Pour les radioamateurs novices, le passage de la création des circuits les plus simples utilisant des résistances, des condensateurs, des diodes à la création de cartes de circuits imprimés avec divers microcircuits signifie passer à nouveau niveau compétence. Cependant, les circuits sont basés sur les microcircuits les plus simples, dont le microcircuit à minuterie intégrée NE555.
L'étude de tout microcircuit doit commencer par la documentation exclusive - FICHE TECHNIQUE. Tout d'abord, vous devez faire attention à l'emplacement des broches et à leur fonction pour la minuterie NE555 (Figure 1). Les entreprises étrangères ne fournissent généralement pas diagrammes schématiques leurs appareils. Cependant, la puce de minuterie NE555 est assez populaire et possède son propre KR1006VI1 analogique domestique, dont le circuit est illustré à la figure 2.
Image 1
1. Un vibrateur basé sur NE555 (Figure 3).
figure 3
Fonctionnement du circuit : une impulsion de bas niveau est appliquée à la broche 2 du microcircuit. À la sortie 3 du microcircuit, une impulsion rectangulaire est obtenue, dont la durée est déterminée par la chaîne de synchronisation RC (ΔT = 1,1 * R * C). Un signal de haut niveau à la broche 3 est généré jusqu'à ce que le condensateur de synchronisation C soit chargé à une tension de 2/3Upit. Des schémas du fonctionnement unique sont présentés à la figure 4. Pour générer une impulsion permettant de démarrer le fonctionnement du microcircuit, vous pouvez utiliser un bouton mécanique (figure 5) ou un élément semi-conducteur.
Figure 4
Figure 5
Le but du circuit monocoup basé sur la puce de minuterie intégrée NE555 est de créer des retards de plusieurs millisecondes à plusieurs heures.
2 Générateurs basés sur le temporisateur intégral NE555
Le générateur basé sur le NE555 est capable de générer des impulsions avec une fréquence maximale de plusieurs kilohertz pour les impulsions rectangulaires et avec une fréquence de plusieurs mégahertz pour les impulsions non rectangulaires. La fréquence, comme dans le cas d'un seul coup, sera déterminée par les paramètres de la chaîne de chronométrage.
2.1 Générateur d'impulsions carrées basé sur NE555
Le schéma d'un tel générateur est illustré à la figure 6, et les chronogrammes du fonctionnement du générateur sont illustrés à la figure 7. Caractéristique distinctive d'un générateur d'impulsions à méandres est que le temps d'impulsion et le temps de pause sont égaux l'un à l'autre.
Figure 6
Figure 7
Le principe de fonctionnement du circuit est similaire à celui d'un one-shot. La seule exception est l'impulsion de démarrage manquante du microcircuit de minuterie à la broche 2. La fréquence des impulsions générées est déterminée par l'expression f = 0,722 / (R1 * C1).
2.2 Générateur d'impulsions avec cycle de service réglable basé sur NE555
La régulation du rapport cyclique des impulsions générées permet de construire des générateurs de largeur d'impulsion sur la base du NE555. Le rapport cyclique est déterminé par le rapport entre le temps d'impulsion et la largeur d'impulsion. La réciproque du rapport cyclique est le rapport cyclique. Un schéma d'un générateur d'impulsions avec un cycle de service réglable basé sur le NE555 est illustré à la figure 8.
Figure 8
Le principe de fonctionnement du circuit : le temps d'impulsion et le temps de pause sont déterminés par le temps de charge du condensateur C1. Un signal de haut niveau est généré lorsque C1 est chargé le long du circuit R1-RP1-VD1. Lorsque la tension 2/3Usup est atteinte, le temporisateur bascule et le condensateur C1 se décharge le long du circuit VD2-RP1-R1. En atteignant 1/3U de puissance, la minuterie bascule à nouveau et le cycle se répète.
La régulation du temps de charge et de décharge du condensateur C1 est réalisée par la résistance variable RP1. Dans ce cas, le rapport cyclique des impulsions de sortie change avec une période de répétition d'impulsion constante.
Pour vérification des performances du microcircuit de minuterie intégrée NE555 vous pouvez assembler le circuit illustré à la figure 9 (circuit dans le simulateur Multisim).
Figure 9
La tension de sortie est régulée par une résistance variable R1. Dans le schéma ci-dessus, il suffit de comprendre simplement l'algorithme de fonctionnement de la minuterie. Avec une tension d'alimentation de 12V, la tension de référence pour la commutation du microcircuit est de 4V et 8V. À une tension de 7,8 V (Figure 10), la sortie de la minuterie a un niveau de signal élevé (la LED1 est éteinte). Lorsqu'il atteint 8V (Figure 11), le microcircuit bascule - LED1 s'allume. Une augmentation supplémentaire de la tension n'entraînera aucun changement dans le fonctionnement de la minuterie.
