговорност
Сега изглежда всичко е направено.
Още няколко съвета: не се опитвайте веднага да включите намотка в мрежата, не е факт, че ще работи веднага. Постоянно следете температурата на захранването; ако прегрее, може да бумне. Не навивайте твърде високочестотни вторични транзистори 50b60може да работи на максимум 150 kHz според листа с данни, всъщност малко повече. Проверете прекъсвачите, от тях зависи живота на бобината. Намерете максималната честота и работен цикъл, при които температурата на мощността е стабилна дълго време. Тороид, който е твърде голям, може също да повреди захранването.
Видео от операцията на SSTC
P.S. Използвани мощни транзистори IRGP50B60PD1PBF. Проектни файлове. Успех, бях с теб [)eNiS!
Обсъдете статията ГЕНЕРАТОР TESLA
Пътят към любителското радио обикновено започва с опит за сглобяване на прости схеми. Ако веднага след сглобяването веригата започне да дава признаци на живот - мига, скърца, щрака или говори, тогава пътят към любителското радио е почти отворен. Що се отнася до „говоренето“, най-вероятно няма да е възможно веднага, за това ще трябва да прочетете много книги, да запоявате и регулирате определен брой вериги, може би да изгорите голяма или малка купчина части (за предпочитане); малък).
Но почти всеки може да получи мигащи светлини и звуков сигнал веднага. И най-добър елементПросто не е възможно да се намери нещо за тези експерименти. Първо, нека разгледаме схемите на генератора, но преди това нека се обърнем към патентованата документация - ЛИСТ С ДАННИ. Първо, нека обърнем внимание на графичния контур на таймера, който е показан на фигура 1.
Фигура 2 показва изображение на таймер от домашен справочник. Тук е дадено просто, за да можете да сравните техните и нашите сигнални обозначения, освен "нашите" функционална диаграмапоказано по-подробно и ясно.
Фигура 1.
Фигура 2.
Един изстрел на базата на 555
Фигура 3 показва еднократна верига. Не, това не е половината от мултивибратор, въпреки че самият той не може да генерира трептения. Той има нужда от външна помощ, дори и малко.
Фигура 3. Единична верига
Логиката на еднократната операция е доста проста. Тригерният вход 2 получава моментен импулс с ниско ниво, както е показано на фигурата. В резултат на това изход 3 произвежда правоъгълен импулс с продължителност ΔT = 1.1*R*C. Ако заместим R в омове и C във фаради във формулата, тогава времето T ще бъде в секунди. Съответно с килоома и микрофаради резултатът ще бъде в милисекунди.
Фигура 4 показва как да генерирате задействащ импулс с помощта на прост механичен бутон, въпреки че може да бъде полупроводников елемент - микросхема или транзистор.
Фигура 4.
Като цяло моновибраторът (понякога наричан моновибратор, а смелите военни са използвали думата kipp relay) работи по следния начин. Когато бутонът е натиснат, импулс с ниско ниво на щифт 2 кара изхода на таймер 3 да стане висок. Не е за нищо, че този сигнал (пин 2) се нарича стартиране в местните справочници.
Транзисторът, свързан към пин 7 (DISCHARGE), е затворен в това състояние. Следователно нищо не пречи на зареждането на синхронизиращия кондензатор C. В дните на kipp релетата, разбира се, нямаше 555, всичко се правеше с помощта на тръби или в най-добрия случай с дискретни транзистори, но алгоритъмът на работа беше същият.
Докато кондензаторът се зарежда, изходното напрежение се поддържа на високо ниво. Ако в този момент се приложи друг импулс към вход 2, състоянието на изхода няма да се промени, продължителността на изходния импулс не може да бъде намалена или увеличена по този начин и еднократният рестарт няма да се случи.
Друг е въпросът, ако приложите импулс за нулиране (ниско ниво) към пин 4. Изход 3 веднага ще стане нисък. Сигналът за нулиране има най-висок приоритет и следователно може да бъде подаден по всяко време.
Докато се зарежда, напрежението в кондензатора се увеличава и в крайна сметка достига 2/3U. Както беше описано в предишната статия, това е нивото на задействане, прагът, на горния компаратор, което води до нулиране на таймера, което е краят на изходния импулс.
На пин 3 се появява ниско ниво и в същия момент се отваря транзистор VT3, който разрежда кондензатор С. Това завършва формирането на импулса. Ако след края на изходния импулс, но не преди това, се подаде друг задействащ импулс, то на изхода ще се генерира изходен импулс, същият като първия.
