Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Применение микросхемы КР1006ВИ1 | Техника и Программы

Микросхема КР1006ВИ1 представляет собой универсальный таймер. Это позволяет применять ее в самых разнообразных электронных конструкциях. Этот таймер представляет собой высокостабильный контроллер, способный вырабатывать точные временные задержки и (в зависимости от конкретной задачи и элементов внешней времязадающей цепи) периодические колебательные сигналы (импульсы). Входы управляющего напряжения (вывод 5), вход запуска (вывод 2) и вход сброса (вывод 4) позволяют, соответственно, запускать или сбрасывать прибор в исходное состояние. Когда данная интегральная схема включена в режиме формирования временных задержек, их длительность точно задается при помощи внешнего резистора и конденсатора. Точность данных временных интервалов зависит от параметров резистора (отклонения сопротивления при изменении температуры — нагреве) и значения температурного коэффициента емкости ТКЕ конденсатора. Для оптимальной стабильности желательно, чтобы в таком устройстве применялся конденсатор с малым током утечки (например, оксидный конденсатор марки К53-1А, К53-4, К53-18 — ток утечки в диапазоне температур -60…+120°С равен 1…8 мкА) и резистор с отклонением от номинала не более 5%.

Температурная стабильность частоты таймера составляет 0,005%/1°С.

Эта многофункциональная микросхема содержит в себе более 25 дискретных электронных компонентов: транзисторов, резисторов, диодов и т.д. Таймер применяется в устройствах, предназначенных для синхронизации, генерации импульсов, ши- ротно-импульсной модуляции, фазоимпульсной модуляции и последовательного тактирования, а также в устройствах, реги стрирующих пропуски импульсов. Потребляемый самой микросхемой ток в зависимости от режима работы находится в пределах 3…15 мА.

Запуск и сброс микросхемы выполняются по отрицательным фронтам входных сигналов. Однако есть и исключение. На рис. пб.З показана схема управления таймером положительным импульсом (сброс также осуществляется отрицательным фронтом импульса на соответствующем входе). Выходной каскад микросхемы достаточно мощный — позволяет управлять устройствами нагрузки с током потребления до 200 мА. Таким образом, в качестве исполнительного узла можно нагрузить на выход микросхемы маломощное реле (РЭС15, РЭС22) без промежуточного усилительного транзисторного каскада.

На выходе микросхемы реализован двухтактный усилитель, что позволяет управлять устройствами нагрузки как высоким, так и низким уровнем напряжения (можно подключать нагрузку (реле) между выходом таймера и любым из полюсов источника питания).

Рис. пб.1. Цоколевка микросхемы КР1006ВИ1

Рис. пб.2. Работа микросхемы в ждущем режиме

Цоколевка КР1006ВИ1 показана на рис. пб.1.

Наиболее популярное исполнение микросхемы — в пластмассовом корпусе (из прессованной пластмассы) DIP-8, с двухрядным расположением выводов по четыре с каждой стороны.

Рис. пб.З. Запуск микросхемы положительным импульсом

Микросхема может формировать временные интервалы длительностью от нескольких микросекунд до единиц часов и может работать в нескольких режимах: в режиме ждущего мультивибратора, в автоколебательном, в режиме детектора пропущенных импульсов, делителя частоты, фазоимпульсной и широтно-импульсной модуляции. Остановимся на этих режимах работы подробнее.

Рассмотрим работу микросхемы в ждущем режиме (рис. пб.2).

В исходном состоянии внешний конденсатор разряжен через внутренний транзистор микросхемы. При подаче на вывод 2 отрицательного импульса внутренний триггер переключается, выключает цепь короткого замыкания внешнего конденсатора и устанавливает на выходе (вывод 3) высокий уровень напряжения. Тогда напряжение на внешнем конденсаторе растет по экспоненциальному закону (конденсатор заряжается) с постоянной времени t = R

AC. Когда напряжение на конденсаторе достигает уровня 2/3 1)пит , внутренний компаратор сбрасывает триггер в исходное состояние, а триггер в свою очередь быстро разряжает внешний конденсатор и переключает выходной каскад в низкоуровневое состояние. Такая схема (рис. пб.2) запускается отрицательным фронтом импульса, когда его амплитуда будет не менее 1/3 11пит После запуска микросхема сохраняет свое состояние в течение всего заданного интервала времени, даже если в это время на вход придут другие запускающие импульсы. Время, в течение которого на выходе таймера сохраняется высокий уровень напряжения, определяется формулой t = 1,1RАС.

Скорость заряда конденсатора во внешней цепи и порог срабатывания компаратора прямо пропорциональны напряжению питания и, следовательно, длительность выходного импульса от напряжения питания схемы не зависит. Если на вход «сброс» (вывод 4) микросхемы во время рабочего цикла подать отрицательный импульс (замкнуть на общий провод), то внешний конденсатор разрядится, и рабочий цикл начнется снова. Тогда началом нового цикла будет являться положительный фронт импульса сброса. Пока на вход «сброс» воздействует отрицательный импульс, на выходе микросхемы поддерживается низкий уровень напряжения. Если функция сброса в этом режиме не используется, то вывод 4 следует соединить с положительным полюсом источника питания, чтобы избежать возможных ложных срабатываний схемы.

Работа в автоколебательном режиме (рис. пб.4).

При подаче питания электролитический конденсатор С имеет очень малое сопротивление электрическому току и начинает заряжаться через резистор RB от источника питания.

В первый момент времени на входе запуска (вывод 2) возникает отрицательный импульс, а на выходе микросхемы (вывод 3) устанавливается напряжение высокого логического уровня. Напряжение на заряжающемся конденсаторе С1 растет по экспоненциальному закону с постоянной времени t = RC, где R — сумма сопротивлений Ra и Rb. Когда напряжение на обкладках конденсатора С достигает уровня 2/3 напряжения питания, внутренний компаратор сбрасывает триггер микросхемы в исходное состояние, а триггер в свою очередь быстро разряжает конденсатор С1 и переключает выходной каскад в низкоуровневое состояние. Таким образом, периодический заряд конденсатора С осуществляется через цепь из резисторов RaRb, а разряд только через RB. Это позволяет точно регулировать скбажность импульсов, задавая соотношение между сопротивлениями этих резисторов. В данном режиме напряжение на обкладках конденсатора С изменяется от 1/3 до 2/3 напряжения источника питания. Скорость заряда конденсатора и порог срабатывания внутреннего компаратора прямо пропорциональны напряжению питания, поэтому длительность выходного импульса от напряжения питания не зависит.
Выход таймера переключается, резко изменяя напряжение на выводе 3. Изменением сопротивления резистора RB регулируется подача смещения на вывод 2 микросхемы. При максимальном сопротивлении этого резистора постоянному току частота следования импульсов автогенератора минимальна. Вывод 5 микросхемы нужно оставить свободным или подключить к общему проводу через конденсатор типа КМ емкостью 0,01 мкФ. Это в данной схеме не принципиально.

Рис. пб.4. Работа КР1006ВИ1 в автоколебательном режиме (мультивибратора)

Время заряда, в течение которого на выходе микросхемы действует высокий уровень напряжения, определяется формулой t1 = 0,685(R

a + RB) х С, а время разряда (низкий уровень напряжения на выходе) определяется формулой t2 = 0,685RB х С.

Полный период колебаний равен Т = t1 +12 = = 0,685(RA + RB) x С. Частота колебаний равна, соответственно, f = 1/т = 1 ,46(Ra + RB) х С. Скважность импульсов в данном случае определяется формулой D = RB/(RA + RB).

Микросхема при работе может незначительно нагреваться (до 30…40°С). Питание устройства может быть как автономным (батарея типа «Крона»), так и от стационарного источника питания со стабилизированным напряжением от +5 до +18 В.

Схема формирования временных интервалов требуется во многих случаях и часто для этого используется таймер КР1006ВИ1. Несмотря на то что этот таймер является универсальным прибором, его применение ограничивается тем, что, как показывают многочисленные публикации, он может запускаться в классическом варианте только отрицательным входным импульсом. Однако, при более внимательном рассмотрении блок-схемы этой микросхемы-таймера, можно заметить, что вывод 5, соединенный с неинвертирующим входом компаратора (вывод 2) через ограничивающий резистор, можно использовать как вход для запуска от положительного фронта импульса. Таким образом, вывод 5 может эффективно служить в качестве входа управляющего напряжения, для чего он первоначально и предназначался разработчиками таймера КР1006ВИ1 (считается, что разработчик таймера 555 фирма Philips ECG Ink) и в качестве входа положительного запускающего импульса.

Рассмотрим рис. пб.З. Поскольку фронт запускающего положительного импульса короткий, импульс заканчивается до момента, пока времязадающий конденсатор успеет зарядиться до уровня управляющего напряжения, а входной пусковой импульс при подаче его на вывод 5 не оказывает влияния на управляющее напряжение. Поэтому к положительным импульсам на выводе 5 микросхема не чувствительна. Внизу рис. п.6.3 показаны осциллограммы последовательности входных прямоугольных импульсов до конденсатора С1, и изменение их формы после конденсатора С1. Благодаря разделительному конденсатору С1 на вход управления (вывод 5) таймера приходят отрицательные импульсы, которые запускают схему.

Чувствительность микросхемы при подаче пускового импульса на вывод 5 определяется разностью напряжений между выводами 2 и 5. Следовательно, эту чувствительность можно регулировать путем присоединения вывода 2 таймера к отводу делителя напряжения R1 R2.

Как показано на схеме, ждущий мультивибратор, который в данном включении представляет собой микросхема КР1006ВИ1, запускается передним фронтом положительного входного импульса.

Вывод 2 присоединен к средней точке делителя напряжения, включенного между положительным полюсом источника питания и общим проводом. Кроме того, к выводу 2 присоединен шунтирующий конденсатор для того, чтобы обеспечить нечувствительность микросхемы к помехам в виде паразитных импульсов от, возможно, расположенных рядом микросхем.

Рассмотрим работу микросхемы в режиме детектора пропущенных импульсов (рис. пб.5).