D'une manière ou d'une autre, ils m'ont demandé de fabriquer une simple lumière clignotante pour contrôler le relais ou de faire clignoter une ampoule à faible puissance. L'assemblage du multivibrateur le plus simple, qu'il soit symétrique ou non, est en quelque sorte trivial, et le circuit est instable et pas tout à fait fiable, malgré le fait qu'il devrait fonctionner à une tension de 24 volts dans un camion, et même pas trop gros.
Schème
Après avoir recherché le circuit sur le réseau, j'ai décidé d'inclure le populaire microcircuit NE555N dans la fiche technique. Minuterie de précision, dont le coût est très faible - environ 10 roubles par microcircuit dans un boîtier d'immersion! Mais comme notre charge n'est pas entièrement faible et que des courants importants peuvent être nécessaires par rapport à l'alimentation de la minuterie, nous avons besoin d'une sorte de clé qui sera contrôlée par la minuterie elle-même.
Vous pouvez prendre un transistor ordinaire, mais il chauffera à cause des pertes importantes dues aux chutes importantes aux jonctions - par conséquent, j'ai pris un transistor à effet de champ haute tension pour plusieurs ampères de courant, un tel commutateur avec un courant de même 2 ampères n'ont pas du tout besoin d'un radiateur.
La minuterie 555 elle-même a des limites dans la tension d'alimentation - environ 18 volts, bien que même à 15, elle puisse voler en toute sécurité, nous assemblons donc une chaîne d'une résistance de limitation et une diode Zener avec un condensateur de filtrage à l'entrée d'alimentation !
Un régulateur a été introduit dans le circuit afin qu'il soit possible de tourner le bouton du régulateur pour changer la fréquence des impulsions d'une ampoule ou d'un relais d'actionnement. Si aucun réglage n'est nécessaire, vous pouvez ajuster la fréquence à celle souhaitée, mesurer la résistance, puis souder la fréquence finie. Dans ce qui précède, il y a 2 régulateurs à la fois, qui modifient le rapport cyclique (le rapport de l'état activé de la sortie à l'état désactivé). Si un rapport 1: 1 est requis, supprimez tout sauf une résistance variable.
Vidéo
Certains éléments sont fabriqués dans des boîtiers dip, d'autres en smd - pour plus de compacité et une meilleure disposition dans son ensemble. Le circuit générateur d'impulsions a fonctionné presque immédiatement après la mise sous tension, il ne reste plus qu'à s'adapter à la fréquence souhaitée. Il est conseillé de remplir la planche avec de la colle thermofusible ou de la mettre dans un boîtier en plastique, afin que les propriétaires de voitures ne devinent pas de la visser directement sur le boîtier ou de la mettre sur quelque chose de métal.
Il m'a fallu faire un régulateur de vitesse pour l'hélice. Pour chasser la fumée du fer à souder, et aérer le visage du visage. Bon, pour le fun, pour tout mettre au moindre coût. Le plus simple est un moteur de faible puissance courant continu, bien sûr, pour réguler avec une résistance variable, mais pour trouver une résistance pour une si petite valeur nominale, et même la puissance requise, il faut s'y efforcer très fort, et cela coûtera évidemment plus d'une dizaine de roubles. Par conséquent, notre choix est PWM + MOSFET.
j'ai pris la clé IRF630... Pourquoi ce particulier MOSFET? Oui, je viens d'en recevoir une dizaine de quelque part. Donc je l'utilise, donc on peut mettre quelque chose de moins global et de faible puissance. Parce que le courant ici est peu susceptible d'être supérieur à un ampère, et IRF630 capable de s'en sortir sous 9A. Mais il sera possible de faire toute une cascade de ventilateurs en les connectant à un seul spinner - il y aura assez de puissance :)
Maintenant il est temps de penser à ce que nous allons faire PWM... La pensée se suggère immédiatement - un microcontrôleur. Prenez du Tiny12 et faites-le. J'ai laissé tomber cette pensée instantanément.
- Dépenser une partie aussi précieuse et chère pour un type de ventilateur est un gros problème pour moi. Je vais trouver une tâche plus intéressante pour le microcontrôleur
- Un autre logiciel pour cela à écrire, doublement zapadlo.
- La tension d'alimentation y est de 12 volts, la baisser pour alimenter le MK à 5 volts est généralement déjà paresseux
- IRF630 ne s'ouvrira pas à partir de 5 volts, il y aurait donc également un transistor à installer pour qu'il fournisse un potentiel élevé à la grille du travailleur de terrain. Nafig nafig.
Les amplificateurs opérationnels peuvent être abandonnés immédiatement. Le fait est que l'OU usage général après 8-10 kHz, en règle générale, tension de sortie limite commence à tomber brusquement, et nous devons secouer le travailleur sur le terrain. Et même à fréquence supersonique, pour ne pas grincer.