Разбира се, за нормална работа на еднократно устройство, задействащият импулс трябва да бъде по-кратък от импулса, генериран на изхода.
Фигура 5 показва работната графика на еднократното устройство.
Фигура 5. Еднократен работен график
Как можете да използвате еднократно устройство?
Или както казваше котката Матроскин: „Каква полза от този моновибратор?“ Можете да отговорите, че е доста голям. Факт е, че обхватът на забавянията във времето, които могат да бъдат получени от този моновибратор, може да достигне не само няколко милисекунди, но и до няколко часа. Всичко зависи от параметрите на синхронизиращата RC верига.
Ето ви, почти готово решение за осветление на дълъг коридор. Достатъчно е да допълните таймера с изпълнително реле или обикновена тиристорна верига и да поставите няколко бутона в краищата на коридора! Натиснах бутона, минах през коридора и нямаше нужда да се притеснявам да изгася крушката. Всичко ще се случи автоматично в края на забавянето. Е, това е само храна за размисъл. Осветлението в дълъг коридор, разбира се, не е единственият случай на използване на моностабил.
Как да проверя 555?
Най-лесният начин е да запоите проста верига; това няма да изисква почти никакви приставки, освен единичен променлив резистор и светодиод за индикация на изходния статус.
Микросхемата трябва да свърже щифтове 2 и 6 и да приложи напрежение към тях, променено от променлив резистор. Можете да свържете волтметър или светодиод към изхода на таймера, разбира се, с ограничителен резистор.
Но не е нужно да запоявате нищо, освен това можете да провеждате експерименти дори при „отсъствието“ на самата микросхема. Подобни изследвания могат да се направят с помощта на симулаторната програма Multisim. Разбира се, такова изследване е много примитивно, но въпреки това ви позволява да се запознаете с логиката на таймера 555. Резултатите от „лабораторната работа“ са показани на фигури 6, 7 и 8.
Фигура 6.
На тази фигура можете да видите, че входното напрежение се регулира от променлив резистор R1. Близо до него можете да видите надписа „Key = A“, което показва, че стойността на резистора може да се промени чрез натискане на клавиша A. Минималната стъпка на настройка е 1%, но е разочароващо, че регулирането е възможно само в посока увеличаване на съпротивлението и намаляването му е възможно само с мишката "
На тази фигура резисторът е „доведен“ до „земята“, напрежението на неговия двигател е близо до нула (за яснота, измерено с мултицет). При тази позиция на двигателя изходът на таймера е висок, така че изходният транзистор е затворен и LED1 не свети, както е показано от белите му стрелки.
Следващата фигура показва, че напрежението се е увеличило леко.
Фигура 7.
Но увеличението не се случи просто така, а при спазване на определени граници, а именно праговете на работа на компараторите. Факт е, че 1/3 и 2/3, ако бъдат изразени в десетични дроби като процент, ще бъдат съответно 33,33... и 66,66.... В проценти се показва въведената част от променливия резистор Програма Multisim. При захранващо напрежение от 12V това ще се окаже 4 и 8 волта, което е доста удобно за изследване.
И така, Фигура 6 показва, че резисторът е поставен на 65%, а напрежението върху него е 7,8 V, което е малко по-малко от изчислените 8 волта. В този случай изходният светодиод е изключен, т.е. Изходът на таймера е все още висок.
Фигура 8.
По-нататъшно леко повишаване на напрежението на входове 2 и 6, само с 1 процент (програмата не позволява по-малко) води до светване на LED1, което е показано на фигура 8 - стрелките в близост до светодиода са придобили червен нюанс. Това поведение на веригата показва, че симулаторът Multisim работи доста точно.
Ако продължите да увеличавате напрежението на щифтове 2 и 6, няма да настъпи промяна на изхода на таймера.
Генератори на таймер 555
Обхватът на генерираните от таймера честоти е доста широк: от най-ниската честота, чийто период може да достигне няколко часа, до честоти от няколко десетки килохерца. Всичко зависи от елементите на веригата за синхронизация.
Ако не е необходима строго правоъгълна форма на вълната, тогава може да се генерира честота до няколко мегахерца. Понякога това е напълно приемливо – не е важна формата, но импулсите са налице. Най-често се допуска такава небрежност по отношение на формата на импулсите цифрова технология. Например брояч на импулси реагира на покачването или спадането на импулса. Съгласете се, в този случай „правоъгълността“ на импулса няма никакво значение.
