Шим регулятор ne555: ШИМ регулятор 12В на 555

Содержание

Регулятор напряжения на 555 таймере. Мощный шим регулятор

Схема интегрального таймера NE555 (отечественный аналог КР1006ВИ1) нашла широкое применение в устройствах регулирования и в частности в вШИМ – регуляторах оборотов двигателей постоянного тока.

Существует несколько способов регулирования скорости двигателей постоянного тока (ДПТ):
1. Реостатное регулирование.
2. Импульсное регулирование.
Применение реостатного регулирования скорости ДПТ приводит к необходимости установки мощных реостатов, выделяющих большое количество тепла. Наиболее экономичным способом можно считать ШИМ-регулирование скорости ДПТ (рисунок 1).

Рисунок 1.

Основой схемы импульсного регулирования скорости двигателя служит мультивибратор на таймере NE555. Приведенная схема позволяет регулировать скважность импульсов, определяемую соотношением времени заряда и разряда конденсатора С1.

Заряд конденсатора С1 осуществляется по следующей цепи: +12V – R1 – D1 – левая часть резистора P1 – C1 – GND. Цепь разряда конденсатора: : верхняя обкладка C1 – правая часть резистора P1 – D2 – вывод 7 таймера – нижняя обкладка C1. Время заряда и разряда определяется величиной активного сопротивления Р1 в цепи (положения движка переменного резистора).

Еще один вариант реализации схемы регулирования скорости двигателя постоянного тока приведен на рисунке 2. Отличительной особенностью данной схемы является наличие диода D4, предотвращающий разряд времязадающего конденсатора через нагрузку (двигатель).

Рисунок 2.

Изменение скважности управляющего импульса приводит к изменению величины напряжения на якоре двигателя постоянного тока (рисунок 3).

Рисунок 3.

Внешний вид ШИМ-регулятора скорости двигателя постоянного тока на базе микросхемы интегрального таймера NE555 приведен на рисунке 4.

Рисунок 4.

Еще одним вариантом реализации рассмотренного ранее принципа управления ДПТ может служить следующая схема:

Рисунок 5.

В приведенной выше схеме транзисторный ключ подключается в разрыв «плюсового провода» источника питания. Открытие транзистора в выходном каскаде схемы потребует дополнительного источника питания. В приведенной схеме его функцию выполняет конденсатор С1. Открытие транзистора VT1 осуществляется только при открытом транзисторе VT2 через цепь конденсатора С2. Отключение выходного транзистора происходит при соединении его затвора с истоком (открыт транзистор VT3). Включение и отключение выходного транзистора приводит к шунтированию оптрона OP1 и отключению/включению нагрузки.

С аналоговым интегральным таймером SE555/NE555 (КР1006), выпускаемым компанией Signetics Corporation с далекого 1971 года прекрасно знакомо большинство советских и зарубежных радиолюбителей. Трудно перечислить, для каких только целей не использовалась эта недорогая, но многофункциональная микросхема за почти полувековой период своего существования. Однако, даже несмотря на быстрое развитие электронной промышленности в последние годы, она по-прежнему продолжает пользоваться популярностью и выпускается в значительных объемах.
Предлагаемая Jericho Uno простенькая схемка автомобильного ШИМ-регулятора – не профессиональная, полностью отлаженная разработка, отличающаяся своей безопасностью и надежностью. Это всего лишь небольшой дешевый эксперимент, собранный на доступных бюджетных деталях и вполне удовлетворяющий минимальным требованиям. Поэтому его разработчик не берет на себя ответственности за все то, что может произойти с вашим оборудованием при эксплуатации смоделированной схемы.

Схема ШИМ регулятор на NE555

Для создания ШИМ-устройства вам понадобится:

электропаяльник;
микросхема NE555;
переменный резистор на 100 кОм;
резисторы на 47 Ом и 1 кОм по 0,5W;
конденсатор на 0,1 мкФ;
два диода 1N4148 (КД522Б).

Пошаговая сборка аналоговой схемы

Построение цепи начинаем с установки перемычек на микросхему. Используя паяльник, замыкаем между собой следующие контакты таймера: 2 и 6, 4 и 8.