Les amplificateurs opérationnels dépourvus d'un tel inconvénient coûtent tellement cher qu'avec cet argent, vous pouvez acheter une douzaine des microcontrôleurs les plus cool. Dans la fournaise !
Les comparateurs restent, ils n'ont pas la capacité de l'amplificateur opérationnel à changer en douceur la tension de sortie, ils ne peuvent comparer que deux ressorts et fermer le transistor de sortie en fonction des résultats de la comparaison, mais ils le font rapidement et sans chute des caractéristiques. J'ai fouillé le fond du canon et je n'ai trouvé aucun comparateur. Embuscade! Plus précisément, c'était LM339, mais c'était dans un gros boîtier, et la religion ne me permet pas de souder un microcircuit de plus de 8 pieds pour une tâche aussi simple. Il s'est également cassé pour entrer dans le hangar de stockage. Que faire?
Et puis je me suis souvenu d'une chose aussi merveilleuse que minuterie analogique - NE555... C'est une sorte de générateur, où vous pouvez régler la fréquence, ainsi que la durée d'impulsion et de pause par une combinaison de résistances et d'un condensateur. Combien de conneries différentes ont été faites sur cette minuterie, dans ses plus de trente ans d'histoire ... Jusqu'à présent, ce microcircuit, malgré son âge vénérable, est estampillé à des millions d'exemplaires et se trouve dans presque tous les magasins au prix d'un quelques roubles. Ici, par exemple, cela coûte environ 5 roubles. J'ai fouillé dans le fond du baril et j'en ai trouvé quelques-uns. ! En ce moment, nous allons remuer.
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Comment ça fonctionne
Si vous ne plongez pas profondément dans la structure de la minuterie 555, ce n'est pas difficile. En gros, la minuterie surveille la tension aux bornes du condensateur C1, qu'elle retire de la sortie THR(SEUIL - seuil). Dès qu'il atteint son maximum (le condensateur est chargé), c'est ainsi que le transistor interne s'ouvre. Qui ferme la sortie DIS(DÉCHARGE - décharge) au sol. En même temps, à la sortie DEHORS le zéro logique apparaît. Le condensateur commence à se décharger à travers DIS et lorsque la tension à ses bornes devient nulle (décharge complète), le système passe à l'état opposé - à la sortie 1, le transistor est fermé. Le condensateur recommence à se charger et tout se répète.
La charge du condensateur C1 suit le chemin : " R4 -> bras supérieur R1 -> D2", Et la décharge en cours de route: D1 -> bras inférieur R1 -> DIS... Lorsque nous tournons la résistance variable R1, le rapport des résistances des bras supérieur et inférieur change. Cela, en conséquence, modifie le rapport de la durée d'impulsion à la pause.
La fréquence est fixée principalement par le condensateur C1 et dépend encore légèrement de la valeur de la résistance R1.
La résistance R3 tire la sortie vers le haut - il y a donc une sortie à collecteur ouvert. Ce qui n'est pas en mesure de définir indépendamment un niveau élevé.
Les diodes peuvent être installées absolument, les condensateurs d'environ la même valeur, les écarts dans le même ordre n'affectent pas particulièrement la qualité du travail. A 4.7nofarads, réglé en C1, par exemple, la fréquence est réduite à 18kHz, mais on l'entend à peine, mon ouïe n'est plus parfaite :(
J'ai creusé dans les bacs, qui calcule lui-même les paramètres de la minuterie NE555 et assemblé un circuit à partir de là, pour un mode astable avec un rapport cyclique inférieur à 50%, et vissé dans une résistance variable au lieu de R1 et R2, qui a changé le rapport cyclique du signal de sortie. Vous devez juste faire attention au fait que la sortie DIS (DISCHARGE) via la touche de minuterie interne relié à la terre, il était donc impossible de le planter directement sur le potentiomètre puisque lorsque le régulateur est tordu à l'extrême, cette broche atterrirait sur Vcc. Et lorsque le transistor s'ouvrira, il y aura un court-circuit naturel et la minuterie avec une belle bouffée émettra une fumée magique, sur laquelle, comme vous le savez, toute l'électronique fonctionne. Dès que la fumée quitte le microcircuit, celui-ci cesse de fonctionner. Alors c'est tout. Par conséquent, nous prenons et ajoutons une résistance supplémentaire de kilo-ohm. Il ne fera pas de temps en régulation, mais protégera contre le burn-out.
À peine dit que c'était fait. J'ai gravé la carte, soudé les composants :
Tout est simple d'en bas.
Ici, j'attache le sceau, dans ma mise en page Sprint native -
Et c'est la tension sur le moteur. Un léger transitoire est visible. Il est nécessaire de mettre le kondechik en parallèle sur le sol du microfarad et cela le lissera.