Здесь рабочий цикл постоянно прерывается поступающими на вход «запуск» последовательными импульсами. Изменение частоты или пропуск импульса вызывает нормальное завершение рабочего цикла выдержки времени, обусловленное значениями

RC-цепи. В результате происходит изменение состояния выхода таймера. Нормальное (исходное) состояние выхода таймера — высокий уровень напряжения. При пропуске импульса напряжение на выходе кратковременно меняется на низкий уровень. Для эффективной работы этой схемы задержка выключения должна быть немного больше, чем период поступающих на микросхему импульсов. Схема уверенно работает при сопротивлении резистора Ra = 1 кОм, емкости конденсатора С = 1 мкФ. Такое схемное решение находит применение в разработках охранных систем.

Рис. пб.5. Детектор пропущенных импульсов

Если частота входных импульсов известна заранее, то таймер легко превратить в делитель частоты соответствующим подбором длительности рабочего цикла. Из таймера удается сделать делитель частоты на три. Такое применение схемы основано на том, что она не может быть запущена повторным появлением входного импульса во время своего рабочего цикла.

Для реализации режима широтно-импульсной модуляции микросхема включается как обычный одновибратор (рис. пб.б) — генератор одиночного импульса. Такая схема запускается непрерывной последовательностью импульсов, а ее пороговое напряжение, при котором срабатывает компаратор, модулируется напряжением на входе 5 («Управляющее напряжение»). При этом длительность выходных импульсов модулируется при изменении управляющего напряжения.

В режиме фазоимпульсного модулятора (рис. пб.7) таймер включается в автоколебательный режим (который уже был рассмотрен ранее) с той лишь разницей, что на его вход «Управляющее напряжение» (вывод 5) подается модулирующий сигнал.

Тогда при изменении модулирующего напряжения изменяется временное положение импульса, т.к. меняются пороговое напряжение и временная задержка в схеме. На рисунке показаны изменения выходного сигнала (на выводе 3) при воздействии на вход (вывод 5) импульсов треугольной формы. Оптимальные значения номиналов элементов для этой схемы следующие: RA = 3 кОм, RB = 500 Ом, С = 0,01 мкФ, RHarp = 1 кОм.

Рис. пб.б. Схема одновибратора

 

Рис. пб.7. Схема фазоимпульсного модулятора

Предельно допустимые параметры для микросхемы КР1006ВИ1:

Напряжение питания, В — 4,5…18. Рассеиваемая мощность, мВт — 600. Диапазон рабочих температур, °С — 0…+70.

Допустимая температура пайки одного вывода, °С (в течение 1 с) — 300.

Источник: Кашкаров А.П. Популярный справочник радиолюбителя. – РадиоСофт, 2008

РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ НА КР1006ВИ1 – Регуляторы мощности – Источники питания

В статье рассмотрен вариант построения регулятора мощности с широтноимпульсным управлением на основе таймера КР1006ВИ1. Благодаря своей “гибкости” эта микросхема успешно работает и в регуляторе мощности.

Мощность выходного сигнала микросхемы КР1006ВИ1 достаточна для непосредственного управления такими тринисторами, у которых открывающий ток не превышает 200 мА. Кроме того, в составе таймера — два компаратора и RS-триггер, что дает возможность простыми средствами обеспечить режим управления, приближающийся к наиболее экономичному — импульсному, когда открывающий ток спадает до нуля сразу после открывания тринистора. С описанием таймера можно ознакомиться в [1—6].


Рассмотрим исходную функциональную схему включения таймера, изображенную на рис. 1 ,а. Здесь передаточная характеристика прибора имеет гистерезисный вид (рис. 1,б).

Ширину гистерезиса (точнее, верхнее пороговое напряжение) можно изменять в широких пределах переменным резистором R1. Следует учитывать, что уровни переключения напрямую зависят от напряжения источника питания (5…15 В).

На рис. 2 показана схема узла с таймером DA1, непосредственно управляющим тринистором VS1, а на рис. 3 — временные диаграммы, ил-

люстрирующие его работу (они, кроме последней, сняты относительно минусового вывода диодного моста VD2). Управляющий сигнал подают на вход Е таймера, хорошо согласующийся с выходом многих цифровых микросхем, в том числе с открытым коллектором. Вытекающий ток низкого уровня — около 0,5 мА.

Пока напряжение на управляющем входе таймера не превышает 0,3…0,4 В, на ее выходе (вывод 3) — сигнал низкого уровня. Поэтому трини-стор VS1 закрыт, и нагрузка в его анодной цепи обесточена. При входном напряжении более 1 В таймер формирует на выходе импульсы амплитудой не менее 3,8 В (при Uпит=5 В), следующие

с частотой 100 Гц. Длительность этих импульсов определяется положением движка подстроечного резистора R1 и сопротивлением резистора R2.

Пульсирующее напряжение с диодного моста VD2 поступает через делитель R2R1 на вход внутреннего компаратора таймера. Диод VD1 ограничивает напряжение на этом входе до уровня Uпит+0,6 В. Как только напряжение на входе S уменьшится до

Uпит/3 (см. диагр. 2 на рис. 3), внутренний RS-триггер переключится в единичное состояние, и на выходе таймера возникнет импульс высокого уровня, который откроет тринистор и включит нагрузку. После того, как напряжение на входе R, пройдя через “нуль” и вновь увеличиваясь, достигнет уровня 2U пит/3, напряжение, поступающее на управляющий электрод тринистора, снизится до нуля, но он останется открытым. При очередном переходе сетевого напряжения через “нуль” тринистор закроется и обесточит нагрузку.

Минимальную длительность импульса на выходе таймера, необходимую для открывания тринистора, устанавливают подстроечным резистором R1. Длительность управляющего импульса при верхнем по схеме положении движка резистора R1 равна 0,2 мс. Максимальная длительность импульса, при которой устройство работает устойчиво, — около 2 мс.

При указанных на схеме номиналах резисторов R1 и R2 узел работоспособен при напряжении питания микросхемы более 6 В. Если сопротивление резистора R1 уменьшить до 220 кОм, минимальное напряжение питания снизится до 4 В.

Несмотря на то что в описанном узле принцип импульсного управления тринистором реализован не в полной мере и формируемый импульс шире минимально необходимого, этот режим существенно экономичнее по сравнению с управлением постоянным током. Так, средний управляющий ток тринистора КУ202Н при указанном на схеме сопротивлении резистора R3 близок к 1 мА, тогда как для открывания того же тринистора постоянным током необходимо 10…20 мА. Собственный же потребляемый таймером ток при напряжении питания 5 В не превышает 3 мА.

Удобство узла управления на таймере КР1006ВИ1 проявляется еще и в простоте его схемы. Довольно большая мощность на выходе микросхемы позволяет отказаться от дополнительного транзисторного усилителя управляющего тока тринистора. Отметим также, что описанный узел обеспечивает регулирование мощности без помех.

Рассмотренный принцип практически применен при разработке регулятора мощности, принципиальная схема

которого показана на рис. 4. Устройство реализует широтно-импульсный способ управления. В результате, в зависимости от установленной мощности, в нагрузку поступает то или иное

число целых полупериодов сетевого напряжения. Регулятор предназначен для работы с инерционными нагревательными приборами, паяльниками и т. п. Регулировать яркость ламп накаливания этим устройством нельзя, так как они будут мигать.

Формирование управляющих импульсов для открывания тринистора выполняет таймер DA2, а сигнал, разрешающий его работу, формирует генератор прямоугольных импульсов на таймере DA1. Частота импульсов — около 5 Гц. Скважность, от которой зависит мощность, потребляемая нагрузкой, можно изменять переменным резистором R1. При крайнем левом по схеме положении его движка нагрузка

будет отключена, а при крайнем правом — включена на полную мощность.

Когда на выходе таймера DA1 присутствует напряжение высокого уровня, в нагрузку поступает пульсирующее

напряжение частотой 100 Гц с выпрямителя VD5. Если же на выходе таймера низкий уровень, тринистор VS1 закрыт и напряжение на нагрузку не поступает.

Микросхемы питаются от параметрического стабилизатора напряжения R6R7VD3.

Регулятор собран на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж платы представлен на рис. 5.

Диоды КД522Б заменимы на КД522А или любые из серии КД521. Диодный мост — любой из КЦ405А— КЦ405В. Если мощность нагрузки превышает 200 Вт, мост должен быть собран из более мощных диодов, напри-

мер, из четырех КД202 с буквенными индексами Ж, К, М, Р.

Тринистор VS1 может быть либо КУ201К, КУ201Л (для маломощной нагрузки), либо КУ202К—КУ202Н. Если во время работы тринистор будет сильно нагреваться, его необходимо установить на теплоотвод. Переменный резистор — СП-1.

Следует заметить, что отдельные экземпляры тринисторов серии КУ202 в регуляторе могут работать нечетко, особенно при пониженной температуре. Такие тринисторы нужно заменить на другие, с меньшим значением тока открывания.

Выход регулятора мощности гальванически связан с сетью, поэтому при его налаживании и эксплуатации необходимо соблюдать осторожность.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пецюх Е., Казарец А. Интегральный таймер КР1006ВИ1. — Радио, 1986, № 7, с. 57, 58.

2. Зельдин Е. Применение таймера КР1006ВИ1. — Радио, 1986, № 9, с. 36, 37.

3. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. — М.: Мир, 1993, т. 1,с. 303—307.

4. Коломбет Е. А. Микроэлектронные средства обработки аналоговых сигналов. — М.: Радио и связь, 1991, с. 181—220.

5. Горошков В. И. Элементы радиоэлектронных устройств. — М.: Радио и связь, 1989, с. 118, 119.

6. Шитов А. Генераторы на таймере КР1006ВИ1. – Радио, 1999, № 8, с. 54, 55.

Схемы NE555.