Дальше, руководствуясь направлением движения электронов, распаиваем на переменном резисторе «плечи» диодного моста (проход тока в одну сторону). Номиналы диодов подобраны из имеющихся в наличие, недорогих. Можно заменить их любыми другими – это практически не повлияет на работу схемы.

Во избежание короткого замыкания и перегорания микросхемы при выкручивании переменного резистора в крайнее положение, ставим по питанию шунтирующее сопротивление в 1 кОм (контакты 7-8).

Поскольку NE555 выступает в роли генератора пилы, для получения схемы с заданной частотой, длительностью импульса и паузой, осталось подобрать резистор и конденсатор. Неслышных 18 кГц нам даст конденсатор 4,7 нФ, но такое малое значение емкости вызовет перекос плеч при работе микросхемы. Ставим оптимальную в 0,1 мкФ (контакты 1-2).

Избежать противного «пищания» схемы и подтянуть выход к высокому уровню можно чем-то низкоомным, например резистором 47-51 Ом.

Осталось подключить питание и нагрузку. Схема рассчитана на входное напряжение бортовой сети автомобиля 12V постоянного тока, но для наглядной демонстрации вполне запустится и от 9V батареи. Подключаем ее на вход микросхемы, соблюдая полярность (плюс на 8 ножку, минус на 1 ножку).

Осталось разобраться с нагрузкой. Как видно из графика, при понижении переменным резистором выходного напряжения до 6V пила на выходе (ножки 1-3) сохранилась, то есть NE555 в данной схеме и генератор пилы и компаратор одновременно. Ваш таймер работает в а-стабильном режиме и имеет коэффициент заполнения меньше 50%.

Модуль выдерживает 6-9 А проходного постоянного тока, так что при минимальных потерях можно подключить к нему как светодиодную полосу в автомобиле, так и маломощный двигатель, который и дым развеет и лицо в жару обдует. Примерно так:

Или так:

Принцип работы ШИМ регулятора

Работа ШИМ регулятора достаточно проста. Таймер NE555 отслеживает напряжение на емкости С. При ее заряде до достижения максимума (полный заряд) происходит открывание внутреннего транзистора и появлению логического нуля на выходе. Далее емкость разряжается, что приводит к закрытию транзистора и приходу к выходу логической единицы. При полном разряде емкости происходит переключение системы и все повторяется. В момент заряда ток идет по одному плечу, а при разряде – по-другому. Переменным резистором мы меняем соотношение сопротивления плеч, автоматически понижая либо увеличивая напряжение на выходе. В схеме наблюдается частичное отклонение частоты, но в слышимый диапазон она не попадает.

Смотирте видео работы ШИМ регулятора

Недавно возникла надобность в регулировки зарядного тока в зарядном устройстве, ну и как полагается в таких случаях, я немного порывшись в интернете нашёл простенькую схему шим-регулятора на таймере 555 .

Данный шим регулятор хорошо подходит для регулировки:

Оборотов двигателя

Яркости свечения светодиодов

Регулировки тока в зарядном устройстве

Схема отлично работает в диапазоне до 16В без переделки. Полевой транзистор практически не греется в нагрузке до 7А, поэтому в радиаторе не нуждается.

Диоды можно ставить любые, конденсаторы примерно такого номинала, как на схеме. Отклонения в пределах одного порядка не влияют существенно на работу устройства. На 4.7 нанофарадах, поставленных в С1, например, частота снижается до 18кГц, но ее почти не слышно.

Если после сборки схемы греется ключевой управляющий транзистор, то скорее всего он полностью не открывается. То есть на транзисторе большое падение напряжения (он частично открыт) и через него течет ток. В результате рассеивается большая мощность, на нагрев. Желательно схему параллелить по выходу конденсаторами большой емкости, иначе будет петь и плохо регулировать. Чтобы не свистел – подбирайте С1, свист часто идет от него.

Схема регулятора основанного на широтно-импульсной модуляции или просто , может быть использована для изменения оборотов двигателя постоянного тока на 12 вольт. Регулирование частоты вращения вала при помощи ШИМ дает большую производительность, чем при использовании простого изменения постоянного напряжения подаваемого на двигатель.