Comme vous pouvez le voir, la fréquence est flottante - c'est compréhensible, car notre fréquence de fonctionnement dépend des résistances et du condensateur, et comme elles changent, la fréquence flotte également, mais cela n'a pas d'importance. Dans toute la plage de régulation, il n'entre jamais dans la plage audible. Et toute la construction a coûté 35 roubles, sans compter le cas. Alors - Profite !
Et enfin, les mains se sont remises. Après avoir assemblé des petites bobines, j'ai décidé de me lancer dans un nouveau circuit, plus sérieux et difficile à mettre en place et à travailler. Passons des paroles aux actes. Le schéma complet ressemble à ceci :
Fonctionne sur le principe d'un générateur automatique. Le disjoncteur donne un coup de pied au conducteur UCC27425 et le processus commence. Le conducteur envoie une impulsion au GDT (Gate Drive Transformator - littéralement : le transformateur qui contrôle les portes) avec le GDT il y a 2 enroulements secondaires inclus en antiphase. Cette inclusion assure une ouverture alternée des transistors. Lors de l'ouverture, le transistor pompe du courant à travers lui-même et un condensateur de 4,7 F. À ce moment, une décharge se forme sur la bobine et le signal passe par le système d'exploitation vers le pilote. Le conducteur change la direction du courant dans le GDT et les transistors changent (qui était ouvert - se ferme et le second s'ouvre). Et ce processus est répété tant qu'il y a un signal du disjoncteur.
Il est préférable d'enrouler GDT sur une bague importée - Epcos N80. Les enroulements sont enroulés dans un rapport de 1: 1: 1 ou 1: 2: 2. En moyenne, environ 7-8 tours, si vous le souhaitez, vous pouvez calculer. Considérons une chaîne RD dans les grilles des transistors de puissance. Cette chaîne fournit le temps mort. C'est le moment où les deux transistors sont éteints. C'est-à-dire qu'un transistor s'est déjà fermé et que le second n'a pas encore eu le temps de s'ouvrir. Le principe est le suivant : le transistor s'ouvre en douceur à travers la résistance et se décharge rapidement à travers la diode. Sur l'oscillogramme, cela ressemble à ceci :
Si vous ne fournissez pas de temps mort, il se peut que les deux transistors soient ouverts et qu'une explosion de puissance se produise.
Passez. SE ( Retour d'information) est réalisé dans ce cas sous la forme d'un TC (transformateur de courant). TT est enroulé sur bague en ferrite Marque Epcos N80 pas moins de 50 tours. L'extrémité inférieure de l'enroulement secondaire est tirée à travers l'anneau, qui est mis à la terre. Ainsi, le courant élevé de l'enroulement secondaire se transforme en un potentiel suffisant sur le TC. De plus, le courant du TC va au condensateur (élimine les interférences), aux diodes Schottky (ne passe qu'un demi-cycle) et à la LED (agit comme une diode Zener et visualise la génération). Pour que la génération se fasse, il faut aussi respecter le phrasé du transformateur. S'il n'y a pas de génération ou est très faible, il suffit de tourner le TT.
Considérons le disjoncteur séparément. Bien sûr, j'ai transpiré avec le disjoncteur. Collecté de 5 morceaux différents... Certains sont gonflés par le courant haute fréquence, d'autres ne fonctionnent pas comme il se doit. Ensuite, je vais vous parler de tous les disjoncteurs que j'ai fait. Je vais peut-être commencer par le tout premier - le TL494... Le schéma est standard. Possibilité de réglage indépendant de la fréquence et du cycle de service. Le circuit ci-dessous peut générer de 0 à 800-900 Hz en remplaçant 1 F par un condensateur de 4,7 F. Le cycle de service est de 0 à 50. Ce qu'il vous faut ! Cependant, il y a un MAIS. Ce contrôleur PWM est très sensible au courant RF et aux divers champs de la bobine. En général, lorsqu'il est connecté à la bobine, le disjoncteur ne fonctionnait tout simplement pas, que ce soit en mode 0 ou CW. S'échapper a partiellement aidé, mais n'a pas complètement résolu le problème.
Le disjoncteur suivant a été assemblé sur UC3843 très souvent trouvé dans IIP, en particulier ATX, à partir de là, en fait, il l'a pris. Le circuit n'est pas non plus mauvais et n'est pas inférieur TL494 par paramètres. Ici, vous pouvez régler la fréquence de 0 à 1 kHz et le rapport cyclique de 0 à 100 %. Cela me convenait aussi. Mais encore une fois, ces micros de la bobine ont tout gâché. Même le blindage n'a pas aidé du tout ici. J'ai dû refuser, bien que je l'ai assemblé solidement sur la planche...