Разнообразие простых схем на NE555

Микросхема NE555 представляет собой аналоговую интегральную схему, являющуюся универсальным таймером, то есть устройством, предназначенным для формирования (генерирования) одиночных или повторяющихся импульсов со стабильными характеристиками во времени. Микросхема NE555 широко применима в технологиях построения реле времени, генераторов, модуляторов, пороговых устройств и других функциональных узлов электронной техники. На основании данной микросхемы были построены устройства широтно-импульсного регулирования, приборы восстановления искаженного цифрового сигнала, импульсные преобразователи напряжения и др.
Микросхема впервые была выпущена в 1971 году компанией Signetics. Сдвоенная версия NE555 производится с обозначением 556, а счетверенная – 558.

Топология микросхемы NE555 состоит из 2 диодов, 23 транзисторов и 16 резисторов. Выходной ток микросхемы равен 200 мА , в то время как ток ее потребления всего на 3 мА больше. Питается микросхема напряжением в диапазоне от 4,5 до 18 вольт . Однако, на точность таймера NE555, изменение напряжения питания не влияет. Погрешность составляет всего около 1% от расчетного значения.

Блок-схема микросхемы NE555

Назначение выводов микросхемы NE555

№ вывода

Обозначение

Альтер-
нативное
обозначение

Назначение

Описание

Общий провод, минус питания

В том случае, если напряжение на этом выходе достигает уровня ниже 1/2 от CTRL, на выходе микросхемы (вывод 3) появляется напряжение высокого уровня и начинается отсчёт времени.

Q или без
обозначения

На этом выводе формируется одно из двух напряжений, примерно соответствующих низкому уровню – 0. 25В и высокому уровню V CC – 1,7В, в зависимости от состояния таймера. Время переключения с одного уровня на другой происходит примерно за 100 нс.

Сброс (разрешение запуска)

При подаче на этот вход напряжения менее 0,7 В выход микросхемы принудительно переходит в состояние низкого уровня (переключается на GND). Это происходит независимо от состояния других входов, то есть данный вход имеет наивысший приоритет. Другими словами, высокий уровень напряжения на данном входе (более 0,7 В) разрешает запуск таймера, в противном случае запуск запрещён.

Управление (контроль делителя)

Подключен напрямую к внутреннему делителю напряжения. При отсутствии внешнего сигнала имеет напряжение 2/3 от V CC. Определяет пороги останова и запуска.

Когда напряжение на этом выводе превышает напряжение на выводе CTRL, на выходе устанавливается напряжение низкого уровня, интервал заканчивается. Останов возможен, если на вход TRIG не поступает сигнал запуска, так как вход TRIG имеет приоритет над THR (исключение – микросхема КР1006ВИ1).

? или ¤

Выход типа «открытый коллектор», обычно используется для разрядки времязадающего конденсатора между интервалами. Состояния этого выхода повторяют состояния основного выхода OUT, поэтому возможно их параллельное соединение для увеличения нагрузочной способности таймера по втекающему току.

Плюс питания.

Режимы работы микросхемы NE555

Моностабильный генератор


Входной сигнал низкого уровня на входе INPUT (вывод 2) производит переключение таймера микросхемы в режим отсчёта времени, при этом на выходе микросхемы (OUTPUT – вывод 3) наблюдается высокий уровень сигнала. Данное положение таймера длится заданный промежуток времени, который равен t=1,1*R*C . Далее таймер возвращается в стабильное состояние, определяющее низкий уровень сигнала на выходе микросхемы (OUTPUT – вывод 3).

Астабильный генератор

Напряжение на выходе микросхемы (OUTPUT – вывод 3) периодически изменяется. Таким образом, на выходе микросхемы наблюдается сигнал в виде меандра, который может быть описан следующими уравнениями:
Длительность высокого уровня: t1 = ln2*(R1+R2)*C = 0,693*(R1+R2)*C
Длительность низкого уровня: t2=ln2*R2*C2 = 0,693*R2*C2
Период: T=ln2*(R1+2*R2)*C = 0,693*(R1+2*R2)*C
Частота: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C)

Эта статья посвящена микросхеме, сохраняющей популярность уже более 30 лет и имеющей множество клонов. Встречайте — таймер NE555 (он же — LM555, LC555, SE555, HA555, а также
множество других, есть даже советский аналог — КР1006ВИ1). Такую популярность этой микросхеме обеспечили простота, дешивизна, широкий диапазон напряжений питания (4,5-18В), высокая точность и стабильность (температурный дрейф 0,005% / o С, дрейф от напряжения питания — менее 0,1% / Вольт), ну и конечно же, самое главное, — широчайшие возможности применения.

Но, обо всём по порядку. Начнём мы с того, как эта микросхема устроена.

Итак, функциональная схема таймера показана на рисунке 1.

Ноги :

1. GND — земля/общий провод.

2. Trigger — инвертирующий вход компаратора, ответственного за установку триггера. Когда напряжение на этой ноге становится меньше 1/3 Vcc (то есть меньше, чем напряжение на неинвертирующем входе компаратора) — на вход SET триггера поступает логическая 1. Если при этом отсутствуют сигналы сброса на входах Reset, то триггер установится (на его выходе появится логический 0, так как выход инвертированный).

3. Output — выход таймера. На этом выводе присутствует инвертированный сигнал с выхода триггера, то есть когда триггер взведён (на его выходе ноль) — на выводе Output высокий уровень, когда триггер сброшен — на этом выводе низкий уровень.

4. Reset — сброс. Если этот вход подтянуть к низкому уровню, триггер сбрасывается (на его выходе устанавливается 1, а на выходе таймера низкий уровень).

5. Control — контроль/управление. Этот вывод позволяет изменять порог срабатывания компаратора, управляющего сбросом триггера. Если вывод 5 не задействован, то этот порог определяется внутренним делителем напряжения на резисторах и равен 2/3 Vcc. Вывод Control можно использовать, например, для организации обратной связи по току или напряжению (об этом я позднее расскажу).

6. Threshold — порог. Когда напряжение на этом выводе становится выше порогового (которое при незадействованном выводе 5, как вы помните, равно 2/3 Vcc) — происходит сброс триггера и на выходе таймера устанавливается низкий уровень.

7. Discharge — разряд. На этом выходе 555-й таймер имеет транзистор с открытым коллектором. Когда триггер сброшен — этот транзистор открыт и на выходе 7 присутствует низкий уровень, когда триггер установлен — транзистор закрыт и вывод 7 находится в Z-состоянии. (Почему эта нога называется «разряд» вы скоро поймёте.)

8. Vcc — напряжение питания.

Далее, давайте рассмотрим, в чём же основная идея использования этого таймера. Для этого добавим к нашей схеме пару элементов внешней обвязки (смотрим рисунок 2). 4-ю и 5-ю ноги мы пока не будем использовать, поэтому будем считать, что 4-я нога у нас гвоздём прибита к напряжению питания, а 5-я просто болтается в воздухе (с ней и так ничего не будет).

Итак, пусть изначально у нас на второй ноге присутствует высокий уровень. После включения наш триггер сброшен, на выходе триггера высокий уровень, на выходе таймера низкий уровень, на 7-й ноге тоже низкий уровень (транзистор внутри микрухи открыт).

Чтобы произошло переключение триггера — необходимо подать на вторую ногу уровень ниже 1/3 Vcc (тогда переключится компаратор и сформирует высокий уровень на входе Set нашего триггера). Пока уровень на 2-й ноге остаётся выше 1/3 Vcc — наш таймер находится в стабильном состоянии и никаких переключений не происходит.

Ну что ж, — давайте кратковременно подадим на 2-ю ногу низкий уровень (на землю её коротнём, да и всё) и посмотрим что будет происходить.

Как только уровень на 2-й ноге упадёт ниже 1/3 Vcc — у нас сработает компаратор, подключенный к устанавливающему входу триггера (S), что, соответственно, вызовет установку триггера.

На выходе триггера появится ноль (поскольку выход триггера инвертирован), при этом на выходе таймера (3-я нога) установится высокий уровень. Кроме этого транзистор на 7-й ноге закроется и 7-я нога перейдёт в Z-состояние.

При этом через резистор Rt начнёт заряжаться конденсатор Ct (поскольку он больше не замкнут на землю через 7-ю ногу микрухи).

Как только уровень на 6-й ноге поднимется выше 2/3 Vcc — сработает компаратор, подключенный ко входу R2 нашего триггера, что приведёт к сбросу триггера и возврату схемы в первоначальное состояние.

Вот мы и рассмотрели работу схемы, называемой одновибратором или моностабильным мультивибратором, короче говоря, устройства, формирующего единичный импульс.

Как нам теперь узнать длительность этого импульса? Очень просто, — для этого достаточно посчитать, за какое время конденсатор Ct зарядится от 0 до 2/3 Vcc через резистор Rt от постоянного напряжения Vcc.

Сначала решим эту задачку в общем виде. Пусть у нас конденсатор заряжается через резистор R напряжением Vп от начального уровня U 0 .

Тебе не нужен контроллер, говорили они. Делай все на таймерах NE555, говорили они. Ну я и сделал – похоже, только чтобы убедиться, что получается конструкция, потрясающая по своему сокрушительному воздействию на мою неокрепшую психику.

Обзор, если этот текст можно так назвать, будет не слишком длинным. Поскольку в нем лишь констатация моего полного и безоговорочного провала в сборке элементарных схем и демонстрация того, что по крайней мере шесть из двадцати чипов вполне себе работоспособны.

Еще обратите внимание: похоже, магазин недавно изменил правила, поскольку теперь у них минимальный заказ с бесплатной доставкой – от $6, а если меньше, то за доставку возьмут $1,5. Когда я покупал, то списали только стоимость покупки, то есть $0,59, и все.

В двух блистерах ровно двадцать штук. С одной стороны каждый блистер замотан скотчем, с другой закрыт резиновой пробкой:

Вообще, изначально таймеры я покупал, чтобы сделать простенький генератор для поиска короткого замыкания в проводке – знакомые заинтересовались. Суть прибора, если я правильно понял, в том, что цепь до КЗ представляет собой антенну, сигнал от которой можно послушать с обычным СВ/ДВ приемником.

Где писк прекратился – примерно там и замыкание. Вот так это выглядит на практике у товарища, по стопам которого я и планировал идти:

Но потом знакомые с потребностью решили, что им все не так уж и нужно. Или еще что-то решили, а я настаивать не стал. И огорчаться тоже: вы же видели, сколько стоят таймеры (чуть больше половины доллара за 20 штук) – какое огорчение?

Обычные DIP8:

Поэтому решил поразвлекаться другим способом и посмотрел, что вообще делают из NE555. А делают, как выяснилось, массу всего. Всяческие сигнализации, индикаторы напряжения, указатели пропущенных импульсов. В общем, я впечатлился.

Ну а так как все описывают примерно одно и то же, то вот вам пара ссылок РадиоКота: и . Схемы – во второй.

Предполагается, что популярность NE555 объясняется тем, что это проверенная годами (точнее – уже 45 годами) конструкция, которая обескураживающе просто конфигурируется и довольно точно соблюдает характеристики вне зависимости от питающего напряжения, которое может быть в диапазоне от 4,5В до 16В у обычной версии (но есть варианты). То есть, напряжение гуляет, а частота – скорее стабильна, чем нет.

Фактически, чтобы таймер заработал, нужна пара деталей и любой подходящий источник питания – очень привлекательно, чтобы сделать какую-нибудь фиговину без особых хлопот.

Как по мне, так с микроконтроллером хлопот еще меньше, но в комментариях к рассказу про «Пищаль» я получил и потерял покой. Понял, что должен попробовать хотя бы для того, чтобы успокоиться.

Итак, идея была проста – таймер кормления котов. Которые, потеряв всякий стыд, стали требовать еду чуть ли не каждые полчаса, а съедая по три сухаря, довольные расходились. По мнению ветеринара это не очень полезно (а по нашему – еще и чрезвычайно хлопотно), поэтому необходимо было вернуть им режим питания на место. Ну как на место: кормить хотя бы не чаще, чем раз в пять-шесть часов.

Следить по часам, конечно, не сложно. Однако, во-первых, ситуацию осложняет тот факт, что если днем кормление по часам еще более-менее проходит, то ночью – уже не совсем, поскольку у одного кота, скажем так, сложный характер. Именно – он идет и скребет когтями по батарее, и даже если бы я решил не обращать внимания на данный сомнительного качества музыкальный эксперимент, соседей жалко.

То есть, ночью надо вставать и снова засекать время, а в полубессознательном состоянии это немного затруднительно.

Во-вторых, не все коты такие скандальные, поэтому некоторые просто не приходят вместе с тем вот возмутителем спокойствия. И получается, что интервалы у всех разные, а по справедливости неплохо было бы покормить через установленное время и тех, кто пропустил внеочередной прием пищи.

Поэтому я придумал сделать кучку независимых таймеров на фиксированное время – по одному на кота. И чтобы вот так: пришел кот, выдаешь ему еду, нажимаешь на кнопку, загорелась лампочка. Как лампочка погасла, кота снова можно покормить.

Как несложно догадаться, это один из основных вариантов работы таймера. Называть его можно по-разному: можно калькой из – моностабильный, можно – одновибратором, можно – ждущим мультивибратором.

Суть от этого не меняется: от NE555 требуется, по сути, выдать только один импульс требуемой продолжительности.

Поэтому за основу я взял схему таймера из :

Но немного упростил ее, избавившись от подстроечного резистора (поскольку у меня фиксированный интервал) и второго светодиода – за ненадобностью. Заодно поменял номиналы времязадающей цепочки, сверившись все с той же документацией, которая сообщает, что для расчета примерной длительности импульса следует воспользоваться формулой y t = 1.1RC.

Поиграв с шрифтами номиналами деталек, имеющихся в бутике Чип-и-Дип установил, что для устраивающего всех пятичасового интервала вполне подойдут конденсатор емкостью 3300 мкФ и резистор 5,1 МОм:

T = 1,1*0,0033*5100000 = 18513 сек = 5,14 час.

Реальность, однако оказалась немного не совпадающей с теорией. Собранный по этой схеме и с этими номиналами таймер и после пяти часов продолжал работать. Терпения дождаться окончания его работы у меня не хватило, поэтому я предположил, что NE555 не очень хорошо работает с большими номиналами.

Беглое гугление показало, что таки да – это возможно, однако проблем не должно было быть (теоретически) при сопротивлении вплоть до 20 МОм при напряжении питания 15 В. Поэтому я продолжил эксперименты и выяснил, что в моем случае формула получается примерно такая:

И оказался очень себе признателен, что купил не только 5,1 МОм, но и на всякий случай ближайшие номиналы – 4,7 МОм и 3,9 МОм. Последний по счастью как раз и подошел для необходимого интервала.

С этими номиналами (3300 мкФ и 3,9 МОм) я и собрал блок таймеров с лампочками и кнопочками. Все соединил общей линией питания, больше у них точек соприкосновения нет (ну, по крайней мере, старался, чтобы не было). А так как собирал внавес, то на каждом шаге проверял себя мультиметром и был почти спокоен, когда запускал первый из таймеров.

Получилось вот так (я предупреждал в самом начале):

Включился он как и положено, поэтому я распаял оставшиеся кнопочки и лампочки, включил. Понажимал на кнопочки. Светодиоды включились точно так, как и должны были: нажимаешь кнопку – включился, и так все.

И тут я совершил большую ошибку. Не сделал еще несколько тестовых запусков, а просто огорчился, что не очень хорошо припаял провода к кнопкам, и решил их перепаять. Поэтому я пока не знаю, что именно случилось: то ли изначально сделал что-то не так, то ли что-то успел испортить в момент перепайки проводов.

Но вышло смешно. При повторном включении (с перепаянными проводами) сразу же загорелись три светодиода. А нажатие на кнопки выявило полный хаос: нажимаешь на одну кнопку – загорается ее светодиод (т.е., по идее, включается таймер), нажимаешь другую – первый светодиод гаснет, загорается второй. И так далее.

Опытным путем выяснил, что существует некоторая комбинация нажатий кнопок, при которой зажигаются все светодиоды. Но пока руки не доходят проверить схему на предмет коротких замыканий там, где их не должно быть.

Бонус-трек – играем в сапера:

Подводя итог хочу сказать, что с таймерами развлекся. На практике проверил, что покупать их в Китае можно – приходят рабочие.

И хотя кототаймер сделать не смог, бонусом получил головоломку «Зажги все лампочки». И заодно понимание того, что NE555 – явно не для меня. И вот почему:

Минимальное напряжение питания 4,5В
– большой потребляемый ток

Разумеется, эти недостатки можно побороть заказом CMOS-версии чипа, которая гораздо более экономична и работает, начиная с 1,5В. Но обычные стоят $0,59 за двадцать штук, а CMOS – уже около $10. То есть примерно вдвое дороже контроллера, а если применять в конструкции два и более таймеров, то выгода вообще пропадает.

Так что всем спасибо, я возвращаюсь к ATmega328p, на котором, очевидно, и буду делать таймер кормления.

Ps. А теперь можно я тоже напишу про экранчик от ITEAD Studio? Меня, между прочим, совесть мучает, поскольку, с одной стороны, здесь уже этих экранов было выше крыши, а с другой – надо же выполнять обещание.

Планирую купить +19 Добавить в избранное Обзор понравился +38 +67

Сразу стоит отметить при описании микросхемы NE 555, что она выпускается как в стандартной ТТЛ логике, так и КМОП, поэтому она может работать в широком диапазоне напряжений и использована во многих типах устройств в качестве генератора тактовых импульсов или универсального таймера. Микросхема может генерировать как одиночные, так повторяющиеся импульсы, что зависит от принципиальной схемы включения и выбора конкретного режима работы.

Разрабатывался первый вариант ИС еще в 1971 году знаменитой на то время компанией Signetics. По своим характеристикам и функциональным возможностям она является широко востребованной, свидетельством чего является ее активное применение в устройствах управления скоростью вращения двигателей и тиристорных регуляторах мощности.

Также, ее можно использовать для конструирования унифицированного генератора импульсов с регулируемой выходной частотой последовательностью импульсов. Для подробного описания характеристик микросхемы смотрите на ne 555 datasheet. В нем указаны не только основные характеристики, но также представлены диаграммы работы. А в этом описании ne 555 предоставим общую информацию, достаточную для разработки электронных устройств своими руками.

Предыстория создания ИС

В 70 гг. компания Signetics попала под влияние кризиса и вынуждена была сократить численность своего персонала как минимум на 50%, в число которых попал и разработчик представленной схемы. Поэтому она была создана буквально на коленках в гаражных условиях, а за основу была взята им же разработанная NE 566. Платформа будущей ИС уже состояла из основных, необходимых для работы функциональных блоков:

Существуют на ne 555 схемы включения разного типа для работы микросхемы достаточно было наличие внешней RC-цепи, которая являлась времязадающей. И внутренний делитель напряжения , пропорционально которому формировалась амплитуда выходного сигнала. После некоторого времени и внесения небольших доработок, в частности, замена встроенного генератора стабильного тока для зарядки внутреннего конденсатора на резистор, она поступила в серию.

Что касается структуры таймера, то в ней содержалось:

  • 23 транзистора;
  • 16 резисторов;
  • 2 диода.

Аналоги микросхемы

Универсальный таймер вскоре обзавелся функциональными аналогами, которыми стали советские микросхемы из серии КР:

  • 1006ВИ1;
  • 1008ВИ1;
  • 1087ВИ2;
  • 1087ВИ3.

Также, микросхема ne555 аналог имеет, например, КР10006ВИ1, то стоит учесть тот факт, что вход сброса R по отношению к установке имеет приоритет. Этот момент почему-то упущен в техническом описании МС, что является немаловажным фактом при построении электронных схем. В других микросхемах выводы имеют приоритет вплоть до наоборот S над R.

Все выше представленные аналоги таймеров построены на стандартной ТТЛ-логике. Если захотите спроектировать устройства на ne555 с более экономичными показателями, то лучше применить МС из серии КМОП. Таковыми являются устройства:

  • ICM 7555 IPA ;
  • GLC 555;
  • КР1441ВИ1.

Характеристики микросхемы

Функциональная схема представленной микросхемы достаточно проста и состоит из следующих блоков:

  • делителя напряжения, который сравнивает сигнал на входе с двумя опорными уровнями;
  • 2 высокоточных компараторов на высокий и на низкий уровень сигналов;
  • триггера со встроенными RS -входами и дополнительным сбросом, выходной транзистор средней мощности биполярный или полевой в зависимости от технологии.

Также, аппаратно в конструкции микросхемы предусмотрен усилитель мощности, повышающий нагрузочную способность устройства и ее качество работы.

Микросхема является универсальной, как ни посмотри, со всех сторон. Например, базовая версия NE 555 рассчитана на напряжение питания в пределах от 4,5 до 16,5 В, что весьма упрощает процесс конструирования многих схем, так как отпадает необходимость придерживаться конкретной величины питания.

Но если необходимо запитать генератор импульсов от пониженного уровня порядка 2–3 В, то лучше использовать схемы на КМОП-логике. Они не только могут свободно функционировать на низком напряжении, но и обладают повышенными показателями устойчивости к помехам и нестабильности питания.

Также, выпускаются модификации устройств с повышенным порогом питающего напряжения, который может достигать 18 В. Эти МС могут применяться в импульсных устройствах и генераторах.

Согласно информации, которую предоставляет западный на ne555 datasheet потребляемый ток устройством зависит от величины входного импульса. Если она лежит на номинальном уровне порядка 5 В, то величина тока составляет не более 6 мА. Но если напряжение вырастет до 15В, то ток также растет до 15мА. Обычно устройства разрабатывают своими руками на средний показатель тока, который оставляет порядка 10 мА, что говорит о напряжении питания в пределах от 9 до 12 В. Но это характерно для ТТЛ-логики.

Микросхемы, сконструированные на основе КМОП-транзисторов, потребляют еще меньше – 100-200 мкА, что их делает еще более экономичными. Но максимальное значение потребляемого тока не превышает 100 мА. Если у вас она берет больше этого значения, это означает что устройство неисправно и требует замены.

Некоторые проблемы и особенности работы с микросхемой

8-пиновый корпус – идея хорошая, но из-за этого форм-фактора возникают некоторые трудности при работе с таймером. А именно, он лишен возможности независимого сравнения сигналов верхнего и нижнего порогов, что довольно часто требуется в устройствах преобразования, например, тех же АЦП. Чтобы реализовать такую возможность радиолюбители прибегают к использованию другой серии устройств, например, NE 521 или устанавливают на вход элементы 3И-НЕ, если это целесообразно.

В биполярных устройствах присутствует такой недостаток, как импульсный ток при включении и выключении, величина которого может достигать 400 мА, что может стать причиной пробоя выходного транзистора или других элементов схемы, в которую она была впаяна. Причиной такого явления является сквозной ток выходного каскада, возникающий из-за тех же высоких импульсов по питанию.

Чтобы устранить проблему, рекомендуется использовать специальный блокирующий конденсатор, подключаемый на входы 5 и общий (мину питания) емкостью порядка 0,01–0,1 мкФ. Благодаря заряду его обкладок внутренне напряжение в МС, поступающее на выходной каскад , сглаживается, что и исключает вероятность возникновения пробоя. Также он защитит внутренний делитель от помех извне, которые могут вызвать ложное срабатывание.

Также, как и в случае со многими другими микросхемами с ТТЛ-логикой, NE 555 рекомендуется шунтировать гасящим конденсатором с керамическим обкладками емкостью 1 мкФ.

Назначение и расположение выводов микросхемы

NE 555 в базовом исполнении имеет 8-выводной корпус DIP, но также выпускаются иные модификации, являющиеся аналогами. Поэтому ориентировать исключительно этого описания при построении устройств своими руками на ее основе не стоит. К каждой микросхеме необходимо просматривать свой даташит.

Схемное обозначение устройства отображается в виде надписи «G 1/ GN». В зарубежных справочниках эту надпись можно расшифровать как генератор одиночных и серий импульсов. Что касается расположения выводов и их назначения, то все однотипные МС являются стандартизированными и могут быть взаимозаменяемы без внесения каких-либо доработок.

В таблице ниже представлено расположение выводов в стандартном корпусе МС:

Режимы работы и применение микросхемы

Самой простой схемной реализацией, применяемой в различный цифровых устройствах, является одновибратор. На примере этой схемы можно также увидеть типовое включение с использованием гасящего и шунтирующего конденсаторов. Именно в таком исполнении наиболее чаще применяется эта микросхема. А работает она следующим образом:

По приходу сигнала с низким уровнем на вход МС под номером 2 начинает работать таймер в режиме счета времени. При этом на выходе устройства устанавливается высокий уровень на протяжении всей длительности временного промежутка . Это время можно устанавливать самостоятельно, подобрав необходимые внешние компоненты, которыми выступают резистор и конденсатор, подключаемые к плюсу питания и выводу под номером 6.

Определяется временная задержка по стандартной формуле с учетом корректирующей константы: t =1,1 RC. По окончании счета (разряда конденсатор) таймер возвращается в исходное состояние. А выходной сигнал изменяется на противоположный. Итак до следующего прихода входного импульса низкого уровня.

При этом, если на входе присутствует низкий уровень, то на выходе высокий. А при подаче импульса на вход сброса триггера таймер останавливает свой счет и уровень сигнала на выходе изменяется на противоположный.

Режим независимого генератора

Чтобы включить микросхему в режиме мультивибратора, имеется схема, показанная на рисунке ниже. Здесь так же все просто, как и в предыдущем варианте, но имеются некоторые особенности расчета элементом и характеристик последовательности выходного сигнала. Чтобы задать определенную частоту смены выходного сигнала и последующее переключение в противоположное устойчивое состояние, потребуется выводы 2 и 6 объединить и установить еще один резистор в делить, уменьшив ток заряда конденсатора, но при этом связав входной сигнал с входом установки триггера. А чтобы рассчитать параметры используемых элементом, необходимо будет воспользоваться следующими простыми формулами расчета:

Изменение скважности выходного импульса

Нередко требуется применение микросхемы 555 с возможностью установки скважности выходного сигнала. Например, сделать ее больше 2, то для этого потребуется образовать дополнительную цепь между 7 и 6 выводами , подключив к ним диод. При этом анодный вывод контактирует с выводом 7 МС. Такое включение дополнительного компонента шунтирует резистор R 2, обеспечивая цепь заряда конденсатора через R 1. Тогда при расчете длительности высокого уровня сигнала на выходе будет происходить по формуле без учета R 2.

В обратном цикле разрядный ток будет протекать через R 2, а R 1 уже не участвует в процессе. И определяется по формуле, которая указывалась выше без изменений.

Часть первая. Теоретическая.

Наверное нет такого радиолюбителя, который не использовал бы в своей практике эту замечательную микросхему. Ну а уж слышали о ней так точно все.

Её история началась в 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием “Интегральный таймер” (The IC Time Machine ).
На тот момент это была единственная “таймерная” микросхема доступная массовому потребителю. Сразу после поступления в продажу микросхема завоевала бешеную популярность и среди любителей и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем, использующих сей девайс.

За прошедшие 35 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы, в том числе и по более современным техпроцессам. Например, компания Motorola выпускает CMOS версию MC1455. Но при всем при этом в функциональности и расположении выводов никаких различий у всех этих версий нет. Все они полные аналоги друг друга.

Наши отечественные производители тоже не остались в стороне и выпускают эту микросхему под названием КР1006ВИ1.

А вот список заморских производителей, которые выпускают таймер 555 и их коммерческие обозначения:

Производитель

Название микросхемы

Texas Instruments

В некоторых случаях указано два названия. Это означает, что выпускается две версии микросхемы – гражданская, для коммерческого применения и военная. Военная версия отличается большей точностью, широким диапазоном рабочих температур и выпускается в металлическом или керамическом корпусе. Ну и дороже, разумеется.

Начнем с корпуса и выводов.

Микросхема выпускается в двух типах корпусов – пластиковом DIP и круглом металлическом. Правда, в металлическом корпусе она все же выпускалась – сейчас остались только DIP-корпуса. Но на случай, если вам вдруг достанется такое счастье, привожу оба рисунка корпуса. Назначения выводов одинаковые в обоих корпусах. Помимо стандартных, выпускается еще две разновидности микросхем – 556 и 558. 556 – это сдвоенная версия таймера, 558 – счетверенная.

Функциональная схема таймера показана на рисунке прямо над этим предложением.
Микросхема содержит около 20 транзисторов, 15 резисторов, 2 диода. Состав и количество компонентов могут несущественно меняться в зависимости от производителя. Выходной ток может достигать 200 мА, потребляемый – на 3- 6 мА больше. Напряжение питания может изменяться от 4,5 до 18 вольт. При этом точность таймера практически не зависит от изменения напряжения питания и составляет 1% от расчетного. Дрейф составляет 0,1%/вольт, а температурный дрейф – 0,005%/С.

Теперь мы посмотрим на принципиальную схему таймера и перемоем ему кости, вернее ноги – какой вывод для чего нужен и что все это значит.

Итак, выводы:

1. Земля. Особо комментировать тут нечего – вывод, который подключается к минусу питания и к общему проводу схемы.

2. Запуск. Вход компаратора №2. При подаче на этот вход импульса низкого уровня (не более 1/3 Vпит) таймер запускается и на выходе устанавливается напряжение высокого уровня на время, которое определяется внешним сопротивлением R (Ra+Rb, см. функциональную схему) и конденсатором С – это так называемый режим моностабильного мультивибратора. Входной импульс может быть как прямоугольным, так и синусоидальным. Главное, чтобы по длительности он был короче, чем время заряда конденсатора С. Если же входной импульс по длительности все-таки превысит это время, то выход микросхемы будет оставаться в состоянии высокого уровня до тех пор, пока на входе не установится опять высокий уровень. Ток, потребляемый входом, не превышает 500нА.

3. Выход. Выходное напряжение меняется вместе с напряжением питания и равно Vпит-1,7В (высокий уровень на выходе). При низком уровне выходное напряжение равно примерно 0,25в (при напряжении питания +5в). Переключение между состояниями низкий – высокий уровень происходит приблизительно за 100 нс.

4. Сброс. При подаче на этот вывод напряжения низкого уровня (не более 0,7в) происходит сброс выхода в состояние низкого уровня не зависимо от того, в каком режиме находится таймер на данный момент и чем он занимается. Reset, знаете ли, он и в Африке reset. Входное напряжение не зависит от величины напряжения питания – это TTL-совместимый вход. Для предотвращения случайных сбросов этот вывод настоятельно рекомендуется подключить к плюсу питания, пока в нем нет необходимости.

5. Контроль. Этот вывод позволяет получить доступ к опорному напряжению компаратора №1, которое равно 2/3Vпит. Обычно, этот вывод не используется. Однако его использование может весьма существенно расширить возможности управления таймером. Все дело в том, что подачей напряжения на этот вывод можно управлять длительностью выходных импульсов таймера и таким образом, забить на RC времязадающую цепочку. Подаваемое напряжение на этот вход в режиме моностабильного мультивибратора может составлять от 45% до 90% напряжения питания. А в режиме мультивибратора от 1,7в до напряжения питания. При этом мы получаем ЧМ (FM) модулированный сигнал на выходе. Если же этот вывод таки не используется, то его рекомендуется подключить к общему проводу через конденсатор 0,01мкФ (10нФ) для уменьшения уровня помех и всяких других неприятностей.

6. Останов. Этот вывод является одним из входов компаратора №1. Он используется как эдакий антипод вывода 2. То есть используется для остановки таймера и приведения выхода в состояние (Мяу! Тихой паники?! ) низкого уровня. При подаче импульса высокого уровня (не менее 2/3 напряжения питания), таймер останавливается, и выход сбрасывается в состояние низкого уровня. Так же как и на вывод 2, на этот вывод можно подавать как прямоугольные импульсы, так и синусоидальные.

7. Разряд. Этот вывод подсоединен к коллектору транзистора Т6, эмиттер которого соединен с землей. Таким образом, при открытом транзисторе конденсатор С разряжается через переход коллектор-эмиттер и остается в разряженном состоянии пока не закроется транзистор. Транзистор открыт, когда на выходе микросхемы низкий уровень и закрыт, когда выход активен, то есть на нем высокий уровень. Этот вывод может также применяться как вспомогательный выход. Нагрузочная способность его примерно такая же, как и у обычного выхода таймера.

8. Плюс питания. Как и в случае с выводом 1 особо ничего не скажешь. Напряжение питания таймера может находиться в пределах 4,5-16 вольт. У военных версий микросхемы верхний диапазон находится на уровне 18 вольт.

Итак, предположим, что мы подали питание на микросхему. Вход находится в состоянии высокого уровня, на выходе – низкий уровень, конденсатор С разряжен. Все спокойно, все спят. И тут БАХ – мы подаем серию прямоугольных импульсов на вход таймера. Что происходит?

Первый же импульс низкого уровня переключает выход таймера в состояние высокого уровня. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резистор R. Все то время пока конденсатор заряжается, выход таймера остается во включенном состоянии – на нем сохраняется высокий уровень напряжения. Как только конденсатор зарядится до 2/3 напряжения питания, выход микросхемы выключается и на нем появляется низкий уровень. Транзистор T6 открывается и конденсатор С разряжается.
Однако есть два нюанса, которые показаны на графике пунктирными линиями.

Первый – если после окончания заряда конденсатора на входе сохраняется низкий уровень напряжения – в таком случае выход остается активным – на нем сохраняется высокий уровень до тех пор, пока на входе не появится высокий уровень. Второй – если мы активируем вход Сброс напряжением низкого уровня. В этом случае выход сразу же выключится, не смотря на то, что конденсатор все еще заряжается.
Так, лирическую часть закончили – перейдем к суровым цифрам и расчетам. Как же нам определить время, на которое будет включаться таймер и номиналы RC цепочки, необходимые для задания этого времени? Время, за которое конденсатор заряжается до 63,2% (2/3) напряжения питания называется временной константой, обозначим её буковкой t. Вычисляется это время потрясающей по своей сложности формулой. Вот она: t = R*C , где R – сопротивление резистора в МегаОм-ах, С – емкость конденсатора в микроФарад-ах. Время получается в секундах.

К формуле мы еще вернемся, когда будем подробно рассматривать режимы работы таймера. А сейчас пока посмотрим на простенький тестер для этой микросхемы, который запросто скажет вам – работает ваш экземпляр таймера или нет.

Если после включения питания мигают оба светодиода – значит все хорошо и микросхема во вполне рабочем состоянии. Если же хотя бы один из диодов не горит или наоборот – горит постоянно, значит такую микросхемы можно спустить в унитаз с чистой совестью или вернуть назад продавцу, если вы её только что купили. Напряжение питания – 9 вольт. Например, от батареи “Крона”.

Теперь рассмотрим режимы работы этой микросхемы.
Собственно говоря, режимов у нее две штуки. Первый – моностабильный мультивибратор . Моностабильный – потому что стабильное состояние у такого мультивибратора одно – выключен. А во включенное состояние мы его переводим временно, подав на вход таймера какой-либо сигнал. Как уже отмечалось выше, время, на которое мультивибратор переходит в активное состояние, определяется RC цепочкой. Эти свойства могут быть использованы в самых разнообразных схемах. Для запуска чего-либо на определенное время или наоборот – для формирования паузы на заданное время.

Второй режим – это генератор импульсов. Микросхема может выдавать последовательность прямоугольных импульсов, параметры которых определяются все той же RC цепочкой.

Начнем сначала, то есть с первого режима.

Схема включения микросхемы показана на рисунке. RC цепочка включена между плюсом и минусом питания. К соединению резистора и конденсатора подключен вывод 6 – Останов. Это вход компаратора №1. Сюда же подключен вывод 7 – Разряд. Входной импульс подается на вывод 2 – Запуск. Это вход компаратора №2. Совершенно простецкая схема – один резистор и один конденсатор – куда уж проще? Для повышения помехоустойчивости можно подключить вывод 5 на общий провод через конденсатор емкостью 10нФ.
Итак, в исходном состоянии, на выходе таймера низкий уровень – около нуля вольт, конденсатор разряжен и заряжаться не хочет, поскольку открыт транзистор Т6. Это состояние стабильное, оно может продолжаться неопределенно долгое время. При поступлении на вход импульса низкого уровня, срабатывает компаратор №2 и переключает внутренний триггер таймера. В результате на выходе устанавливается высокий уровень напряжения. Транзистор Т6 закрывается и начинает заряжаться конденсатор С через резистор R. Все то время, пока он заряжается, на выходе таймера сохраняется высокий уровень. Таймер не реагирует ни на какие внешние раздражители, буде они поступают на вывод 2. То есть, после срабатывания таймера от первого импульса дальнейшие импульсы не оказывают никакого действия на состояние таймера – это очень важно. Так, что там у нас происходит то? А, да – заряжается конденсатор. Когда он зарядится до напряжения 2/3Vпит, сработает компаратор №1 и в свою очередь переключит внутренний триггер. В результате на выходе установится низкий уровень напряжения, и схема вернется в свое исходное, стабильное состояние. Транзистор Т6 откроется и разрядит конденсатор С.

Время, на которое таймер, так сказать “выходит из себя”, может быть от одной миллисекунды до сотен секунд.
Считается оно так: T=1.1*R*C
Теоретически, пределов по длительности импульсов нет – как по минимальной длительности, так и по максимальной. Однако, есть некоторые практические ограничения, которые обойти можно, но сначала стоит задуматься – нужно ли это делать и не проще ли выбрать другое схемное решение.

Перейдем ко второму режиму.

В эту схему добавлен еще один резистор. Входы обоих компараторов соединены и подключены к соединению резистора R2 и конденсатора. Вывод 7 включен между резисторами. Конденсатор заряжается через резисторы R1 и R2.

Теперь посмотрим, что же произойдет, когда мы подадим питание на схему. В исходном состоянии конденсатор разряжен и на входах обоих компараторов низкий уровень напряжения, близкий к нулю. Компаратор №2 переключает внутренний триггер и устанавливает на выходе таймера высокий уровень. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резисторы R1 и R2.

Когда напряжение на конденсаторе достигает 2/3 напряжения питания, компаратор №1 в свою очередь переключает триггер и выключает выход таймер – напряжение на выходе становится близким к нулю. Транзистор Т6 открывается и конденсатор начинает разряжаться через резистор R2. Как только напряжение на конденсаторе опустится до 1/3 напряжения питания, компаратор №2 опять переключит триггер и на выходе микросхемы снова появится высокий уровень. Транзистор Т6 закроется и конденсатор снова начнет заряжаться…

Короче говоря, на выходе мы получаем последовательность прямоугольных импульсов. Частота импульсов, как вы вероятно уже догадались, зависит от величин C, R1 и R2. Определяется она по формуле:

Значения R1 и R2 подставляются в Омах, C – в фарадах, частота получается в Герцах.
Время между началом каждого следующего импульса называется периодом и обозначается буковкой t. Оно складывается из длительности самого импульса – t1 и промежутком между импульсами – t2. t = t1+t2 .
Частота и период – понятия обратные друг другу и зависимость между ними следующая:
f = 1/t .
t1 и t2 разумеется тоже можно и нужно посчитать. Вот так:
t1 = 0.693(R1+R2)C ;
t2 = 0.693R2C ;

Ну, с теоретической частью вроде бы покончили. В следующей части рассмотрим конкретные примеры включения таймера 555 в различных схемах и для самого разнообразного использования.

Устройство таймера КР1006ВИ1 (NE555)

радиоликбез

Таймер (от англ. time — время)КР1006ВИ1 представляет особую разновидность универсальных микросхем, совмещающих в одном кристалле аналоговые и цифровые функции. Основное назначение таймеров — формирование импульсов различной длительности и периодичности. На их базе очень легко организовать одновибраторы, мультивибраторы, реле времени, формирователи, различные преобразователи и многие другие узлы аппаратуры. Отдельные типы таймеров различаются точностью, временным диапазоном, режимом питания, конструктивным оформлением и т. п. Таймеры широко используют в импульсных устройствах.

 

Отечественной промышленностью налажен выпуск таймера КР1006ВИ1 — аналога зарубежного типа 555. (Перед цифровым обозначением зарубежных микросхем обычно ставят буквы, характеризующие либо производителя, либо конструктивное исполнение, например NE555, SE555.) Кроме этого типа существуют и другие таймеры, в том числе — комбинированные (несколько приборов в одном корпусе), прецизионные, микромощные, программируемые. Программируемые таймеры, в частности, имеют на выходе цифровой счетчик-делитель, позволяющий «растянуть» цикл работы до нескольких суток.

Таймер КР1006ВИ1 выполнен на биполярных транзисторах. Его функциональная схема изображена на рис. 2.36. Он состоит из пяти основных узлов: двух компараторов напряжения DA1 и DA2, асинхронного RS-триггера DD1, транзисторного ключа VT1 с открытым коллектором и двухтактного выходного усилителя на транзисторах VT2 и VT3. Делитель напряжения Rl—R3 обеспечивает образцовое напряжение на входах компараторов. Сопротивления резисторов Rl—R3 выполняют с большой точностью, благодаря чему значения опорного напряжения у разных экземпляров таймеров одинаковы и равны соответственно 1/зUп и  2/зUп.

Компараторы в таймере служат для сравнения входного напряжения с образцовым. В зависимости от знака разности этих значений на выходе компаратора устанавливается либо высокое, либо низкое напряжение. До тех пор, пока напряжение на инверсном входе компараторов больше, чем на прямом, на их выходе будет низкий уровень напряжения, не вызывающий срабатывания триггера DD1. Когда напряжение на прямом входе компаратора окажется больше, чем на инверсном, триггер срабатывает по соответствующему входу. Входы компараторов практически не нагружают предшествующие узлы, так как потребляют ток менее 0,5 мкА.

Делитель напряжения выполнен так, чтобы иметь возможность изменять образцовое напряжение, например, подключением внешних резисторов параллельно резисторам R1 или R2, R3 таймера.

Отметим важную особенность таймера — при работе во временном режиме напряжение питания не влияет на длительность формируемых импульсов. Объясняется это тем, что с изменением питающего напряжения пропорционально меняется образцовое напряжение, а значит, и порог срабатывания компараторов.

Внешний вход R триггера («Прерывание») дает доступ к триггеру, минуя компараторы, и позволяет прерывать работу таймера независимо от напряжения на входах 2 и 6. Чтобы вызвать переключение триггера, напряжение на выводе 4 должно стать Uвх≤0,4 В. Когда это напряжение более или равно 1 В, вход R на работу триггера не влияет.

Выходной усилитель — двутактный, благодаря чему нагрузка, подключаемая к выходу 1, вторым выводом может быть присоединена как к общему проводу, так и к плюсовому проводу питания. Допустимый выходной ток (при обоих состояниях выхода) I вых mах = 100 мА. Выходное сопротивление Rвых≈10 Ом.

Транзистор VT1 с открытым коллектором работает синхронно с транзистором VT2. Выход 2 используют для подключения внешних цепей обратной связи, а также как дополнительный выход. Максимальный коллекторный ток транзистора VT1 — 100 мА.

 

Временные характеристики устройств, создаваемых на основе таймера, задаются параметрами внешней RC-цепи, конденсатор которой подключают к выводу 7 и к общему проводу, а резистор — выводам 8 и 7. При закрытом транзисторе VT1 происходит зарядка конденсатора, после открывания транзистора VT1 конденсатор разряжается.

Напряжение питания таймера КР1006ВИ1 Uп = 5…15 В. Таймер допускает сопряжение с микросхемами ТТЛ и КМОП, а также с мощными транзисторами, реле, светодиодами и т. д. В отсутствие нагрузки таймер потребляет ток =3,5 мА при Uп = 5 В и 10 мА при 15 В.

Как отмечалось, таймеры являются универсальными приборами. На основе таймеров может быть реализовано множество устройств, как связанных с временными процессами (одновибраторы, генераторы импульсов, реле времени и т. п.), так и мгновенного действия,— исполнительные устройства, триггеры и др.

Далее: Одновибратор на таймере КР1006ВИ1 (NE 555)


Схемы пороговых устройств на микросхеме 555. Применение выхода Output. Устройство с функцией задержки включения

Таймер NE555 является, пожалуй, самой популярной интегральной микросхемой своего времени. Несмотря на то, что он был разработан более 40 лет назад (в 1972 году) он до сих пор выпускается многими производителями. В этой статье, постараемся подробно осветить вопросы описания и применения таймера NE555.

Умные соединения компаратора, сбрасываемый триггер и инвертирующий усилитель в одной монолитной интегральной микросхеме, наряду с несколькими другими элементами породили почти бессмертные схемы устройств, которые сегодня используется многими радиолюбителями.

555 Таймер был разработан американской компанией Signetics в 1972 году и зарегистрирован на мировом рынке. Два года спустя той же компании был разработана микросхема с обозначением 556, которая объединила в себе два отдельных таймера NE555 имеющих только общие выводы по питанию. Еще позже были разработаны микросхемы 557, 558 и 559 с применением до четырех таймеров NE555 в одном корпусе. Но позже они были сняты с производства и почти забыты.

Интегральная микросхема NE555 разрабатывалась в качестве таймера и содержит в себе комбинацию аналоговых и цифровых элементов в одном кристалле. Выпускается в различном исполнении, начиная от классического DIP корпуса стандартного и SOIC для SMD монтажа и до миниатюрного корпуса версии SSOP или SOT23-5. (Цены на таймер NE555)

Таймер NE555, кроме стандартного исполнения производиться так же в маломощном CMOS исполнении. Схема электропитания NE555 составляет от 4,5 до 15 вольт (18 вольт максимум), а CMOS вариант использует питание от 3 вольт. Максимальная выходная нагрузка выхода для NE555 200мА, у версии маломощного таймера только 20 мА при 9 вольт.

Стабильность работы стандартной версии 555 сильно зависит от качества источника питания. Это не так сильно сказывается в простых схемах с применением таймера, однако, в более сложных конструкциях, желательно устанавливать буферный конденсатор по цепи питания емкостью 100 мкф.

Основные характеристики интегрального таймера NE555

  • Максимальная частота более чем 500 кГц.
  • Длина одного импульса от 1 мсек до часа.
  • Может работать в режиме моностабильного мультвибратора.
  • Высокий выходной ток (до 200 мА)
  • Регулируемая скважность импульса (отношение периода импульса к его длительности).
  • Совместимость с TTL уровнями.
  • Температурная стабильность 0,005% на 1 градус Цельсия.

Микросхема NE555 в своем составе содержит чуть более 20 транзисторов и 10 резисторов. На следующем рисунке приводится структурная схема таймера от Philips Semiconductors.

В следующей таблице перечислены основные свойства NE555

Назначение выводов таймера NE555

№2 — Запуск (триггер)

Триггер переключается, если на этом выводе напряжение упадет ниже 1/3 напряжения питания. Данный вывод имеет высокое входное сопротивление, более 2 мОм. В нестабильном режиме используется для контроля напряжения на времязадающем конденсаторе, в бистабильном режиме к нему подключается элемент коммутации, например, кнопка.

№4 – Сброс

Если напряжение на этом выводе ниже 0,7 вольт, то происходит сброс внутреннего компаратора. В случае неиспользования, на данный вывод таймера NE555 необходимо подать напряжение питания. Сопротивление вывода составляет около 10 кОм.

№5 — Контроль

Может использоваться для регулировки длительности импульсов на выходе путем подачи напряжения 2/3 от напряжения питания. Если это вывод не используется, то его желательно подключить к минусу источника питания через конденсатор 0,01 мкф.

№6 — Стоп (компаратор)

Останавливает функционирование таймера, если напряжение на этом выводе будет выше 2/3 напряжения питания. Вывод имеет высокое входное сопротивление, более 10 мОм. Он обычно используется для измерения напряжения на времязадающем конденсаторе.

№7 — Разряд

Вывод через внутренний транзистор подключается к «земле», когда внутренний триггер находится в активном состоянии. Вывод (открытый коллектор) используется в основном для разряда времязадающего конденсатора.

№3 – Выход

Микросхема NE555 имеет всего один выход с током до 200 мА. Это значительно больше, чем у обычных интегральных микросхем. Вывод способен управлять, например, светодиодами (с токоограничивающим резистором), небольшими лампочками, пьезоэлектрическим преобразователем, динамиком (с конденсатором), электромагнитным реле (с защитным диодом) или даже маломощными двигателями постоянного тока. Если требуется более высокий выходной ток, то можно подключить подходящий транзистор в качестве усилителя.

Таймер NE555 — схема включения

Способность вывода 3 таймера NE555 создавать как высокий уровень напряжения, так и низкий (практически 0 вольт) позволяет управлять нагрузкой подключенной как к минусу питания, так и к плюсу. Как пример, подключение светодиодов. Это, конечно, не является обязательным требованием, и нагрузка (светодиод) может быть подключен либо к минусу, либо плюсу питания.

Если таймер NE555 работает в нестабильном состоянии (режим генератора), то к выходу его можно подключить динамик. Он подключается после разделительного конденсатора (например, 100 мкф) и должен иметь сопротивление не менее 64 Ом из-за ограниченного максимального тока нагрузки выхода таймера. Конденсатор предназначен для отделения постоянной составляющей сигнала и проводит только аудиосигнал.

Динамик с сопротивлением катушки ниже чем 64 Ом можно подключить либо через конденсатор с меньшей емкостью (реактивное сопротивление), являющегося дополнительным сопротивлением либо с помощью усилителя. Усилитель также может быть использован для подключения более мощного громкоговорителя.

Как и все интегральных микросхемы, выход таймера NE555 управляющий индуктивной нагрузкой (реле) должен быть защищена от скачков повышенного напряжения, созданное в в момент отключения. Диод (например, 1N4148) всегда подключается параллельно к катушке реле в обратном направлении.