Шим регулятор оборотов двигателя

Двигатель подключен к полевому транзистору VT1, который управляется ШИМ мультивибратором, построенным на популярном таймере NE555. Из-за применения схема регулирования оборотов получилась достаточно простой.

Как уже было сказано выше, шим регулятор оборотов двигателя выполнен с помощью простого генератора импульсов вырабатываемого нестабильным мультивибратором с частотой 50 Гц выполненного на таймере NE555. Сигналы с выхода мультивибратора обеспечивают смещение на затворе MOSFET транзистора.

Длительность положительного импульса можно регулировать переменным резистором R2. Чем больше ширина положительного импульса поступающего на затвор MOSFET транзистора, тем больше мощность поступает на двигатель постоянного тока. И наоборот чем уже ширина его, тем меньше мощности передается и как следствие понижаются

обороты двигателя . Данная схема может работать от источника питания в 12 вольт.

Характеристики транзистора VT1 (BUZ11):

Тип транзистора: MOSFET
Полярность: N
Максимальная рассеиваемая мощность (Вт): 75
Предельно допустимое напряжение сток-исток (В): 50
Предельно допустимое напряжение затвор-исток (В): 20
Максимально допустимый постоянный ток стока (А): 30

ШИМ регулятор предназначен для регулирования скорости вращения полярного двигателя,яркости освещения лампочки или мощностью нагревательного элемента.

Преимущества:
1 Простота изготовления
2 Доступность компонентов(стоимость не превышает 2$)
3 Широкое применение
4 Для новичков лишний раз потренироваться и порадовать себя=)

Однажды понадобился мне “девайс” для регулировки скорости вращения кулера. Для чего именно уже не помню. С начала пробовал через обычный переменный резистор, он сильно грелся и это было не приемлемо для меня. В итоге покопавшись в интернете нашел схему на мне уже знакомой микросхеме NE555. Это была схема обычного ШИМ регулятора с скважностью (длительностью) импульсов равной или меньше 50% (позже приведу графики как это работает). Схема оказалось очень простой и не требовала настройки, главное было не накосячить с подключением диодов и транзистора. Первый раз его собрал на макетной плате и испытал, все заработало с пол оборота. Позже уже развел небольшую печатную плату и аккуратнее все выглядело=) Ну теперь взглянем на саму схему!

Схема ШИМ регулятора

Из нее мы видим что это обычный генератор с регулятором скважности импульсов собранный по схеме из даташита. Резистором R1 мы и меняем эту скважность, резистор R2 служит нам защитой от КЗ, так как 4 вывод микросхемы через внутренний ключ таймера подключен на землю и при крайнем положении R1 он просто замкнет. R3 это подтягивающий резистор. С2 это задающий частоту конденсатор. Транзистор IRFZ44N – это N канальный мосфет. D3 – это защитный диод который предотвращает выхода из строя полевик при обрыве нагрузки. Теперь немного о скважности импульсов. Скважность импульса – это отношение его периода следования (повторения) к длительности импульса, то есть через определенный промежуток времени будет происходить переход от (грубо говоря) плюса к минусу, а точнее от логической единицы к логическому нулю. Так вот этот промежуток времени между импульсами и есть та самая скважность.

Скважность при среднем положении R1

Скважность при крайнем левом положении R1

Скважность при крайнем правом положении R

Ниже приведу печатные платы с расположением деталей и без них

Теперь немного о деталях и их вид. Сама микросхема выполнена в DIP-8 корпусе, конденсаторы керамические малогабаритные, резисторы на 0,125-0,25 ватт. Диоды обычные выпрямительные на 1А (самое доступное это 1N4007 их везде навалом). Так же микросхему можно устанавливать на панельку, если в будущем вы хотите ее использовать в других проектах и лишний раз не выпаивать ее. Ниже приведу фотографии деталей.

ШИМ регулятор оборотов на NE555 для дремеля, ремонт бормашинки

Самоделки

1 год тому назад 516 просмотра

Все самоделкины наверняка знают, что такое дремель или бормашинка, это своего рода мульти инструмент без которого трудно обойтись создавая разные самоделки и я считаю, что он должен быть у каждого мастера. Я уже даже не представляю, как можно без него обойтись, им я и режу пластик, текстолит, метал, точу разные мелкие детали, сверлю мелкие отверстия и т.д.

ШИМ регулятор оборотов на NE555 для дремеля, ремонт бормашинки

Мне попал в руки нерабочий аккумуляторный дремель Parkside PFBS 9. 6V, KH 3125, в нём оказался неисправен аккумулятор и ещё не работает регулятор оборотов, я решил отремонтировать его с небольшими переделками. А собственно переведу его на питание от БП и сделаю для него самодельный регулятор оборотов на микросхеме таймере NE555.

ШИМ регулятор оборотов на NE555 для дремеля, ремонт бормашинки

Детали для регулятора оборотов:

Микросхема NE555, купить можно здесь – http://ali.pub/4g6f97;
Полевой транзистор IRF3205 – http://alii.pub/5ui93k;
Диод, использовал в SMD корпусе FR2D;
Диод 1N4148 – 2 шт.;
Резистор 1 кОм – 2 шт.;
Резистор 22 Ом;

Керамические конденсаторы: 1 нФ, 10 нФ.

Как отремонтировать дремель, пошаговая инструкция:

У данного дремеля при вращении патрона нет никакого биения, что очень хорошо, значит есть смысл его восстанавливать.

Разобрав бормашинку я увидел в ней вот такой двигатель с насаженным на него валом для патрона и на валу стоит дополнительно подшипник, что повышает надёжность дремеля и уменьшает биение патрона.

ШИМ регулятор оборотов на NE555 для дремеля, ремонт бормашинки

А вот посмотрев на регулятор я понял, что с ним есть проблемы, его уже кто-то паял и ремонтировал и по видимому всё безрезультатно, этот регулятор я даже пробовать чинить не буду, а сделаю свой на таймере NE555 использовав из старой схемы сам регулирующий элемент с выключателем.

ШИМ регулятор оборотов на NE555 для дремеля, ремонт бормашинки

Собирать регулятор оборотов для дремеля я буду по этой схеме, она не сложная но работать будет отлично:

ШИМ регулятор оборотов на NE555 для дремеля, ремонт бормашинки

Развёл печатную плату, её вместе со схемой Вы можете скачать по этой ссылке, а затем вытравил и спаял регулятор оборотов. Плата получилась очень компактная и отлично поместится в корпусе дремеля.

ШИМ регулятор оборотов на NE555 для дремеля, ремонт бормашинки

Переменный резистор с ручкой я выпилил из старой платы и подпаял к мое плате проводниками (на фото эти проводники цветные тонкие), получилось как-то так как на фото. Переменный резистор к сожалению оказался немного не того номинала, что нужно и регулироваться будет немного не так как хотелось (двигатель начинает работать где-то с деления 6 и регулируется до деления 10) но тем не менее работать будет, просто хотелось оставить этот родной потенциометр так как он с удобной ручкой и выключателем внутри.

ШИМ регулятор оборотов на NE555 для дремеля, ремонт бормашинки

На контакты двигателя нужно обязательно установить диод (на схеме он указан), он защищает всю электронную схему и полевой транзистор не будет сильно нагреваться.

ШИМ регулятор оборотов на NE555 для дремеля, ремонт бормашинки

С электроникой мы разобрались, теперь поработаем над корпусом дремеля, так как питать уже его буду не от аккумулятора, а от отдельного блока питания то для удобства я отпилил часть корпуса, может внешне теперь выглядит это как-то странно но зато он стал удобнее, плюс его теперь можно ставить задней частью на стол и он будет устойчиво стоять.

ШИМ регулятор оборотов на NE555 для дремеля, ремонт бормашинки

Выпилил из куска пластика крышечку, чтобы прикрыть заднюю часть бормашинки, её я прикручу на шурупы. А к крышке я потом дополнительно приклеил кусочки резины которые выполняют роль ножек, чтобы не скользило по столу.

ШИМ регулятор оборотов на NE555 для дремеля, ремонт бормашинки

Собрал корпус полностью, прикрутил заднюю крышку и в итоге получился компактный, лёгкий и удобный дремель с регулировкой вращения скорости двигателя. В холостом ходу он потребляет около 1 А, а при нагрузке около 3,7 А, поэтому БП нужно подобрать к нему достаточно мощный, напряжение питания при этом у меня было 10 В. Работает он отлично, а цанговый патрон позволяет вставить любую насадку, их я кстати купил набором в строительном магазине и их в нём достаточно много для любых работ.

ШИМ регулятор оборотов на NE555 для дремеля, ремонт бормашинки

СЛУЧАЙНЫЕ СТАТЬИ

Оконные решетки смогут защитить вас от незваных гостей и злоумышленников. Но вот приобретая их, необходимо понимать, что есть некоторые особенности,…

8 лет тому назад 291 просмотра

Профнастил представляет собой оцинкованный металлический лист, обладающий ребрами жесткости, которые позволяют ему выдерживать большие нагрузки. В зависимости от высоты ребра…

8 лет тому назад 279 просмотра

Панели LUNDBERGS предназначены для того, чтобы эстетично закрыть радиаторы отопления и соединительные трубы. LUNDBERGS выпускается в двух видах: «Мария» —…

10 лет тому назад 266 просмотра

Крашеные стены до сих пор не потеряли своей актуальности. Покраска — один из самых известных видов отделки поверхностей. Результат покраски…

9 лет тому назад 217 просмотра

Наличие собственной гардеробной комнаты – это настоящая привилегия. Однако она доступна далеко на каждому человеку. Если внутри вашей квартиры нет…

9 лет тому назад 307 просмотра

Одним из самых популярных стройматериалов является мрамор. Его часто используют для отделки дворцов и храмов. Немало было создано различных скульптур…

8 лет тому назад 186 просмотра

ШИМ-контроллер двигателя постоянного тока с использованием микросхемы таймера NE555

8 месяцев назад 17 января 2021 г. 14 990 просмотров

Что такое ШИМ-контроллер двигателя постоянного тока?

Регулирование направления и скорости (об/мин) для двигателей переменного/постоянного тока может осуществляться различными методами. Крайне важно иметь возможность контролировать скорость и направление приводов постоянного тока в таких отраслях, как текстильная, механическая и электрическая, для ряда производственных процессов. В этой статье мы рассмотрим, как легко спроектировать ШИМ-контроллер двигателя постоянного тока с микросхемой таймера NE555, используя услуги EasyEDA и JLCPCB, а также небольшое количество других компонентов.

ШИМ (широтно-импульсная модуляция) — это метод аналогового управления, с помощью которого мы можем генерировать переменный прямоугольный сигнал, быстро включая и выключая питание любого электронного устройства. Среднее напряжение зависит от скважности сигнала. Здесь микросхема точного таймера NE555 работает в нестабильном режиме, чтобы генерировать автономный ШИМ-сигнал. Вы можете прочитать нашу предыдущую статью о нестабильных мультивибраторах, чтобы узнать больше об их работе.

JLCPCB — передовая компания по производству и производству прототипов печатных плат в Китае, предоставляющая нам лучший сервис, который мы когда-либо получали (качество, цена, сервис и время).

2$ Прототип печатной платы

https://www.youtube.com/watch?v=UkQjoWLuRJs&t=36s

Аппаратные компоненты

Следующие компоненты необходимы для изготовления схемы контроллера двигателя постоянного тока

9 Компонент

S. №	Qty
1)	DC Motor	12V/6000 – 10000RPM	1
2)	PWM DC Motor Controller PCB	JLCPCB	1
3)	Timer IC	NE555	1
4)	Darlington Transistor	TIP122	1
5)	Potentiometer	100K	1
6)	Diode	1N4007	3
7)	Capacitors	100nF	2
8)	Resistors	1K	2
9 )	Soldering Iron	45W – 65W	1
10)	Soldering Wire with Flux	–	1
11)	DC Battery	12V	1
12)	Battery Clips	–	1
13)	Soldering Stand	–	1
14)	Jumper Wires	–	При необходимости

Схема контактов микросхемы NE555

Подробное описание схемы контактов, размеров и технических характеристик загрузите в техническом описании 555 Timer

TIP122 Схема контактов

Для получения подробного описания выводов, размеров и спецификаций загрузите техническое описание TIP122

Схема контроллера двигателя постоянного тока

Полезные шаги

1) Прежде всего, припаяйте 8-контактное основание ИС к печатной плате.

2) После этого поместите микросхему таймера NE555 в корпус микросхемы.

3) Припаяйте все резисторы и диоды на печатной плате.

4) После этого припаяйте керамические конденсаторы емкостью 100 нФ на печатной плате.

5) Припаяйте потенциометр 100К на печатной плате.

6) После этого припаяйте транзистор TIP122 к печатной плате.

7) После этого припаяйте разъемы входной и выходной клеммной колодки на печатной плате.

8) Подсоедините батарею постоянного тока 12 В к разъемам входной клеммной колодки.

9) После этого подключите двигатель постоянного тока 12 В к разъемам выходной клеммной колодки на печатной плате.

10) Включите питание и проверьте цепь.

Объяснение работы

Схема работает следующим образом: микросхема таймера 555 сконфигурирована для работы в нестабильном мультивибраторном режиме, производя свободно работающую прямоугольную волну (ШИМ). Потенциометр 100К используется для управления периодом рабочего цикла таймеров 555, эффективно контролируя скорость двигателя. Клемма управления микросхемы таймера подключена к конденсатору емкостью 100 нФ для устранения внешнего шума на клемме. Активный низкий контакт 4 сброса подключен к Vcc схемы, чтобы предотвратить нежелательный сброс выхода.

Если двигатель, которым вы хотите управлять, превышает номинальный выходной ток стока/истока таймера 555, равный 200 мА, вы можете использовать пару Дарлингтон-транзистор/МОП-транзистор (TIP122) для управления двигателем постоянного тока, так как он может выдерживать токи до 5А. Кроме того, используйте обратноходовой диод (1N4007) параллельно двигателю, чтобы предотвратить скачки напряжения.

Применение

Используется в таких приложениях, как конвейерные ленты и эскалаторы, для устранения потерь мощности, когда система находится в состоянии простоя.
Также используется в таких устройствах, как насосы и воздуходувки, для управления потоком и энергией.

DC Motor Control PWM With 555

8 месяцев назад 14 июля 2020 г. Фариха Захид

18 692 просмотра

Сегодня мы собираемся показать вам, как сделать ШИМ управления двигателем постоянного тока с таймером 555 IC. Используется для управления скоростью двигателя постоянного тока. Основным компонентом этой схемы является микросхема таймера NE555. Эта ИС широко используется в различных схемах и проектах, поскольку она универсальна, легкодоступна и недорога. Он используется для обеспечения колебаний и коротких или длинных интервалов времени в цепи.

Эта схема легко собирается за очень короткое время, поскольку в ней используется всего несколько компонентов, таких как диоды, резисторы, транзисторы, конденсаторы и микросхема.

Buy From Amazon

Hardware Components

The following components are required to make DC Motor Control Circuit

S.no	Component	Value	Quantity
1	Input Supply постоянный ток	12 В	1
2	Diode	1N4007	3
3	Potentiometer	50K	1
4	Resistor	1K, 39Ω	1, 1
5	Ceramic Capacitor	0. 1µF	1
6	Motor	–	1
7	NE555 IC		1
8	Transistor	BD135	1

NE555 IC Sinout

для Deploction DateStare DateSTASTIONS . Цепь

Описание работы

Эта цепь работает от 12 вольт постоянного тока. Микросхема таймера NE555 работает здесь как нестабильный мультивибратор. Потенциометр 50K вместе с двумя диодами подключен к контакту 7 (разрядный контакт) микросхемы 555. Регулируя потенциометр, вы можете контролировать скорость двигателя. Максимальный выходной ток этой ИС составляет 200 мА, поэтому для управления более высокой токовой нагрузкой до 1 А мы использовали транзистор BD135.