J'ai pensé revenir au chêne et fiable, mais peu fonctionnel 555 ... J'ai décidé de commencer avec un interrupteur en rafale. L'essence d'un interrupteur est qu'il s'interrompt lui-même. Un microcircuit (U1) règle la fréquence, l'autre (2) la durée et le troisième (U3) le temps de fonctionnement des deux premiers. Tout irait bien sans la petite durée d'impulsion avec U2. Ce disjoncteur est affûté pour DRSSTC et peut fonctionner avec SSTC, mais je ne l'ai pas aimé - les décharges sont fines, mais duveteuses. Ensuite, il y a eu plusieurs tentatives pour augmenter la durée, mais elles ont échoué.
Diagrammes de générateur pour 555
Ensuite, j'ai décidé de changer le schéma de principe et de faire une durée indépendante sur le condensateur, la diode et la résistance. Peut-être que beaucoup trouveront ce schéma absurde et stupide, mais cela fonctionne. Le principe est le suivant : le signal va au conducteur jusqu'à ce que le condensateur soit chargé (je pense que personne ne contestera cela). NE555 génère un signal, il passe par une résistance et un condensateur, tandis que si la résistance de la résistance est de 0 Ohm, alors il ne passe que par le condensateur et la durée est maximale (quelle capacité est suffisante), quel que soit le rapport cyclique du générateur . La résistance limite le temps de charge, c'est-à-dire plus la résistance est grande, moins l'impulsion prendra de temps. Le conducteur reçoit un signal avec une durée plus courte, mais la même fréquence. Le condensateur se décharge rapidement à travers une résistance (qui va à la masse 1k) et une diode.
Avantages et inconvénients
avantages: Réglage du cycle de service indépendant de la fréquence, SSTC ne passera jamais en mode CW si le disjoncteur brûle.
Inconvénients: le cycle de service ne peut pas être augmenté "infiniment beaucoup", comme en UC3843, il est limité par la capacité du condensateur et le rapport cyclique du générateur lui-même (il ne peut pas être supérieur au rapport cyclique du générateur). Le courant traverse le condensateur en douceur.
Je ne sais pas comment le conducteur réagit à ce dernier (charge en douceur). D'une part, le conducteur peut également ouvrir les transistors en douceur et ils chaufferont davantage. D'un autre côté UCC27425- microcircuit numérique. Pour elle, il n'y a qu'un journal. 0 et connectez-vous. 1. Ainsi, tant que la tension est supérieure au seuil - UCC fonctionne, dès qu'elle tombe en dessous du minimum - cela ne fonctionne pas. Dans ce cas, tout fonctionne normalement et les transistors s'ouvrent complètement.
Passons de la théorie à la pratique
Vous avez récupéré le générateur Tesla dans le boîtier ATX. Condensateur d'alimentation 1000 microfarad 400v. Pont de diodes du même ATX à 8A 600V. J'ai mis une résistance de 10 W 4,7 ohms devant le pont. Cela garantit une charge en douceur du condensateur. Pour alimenter le driver, j'ai installé un transformateur 220-12V ainsi qu'un stabilisateur avec un condensateur 1800 uF.
J'ai vissé les ponts de diodes sur le radiateur pour plus de commodité et pour la dissipation de la chaleur, bien qu'ils chauffent à peine.
J'ai assemblé le disjoncteur presque avec un auvent, j'ai pris un morceau de PCB et j'ai découpé les pistes avec un couteau de bureau.
Le bloc d'alimentation a été assemblé sur un petit radiateur avec un ventilateur; plus tard, il s'est avéré que ce radiateur est tout à fait suffisant pour le refroidissement. Le conducteur l'a monté sur le groupe motopropulseur à travers un épais morceau de carton. Ci-dessous se trouve une photo d'une conception presque assemblée du générateur Tesla, mais en cours de vérification, a mesuré la température de la puissance à différents modes(vous pouvez voir un thermomètre d'ambiance ordinaire collé à un thermos en thermoplastique).
Le tore de la bobine est assemblé à partir d'un tuyau en plastique ondulé d'un diamètre de 50 mm et recouvert de ruban d'aluminium. L'enroulement secondaire lui-même est enroulé sur un tuyau de 110 mm de hauteur 20 cm avec un fil de 0,22 mm d'environ 1000 tours. L'enroulement primaire contient jusqu'à 12 tours, réalisés avec une marge afin de réduire le courant à travers la section de puissance. Je l'ai fait avec 6 tours au début, le résultat est presque le même, mais je pense que ça ne vaut pas la peine de risquer des transistors pour quelques centimètres supplémentaires de décharge. Le cadre du primaire est un pot de fleur ordinaire. Dès le début, j'ai pensé qu'il ne percerait pas si le boîtier secondaire était enveloppé de ruban adhésif et que le boîtier principal était sur le ruban. Mais hélas, ça a percé... Bien sûr, ça a aussi percé dans le pot, mais ici le scotch a aidé à résoudre le problème. En général, la structure finie ressemble à ceci :
Eh bien, quelques photos avec une décharge
Maintenant, tout semble être.
Quelques conseils supplémentaires : n'essayez pas de brancher la bobine sur le réseau tout de suite, pas le fait qu'elle fonctionnera tout de suite. Surveillez constamment la température de l'alimentation, elle peut cogner en cas de surchauffe. Ne pas enrouler trop haute fréquence secondaire, transistors 50b60 peut fonctionner à un maximum de 150 kHz selon la fiche technique, en fait un peu plus. Vérifiez les disjoncteurs, la durée de vie de la bobine en dépend. Trouvez la fréquence maximale et le cycle de service auxquels la température de l'alimentation est stable pendant une longue période. Un tore trop grand peut également endommager le bloc d'alimentation.
vidéo CSST
P.S. Transistors de puissance utilisés IRGP50B60PD1PBF. Fichiers de projet. Bonne chance, j'étais avec toi [) eNiS!
Discuter de l'article GÉNÉRATEUR TESLA
Le chemin vers la radio amateur commence, en règle générale, par une tentative d'assemblage de circuits simples. Si immédiatement après l'assemblage, le circuit commence à montrer des signes de vie - clignotant, bip, cliquant ou parlant, alors le chemin vers la radio amateur est presque ouvert. Quant à "parler", très probablement, cela ne fonctionnera pas tout de suite, pour cela vous devrez lire beaucoup de livres, souder et ajuster un certain nombre de circuits, peut-être graver un gros ou un petit tas de détails (de préférence un petit ).
Mais les clignotants et les tweeters sont obtenus par presque tout le monde à la fois. ET meilleur élément que de trouver pour ces expériences, ne réussira tout simplement pas. Tout d'abord, regardons les circuits du générateur, mais avant cela, passons à la documentation propriétaire - DATA SHEET. Tout d'abord, prêtons attention au contour graphique de la minuterie, qui est illustré à la figure 1.
Et la figure 2 montre une image d'une minuterie d'un ouvrage de référence domestique. Ici, il est donné simplement dans le but de comparer les désignations des signaux pour eux et pour nous, d'ailleurs, "notre" schéma fonctionnel montré plus en détail et plus clairement.
Image 1.
Figure 2.
Un vibromasseur basé sur 555
La figure 3 montre un schéma à une seule prise. Non, ce n'est pas la moitié d'un multivibrateur, bien qu'il ne puisse pas générer de vibrations par lui-même. Il a besoin d'une aide extérieure, même un peu.
Figure 3. Circuit monocoup
La logique de l'action en un coup est assez simple. L'entrée de déclenchement 2 est alimentée par une impulsion momentanée de faible niveau, comme indiqué sur la figure. En conséquence, à la sortie 3, une impulsion rectangulaire d'une durée de T = 1,1 * R * C est obtenue. Si vous remplacez R en ohms dans la formule et C en farads, alors le temps T sera en secondes. En conséquence, avec des kilo-ohms et des microfarads, le résultat sera en millisecondes.
Et la figure 4 montre comment former une impulsion de déclenchement à l'aide d'un simple bouton mécanique, bien qu'il puisse bien s'agir d'un élément semi-conducteur - un microcircuit ou un transistor.
Figure 4.
En général, un monovibrateur (parfois appelé monovibrateur, et les militaires courageux utilisaient le mot kipp-relay) fonctionne comme suit. Lorsque le bouton est enfoncé, une impulsion basse sur la broche 2 fait passer la sortie du temporisateur 3 à l'état haut. Ce n'est pas pour rien que ce signal (broche 2) est appelé lancement dans les ouvrages de référence nationaux.
Le transistor connecté à la broche 7 (DISCHARGE) est fermé dans cet état. Rien n'empêche donc la charge du condensateur de synchronisation C. A l'époque du kipp-relay, bien sûr, il n'y avait pas de 555, tout se faisait sur des lampes, au mieux sur des transistors discrets, mais l'algorithme était le même.
Pendant que le condensateur se charge, une haute tension est maintenue à la sortie. Si à ce moment une autre impulsion est appliquée à l'entrée 2, l'état de la sortie ne changera pas, la durée de l'impulsion de sortie ne pourra pas être réduite ou augmentée de cette manière, et le monocoup ne redémarrera pas.
C'est une autre affaire si vous appliquez une impulsion de réinitialisation (niveau bas) à la broche 4. La sortie 3 va immédiatement baisser. Le signal de réinitialisation a la priorité la plus élevée et peut donc être émis à tout moment.
Au fur et à mesure que la charge progresse, la tension aux bornes du condensateur augmente et atteint finalement le niveau 2/3U. Comme décrit dans l'article précédent, c'est le niveau d'actionnement, seuil, du comparateur supérieur, qui conduit à la réinitialisation du temporisateur, qui est la fin de l'impulsion de sortie.
A la broche 3, un niveau bas apparaît et au même instant le transistor VT3 s'ouvre, ce qui décharge le condensateur C. Ceci achève la formation de l'impulsion. Si, après la fin de l'impulsion de sortie, mais pas avant, une autre impulsion de déclenchement est appliquée, alors une impulsion de sortie sera formée à la sortie, la même que la première.
Bien entendu, pour que le monostable fonctionne correctement, l'impulsion de déclenchement doit être plus courte que l'impulsion de sortie.
La figure 5 montre le graphique du tir unique.
Figure 5. Calendrier du one-shot
Comment utiliser un seul coup ?
Ou comme disait le chat Matroskin : "Et à quoi servira ce vibromasseur unique ?" Vous pouvez répondre qu'il est assez grand. Le fait est que la plage de délais que l'on peut obtenir à partir de ce one-shot peut atteindre non seulement quelques millisecondes, mais aussi aller jusqu'à plusieurs heures. Tout dépend des paramètres de la chaîne de distribution RC.
Voilà, une solution presque toute faite pour éclairer un long couloir. Il suffit de compléter la minuterie par un relais exécutif ou un simple circuit à thyristors, et de mettre quelques boutons au bout du couloir ! J'ai appuyé sur le bouton, j'ai traversé le couloir, et il n'y avait pas besoin de s'inquiéter d'éteindre la lumière. Tout se passera automatiquement à la fin de la temporisation. Eh bien, c'est juste matière à réflexion. L'éclairage dans un long couloir n'est bien sûr pas la seule option pour utiliser un seul coup.
Comment vérifier 555?
Le moyen le plus simple est de souder un circuit simple, pour cela presque aucun accessoire n'est nécessaire, à l'exception d'une seule résistance variable et d'une LED pour indiquer l'état de la sortie.
Le microcircuit doit connecter les broches 2 et 6 et leur appliquer une tension, qui est modifiée par une résistance variable. Un voltmètre ou une LED peut être connecté à la sortie de la minuterie, bien sûr, avec une résistance de limitation.
Mais il est possible de ne rien souder, de plus, de réaliser des expériences même en l'absence du microcircuit proprement dit. Des études similaires peuvent être réalisées à l'aide du programme de simulation Multisim. Bien sûr, une telle étude est très primitive, mais elle permet néanmoins de se familiariser avec la logique du temporisateur 555. Les résultats du "travail de laboratoire" sont illustrés aux figures 6, 7 et 8.
Figure 6.
Sur cette figure, vous pouvez voir que la tension d'entrée est régulée par la résistance variable R1. Près de celui-ci, vous pouvez voir l'inscription "Key = A", qui indique que la valeur de la résistance peut être modifiée en appuyant sur la touche A. ".
Sur cette figure, la résistance est "retirée" jusqu'à la "masse", la tension sur son curseur est proche de zéro (pour plus de clarté, elle est mesurée avec un multimètre). Avec cette position du curseur, la sortie du timer est élevée, donc le transistor de sortie est fermé, et la LED LED1 ne s'allume pas, comme indiqué par ses flèches blanches.
La figure suivante montre que la tension a légèrement augmenté.
Figure 7.
Mais la hausse ne s'est pas faite comme ça, mais dans le respect de certaines limites, à savoir les seuils des comparateurs. Le fait est que 1/3 et 2/3, s'ils sont exprimés en fractions décimales en pourcentage, seront respectivement 33,33 ... et 66,66 .... C'est en pourcentage que la partie saisie de la résistance variable est affichée dans le programme Multisim. Avec une tension d'alimentation de 12V, cela se révélera être de 4 et 8 volts, ce qui est assez pratique pour la recherche.
Ainsi, sur la figure 6, il est montré que la résistance est insérée à 65% et que la tension à ses bornes est de 7,8 V, ce qui est légèrement inférieur aux 8 volts calculés. Dans ce cas, la LED de sortie est éteinte, c'est-à-dire la sortie de la minuterie est toujours élevée.
Figure 8.
Une nouvelle augmentation insignifiante de la tension aux entrées 2 et 6, de seulement 1 pour cent (moins n'est pas possible pour le programme) conduit à l'allumage de la LED LED1, qui est illustré à la figure 8 - les flèches près de la LED ont acquis un teinte rouge. Ce comportement du circuit indique que le simulateur Multisim est suffisamment précis.
Si vous continuez à augmenter la tension aux bornes 2 et 6, aucun changement ne se produira à la sortie de la minuterie.
Oscillateurs sur minuterie 555
La gamme de fréquence générée par le temporisateur est suffisamment large : de la fréquence la plus basse, dont la période peut atteindre plusieurs heures, jusqu'à des fréquences de plusieurs dizaines de kilohertz. Tout dépend des éléments de la chaîne de distribution.
Si une forme d'onde strictement rectangulaire n'est pas requise, des fréquences allant jusqu'à plusieurs mégahertz peuvent être générées. Parfois, cela est tout à fait acceptable - la forme n'est pas importante, mais les impulsions sont présentes. Le plus souvent, une telle négligence quant à la forme des impulsions est autorisée dans la technologie numérique. Par exemple, un compteur d'impulsions répond au front montant ou descendant d'une impulsion. D'accord, dans ce cas, le "carré" de l'impulsion n'a pas d'importance.