Генератор на импулси с квадратна вълна
Един от възможни вариантиГенераторът на импулси с квадратна вълна е показан на фигура 9.
Фигура 9. Диаграма на импулсни генератори с квадратна вълна
Времевите диаграми на работата на генератора са показани на фигура 10.
Фигура 10. Времеви диаграми на работа на генератора
Горната графика илюстрира изходния сигнал (пин 3) на таймера. А долната графика показва как се променя напрежението в синхронизиращия кондензатор.
Всичко се случва точно по същия начин, както вече беше обсъдено във веригата за един изстрел, показана на фигура 3, само спусъкът не се използва единичен импулсна пин 2.
Факт е, че когато веригата е включена, напрежението на кондензатора C1 е нула и именно това ще превърне изхода на таймера в състояние на високо ниво, както е показано на фигура 10. Кондензаторът C1 започва да се зарежда през резистора R1.
Напрежението в кондензатора нараства експоненциално, докато достигне горния праг на задействане от 2/3*U. В резултат на това таймерът преминава в нулево състояние, така че кондензаторът C1 започва да се разрежда до долния праг от 1/3*U. Когато този праг бъде достигнат, изходът на таймера става висок и всичко започва отначало. Образува се нов период на трептене.
Тук трябва да обърнете внимание на факта, че кондензаторът C1 се зарежда и разрежда през същия резистор R1. Следователно времената на зареждане и разреждане са равни и следователно формата на трептенията на изхода на такъв генератор е близка до меандър.
Честотата на трептене на такъв генератор се описва с много сложна формула f = 0,722/(R1*C1). Ако съпротивлението на резистора R1 е определено в ома по време на изчисленията, а капацитетът на кондензатора C1 е във фаради, тогава честотата ще бъде получена в херци. Ако в тази формула съпротивлението се изрази в килооми (KOhm), а капацитетът на кондензатора в микрофаради (μF), резултатът ще се получи в килохерци (KHz). За да получите генератор с регулируема честота, достатъчно е да замените резистора R1 с променлив.
Генератор на импулси с регулируем работен цикъл
Квадратната вълна, разбира се, е добра, но понякога възникват ситуации, които изискват регулиране на работния цикъл на импулса. Така се управлява скоростта на въртене на постояннотокови двигатели (PWM контролери), това са тези с постоянен магнит.
Правоъгълната вълна е правоъгълен импулс, при който времето на импулса (високо ниво t1) е равно на времето на пауза (ниско ниво t2). Това име в електрониката идва от архитектурата, където меандърът се нарича модел на тухлена зидария. Общото време на импулса и паузата се нарича импулсен период (T = t1 + t2).
Duty cycle и Duty cycle
Отношението на периода на импулса към неговата продължителност S = T/t1 се нарича работен цикъл. Това е безразмерна величина. За меандър този индикатор е 2, тъй като t1 = t2 = 0,5*T. В англоезичната литература вместо коефициент на запълване по-често се използва обратната стойност - коефициент на запълване (на английски: Duty cycle) D = 1/S, изразен като процент.
Ако леко подобрите генератора, показан на фигура 9, можете да получите генератор с регулируем работен цикъл. Схемата на такъв генератор е показана на фигура 11.
Фигура 11.
В тази верига зареждането на кондензатора C1 се извършва по веригата R1, RP1, VD1. Когато напрежението на кондензатора достигне горния праг от 2/3*U, таймерът превключва в състояние на ниско ниво и кондензатор C1 се разрежда през веригата VD2, RP1, R1, докато напрежението на кондензатора падне до долния праг на 1/3*U, след защо цикълът се повтаря.
Промяната на позицията на плъзгача RP1 позволява да се регулира продължителността на зареждане и разреждане: ако продължителността на зареждане се увеличи, тогава времето за разреждане намалява. В този случай периодът на повторение на импулса остава непроменен, променя се само работният цикъл или работният цикъл. Е, зависи на кого му е по-удобно.
Въз основа на таймера 555 можете да проектирате не само генератори, но и много други полезни устройства, за които ще стане дума в следващата статия. Между другото, има калкулаторни програми за изчисляване на честотата на генераторите на таймер 555, а в програмата за симулатор Multisim има специален раздел за тези цели.
Борис Аладишкин,
Продължение на статията:
