Циклический цифровой таймер своими руками. Электронный таймер включения – выключения. Таймер циклического включения-выключения – Меандр
В быту зачастую бывает необходимо выключить свет по истечении определенного времени. В этом есть потребность в кладовых и простых хозяйственных постройках. В свою очередь и в иных случаях, когда нужно лимитировать по времени функционирование какого-либо электронного прибора, к месту будет использовать простой цифровой таймер, который позволяет включать или выключать нагрузку через определенный период.
Простой цифровой таймер включения и выключения света, который можно собрать своими руками, построен только лишь на одном интегральном счетчике К561ИЕ16. Как известно, что для работы любого счетчика нужен внешний генератор тактовых импульсов. В нашем случае его роль выполняет простой мигающий светодиод.
Описание схемы работы простого цифрового таймера
Как только будет включено питание таймера, С1 заряжается через сопротивление R2 в результате чего на выводе 11 кратковременно появляется лог.
С мигающего светодиода с частотой около 1,4 Гц поступают импульсы на тактовый вход (ножка 10) счетчика DD1. C каждым спадом входного импульса происходит приращение счетчика. По прошествии 256-и импульсов (по времени это займет приблизительно 256 / 1,4 Гц = 183 сек. или ~ 3 минуты), на выводе 12 возникает лог.1. В связи с этим транзистор закроется, обесточив нагрузку. Плюс ко всему лог.1 с выхода 12 поступает на тактовый вход DD1 через диод VD1, останавливая тем самым работу таймера.
Периодичность работы таймера можно подобрать путем подключения точку соединения резистора R3 и диода VD1 к различным выходам DD1. Немного подправив данную схему, возможно построить таймер, исполняющий противоположную функцию работы. Изменение затрагивает транзистор VT1. Его необходимо поменять на транзистор иной структуры.
Теперь при появлении на выходе счетчика лог.
1, транзистор будет открываться и включать нагрузку. Взамен электрореле в данном варианте, возможно включить простой звуковой излучатель с внутренним генератором, к примеру, HCM1612X. Подсоединять электроизлучатель необходимо соблюдая полярность.
Детали таймера включения и выключения света
Диоды VD1-VD2 серии КД103, КД522, КД103, КД521, КД102. Транзисторы КТ814А можно поменять на КТ973 или КТ814. произвольный из серии КТ604, КТ815. Помимо счетчика К561ИЕ16, возможно использовать ее иностранный аналог CD4020B. Так же можно использовать и микросхему CD4060, у которой уже имеется тактовый генератор, поэтому светодиод и сопротивление R1 можно убрать. Светодиод – мигающий типа ARL5013URCВ, L816BRSCВ, L56DGD,
Таймер достаточно экономичен в плане энергопотребления. Ток, который потребляет таймер, не учитывая ток реле, составляет около 11 мА.
Реле времени установлено во многих моделях оборудования и бытовой техники. Это устройство позволяет автоматически включать или выключать аппаратуру и не тратить время для контроля над теми или иными действиями.
Как работает электронный таймер
В отличие от самых первых таймеров с часовым механизмом, современные реле времени действуют гораздо быстрее и эффективнее. Многие из них сделаны на основе микроконтроллеров (МК), способных выполнять миллионы операций в секунду.
Для включения и отключения такая скорость не нужна, поэтому микроконтроллеры были соединены с таймерами, способными подсчитывать импульсы, возникающие внутри МК. Таким образом, центральный процессор выполняет свою основную программу, а таймер обеспечивает своевременные действия в определенные промежутки времени.
Принцип работы реле времени:
- После команды запуска таймер начинает считать с нуля.
- Под действием каждого импульса, содержимое счетчика увеличивается на единицу и постепенно приобретает максимальное значение.
- Далее происходит обнуление содержимого счетчика, поскольку он становится «переполненным». В этот момент как раз и заканчивается выдержка времени.
Такая простейшая конструкция позволяет получить максимальную выдержку в пределах 255 микросекунд. Однако в большинстве устройств требуются секунды, минуты и даже часы, в связи с чем и возникает вопрос, как создать требуемые временные промежутки.
Выход из этого положения довольно простой. Когда таймер переполняется, это событие приводит к прерыванию действия основной программы. Далее происходит переход процессора к соответствующей подпрограмме, складывающей из небольших выдержек любой промежуток времени, который требуется в настоящий момент.
Данная подпрограмма, обслуживающая прерывание, очень короткая, состоящая не более чем из нескольких десятков команд. По окончании ее действия, все функции возвращаются в основную программу, продолжающую работать с того же места.
Обычное повторение команд происходит не механически, а под руководством специальной команды, резервирующей память и создающей короткие временные выдержки.
Основные типы реле времени
При конструировании самодельного реле времени, в качестве образца берется какая-то конкретная модель. Поэтому каждый мастер должен представлять себе основные устройства, выполняющие функции таймеров. Основной задачей любого реле времени является получение задержки между входным и выходным сигналом. Для создания такой задержки используются различные способы.
К электромеханическим реле относятся пневматические устройства. В их конструкцию входит электромагнитный привод и пневматическая приставка. Катушка прибора рассчитана на переменный ток с рабочим напряжением от 12 до 660 В – всего установлено 16 точных номиналов.
Рабочая частота составляет 50-60 Гц. С такими параметрами может быть изготовлено реле времени своими руками на 12в. В зависимости от конструкции, выдержка у таких реле начинается при срабатывании либо в момент отпускания электромагнитного привода.
Время устанавливается с помощью винта, регулирующего сечение отверстия, через которое воздух выходит из камеры. Параметры этих устройств не отличаются стабильностью, поэтому более широкое распространение получили реле времени.
В этих приборах используется специализированная микросхема КР512ПС10. На нее подается напряжение через выпрямительный мост и стабилизатор, после чего внутренний генератор микросхемы начинает выработку импульсов. Для регулировки их частоты используется переменный резистор, выведенный на лицевую панель устройства и последовательно включенный с конденсатором, задающим время. Подсчет полученных импульсов осуществляется счетчиком, имеющим переменный коэффициент деления. Данные конструкции вполне можно взять за основу, чтобы изготовить циклическое реле времени и другие аналогичные устройства.
Современные реле времени изготавливаются на основе микроконтроллеров и вряд ли подойдут домашним мастерам в качестве образца. При необходимости получить точные временные промежутки, рекомендуется воспользоваться готовым изделием.
Реле времени своими руками 220в схема
Довольно часто для конструкций, сделанных домашними мастерами требуется изготовить простое реле времени своими руками. Надежные и недорогие таймеры полностью оправдывают себя в процессе эксплуатации.
Основой большинства самодельных приборов служит все та же микросхема КР512ПС10, питание которой осуществляется через параметрический стабилизатор с напряжением стабилизации примерно 5 В. При включении питания цепочка, состоящая из резистора и конденсатора, образует импульс сброса микросхемы. Одновременно происходит запуск внутреннего генератора, у которого частота задается цепочкой из другого резистора и конденсатора. После этого внутренним счетчиком микросхемы начинается подсчет импульсов.
Количество импульсов является также коэффициентом деления счетчика. Этот параметр задается за счет коммутации выводов микросхемы. При достижении на выходе высокого уровня, происходит остановка счетчика. На другом выходе импульсы также достигают высокого уровня, в результате VT1 открывается. Через него включается реле К1, контакты которого непосредственно управляют нагрузкой. Данная схема идеально подходит для решения задачи, как сделать реле времени 220в своими руками. Для повторного запуска выдержки времени, вполне достаточно на короткое время выключить реле, а затем снова включить.
Схема таймера
Схема работает следующим образом: при нажатии на кнопку через резистор R3 идет заряд конденсатора С1.
Схему решил собирать на одностороннем текстолите длинной 25мм и шириной 20 мм. Дорожки на плате рисовал перманентным маркером, а сверху закрасил краской. Травил в хлорном железе где-то сорок минут. Краску смывал растворителем, после залудил плату.
Теперь приступим к пайке. Первым делом паяем транзисторы, так как у них короткие ноги, и поэтому паять сложнее. Потом паяем конденсатор. Затем все резисторы, за ними светодиод, после провода и клеемник. Если все правильно спаять, то схема заработает сразу.
Транзисторы могут быть заменены на любые n-p-n структуры.
Если подключать нагрузку, ток которой выше 50мА, то советую заменить транзистор кт315 на более мощный. Резистор R3 можно заменить на любой другой с сопротивлением 200-1000 Ом.
Резистор R2 можно заменить на любой другой с сопротивлением 50-1000 Ом. Резистор R1 может быть заменен на постоянный, если не требуется регулировка времени. Резистор R5 может быть заменен на другой с сопротивлением, 7.5-12.5 кОм. Резисторы R6 и R7 лучше оставить без изменения. Конденсатор может быть заменен и на другую емкость. Но его напряжение снижать нельзя.
Для наглядности работы таймера решил собрать простую пищалку. Плату травить не стал, собрал все на картонке. К этой схеме подключается динамик сопротивлением 50 Ом, который можно достать из телефонных трубок советских телефонов. К конденсатору можно в параллель поставить кнопку с таким же конденсатором, и при нажатии на кнопку звук из динамика будет звучать на несколько тонов ниже.
Хотел бы напомнить, что параллельно диоду можно включить электромагнитное реле с током обмотки не более 50 мА (если стоит кт315).
А теперь небольшое видео о работе прибора:
С указанными по схеме номиналами время задержки не большое, но его легко можно увеличить установив ёмкость большего номинала. Схему собрал bkmz268 .
Обсудить статью СХЕМА ПРОСТОГО ТАЙМЕРА
В видеоуроке канала «Обзоры посылок и самоделки от jakson» будем собирать схему реле времени на основе микросхемы таймера на NE555. Очень простая – мало деталей, что не составит труда спаять все своими руками. При этом многим она будет полезна.
Радиодетали для реле времени
Понадобится сама микросхема, два простых резистора, конденсатор на 3 микрофарада, неполярный конденсатор на 0,01 мкф, транзистор КТ315, диод почти любой, одно реле. Напряжение питания устройства будет от 9 до 14 вольт. Купить радиодетали или готовое собранное реле времени можно в этом китайском магазине .
Схема очень простая.
Любой ее сможет осилить, при наличии необходимых деталей. Сборка на печатной макетной плате, что получится все компактно.
В итоге часть платы придется отломать. Понадобится простая кнопка без фиксатора, она будет активировать реле. Также два переменных резистора, вместо одного, который требуется в схеме, поскольку у мастера нет необходимого номинала. 2 мегаома. Последовательно два резистора по 1 мегаому. Также реле, напряжение питания 12 вольт постоянного тока, пропустить через себя может 250 вольт, 10 ампер переменного.
После сборки в итоге таким образом выглядит реле времени на базе 555 таймера.
Все получилось компактно. Единственное, что визуально портит вид, диод, поскольку имеет такую форму, что его невозможно впаять иначе, поскольку у него ножки намного шире, чем отверстия в плате. Все равно получилось довольно неплохо.
Проверка устройства на 555 таймере
Проверим наше реле. Индикатором работы будет светодиодная лента. Так же подсоединим мультиметр. Проверим – нажимаем на кнопку, загорелась светодиодная лента. Напряжение, которое подается на реле – 12,5 вольт. Напряжение сейчас по нулям, но почему то горят светодиоды – скорей всего неисправность реле.
Оно старое, выпаяно из ненужной платы.
При изменении положения подстроечных резисторов мы можем регулировать время работы реле. Измерим максимальное и минимальное время. Оно почти сразу же выключается. И максимальное время. Прошло около 2-3 минут – вы сами видите.
Но такие показатели только в представленном случае. У вас они могут быть другие, поскольку зависит от переменного резистора, который вы будете использовать и от емкости электроконденсатора. Чем больше емкость – тем дольше будет работать ваше реле времени.
Заключение
Интересное устройство мы сегодня собрали на NE 555. Все работает отлично. Схема не очень сложная, без проблем многие ее смогут осилить. В Китае продаются некоторые аналоги подобных схем, но интересней собрать самому, так будет дешевле. Применение подобному устройству в быту сможет найти любой. Например, уличный свет. Вы вышли из дома, включили уличное освещение и через какое-то время оно само выключается, как раз, когда вы уже уйдете.
Смотрите все на видео про сборку схемы на 555 таймере.
Этот простой самодельный таймер позволяет задержать на определенное время выключение осветительного или нагревательного прибора с сетевым питанием. Схема таймера проста и доступна для повторения даже начинающими радиолюбителями. В основе лежит компаратор напряжения на микросхеме DA1, нагруз-кой которой служит обмотка реле. Время выдержки зависит от емкости конденсатора СЗ и сопротивления резисторов R1 и R2. Источник питания —- бестрансформаторный с балластным конденсатором С1, напряжение питания поддерживается неизменным с помощью стабилитрона VD3.
Работа таймера. В исходном состоянии таймер и подключенная к розетке Х2 нагрузка обесточены. При нажатии на кнопку SB1 напряжение сети 220 В через ее контакты SB 1 1 подается на таймер и нагрузку, а контакты SB 1 2 подключают конденсатор СЗ времязадающей цепи к источнику питания. Конденсатор мгновенно заряжается, напряжение на входе управления микросхемы (вывод 1) становится больше порогового (около 2.
5 В), и она открывается. При этом срабатывает реле К1 и своими контактами К 1.1 блокирует контакты SB1 1 кнопки, после чего ее можно отпустить — нагрузка останется подключенной к сети. После размыкания контактов SB 1.2 конденсатор СЗ начинает разряжаться через резисторы R1, R2 и напряжение на нем постепенно понижается. В момент, когда оно становится меньше порогового, микросхема закрывается, реле отпускает и его контакты отключают нагрузку от сети. При полностью введенном в разрядную цепь резисторе R2 и указанной на схеме емкости конденсатора СЗ это про-изойдет примерно через 3 мин после отпускания кнопки. Сокращение времени выдержки достигается уменьшением сопротивления введенной части резистора R2 Максимальное время выдержки можно увеличить, заменив конденсатор СЗ другим, большей емкости.
Детали таймера. Их монтируют на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Реле — электромагнитное с напряжением и током срабатывания соответственно не более 12 В и 50 мА, с контактами, рассчитанными на коммутацию напряжения 220 В при токе, потребляемом нагрузкой.
Плату таймера помещают в корпус из изоляционного материала, кнопку SB1, розетку и переменный резистор регулировки времени устанавливают на его стенках в удобных местах. На валике резистора закрепляют ручку управления с указателем. Налаживание таймера сводится к калибровке шкалы переменного резистора в единицах времени. Устройство было неоднократно успешно собрано и испытано.
| Электромеханическое (1РВМ, 2РВМ) | Программное реле времени с часовым механизмом электромеханического типа. При отключения питания РВМ способно обеспечить работу до 72-х часов. Напряжение питания 230 ± 10%В, номинальная частота питающей сети – 45-60 Гц. | |
| Электромеханический таймер UNO | Orbis, модульное электромеханическое реле. Имеет суточную или недельную программу, с резервом питания или без резерва питания в зависимости от типа модели. | |
| Описание реле CRONO QRDD | Производитель Orbis – Испания, серия CRONO – является аналогом отечественного 2РВМ. Таймеры с резервом 100 часов снабжены аккумулятором. | |
| Характеристики реле INCA DUO QRD | Испанский производитель Orbis, суточная или недельная программа, с резервом питания (без резерва питания). | |
| Электромеханическое серии MINI-T | Электромеханический таймер работает в диапазоне температур от -10°C до +45°C, имеет переключающий контакт. Имеет суточную или недельную программы, с резервом питания или без резерва. | |
| Техническое описание, производство Орбис. | Для автоматики аналоговые и цифровые таймеры для применения в быту и промышленной автоматике. | |
| Таймеры | Таймеры бытовые, характеристики, описание | |
Модульное исполнение, Чешский производитель, фирмы Elko на рынке более 20 лет. | CRM-61 – продукция высокого качества, известна далеко за пределами, многофункциональные изделия, целый ряд модульных устройств. Подробнее Elko 10 функций, 10 временных диапазонов, универсальное питание, коммутация 16 A, или 3 группы по 8 A. Серия CRM-91H, CRM-93H, CRM-9S | |
| Техническое описание ВЕХА-Д (ВЕХА-Щ) | Однократное или циклическое включение (выключение) исполнительных механизмов после отработки установленной выдержки. Предназначено для применения в производственных процессах, в промышленности и народном хозяйстве. | |
| Трехцепное ВЛ-100А, ВЛ-101А | С тремя независимыми выходными контактами с задержкой на включение и отключение. | |
| С двумя цепями ВЛ-102, ВЛ-103 | Двухцепные реле – с выдержкой на включение + мгновенный контакт, аналоговое реле времени 630 Kb. | |
| Трехцепное ВЛ-104 | Трёхцепное реле времени с независимыми регулируемыми выдержками. | |
| Оперативное питание, марка ВЛ-108 | Изделие имеет оперативное питанием, температура от минус 40°С до плюс 55°С Инструкция по применению и технические характеристики 630 Kb. | |
| Многопрограммное реле ВЛ-159М | Многопрограммное реле, 8 функций, режим счета импульсов, цифровая индикация ( сохраняет работоспособность при температуре до минус 10 °С), имеет универсальное питание (AC/DC 24-40 или AC/DC 110-240), инструкция и технические характеристики 1385 Kb. | |
| Данные ВЛ-161, ВЛ-162, ВЛ-163, ВЛ-164 | Реле времени ВЛ-161, ВЛ-162, 10 программ, счет и генерирование импульсов. Задержка на включение, задержка выключения при отключении питания. Пусковое реле – переключение при пуске звезда-треугольник. Циклические, раздельные регулировки времени импульса и паузы. | |
| Широкий диапазон напряжения ВЛ-40М1 | Реле времени с широким диапазоном питания, шесть диаграмм работы, начало работы с подачей питания, по управляющему сигналу. | |
| Реле времени ВС-43 | ВС-43 три или шесть независимых цепей с выдержкой времени и дополнительный мгновенный контакт. | |
| Реле ВС-44 | Программные, циклические; 11, 12, 6 и 7 – ми цепные, по 46, 48, 26 и 28 команд. | |
| Реле ВЛ-4U | Имеет универсальное питание, мощность потребления – не более 1.4 Вт. Выдержка: 0.1…9.9, 1…99 (с, мин, ч) 280 Kb | |
| Специальное реле ВЛ-50, ВЛ-51, ВЛ-52 | Для жёстких условий эксплуатации (для ж.д. транспорта и морских судов). Задержка времени на включение и отключения при снятии напряжения питания. | |
| Реле ВЛ-54, ВЛ-55, ВЛ-55 (Е) | Многофункциональное, формирует импульс с заданной выдержкой. Задержка отключения при снятии напряжения питания. | |
| Трехцепное реле ВЛ-56, ВЛ-56С | Трехцепное реле времени с независимой регулировкой в трех цепях. Исполнение на напряжение питания: = 24, 110, 220В, ~ 110, 220В. Диапазон по исполнению (0,1-9,9; 1-99) с, мин, ч. | |
| Двухфункциональное реле времени-счетчик импульсов ВЛ-59 | Работа в режиме реле времени или счета импульсов, питание напряжением постоянного 24; 110; 220 В, переменного тока частотой 50, 60 Гц 110; 220; 240 В | |
| Модульное ВЛ-5U | Отсчет начинается от момента снятия питающего напряжения. Работа в диапазоне напряжения питания от 24—220 В постоянного или переменного тока 115 Kb | |
| ВЛ-6-II, ВЛ-6-III | Реле времени с широким диапазоном питания. | |
| ВЛ-60Е, 60Е1 | Реле времени, диаграммы работы: формирование импульса, задержка включения. Реле времени 60Е1 имеет широкий диапазон питающих напряжений | |
| Реле времени/таймер D6DQ | Реле времени Tele D6DQ с широким диапазоном питания 24VAC/DC 110-240VAC, четыре диаграммы работы, модульное исполнение шириной 22,5 мм. 140 Kb | |
| Широкий диапазон питания ВЛ-60М1 | Реле времени с широким диапазоном питания, четыре диаграммы работы времени, модульное исполнение. | |
| Реле ВЛ-61, ВЛ-63, ВЛ-64, ВЛ-66, ВЛ-67, ВЛ-68, ВЛ-69 | ВЛ-64…ВЛ-69 задержка включения, задержка выключения. ВЛ-61 для отключения освещения на лестничных площадках | |
| ВЛ-65, ВЛ-65 (С) | Циклические, раздельная регулировка выдержки времени импульса и паузы. | |
| Статические РСВ-01, РСВ-14 | У статического реле времени в зависимости от модификации напряжения питания может быть как постоянным 24, 110, 220 вольт, так и переменным 24, 48, 60, 110, 127, 220 вольт. Выдержка от 0,05 … 90с (разные диапазоны), а отдельных модификаций выдержка и более, диапазон переключения ступенчатый. Выходные контакты как мгновенного срабатывания, так и с регулируемой выдержкой. | |
| Пневматическое РВП-72 | Реле времени с пневматическим замедлением обеспечивает выдержку от 0. 4 до 180с, для отсчета выдержки имеется пневматический демпфер. | |
| Циклическое, серия РВЦ | РВЦ – реле времени циклическое начало работы с импульса или паузы | |
| Трехцепное РВЦ-03 | Реле времени циклическое трехцепное программируемое | |
| Многопрограмное реле времени РВ-01 | Реле времени многопрограммное РВ-01 с цифровой индикацией | |
| Однокомандное реле времени РВО-15 | Реле времени однокомандное РВО-15 имеет две диаграммы работы, переключаемый диапазон времени, две переключаемые группы, напряжение питания 24в/220в. | |
| Отсчет времени после снятия напряжения питания | Реле времени РВО-26 с отсчетом времени после снятия напряжения питания, имеет широкий диапазон питающего напряжения, переключаемые поддиапазоны выдержек и две диаграммы работы. | |
| Многофункциональное реле времени РВО-П2-М | Реле с широким напряжением питания, имеет 8 диаграмм работы, две переключающие группы, работает в диапазоне напряжения питания 24-240В как постоянного так и переменного тока, является аналогом реле типа D6DQ и других. | |
| Трехцепное реле времени РВ3-П2-У-14 | Реле времени трехмодульного исполнения РВ3, разработано для замены реле ВЛ-56. Имеет восемь поддиапазонов времени и две диаграммы работы – задержка включения, задержка отключения. Каждая цепь имеет свою настройку времени выдержки. Дополнительно имеется мгновенный контакт. | |
| Серия реле времени РП-21 В | РП-21-В реле времени, диаграммы работы задержка включения, задержка отключения, циклические. | |
| Таймер реального времени ТРВ-02 | Таймер реального времени ТРВ-02- перепрограммируемый таймер имеет два выходных исполнительных реле, по каждому каналу две уставки, совмещен с датчиком освещенности, что позволяет применять для программного включения рекламных щитов, наружного освещения и т.д. | |
| Schneider реле времени RE 11 | Реле времени серии RE11 производства Schneider. Подробное описание, технические характеристики, конструкция, диаграммы работы. Диапазоны 0,1…1 s, 1…10 s, 6…60 s, 1…10 min, 6…60 min, 1…10 h, 10…100 h | |
| Модульный таймер TRF10 | Реле времени TRF10 производства BMR, импульсное запоминающее, напряжение питания 12 В – 230 В (AC), 12 В (DC). 10 функций -диаграмм работы, 2 замыкающих контакта. Индикация: светодиоды зеленого и желтого цвета. | |
| Таймер с поворотной механической шкалой | Таймер ST2P-E, втычное реле времени, с поворотной механической шкалой, функции работы: задержка на включение/выключение. Диапазон выставки значений 0…60 с или 0…60 мин. Потребляемая мощность от сети 1ВА. | |
| Таймер ARCOM-T44 | Реле времени (таймер) ARCOM-T44 имеет два режима работы – однократный или циклический, втычное подсоединение. Диапазон выдержек от 0,01 сек до 999 часов, на передней панели расположен трехразрядный цифровой светодиодный индикатор. |
Реле времени с задержкой выключения
03 Мар 2018г | Раздел: Работы читателей
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. После прочтения статьи о реле времени с задержкой включения я попробовал собрать схему реле с задержкой выключения для вентилятора в туалете и мне не понравилась схема бестрансформаторного источника питания на двух диодах и гасящем конденсаторе, применяемая в статье. Поскольку схема получилась очень прожорливая и потребляла достаточно много тока на собственное питание, мною был установлен диодный мост, что позволило снизить потребляемую мощность до 10 Вт (общая потребляемая мощность реле времени зависит от типа применяемого реле).
Внимание! Эта конструкция имеет бестрансформаторное питание от сети переменного тока. Собирая ее, обращайте особое внимание на соблюдение техники безопасности при работе с электроустановками.
Принцип работы реле времени простой. При замыкании контактов кнопки S1 (без фиксации) питание подаётся в схему через бестрансформаторный блок питания и таймер NE555 оказывается во включенном состоянии. Открывается транзистор VT1, срабатывает реле КL1 и блокирует контакты кнопки S1, оставляя питание схемы реле времени и включенный вентилятор на время заданной задержки выключения.
По мере заряда конденсатора С3 до уровня равного 2\3 напряжения питания таймер переключится в выключенное состояние, реле КL1 обесточится и своими контактами KL1.1 отключит от сети схему и вентилятор. Таким образом обеспечивается нулевое потребление тока в режиме ожидания.
В общем реле времени работает отлично и ток не потребляет в выключенном состоянии. Печатку в формате lay рисовал исходя из имеющихся деталей. Для подключения проводов использовал самозажимной коннектор от сгоревшего балласта люминесцентной лампы типа ЭПРА 2х36 и им подобных, что очень удобно при монтаже слаботочных цепей, главное быстро. Таймер 555 применен в SMD корпусе, а кнопка S1 взята от квартирного звонка.
Архив печатной платы в формате lay можно скачать по этой ссылке.
Желаю успеха в повторении конструкции!
До встречи!
Юрий, г. Витебск.
Поделиться с друзьями:
Еще интересно почитать:
Реле задержки для холодильника своими руками
Защитить компрессор от поломки поможет простое самодельное реле задержки включения холодильника.В инструкции по эксплуатации холодильника указано, что даже после кратковременного отключения его от сети, например, вы, решили переключить холодильник в другую розетку, включить его снова можно не раньше как через 10 минут.
Холодильник работает в циклическом режиме, который определяется установкой терморегулятора и условиями окружающей среды.
Когда компрессор холодильника включен – давление хладагента в системе увеличивается почти до семи атмосфер, а при выключении падает до полутора атмосфер и меньше (кривая 1 на графике давлений).
Эти перепады давления очень опасны для холодильников, особенно старых моделей.
Давление в системе действует на поршень компрессора, нагружая электродвигатель. Представим, что компрессор выключили при большом давлении, например, при 6,5 атмосфер и попытались включить его снова. Теперь двигатель будет работать против высокого давления в пусковом режиме и его мощности будет недостаточно, чтобы сдвинуть поршень компрессора. Наверно не нужно объяснять, что может произойти при заклиненном роторе электродвигателя.
Однако если подождать несколько минут, то давление в системе снизится, уменьшится и давление на поршень. Компрессор легко запустится.
Выработано общее правило: при выключении холодильника выдержать десятиминутную паузу перед повторным включением.
Современные холодильники новых моделей содержат позисторные пусковые реле вместо традиционных механических. Позисторному реле после остановки компрессора нужно некоторое время для включения двигателя снова.
Защита позволяет избежать неприятностей с заблокированным ротором двигателя, однако специалисты считают, что доводить дело до срабатывания защиты не стоит. Кроме того, старые холодильники и холодильники с электромеханическим управлением не имеют систем задержки, поэтому могут выйти из строя. А ведь эти холодильники чаще всего живут в деревнях и на дачах. И именно там случаются ситуации, когда свет погас и буквально сразу включился снова. Никто этого даже не заметит или вообще никого нет дома, а холодильник все пытается включиться, пока давление в системе не стабилизируется или не сгорит двигатель.
тест
Для защиты таких холодильников сделано устройство задержки включения после отключения холодильника от сети, которое включается между розеткой сети и вилкой холодильника. Схема проста, это обычное реле времени запускающееся при включении в сеть. Питание устройства через малогабаритный трансформатор, стандартный мост и стабилизатор. Задержка включения определяется конденсатором 47 мк. и резистором 5,8 мом. (последовательно соединенные резисторы по 2,4 мом. и резистор 1 мом.).
Индикаторы сигнализируют один о включении устройства в сеть, а второй о подключении нагрузки. Особо следует остановиться на реле, включающее компрессор холодильника. Контакты реле должны выдержать пусковой ток двигателя компрессора. В старых советских холодильниках мощность двигателя компрессора была 300 – 400 ватт. Соответственно ток в рабочем режиме 1,8 ампер. Пусковой ток раз в семь больше рабочего 12,6 ампер!
В устройстве применено реле с контактами рассчитаными не 16 ампер.
Обмотка реле должна быть рассчитана на напряжение 12 вольт, при этом ток через нее не должен превышать 200 миллиампер (допустимый для микросхемы). Для выбранного реле с обмоткой 175 ом все эти требования удовлетворяются. Конструктивно устройство выполнено в пластмассовом корпусе, на котором размещена розетка для подключения холодильника и два индикатора (светодиоды).
Работа устройства показана на фотографии. Слева устройство включено. Секундомер только начал отсчет времени. Нагрузка в виде лампочки не включена. Индикатор «сеть» включен, а «нагрузка» выключен.
Справа тоже самое устройство. Включена нагрузка (лампочка горит). Индикаторы «сеть» и «нагрузка» светятся. Секундомер показывает время зажигания лампы ( выключили отсчет времени при загорании лампы).
Автор статьи “ Защита холодильника ” Георгий Меньшиков
Смотрите так же:
Внимание! |
555 Основные сведения о таймере – нестабильный режим
Это третья часть серии статей о таймере 555. В части 1 более подробно рассказывается о выводах и о том, как работает микросхема, так что вы можете начать с нее, если еще не читали: 555 Timer Basics – Monostable Mode.
Астабильный режим таймера 555
Нестабильный режим – это то, о чем думает большинство людей, когда речь идет о таймере 555. Часто, когда вы видите проект с мигающими светодиодами, это означает, что таймер 555 работает.Но есть и много других интересных приложений. Например, он также может генерировать частоты для воспроизведения звука, когда выход подключен к динамику. Его даже можно использовать как простой аналого-цифровой преобразователь (АЦП).
БОНУС: я сделал краткое руководство для этого руководства, которое вы можете загрузить и вернуться к нему позже, если не можете настроить его прямо сейчас. Он включает в себя все электрические схемы и инструкции, необходимые для начала работы.В нестабильном режиме таймер 555 действует как генератор, генерирующий прямоугольный сигнал.Частоту волны можно регулировать, изменяя номиналы двух резисторов и конденсатора, подключенного к микросхеме. Приведенные ниже формулы расскажут вам длительность циклов включения и выключения выхода с разными резисторами и конденсаторами:
С помощью этого уравнения вы можете видеть, что увеличение значений C1 или R2 увеличит как время, в течение которого выход остается включенным, так и время, в течение которого он остается выключенным. Увеличение значения R1 только продлит время, в течение которого выход остается включенным.
Как работает нестабильный режим
- Контакт 2 – триггер : Включает выход, когда подаваемое на него напряжение падает ниже 1/3 Vcc
- Контакт 6 – Порог : отключает выход, когда подаваемое на него напряжение превышает 2/3 В постоянного тока.
- Контакт 7 – Разряд : Когда выходное напряжение низкое, он разряжает C1 на землю.
В нестабильном режиме выход постоянно включается и выключается. На схеме выше обратите внимание, что контакт порогового значения и контакт триггера подключены к C1. Это делает напряжение одинаковым на контакте триггера, пороговом контакте и C1.
В начале цикла включения / выключения низкое напряжение на C1, выводе триггера и выводе порога. Когда напряжение на контакте триггера низкое, выход включен, а контакт разряда выключен.Поскольку разрядный вывод выключен, ток может протекать через резисторы R1 и R2, заряжая конденсатор C1.
Когда C1 заряжается до 2/3 В постоянного тока, выход отключается пороговым контактом. Когда выход гаснет, включается разрядный штифт. Это позволяет заряду, накопленному на конденсаторе C1, стекать на землю.
Как только напряжение на C1 упадет до 1/3 Vcc, триггерный вывод отключает разрядный вывод, так что C1 может снова начать зарядку.
Цепь мигающего светодиода
Чтобы наблюдать за таймером 555 в нестабильном режиме, давайте построим схему, которая использует колебательный выход таймера 555 для включения и выключения светодиода:
- R1: 4.Резистор 7 кОм
- R2: резистор 4,7 кОм
- R3: резистор 1 кОм
- C1: конденсатор 100 мкФ
Значения R1, R2 и C1 влияют на скорость мигания. Большие значения заставят светодиод мигать медленнее, а меньшие значения заставят светодиод мигать быстрее. Резистор R3 предназначен только для ограничения тока светодиода, чтобы он не перегорел. Если вы хотите настроить мигание на определенную скорость, вы можете использовать формулу в начале этой статьи, чтобы рассчитать необходимое сопротивление или емкость.
Мигающий светодиод, управляемый потенциометром
Простой способ наблюдать влияние сопротивления на скорость мигания – использовать потенциометр 10 кОм для R2:
.- R1: резистор 4,7 кОм
- R2: потенциометр 10 кОм
- R3: резистор 1 кОм
- C1: конденсатор 100 мкФ
Регулировка потенциометра изменит частоту мигания светодиода.
Мигающий светодиод, управляемый фоторезистором
Вместо использования потенциометра для контроля частоты мигания попробуйте подключить фоторезистор:
- R1: 4.Резистор 7 кОм
- R2: Фоторезистор
- R3: резистор 1 кОм
- C1: конденсатор 100 мкФ
Сопротивление фоторезистора уменьшается по мере того, как на него попадает больше света, поэтому светодиод будет мигать быстрее при воздействии большего количества света.
Если вы хотите узнать больше о таймере 555, прочтите книгу «Таймер, операционный усилитель» и «Оптоэлектронные схемы и проекты», том. 1 Автор Forrest Mims – отличный ресурс, который стоит иметь у себя на скамейке запасных. В книге много информации о таймере 555, операционных усилителях и других ИС.
Вы можете посмотреть, как работает каждая из схем в этом руководстве, в этом видео:
Если у вас есть вопросы или проблемы с этим проектом, оставьте комментарий ниже, и я постараюсь ответить на него как можно скорее… И не забудьте подписаться, чтобы быть в курсе наших последних статей!
Использование таймера 555 в моностабильном режиме
В этом уроке мы собираемся узнать об использовании таймера 555 в моностабильном режиме, но сначала немного истории! Без сомнения, таймер 555 – одна из самых распространенных, если не , то самая распространенная интегральная схема , используемая в электронике за последние 45 с лишним лет.Впервые поступив в производство в 1971 году, он использовался в огромном количестве проектов DIY и даже в коммерческих продуктах, включая такие компьютеры, как Commodore 64 (и многие другие).
В современных коммерческих продуктах таймер 555 в основном является устаревшим, заменив конструкцию SoC (или систему на кристалле), где функциональность таймера 555 просто интегрирована в другие микросхемы. Это уменьшает количество компонентов на плате и снижает стоимость продукта в целом. Тем не менее, таймер 55 находит применение во многих хобби-проектах из-за своей простоты и доступности.Вы можете купить сто 555 таймеров на eBay или Amazon примерно за 5 долларов.
Что такое таймер 555?
Модель 555 называется таймером или «таймером 555». Это связано с тем, что он может генерировать импульсы электрического тока в течение точного времени в зависимости от номиналов резисторов и конденсаторов, подключенных к таймеру. Таймер имеет три режима работы:
- Astable – это наиболее часто используемый режим таймера 555. Он циклически повторяет импульс тока в течение определенного времени.Если вы когда-либо видели продукт, у которого есть какой-либо компонент, который работает в повторяющемся цикле, такой как мигающий светодиод, есть большая вероятность, что таймер 555 работает в нестабильном режиме за кулисами.
- Моностабильный – В этом режиме таймер 555 выдает импульс тока в течение определенного времени, а затем останавливается. Мы будем использовать это в нашем примере ниже, чтобы включить светодиод на короткое время после нажатия кнопки.
- Бистабильный – Этот режим таймера 555 отличается от двух других тем, что в нем не используются конденсатор или резистор для установки тактового импульса, а его состояния контролируют входы от выводов триггера и сброса.
Список деталей для этого проекта
Вот краткий список деталей, который поможет вам быстро приступить к созданию этого проекта:
Таймер 555 в моностабильном режиме Пример
Итак, давайте создадим пример использования таймера 555 в моностабильном режиме. Для этого вам понадобится всего несколько компонентов, и их очень просто подключить. В этом примере у нас будет кнопка, активирующая таймер. Таймер будет держать светодиод включенным на короткое время (~ 5 секунд), а затем снова погаснет.
Подключение таймера 555 для моностабильного режима
Используйте следующую схему для подключения таймера 555 для моностабильного режима. Если у вас нет точных значений для резистора и электролитического конденсатора, подключенных к PIN 1 и PIN 3 таймера 555, ничего страшного. Вы можете поэкспериментировать с разными значениями, и это изменит время, в течение которого светодиод будет гореть после нажатия кнопки. Фактически, если у вас есть потенциометр, вы можете использовать его вместо резистора, чтобы настроить синхронизацию!
Распиновка моностабильного таймера 555
Следующая справочная информация должна помочь вам понять принципы подключения таймера 555.
- PIN 1 – подключен к земле ( GND / Vcc-)
- PIN 2 – Когда напряжение падает ниже 1/3 Vcc +, срабатывает триггер .
- PIN 3 – Выводит до 200 мА тока при ~ 1,5 В.
- PIN 4 – При подключении к земле сбрасывает синхронизацию выхода.
- PIN 5 – подключен к земле через 0.Конденсатор 01 мкФ для предотвращения колебаний синхронизации RC-цепи. (Обычно контролирует , но не используется в моностабильном режиме).
- PIN 6 – Отключает выход, когда подаваемое на него напряжение превышает 2/3 В постоянного тока. Именуется порогом .
- PIN 7 – Когда выходное напряжение низкое, разряжает конденсатор .
- PIN 8 – Vcc + V Подключен к положительной стороне батареи 9 В (на самом деле вы можете использовать любое напряжение в диапазоне 4.5 В и 15 В для питания 555, если вы используете настольный блок питания).
Пока все работает на холостом ходу, напряжение на контакте триггера будет HIGH . В этой конфигурации разрядный штырь позволяет току течь на землю ( GND ) и предотвращает накопление заряда конденсатором.
Нажатие кнопки приводит к понижению напряжения на контакте триггера LOW , в результате чего выходной контакт становится активным. Разрядный вывод остановит прохождение тока от конденсатора к земле ( GND ).Это заставит конденсатор начать накапливать заряд.
Когда конденсатор достигает уровня, равного двум третям входного напряжения, выходной контакт отключается, а разрядный контакт возвращает поток на землю (GND). Это эффективно сбрасывает всю схему, теперь ожидая следующего нажатия кнопки. Время, необходимое для зарядки электролитического конденсатора, определяет, как долго светодиод будет гореть. Вот почему изменение номинала резистора или конденсатора изменит синхронизацию схемы.
Использование таймера 555 в моностабильном режиме: результаты
После того, как вы все правильно настроите, ваши результаты должны выглядеть как следующее изображение в формате GIF. Нажмите кнопку, и синий светодиод загорится примерно на 5 секунд и погаснет. Вы можете повторять этот цикл снова и снова!
СВЯЗАННО: Таймеры 555 в нестабильном режиме – автоматически мигают светодиодом
На этом заканчивается руководство по использованию таймера 555 в моностабильном режиме. Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна помощь, оставьте комментарий ниже, и наше сообщество сделает все возможное, чтобы помочь вам!
555 Таймер-калькулятор
555 Таймер-калькуляторВведите значения для R1, R2 и C и нажмите кнопку вычисления, чтобы решить для положительного временного интервала (T1) и отрицательного временного интервала (T2).Например, резистор 10 кОм (R1) и 100 кОм (R2) и конденсатор 0,1 мкФ будет производить выходные временные интервалы 7,62 мс положительный (T1) и 6,93 мс отрицательный (Т2). Частота будет около 70 Гц. R1 должно быть больше чем 1K, а C должно быть больше, чем 0,0005 мкФ. Прокрутите страницу вниз, чтобы просмотреть основные 555 информации (распиновка и две основные схемы).
Положительный интервал времени (T1) = 0,693 * (R1 + R2) * C
Отрицательный интервал времени (T2) = 0,693 * R2 * C
Частота = 1.44 / ((R1 + R2 + R2) * C)
Таймер 555
Впервые представленный Signetics Corporation как SE555 / NE555 примерно в 1971 году.
Соединения и функции контактов: (основные схемы см. На схеме ниже)
Контакт 1 (Земля) - контакт заземления (или общий) является наиболее отрицательным потенциалом питания.
устройства, которое обычно подключается к общей цепи, когда
работает от положительного напряжения питания.Контакт 2 (триггер) - этот контакт является входом, который заставляет выход повышаться и начинаться.
временной цикл. Запуск происходит при перемещении триггерного входа
от напряжения выше 2/3 напряжения питания до напряжения ниже
1/3 предложения. Например, при питании от источника 12 В триггер
входное напряжение должно начинаться с 8 вольт и снижаться до
напряжение ниже 4 вольт, чтобы начать отсчет времени.Действие
чувствительный к уровню, и напряжение срабатывания может двигаться очень медленно. К
Избегайте повторного срабатывания, напряжение срабатывания должно вернуться к значению
более 1/3 предложения до конца временного цикла в
моностабильный режим. Входной ток триггера составляет около 0,5 мкА.
Контакт 3 (выход) - выходной контакт 555 переходит на высокий уровень на 1,7 вольт меньше
чем напряжение питания в начале цикла отсчета времени.Выход
возвращается к низкому уровню около 0 в конце цикла. Максимум
ток на выходе на низком или высоком уровне
примерно 200 мА.
Контакт 4 (сброс): - Низкий логический уровень на этом контакте сбрасывает таймер и возвращает
выход в низкое состояние. Обычно он подключается к + питанию.
линия, если не используется.
Контакт 5 (Control) - этот контакт позволяет изменять напряжение срабатывания и пороговое напряжение.
приложение внешнего напряжения.Когда таймер работает в
нестабильный или колебательный режим, этот вход может использоваться для изменения или
частотно модулируйте выход. Если не используется, рекомендуется
установка небольшого конденсатора от контакта 5 к земле, чтобы избежать
возможны ложные или беспорядочные срабатывания из-за шумовых воздействий.
Контакт 6 (порог) - контакт 6 используется для сброса защелки и перехода на низкий уровень на выходе.
Сброс происходит, когда напряжение на этом выводе переходит от напряжения
ниже 1/3 напряжения питания до напряжения выше 2/3 напряжения питания.Действие чувствительно к уровню и может двигаться медленно, как
триггерное напряжение.
Контакт 7 (разряд) - этот контакт представляет собой выход с открытым коллектором, который находится в фазе с
основной выход на контакте 3 и имеет аналогичную способность понижения тока.
Контакт 8 (V +) - это положительный вывод напряжения питания микросхемы таймера 555.
Рабочий диапазон напряжения питания от +4,5 В (минимум) до +16
вольт (максимум).Контакты для 556, который является двойным таймером 555 (2 в одном корпусе),
показано в таблице ниже. Например, два выхода для двух таймеров модели 556:
на контактах 5 и 9, которые соответствуют выходному контакту 3 модуля 555.
555 556 таймер # 1 таймер # 2
-------------------------------------------------- -----
Земля 1 7 7
Триггер 2 6 8
Результат 3 5 9
Сброс 4 4 10
Контроль 5 3 11
Порог 6 2 12
Разряд 7 1 13
+ Мощность Vcc 8 14 14
-------------------------------------------------- -----
На схемах ниже показаны две основные схемы таймера 555.Ниже приведено графическое изображение таймера 555, подключенного как светодиодный мигающий индикатор, и питается от аккумулятора на 9 вольт. Светодиод будет гореть во время T1 и выключен в течение времени T2.
Схема 555 ниже – это мигающий велосипедный фонарь, работающий от трех C или D
ячеек (4,5 вольта). Две лампы фонарика будут попеременно мигать
приблизительная продолжительность цикла 1,5 секунды. Используя резистор 4,7 кОм для R1 и 100 кОм
резистор для R2 и 4.Конденсатор 7uF, интервалы времени для двух ламп
составляют 341 миллисекунду (T1, верхний индикатор) и 326 миллисекунд (нижний индикатор T2).
Лампы управляются транзисторами, чтобы обеспечить дополнительный ток сверх допустимого.
Предел 200 мА таймера 555. 2N2905 PNP и 2N3053 NPN могут использоваться для
лампы, требующие 500 мА или меньше. Для дополнительного тока используются TIP29 NPN и TIP30.
PNP можно было использовать до 1 ампер. PR3 – это лампа для фонарика на 4,5 В, 500 мА.
Два диода размещены последовательно с базой транзистора PNP так, чтобы
нижняя лампа выключается, когда выход 555 становится высоким в течение времени T1
интервал.Высокий выходной уровень таймера 555 на 1,7 В ниже, чем у
напряжение питания. Добавление двух диодов увеличивает необходимое прямое напряжение.
для транзистора PNP примерно до 2,1 вольт, так что разница 1,7 вольт
от питания к выходу недостаточно для включения транзистора. Ты можешь
также используйте светодиод вместо двух диодов, как показано на нижней схеме.
40 Велосипедный светодиодный фонарь
Схема 555 ниже представляет собой мигающий велосипедный фонарь, работающий от четырех C, D или Элементы AA (6 вольт).Два набора из 20 светодиодов будут попеременно мигать примерно с 4,7 цикла в секунду с использованием показанных значений RC (4,7 К для R1, 150 К для R2 и 1 мкФ конденсатор). Временные интервалы для двух ламп составляют около 107 миллисекунд (T1, верхний Светодиоды) и 104 миллисекунды (нижние светодиоды T2). Два транзистора используются для обеспечения дополнительный ток сверх предела 200 мА таймера 555. Один светодиод размещены последовательно с базой PNP-транзистора так, чтобы нижние 20 светодиодов выключается, когда выход 555 становится высоким в течение интервала времени T1.Высота выходной уровень таймера 555 на 1,7 вольт ниже напряжения питания. Добавление светодиода увеличивает прямое напряжение, необходимое для транзистора PNP. примерно до 2,7 вольт, так что разница 1,7 вольт между питанием и выходом недостаточно для включения транзистора. На каждый светодиод подается ток около 20 мА. тока в сумме 220 мА. Схема должна работать с дополнительными До 40 светодиодов для каждой группы, или 81 всего. Схема тоже будет работать с меньшим количеством светодиодов, поэтому его можно собрать и протестировать всего с 5 светодиодами (две группы по два плюс одна) перед добавлением остальных.
NE555 ТАЙМЕРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, РЕГУЛИРУЕМАЯ ПЛАТА РЕЛЕ, एडजस्टेबल साइक्लिक टाइमर, S चक्रीय टाइमर – Sri Electronics And Embedded Solutions, Coimbatore
NE555 ТАЙМЕРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, РЕГУЛИРУЕМАЯ ПЛАТА РЕЛЕ, साइक्लिक टाइमर, S चक्रीय टाइमर – Sriimb Electronics and Embat Solutions | ID: 21099797597Спецификация продукта
| Напряжение | 12 В |
| Минимальное количество заказа | 1 штука |
Описание продукта
Характеристики:
- Реле будет задерживать включение после подключения к источнику питания
- Время задержки можно регулировать от 0 до 10 с.
- С функцией релейной защиты по току
- Увеличение потенциометра приводит к увеличению времени задержки.
- Увеличение емкости конденсатора приводит к увеличению выдержки времени.
Спецификация:
- 1-канальная интерфейсная плата реле
- Свойства модуля: микросхема NE555
- Входное напряжение: 12 В постоянного тока
- Регулируемое время: 0-10 с
- Управляющее напряжение: 0 ~ 250 В переменного тока / макс. 10 А, постоянный ток 0-30 В / макс. 10A
- Макс. Нагрузка: 2200 Вт
Дополнительная информация
| Код товара | SEES-3465 |
| Срок поставки | 1-2 ДНЯ |
| Производственная мощность | |
| 1000 |
Заинтересовал этот товар? Получите последнюю цену у продавца
Связаться с продавцом
Изображение продукта
О компании
Год основания 2014
Юридический статус Фирмы Физическое лицо – Собственник
Характер бизнеса Оптовик
Количество сотрудников До 10 человек
Годовой оборотR.50 лакхов – 1 крор
Участник IndiaMART с февраля 2015 г.
GST33EFBPS6615K1Z7
Контактные данные продавца
, 5-D, Dispensary Land ,, Peelamedu ,,, Tamil Nadu, 641004
Peelamedu
Coimbatore – 641004, Tamil Nadu, India
Просмотр Mobile No.
Позвонить + 91-8122050530 Вернуться к началу 1 Есть потребность?
Получите лучшую цену
Есть потребность?
Получите лучшую цену
555 IC в качестве нестабильного таймера
Известная поговорка «время – это все» не может быть более верной, чем в примере с компьютером.Хотя для создания компьютера требуется множество необходимых компонентов, большинству, если не всем, не хватало бы способности работать слаженно, если бы не хотя бы один механизм для поддержания темпа. Таймер 555 в нестабильной конфигурации можно сравнить с таймером дирижера оркестра. Симфония, состоящая из духовых, медных и деревянных инструментов, каждый из которых представляет собой особые инструменты, не смогла бы гармонизировать, если бы не их дирижер.
В большинстве передовых электронных устройств для правильной работы используется по крайней мере один единственный колебательный механизм.Усовершенствованная электроника имеет по крайней мере один из следующих компонентов: счетчик, защелку, триггер, регистр сдвига, плунжер и т. Д. Вышеупомянутые компоненты построены на основе концепции двоичной логики, которая напрямую преобразует переходы между состояниями, такими как включение- > off (не обязательно в таком порядке) на поведение, состояние и / или данные. Скорость или частота, с которой должны происходить указанные переходы, обычно указываются в таблице данных производителем компонента. Скорость или, точнее, частота дана в диапазоне Гц.Прежде чем мы продолжим, давайте быстро обсудим несколько ключевых терминов.
Цикл
Если бы вы изобразили синусоидальную волну на графике, используя математическое уравнение y = sin (x), вы бы закончили с волнистым образованием, восходящим и нисходящим по оси Y, как показано на изображении. ниже.
Цикл определяется как форма волны между 1 точкой на одной волне и соответствующей точкой на соседней волне. Используемые точки могут быть соответствующими пиками или впадинами соседних волн и даже смещаться, если мы так выберем.
Период
Период представляет собой время (в секундах), необходимое для завершения цикла.
Частота
Частота – это общее количество циклов, которые происходят в течение 1 секунды. Единица измерения частоты – герц или Гц. 1 Гц представляет 1 цикл в секунду. 2 Гц представляют два полных цикла за 1 секунду и т. Д. И т. Д.
ВЫСОКИЙ сигнал
ВЫСОКИЙ сигнал в электронике означает наличие напряжения.Сигнал HIGH может использоваться для описания наличия напряжения на входе или выходе. HIGH и ON могут использоваться как взаимозаменяемые, но HIGH предпочтительнее.
НИЗКИЙ сигнал
НИЗКИЙ сигнал в электронике означает отсутствие напряжения. Его можно использовать для ссылки на ввод или вывод. LOW и OFF иногда меняются местами, но предпочтительнее использовать LOW.
Прямоугольная волна
Прямоугольная волна – это форма волны, похожая на синусоидальную волну выше. Однако эти волны не чередуются между положительными и отрицательными значениями, а скорее являются сигналами ВЫСОКОГО или НИЗКОГО, что объясняет их номинальное значение.Прямоугольные волны обычно генерируются такими осцилляторами, как наша микросхема 555.
Рабочий цикл
Поскольку мы уже знаем, что представляет собой цикл с точки зрения формы волны, единственное, что нужно объяснить, – это слово «Долг». Долг просто связан с работой. Следовательно, рабочий цикл фокусируется на процентной доле цикла, который выполняет работу или является активным. Другими словами, рабочий цикл относится к проценту цикла, в котором сигнал ВЫСОКИЙ.
Рабочий цикл 50% представляет цикл, в котором сигнал ВЫСОКИЙ равен ВЫСОКОМУ, как и НИЗКИЙ.
Рабочий цикл 75% представляет собой цикл, у которого ВЫСОКИЙ сигнал составляет 3/4 длительности
Рабочий цикл 25% представляет цикл, у которого ВЫСОКИЙ сигнал составляет 1/4 длительности
Согласно различным текстам, которые я читал, таймер 555 назван так из-за трех резисторов 5 кОм, которые он использует внутри. Хотя в этой статье не предпринимается попытка объяснить внутреннее устройство компонента, стоит отметить, что внутреннее устройство отвечает за мониторинг и сравнение сигналов, присутствующих на его входах, и, конечно же, генерирование прямоугольной волны на выходе.
На изображении ниже показаны контакты, выставленные ИС, и обозначены их типы. Двигаясь против часовой стрелки, микросхема открывает землю, триггер, выход, сброс, управление, порог, разряд и питание.
Таймер 555 и открытые проводаКолебания в нестабильном состоянии обусловлены внешними факторами на контакте 2 (триггер) и контакте 6 (порог). Падение напряжения с ВЫСОКОГО на НИЗКОЕ на этих двух контактах приводит к появлению ВЫСОКОГО сигнала на контакте 3 (выход). В этот момент, если на вывод 6 (порог) подается сигнал ВЫСОКИЙ, на вывод 3 (выход) теперь будет выводиться сигнал НИЗКИЙ.Контроль того, как часто это происходит, или даже продолжительности, в течение которой это происходит, позволяет нам изменять частоту и рабочий цикл сгенерированной прямоугольной волны .
Имея практические знания о колебаниях, все, что нужно сейчас, – это средства для непрерывного переключения между состоянием разряда и состоянием перезарядки – введите конденсатор. Чтобы этот урок не перешел ко многим темам, давайте превратим конденсатор в не более чем мгновенную перезаряжаемую батарею.
Добавление конденсатора позволяет нам заряжать его до того же напряжения, что и источник. Пока заряд аккумулятора ниже, чем у источника питания, наша схема будет испытывать разность потенциалов и будет продолжать заряжать наш конденсатор. Однако, как только наш конденсатор полностью заряжен, у нас будет бесконечное сопротивление, и ток в нашей цепи прекратится. Как и в случае с любой полностью заряженной батареей, накопленная энергия может действовать как источник питания, который при этом истощает накопленный заряд.Думаю, вы сразу понимаете, к чему все идет. Постоянно заряжая и разряжая наш конденсатор, мы можем успешно разработать нестабильный таймер.
Чтобы управлять частотой , нам необходимо управлять периодом , с которым конденсатор заряжается и разряжается. Более быстрые заряды / истощения увеличивают частоту, а более медленные заряды / истощения уменьшают частоту. Поскольку резистор ограничивает поток электронов, добавление одного в линию с нашим конденсатором фактически ограничило бы скорость заряда и разряда, таким образом давая ответ, который мы ищем.Прежде чем мы продолжим, давайте начнем с демонстрации нестабильного таймера, построенного с использованием полуслучайных значений конденсатора и резистора.
В видео выше я использовал комбинацию резистора 1,6 кОм и конденсатора 100 мкФ, чтобы получить частоту 1 Гц. Это подтверждается не только осциллографом слева, но и самим светодиодом. В верхней части секунды светодиод гаснет, как только начинается новый цикл. Ранее я упоминал, что наша «батарея» может заряжаться мгновенно, и, как вы видели на видео, она может сразу же разряжаться.Выбор правильной комбинации резистора / конденсатора определит продолжительность заряда / разряда в секундах.
Я выбрал резистор 1,6 кОм в результате случайного выбора конденсатора 100 мкФ. Поскольку я хотел убедиться, что частота будет около 1 секунды, мне пришлось рассчитать подходящий резистор для использования в комбинации. Чтобы помочь с этой комбинацией, я использовал постоянную времени RC.
Постоянная времени RC
Постоянная времени RC представляет собой простое уравнение, которое решает для времени в секундах, скорости заряда / разряда для резистора R и конденсатора.Уравнение выглядит следующим образом:
T = R * C
Подставляя 2 значения в уравнение выше, мы можем найти время, сопротивление или емкость. T, конечно, выражается в секундах, R – в омах, а C – в фарадах.
Если бы мы заменили 2 известных значения из видео выше, 13,6 кОм и 0,001 фарад, мы бы вычислили время зарядки или разрядки следующим образом:
T (сек) = 136000 Ом * 0,0001 F
или 1,36 секунды.
Используя постоянную времени RC, мы вычислили, что она займет 1.36 секунд для зарядки или разрядки. Прежде чем вы начнете задаваться вопросом, почему период составляет 1 секунду, а не 2 секунды (зарядка и разрядка), позвольте мне объяснить.
Из-за размещения резистора в нашей схеме, как показано на изображении ниже, ток от источника питания должен пройти через резистор к нашему конденсатору. Однако в случае разряда, поскольку ток идет по пути наименьшего сопротивления, ток течет от конденсатора к выводу 7 таймера 555, полностью обходя резистор.Таким образом создается почти мгновенный разряд.
Вот почему светодиод горит большую часть времени и выключается лишь на мгновение. Если мы хотим, чтобы разряд также длился 1,36 секунды, мы должны убедиться, что ток проходит через резистор до того, как достигнет контакта 7. Использование 2 резисторов, как описано ранее, для управления скоростью заряда и разряда дает возможность указать рабочий цикл . Следует отметить одно предостережение: когда 2 резистора включены последовательно, общее сопротивление равно обоим резисторам, что повлияет на продолжительность зарядки.Чтобы найти правильную комбинацию R1 и R2, вам необходимо принять во внимание закон Ома. С другой стороны, вы можете использовать удобный сайт, такой как https://houseofjeff.com/555-timer-oscillator-frequency-calculator/ , чтобы определить правильную комбинацию с учетом желаемой частоты.
На изображении ниже последовательно используются резисторы на 1 кОм и 330 кОм в сочетании с конденсатором 2,2 мкФ для создания частоты 1 Гц с рабочим циклом 50%. Обратите внимание на размещение второго резистора R2.Он был размещен до пути к выводу 7.
Вы можете увидеть 50% -ный рабочий цикл вышеуказанной схемы на видео ниже
Нестабильный осциллятор идеально подходит для сложных проектов и обязательно понадобится для одного или нескольких ваших будущих проектов. Я знаю, что это для себя.
Куда идти дальше:
В зависимости от того, где находятся ваши интересы, есть много отличных статей о 555 IC. Для дальнейшего изучения нестабильного таймера 555 я рекомендую прочитать следующую статью .Кроме того, нестабильный генератор 555 – это только верхушка айсберга. Есть много интересных тем, которыми вы, возможно, захотите заняться на основе этого контента.
Связанные темы:
Широтно-импульсная модуляция
Моностабильный осциллятор
Астабильный осциллятор
Генераторы сигналов
Кристаллический осциллятор
Что все это за таймер 555?
| % {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df275e5f6d5f267ee20be1a” data-embed-element = “aside” data-embed-alt = “Insidepenton Com Электронный дизайн Adobe Pdf Logo Tiny “data-embed-src =” https: // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2013/01/insidepenton_com_electronic_design_adobe_pdf_logo_tiny.png?auto=format&fit=max&w=1440 “data-embed-caption =” “]}% | Загрузите эту статью в формате .PDF Этот тип файла включает графику и схемы с высоким разрешением, если применимо. |
% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df275f0f6d5f267ee211589” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left” data-embed-alt = ” Electronicdesign Com Sites Добавлены файлы Electronicdesign com 2016 10 11 Rako “data-embed-src =” https: // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2017/01/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_uploads_2016_10_11_rako.png?auto=format&fit=max&w=1440 “data-embed-caption =” “Пол, креативный директор, Пол Рако]}% Студии
Еще в 2011 году Джефф Гамильтон связался с Бобом Пизом и спросил его об опыте работы с классической микросхемой таймера 555. Джефф написал Пизу: «В рамках празднования 40-летия на рынке я подумал, что у вас может быть история о модели 555, которой вы готовы поделиться.Любая история, от вашего первого опыта работы с устройством до, возможно, умного приложения или развлекательного злоупотребления устройством, будет оценена по достоинству ».
Пиз ответил в своей типично прямолинейной манере. Он отметил:
«Привет, Джефф Х., я почти никогда не использовал 555. Может, никогда? Я использую операционные усилители LM324, LM311, LF356. Я использую 74HC04 и 74C14, но не 555. Я использовал быструю логику ECL и дискретные транзисторы. Но 555 просто не делает ничего точного или даже полуточного, что мне нужно.Так что это одна вещь, которой я могу «поделиться» – моя любимая схема для 555 – это чистый лист бумаги. Никогда не трогайте вещи. Идите и распечатайте это. / рэп »
Я согласен с Пизом и всегда считал таймер 555 скорее микросхемой для любителей. Под этим я подразумеваю, что это может вызвать проблемы в любом крупномасштабном приложении, где критичны повторяемость и стабильная производительность. Комментарий Пиза о неточности модели 555 – правда. Мало того, что точность ограничена компонентами, с которыми вы его вешаете, разница между деталями очень низка.
Более того, возможно, вы разработали подделку CMOS-версии, и агент по закупкам решил проявить героизм и заменить оригинальную биполярную деталь из стран третьего мира. В конце концов, у обеих частей номер детали 555, так что они обе должны работать, верно? Агенты по закупкам должны знать, что 555 другой компании – это другой штамп, а иногда и другой процесс IC, и его нужно будет квалифицировать, как и любую другую замену детали.
% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df275f0f6d5f267ee21158b” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left” data-embed-alt = “Сайты электронного дизайна Electronicdesign com Загрузка файлов 2016 10 11 1216 Cte Rako F1 Web “data-embed-src =” https: // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2017/01/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_uploads_2016_10_11_1216_CTE_Rako_F1_web.png?auto=format&fit=max&w=1440} показывает требование для задержки 28 мс при отпускании вывода RESET микроконтроллера после того, как напряжение источника питания достигнет 4,8 В.
Впервые я был сожжен 555-м годом еще в 1980-х, когда я попытался использовать его в качестве генератора сброса в системе военной связи (рис.1) . Когда я подал питание, в одноразовом импульсе 555-го не было ничего последовательного. К счастью, в лаборатории электромагнитных систем (ныне TRW) были несколько «седобородых» аналоговых ребят, которые могли меня обучить. Они объяснили отсутствие ИС с защелками, и можно доверять, что они будут вести себя стабильно при включении питания. По сути, это цифровой чип. Все пойдет не так, в зависимости от того, насколько быстро или медленно подойдет шина питания. Всегда было весело всплески мощности, вызванные реле или переключателями, которые подают питание.Также существовало условие быстрого включения и выключения питания, что делало работу ИС непредсказуемой.
Когда я спросил их, что мне делать, все они ответили: «Вы должны сделать схему сброса из нескольких дискретных транзисторов, конденсаторов и резисторов, и вы должны хорошо понимать, как она работает во всех этих условиях». К счастью, с тех пор такие компании, как Maxim, разработали целые портфели микросхем сброса, которые действительно ведут себя очень предсказуемо и могут сэкономить место и стоимость по сравнению с дискретной схемой (рис.2) . Пожалуйста, платите Максиму все, что они просят, вместо того, чтобы думать, что вы можете сэкономить на таймере 555.
% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df275f0f6d5f267ee21158d” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left” data-embed-alt = “Сайты электронного дизайна Electronicdesign com Загрузка файлов 2016 10 11 1216 Cte Rako F2 “data-embed-src =” https://img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2017/01/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_uploads_2016_TE2png? auto = format & fit = max & w = 1440 “data-embed-caption =” “]}% 2. Микросхема включения-сброса DS1233 от Maxim поставляется в крошечном корпусе TO-92, а также крошечной поверхности. пакет mount SOT-223. (Предоставлено Maxim Integrated Products)
Другие проблемы, которые у меня были с 555, связаны с их чувствительностью к источнику питания. Когда Ганс Камензинд разработал эту знаменитую деталь, он в первую очередь сделал ее нечувствительной к источнику питания. Но частота срабатывания или время ширины импульса немного изменится в зависимости от амплитуды мощности.Другими частичными недостатками являются переходные процессы на входе, вызывающие проблемы, или температурная чувствительность, которая изменяет частоту или ширину импульса.
Кроме того, есть проблемы, которые мы создаем с компонентами в наших цепях 555. Если вы используете дорогостоящие резисторы, у вас начнутся проблемы с утечкой. Когда он находится в производстве и идет во влажное место, частота меняется в зависимости от погоды. Низкие резисторы потребляют много энергии. Если вы используете конденсаторы малой емкости, у вас возникнут проблемы с паразитной емкостью на плате.Он становится датчиком приближения, который меняет частоту, когда ваша рука приближается к нему.
Если вы используете поляризованные конденсаторы большой емкости, то у них не только высокая утечка, но и очень низкая надежность. Керамические конденсаторы микрофонные; они изменят частоту цепи, когда вы нажмете на них. Акустическая природа работает в обоих направлениях – керамика будет издавать звук, если частота цепи находится в звуковом диапазоне.
К счастью, точно так же, как Maxim решил ваши проблемы со сбросом при включении, Linear Technology решила ваши проблемы с синхронизацией 555 с помощью своей линейки микросхем TimerBlox.Действительно, LTC утверждает, что вы можете использовать TimerBlox и для сброса при включении питания. (Рис. 3) . Предоставьте аналоговым компаниям понимание работы своих компонентов на уровне транзисторов, в отличие от некоторого приближения IBIS к цифровому поведению.
% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df275f0f6d5f267ee21158f” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left” data-embed-alt = “Сайты электронного дизайна Electronicdesign com Загрузка файлов 2016 10 11 1216 Cte Rako Large F3 “data-embed-src =” https: // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2017/01/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_uploads_2016_10_11_1216_CTE_Rako_large_F3.png?auto=format&fit=max&w=1440 “data-power-power-level” -при сбросе с помощью одной из частей TimerBlox. (Щелкните изображение, чтобы увеличить)
И, к счастью, схемы TimerBlox не требуют никаких конденсаторов, поэтому все проблемы, связанные с утечкой или паразитной емкостью, микрофонностью или надежностью, исчезнут.Мой приятель Тим Риган (рис. 4) был менеджером приложений в Linear Tech, когда вышел TimerBlox. Тим разработал электронную таблицу Excel, чтобы помочь вам использовать чипы TimerBlox. Тим сейчас на пенсии, но когда я спросил о TimerBlox, он ответил:
«Я думаю, что Пизу понравились бы TimerBlox за их простоту и отсутствие необходимости в больших конденсаторах для выполнения действительно длительных функций синхронизации. Чего ему не хотелось бы, так это того, что им не нужны какие-либо из его необходимых диодов и небольших конденсаторов вокруг схемы, обращающейся к эффектам порядка 4 -й – или 5 -й , которые всегда будет учитывать только он.Его также не впечатлила бы точность 2% (хотя и лучше, чем у 555) и ограниченный диапазон частот в 1 МГц. В душе он был сторонником ГУН [генератора, управляемого напряжением].
% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df275f0f6d5f267ee211591” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left” data-embed-alt = “Сайты электронного дизайна Electronicdesign com Загрузка файлов 2016 10 11 1216 Cte Rako F4 “data-embed-src =” https://img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2017/01/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_uploads_2016_10_11_1216_CTE_Rako_F4.png? auto = format & fit = max & w = 1440 “data-embed-caption =” “]}% 4. Друг Боба Пиза Тим Риган, бывший менеджер приложений в Linear Tech, помог запустить TimerBlox и разработал электронную таблицу Excel для облегчения его использования.
«Создание схем приложения из таблицы данных TimerBlox было одновременно легким и сложным. Легко, потому что детали очень просты в установке и делают то, что должны. Что-то вроде логических ворот, я бы сказал людям.Раздел приложений был сложным, потому что, когда вы рассматриваете временные требования практически в любой системе, конкретных приложений неисчислимое количество. Всегда есть условия, когда есть определенное время, когда что-то должно произойти или не произойти. Когда с вами сталкивается временная ситуация, хорошо иметь под рукой простое устройство, которое может подойти и заставить вещи происходить, когда они должны.
«Что касается моего инструмента для создания электронных таблиц, мои преемники сделали его намного удобнее, чем когда-либо. Проверьте целевую страницу для любого из TimerBlox.Попробуйте одноразовый LTC6993. У них есть инструмент дизайна, работающий онлайн. Это определенно правильный путь в наши дни. У меня всегда была проблема с линейными FAE [инженерами по полевым приложениям], которые все использовали Mac, в то время как я знал только ПК. Они не могли запустить мою электронную таблицу, в которой использовались элементы, которые Microsoft и / или Apple так и не смогли реализовать на обеих платформах. Теперь, когда он работает онлайн, любой может использовать его для отключения цепей TimerBlox за считанные секунды.
«Я только что вспомнил, что Пиз показал мне преобразователь температуры в частоту, над которым он работал [когда я работал в National Semiconductor].У него была модная схема PTAT [пропорциональная абсолютной температуре] и все такое. Я посоветовал ему подумать об обратном – от частоты к температуре. Просто введите прямоугольную волну, увеличьте частоту и наблюдайте, как сосунок становится горячее, чем ад. Его действительно позабавила полная бесполезность такого устройства. Мне понравилось приспосабливаться к его чувству юмора! »
Это не значит, что вы никогда не должны использовать 555. Жизнь аналоговая, и есть места, где дешевый 555 может помочь в замене маленького одноразового тестового блока, или, может быть, вам не нужно ничего точного, стабильного, надежный или повторяемый.Как отмечается в этой книге: «Каждый гунн имеет ценность, даже если он служит плохим примером».
Одна реальная ценность 555 – обучение основам электроники. Для этого у нас есть фантастический комплект 555, построенный на дискретных транзисторах (рис. 5) . Этот комплект позволит вам исследовать все внутренние узлы, чтобы понять, как на самом деле работает чип. Обратите внимание, что это основано на биполярном транзисторе 555, а не на версии CMOS от Intersil.
% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df275f0f6d5f267ee211593” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left” data-embed-alt = “Сайты электронного дизайна Electronicdesign com Загрузка файлов 2016 10 11 1216 Cte Rako F5 “data-embed-src =” https: // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2017/01/electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_uploads_2016_10_11_1216_CTE_Rako_F5.png?auto=format&fit=max&w=1440} транзисторы для изготовления таймера 555 могут помочь вам изучить множество различных принципов схемотехники (любезно предоставлено Evil Mad Scientist)
Когда я выразил свое разочарование по поводу 555 Пизу, он заметил: «Я думаю, что мы с вами хорошо поработали, чтобы накинуть мокрое одеяло поверх бедного старого 555.Следует ли мне отправить копию дяде Хансу Камензинду? Нет, я сэкономлю 44 цента и позволю кому-нибудь другому сделать это. Спасибо, что отвлекли меня от удовольствия. / рэп »
Дело в том, что и Боб, и я уважаем Ганса Камензинда и его раннее создание системы на кристалле, которая была продана больше, чем любая другая ИС. Миллиарда деталей, продаваемых каждый год, должно хватить для множества инженеров и еще больше мощности для них. Что мне понравилось в Гансе, так это то, что он рассказал мне, как ему приходилось бороться с маркетологами, которые не видели в чипе никакой пользы.
Это прекрасно согласуется с наблюдениями Клейтона Кристенсена, который в своей знаменитой книге Дилемма новатора отметил, что отделы маркетинга редко видят новые рынки, они просто хотят продать что-то более дешевое на существующий рынок, который они обслуживают. Он отметил, что именно технические специалисты изобретут что-то новое для нового рынка. Ханс, конечно, сделал это, и я всегда буду уважать его за это, даже если Пиз не использовал свою роль.
% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df273aef6d5f267ee155392” data-embed-element = “aside” data-embed-alt = “Electronicdesign 13840 Sourceesb” data-embed-src = “https : // img.electronicdesign.com/files/base/ebm/electronicdesign/image/2019/04/electronicdesign_13840_sourceesb.png?auto=format&fit=max&w=1440 “data-embed-caption =” “]}%
Enginursday: на таймере 555 – Новости
На протяжении десятилетий таймер 555 был основой электроники для любителей. Не пора ли уволить эту маститую маленькую рабочую лошадку?
Добавлено в избранное Любимый 3Недавно у меня был краткий обмен мнениями в Twitter, где менее опытный, но все же очень способный любитель электроники спрашивал, можно ли управлять полевыми транзисторами напрямую аналоговым напряжением.Оказывается, она надеялась контролировать скорость двигателя с помощью потенциометра без Arduino, чтобы создать из полевого транзистора мощный резистор с переменным значением.
Естественно, первым всплывшим предложением было «использовать таймер 555 для решения проблемы! Готово!» Я не согласился с этим, и я собираюсь объяснить, почему.
Что такое
, таймер 555?Если вы относительно новичок в электронике, придя к ней через Arduino, Raspberry Pi или робототехнику, вас легко простят за то, что вы точно не знаете, что такое таймер 555.
Модель 555 (или «тройной никель», как ее иногда называют) – одна из самых старых интегральных схем. Он был введен в 1971 году; коммерческие интегральные схемы в то время были на рынке всего около 10 лет. В отличие от большинства ранних ИС, которые обычно имели несколько копий одного логического элемента, он объединяет несколько разных логических блоков в один пакет: два компаратора, триггер S-R, буфер и выход с открытым коллектором.
Диаграмма в открытом доступе, любезно предоставлено пользователем Википедии BlanchardJОсновная концепция довольно проста: глядя на одно или несколько аналоговых напряжений (с компараторами на выводах THRES и TRIG), сгенерируйте цифровой сигнал на буферизованном выходном контакте и инверсию этого сигнала на выходном контакте с открытым коллектором.Обычно напряжение (я), используемое для сравнения, поступает от одной или нескольких цепей резистор / конденсатор; время, необходимое для зарядки (или разрядки) конденсатора (ов), определяет, как долго выходы остаются высокими (или низкими).
Приложения
Обычно мы делим 555 приложений на две группы: нестабильные и моностабильные (бистабильные также возможны, но поскольку это просто игнорирование большей части схем и использование только триггера, это неинтересно, и я больше не буду это обсуждать) .
Моностабильная конфигурация
В моностабильном приложении входной сигнал отслеживается на предмет переходов.Когда на этом входном сигнале происходит переход, схема 555 выводит импульс фиксированной длины, независимо от времени между запускающим переходом и возвратом сигнала в предыдущее состояние.
Изображение получено из общедоступных изображений (форма волны и схема) пользователями Википедии InductiveLoad, JacksonMiss и BlanchardJ).Сравнивая принципиальную схему с приведенной выше блок-схемой, довольно легко увидеть, что происходит. Узлы DIS и THRES находятся в состоянии VCC при срабатывании триггера, как и неинвертирующий вход нижнего компаратора.Это вызывает высокий уровень на выходе нижнего компаратора, запускающий вход SET на триггере RS. BJT, подключенный к выводу DISCH, отключается, выходной буфер включается, и конденсатор C начинает заряжаться через резистор R. Когда напряжение на выводе THRES превышает 2/3 VCC (фиксированный уровень, установленный тремя резисторами в приведенная выше блок-схема), вход сброса на триггере SR срабатывает, активирует BJT, быстро разряжает конденсатор, отключает выходной буфер и настраивает схему для следующего триггерного входа.
Я не собираюсь вдаваться в математику, но выходной импульс будет примерно 1,1 R C, где R и C выражены в омах и фарадах. Таким образом, резистор 10 кОм и конденсатор 10 мкФ дадут импульс около 110 мс.
Где это используется? В любом месте нам нужно создать импульс фиксированной длины из неизвестного входа. Может быть, вы хотите, чтобы свет загорался на пять секунд при нажатии кнопки или звуковой сигнал на пять минут при открытии двери. Он также используется, если мы хотим игнорировать быстрые переходы на входе: любые триггеры, полученные при активном выходном импульсе, просто теряются.Это делает его хорошей схемой для устранения дребезга переключателя от входов к цифровым схемам.
нестабильная конфигурация
В нестабильной конфигурации схема колеблется сама по себе, создавая на выходе прямоугольную волну с частотой и рабочим циклом, определяемыми выбором емкостных и резистивных элементов в схеме ниже.
Изображение в общественном достоянии через Википедию; для получения истории изменений и авторов посетите исходную страницу Википедии.Цикл здесь несколько более сложен, но похож на моностабильный случай, за исключением того, что входы TRIG и THR связаны вместе, чтобы создать ситуацию, когда один из них является истинным, а другой – ложным в течение некоторого периода колебаний.
Опять же, не считая вычислений, частота цепи составляет 1 / (0,693 * C (R1 + R2)) Гц, где C в фарадах, а R1 и R2 в омах. Высокое время составляет 0,693 * C * (R1 + R2), а нижнее время – 0,693 * C * R2.
Мы сразу видим, что максимальное время – это , всегда будет больше, чем минимальное время; таким образом, рабочий цикл всегда будет больше 50 процентов. Это можно смягчить, если подключить диод параллельно R2; это изменяет уравнение для высокого времени на R1 * C * ln ((2Vcc – 3Vd) / (Vcc-3Vd)), где Vd – прямое напряжение используемого диода.Конечно, теперь ваш рабочий цикл привязан к Vcc и будет меняться, если , это нестабильно … скажем, если он получен непосредственно от батареи.
Наконец, если вы хотите регулировать рабочий цикл «на лету», вам необходимо заменить один из резисторов на потенциометр. Но настройка только одного из сопротивлений изменит частоту, а также рабочий цикл!
Еще не запутались?
В защиту 555
Итак, в защиту решений на основе 555, описанных выше, они дешевы.Мы продаем 555 таймеров по цене 0,95 доллара США; если вы готовы купить их больше или покопаться в таблицах данных, чтобы убедиться, что вы получаете тот, который вам нужен, их можно получить за несколько меньшую плату у крупных онлайн-дистрибьюторов запчастей. Пассивы – это гроши, хотя вам нужно выложить несколько долларов, чтобы получить хороший ассортимент резисторов и конденсаторов, чтобы гарантировать, что у вас будут различные значения, необходимые для большинства ситуаций. В целом, ваше среднее решение на базе 555, вероятно, будет стоить около 1 доллара США, плюс-минус.
Конечно, если вы цените свое время и разочарование, это довольно дорогое решение. Вы должны проделать всю математику, которую я изложил выше, и попытаться настроить номиналы резистора и конденсатора, которые у вас действительно есть под рукой, чтобы получить желаемые результаты; доступно множество различных онлайн-калькуляторов, но даже с ними вы можете получить скидку на 10, 20 процентов или больше. Кроме того, если вы обнаружите, что вам нужна другая частота, вам придется пересчитать свои значения! И даже не заставляйте меня начинать о температурных коэффициентах, коэффициентах отклонения источника питания и допусках деталей!
Там
есть чтоб получше было!А есть! Фактически, несколько.
- Arduino Pro Mini – за 10 долларов вы можете заменить всю схему на Arduino Pro Mini. Код для дублирования функции любой из вышеперечисленных схем очень прост и может быть легко модифицирован для изменения рабочего цикла и частоты нестабильной схемы или длительности импульса моностабильной схемы. Более того, вы получаете «бесплатный» процессор для других вещей, И вы можете эмулировать несколько схем 555 с помощью одного процессора!
- Сервопривод – для проблем, связанных с сервоприводом, сервопривод является хорошим решением.В то время как решение на основе 555 дает вам возможность устанавливать и удерживать позицию, обычно путем регулировки потенциометра, сервопривод позволяет вам реагировать на внешние запускающие события, автоматически перемещаясь из одного положения в другое и обратно. Это намного дороже, 20 долларов, но если вы хотите избежать программирования и иметь готовое решение, его трудно превзойти.
- ATTiny85 – По размеру трудно превзойти ATTiny85. Вам понадобится программист; мы продаем тот, который разработан специально для этой части.Это также (если у вас есть программист) самое дешевое решение; по цене 2,84 доллара США, это не намного больше, чем 555 и пассивы, необходимые для работы схемы. Он также имеет те же преимущества, что и Arduino Pro: вы можете эмулировать несколько схем 555 с помощью одного чипа, гораздо проще изменить частоту и рабочий цикл, и у вас есть процессор, который можно использовать для других вещей, если он вам нужен. .
Ваш пробег может отличаться, покупка не требуется, недействительна там, где это запрещено законом
Еще одно преимущество двух программируемых опций состоит в том, что их изучение добавляет огромный и чрезвычайно универсальный инструмент в ваш набор трюков.Умение пользоваться таймером 555 не так уж и легко; чтобы выйти за рамки простого вычисления значений, требующих быстрого и легкого вычисления, требуется довольно солидный опыт работы в области электроники. Если вы уже умеете программировать, расширить его до реализации функций таймера 555 довольно просто; Если вы не знаете, как программировать, вам лучше потратить время, которое вы потратите над значениями конденсаторов и резисторов, обучаясь программированию.