Générateur d'impulsions carrées
Un des options possibles un générateur d'impulsions à onde carrée est illustré à la figure 9.
Figure 9. Schéma des générateurs d'impulsions à méandres
Les chronogrammes du générateur sont illustrés à la figure 10.
Figure 10. Chronogrammes du fonctionnement du générateur
Le graphique supérieur illustre le signal à la sortie (broche 3) de la minuterie. Et le graphique du bas montre comment la tension aux bornes du condensateur de synchronisation change.
Tout se passe exactement de la même manière que cela était déjà considéré dans le circuit monocoup représenté sur la figure 3, seul le déclencheur n'est pas utilisé impulsion uniqueà la broche 2.
Le fait est que lorsque le circuit sur le condensateur C1 est allumé, la tension est égale à zéro, et c'est cette tension qui fera passer la sortie de la minuterie à un niveau élevé, comme le montre la figure 10. Le condensateur C1 commence à se charger à travers le résistance R1.
La tension aux bornes du condensateur augmente de façon exponentielle jusqu'à atteindre le seuil haut 2/3 * U. En conséquence, la minuterie passe à l'état zéro, de sorte que le condensateur C1 commence à se décharger jusqu'au seuil inférieur de fonctionnement 1/3 * U. Lorsque ce seuil est atteint, la sortie timer est mise à un niveau haut et tout recommence. Une nouvelle période de fluctuations se forme.
Ici, vous devez faire attention au fait que le condensateur C1 est chargé et déchargé à travers la même résistance R1. Par conséquent, les temps de charge et de décharge sont égaux, et, par conséquent, la forme des oscillations à la sortie d'un tel générateur est proche d'un méandre.
La fréquence d'oscillation d'un tel générateur est décrite par une formule très complexe f = 0,722 / (R1 * C1). Si la résistance de la résistance R1 dans les calculs est indiquée en Ohms et la capacité du condensateur C1 en Farads, alors la fréquence sera en Hertz. Si, dans cette formule, la résistance est exprimée en kilo-ohms (KΩ), et la capacité du condensateur en microfarads (μF), le résultat sera en kilohertz (KHz). Pour obtenir un générateur à fréquence réglable, il suffit de remplacer la résistance R1 par une variable.
Générateur d'impulsions avec cycle de service réglable
Le méandre, bien sûr, est bon, mais il arrive parfois que des situations nécessitent une régulation du cycle de service. C'est ainsi que s'effectue le contrôle de la vitesse des moteurs à courant continu (régulateurs PWM), qui sont à aimant permanent.
Les impulsions carrées sont appelées impulsions carrées dans lesquelles le temps d'impulsion (niveau haut t1) est égal au temps de pause (niveau bas t2). Ce nom est venu à l'électronique de l'architecture, où un méandre est appelé un motif de maçonnerie. Le temps total d'impulsion et de pause est appelé période d'impulsion (T = t1 + t2).
Cycle de service et cycle de service
Le rapport de la période d'impulsion à sa durée S = T / t1 est appelé rapport cyclique. Cette quantité est sans dimension. Pour un méandre, cet indicateur vaut 2, puisque t1 = t2 = 0,5 * T. Dans la littérature de langue anglaise, au lieu du cycle de service, la valeur inverse est souvent utilisée - le cycle de service D = 1 / S, exprimé en pourcentage.
En améliorant légèrement le générateur représenté sur la figure 9, un générateur à rapport cyclique variable peut être obtenu. Le schéma d'un tel générateur est présenté à la figure 11.
Figure 11.
Dans ce circuit, la charge du condensateur C1 se produit le long du circuit R1, RP1, VD1. Lorsque la tension sur le condensateur atteint le seuil supérieur de 2/3 * U, la minuterie passe à un niveau bas et le condensateur C1 est déchargé le long du circuit VD2, RP1, R1 jusqu'à ce que la tension sur le condensateur tombe au seuil inférieur de 1/3 * U, après quoi le cycle se répète.
Le changement de position du curseur RP1 permet de régler la durée de charge et de décharge : si la durée de charge augmente, le temps de décharge diminue. Dans ce cas, la période de répétition des impulsions reste inchangée, seul le rapport cyclique, ou le rapport cyclique, change. Eh bien, c'est plus pratique pour quelqu'un.
Sur la base de la minuterie 555, vous pouvez concevoir non seulement des générateurs, mais aussi bien d'autres appareils utiles qui sera discuté dans le prochain article. Soit dit en passant, il existe des programmes de calcul pour calculer la fréquence des générateurs sur la minuterie 555, et dans le programme de simulation Multisim, il existe un onglet spécial à ces fins.
Boris Aladychkine,
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