Однако, для микросхемы NE555 требуется второй диод, включенный последовательно с катушкой реле. Он ограничивает низкое напряжение, которое находится на выходе 3 таймера и предотвращает возбуждение реле небольшим током.

Таким диодом может быть, например, 1N4001 (1N4148 диод не подходит) либо светодиод.

(скачено: 3 612)

В предыдущей заметке, посвященной электронике, мы познакомились с довольно простой интегральной схемой, счетчиком 4026 . Чип, о котором речь пойдет в этом посте, существенно интереснее, как минимум, потому что он может выполнять не одну-единственную функцию, а сразу несколько. Более того, с его помощью мы наконец-то научимся не только мигать светодиодами, но и генерировать звуки. Название чипа — таймер 555.

Как работает таймер 555

Я видел разные объяснения того, как работает данная микросхема. Но лучшее, как мне кажется, приводится во всей той же книге Чарьза Платта . Платт предлагает представить, что внутри микросхемы как бы спрятан виртуальный переключатель:

Ножки 1 и 8 просто подключаются к питанию. Про ножку 5 (control) можно пока забыть, потому что она редко используется и обычно подключается к земле. Притом, через конденсатор небольшой емкости, чтобы предотвратить помехи. Зачем она на самом деле нужна, будет объяснено чуть позже.

Упомянутый переключатель изображен на картинке зеленым цветом. В исходном состоянии он подключает выходы 3 и 7 к земле. Когда напряжение на ножке 2 (trigger) падает до 1/3 напряжения питания, это замечает компаратор A (тоже виртуальный, понятное дело) и опускает переключатель вниз. В этом состоянии выход 3 становится подключен к плюсу, а выход 7 разомкнут. Когда напряжение на ножке 6 (threshold) вырастает до 2/3 напряжения питания, это замечает компаратор B и поднимает переключатель вверх. Собственно, ножка 5 (control) нужна для того, чтобы вместо 2/3 выбирать какое-то другое значение. Наконец, понизив напряжение на ножке 4 (reset), можно вернуть микросхему в исходное состояние.

Чтобы понять, почему же таймер 555 называется «таймером», рассмотрим три режима его работы.

Моностабильный режим (monostable mode)

Также иногда называется режимом одновибратора. Ниже изображена схема использования чипа в этом режиме:

Заметьте, что, как это часто бывает, расположение ножек чипа на схеме не совпадает с их физическим расположением. На этой и следующих схемах не указано напряжение источника питания, так как его можно менять в некотором диапазоне. Лично я проверял работоспособность схем при напряжении от 3 до 6 В. На всех схемах есть конденсатор емкостью 100 мкФ, подключенный параллельно нагрузке. Как нам с вами уже известно, он играет роль сглаживающего фильтра . На двух схемах из трех ножка 5 (control) подключена к керамическому конденсатору на 100 нФ. Почему так сделано, уже было рассказано выше. Это что общего у всех схем. Теперь поговорим о различиях.

Fun fact! Согласно спецификации, таймер 555 не рассчитан на работу при напряжении менее 4.5 В. Однако на практике он не так уж плохо работает и при напряжении 3 В.

Итак, что здесь происходит. В исходном состоянии светодиод не горит. При нажатии на кнопку, подключенную к ножке 2 (trigger), светодиод загорается примерно на 2.5 секунды, а затем гаснет. Если в то время, когда светодиод горит, нажать на кнопку, подключенную к ножке 4 (reset), светодиод тут же погаснет, до истечения времени.

Как это работает? Обратите внимание на правую часть схемы. В начальный момент времени вывод 7 подключен к минусу, поэтому ток идет через резистор прямо на него, не доходя до конденсатора внизу схемы. Вывод 3 (out) также подключен к минусу, поэтому ток через светодиод не идет и, соответственно, он не горит. При нажатии на копку, подключенную к выводу 2 (trigger), вывод 7 начинает ни к чему не вести, а вывод 3 подключается к плюсу. В итоге ток идет на светодиод и он зажигается. Кроме того, начинает заряжаться конденсатор внизу схемы. Когда конденсатор достигает 2/3 напряжения питания, таймер видит это через вывод 6 (threshold) и возвращает чип в исходное состояние. В итоге светодиод гаснет, а конденсатор полностью разряжается. Пользователь может преждевременно вернуть чип в исходное состояние, нажав вторую кнопку.

Время, в течение которого светодиод горит, можно регулировать при помощи емкости конденсатора и сопротивления резистора по следующей формуле:

>>> import math
>>> R = 100 * 1000
>>> C = 22 / 1000 / 1000
>>> T = math.log(3) * R * C
>>> T
2.4169470350698417

Здесь R — сопротивление резистора в омах, C — емкость конденсатора в фарадах, а T — время горения светодиода в секундах. Учтите однако, что на практике характеристики всех элементов определяются с некоторой погрешностью. Для резисторов, например, она типично составляет либо 5% (золотая полоска), либо 10% (серебряная полоска).

Автоколебательный режим (astable mode)

Соответствующая схема:

Что здесь происходит? Светодиод просто мигает с частотой около 3-х раз в секунду. Никаких кнопок или иного интерактива не предусмотрено.

Как это работает. Благодаря тому, что изначально вывод 7 (discharge) подает низкое напряжение и подключен к выводу 2 (trigger) через резистор сопротивлением 10 кОм, чип тут же переключается в свое «нижнее» состояние. Светодиод загорается, а конденсатор внизу схемы начинает заряжаться через два резистора справа. Когда напряжение на конденсаторе достигает 2/3 полного напряжения, чип видит это через вывод 6 (threshold) и переключается в «верхнее» состояние. Конденсатор начинает разряжаться через вывод 7 (discharge), но делает это медленнее, чем в предыдущей схеме, так как на сей раз он разряжается через резистор сопротивлением 10 кОм. Когда напряжение на конденсаторе падает до 1/3 полного напряжения, чип видит это через вывод 2 (trigger). В результате он снова переходит в «нижнее» состояние и процесс повторяется.

То, как будет мигать светодиод, можно определить по формулам:

>>> import math
>>> C = 22 / 1000 / 1000
>>> R1 = 1 * 1000
>>> R2 = 10 * 1000
>>> H = math.log(2) * C * (R1 + R2)
>>> H
0.16774161769550675
>>> L = math.log(2) * C * R2
>>> L
0.15249237972318797
>>> F = 1 / (H + L)
>>> F
3.1227165387207

Здесь F — частота миганий в герцах, H — время в секундах, в течение которого светодиод горит, а L — время в секундах, в течение которого светодиод не горит. Интересно, что параллельно с резистором R2 можно подключить диод, тем самым заставив конденсатор заряжаться только через R1, а разряжаться, как и раньше, через R2. Таким образом, можно добиться полной независимости времени H от времени L и наоборот.

Fun fact! Подключив в этой схеме вместо светодиода динамик или пьезо-пищалку, а также выбрав C равным 100 нФ или 47 нФ, можно насладиться звуком с частотой 687 Гц или 1462 Гц соответственно. На самом деле, это далеко не чистый звук определенной частоты, так как чип 555 генерирует прямоугольный сигнал, а для чистого звука нужна синусоида. Почувствовать разницу между прямоугольным и синусоидальным сигналом проще всего в Audacity, сказав Generate → Tone. Заметьте, что можно регулировать R2, а следовательно и частоту звука, заменив соответствующий резистор на потенциометр. Кроме того, резистор, подключенный последовательно с динамиком или пьезо-пищалкой, можно также заменить на потенциометр и регулировать с его помощью громкость. Наконец, к выводу 5 (control) вместо конденсатора также можно подключить потенциометр и с его помощью более тонко подогнать частоту сигнала.

Бистабильный режим (bistable mode)

И, наконец, схема бистабильного режима:

Что происходит. Изначально светодиод не горит. При нажатии на кнопку, подключенную к ножке 2 (trigger) он загорается и горит бесконечно долго. При нажатии на другую кнопку, подключенную к ножке 4 (reset), светодиод гаснет. То есть, получилось что-то вроде кнопок «включить» и «выключить».

Как это работает. Режим похож на моностабильный (первый рассмотренный), только нет никакого конденсатора, который мог бы вернуть чип из «нижнего» состояния обратно в «верхний». Вместо этого вывод 6 (threshold) подключен напрямую к земле, а выводы 5 (control) и 7 (discharge) вообще ни к чему не подключены. В данном случае это нормально, так как подача любого сигнала на эти выводы все равно будет игнорироваться. В общем и целом, это тот же моностабильный режим, только чип не меняет свое состояние автоматически. Изменить состояние может только пользователь, явно подав низкое напряжение на вывод 2 (trigger) или 4 (reset).

Заключение

Согласитесь, это было не так уж и сложно! На следующем фото изображены все описанные выше режимы, собранные на макетной плате:

Слева направо — моностабильный, автоколебательный и бистабильный режимы. Вариант, где автоколебательный режим используется с динамиком и двумя потенциометрами, выглядит куда более впечатляюще, но менее наглядно, поэтому здесь я его не привожу.

Исходники приведенных выше схем, созданных в gschem, вы найдете . Кое-какие дополнительные сведения можно найти в статье 555 timer IC на Википедии, а также далее по ссылкам.

Как всегда, буду рад вашим вопросам и дополнениям. А часто ли вам приходится использовать таймер 555?

Fun fact! Есть энтузиасты, которые делают на таймере 555 совершенно сумасшедшие вещи. Например, при сильном желании на его основе можно делать операционные усилители или логические вентили, а следовательно, теоретически, и целые процессоры. Подробности можно найти, например, в посте You Know You Can Do That with a 555 на сайте hackaday.com.

Дополнение: Вас также могут заинтересовать посты

Микросхема интегрального таймера NE555 — это настоящий прорыв в области электроники. Она была создана в 1972 году сотрудником компании Signetics Гансом Р. Камензиндом. Изобретение не утратило своей актуальности и по сегодняшний день. Позднее устройство стало основой таймеров с удвоенной (IN556N) и счетверенной конфигурацией (IN558N).

Без сомнения, детище электронщика позволило занять ему свою видную нишу в истории технических изобретений. По уровню продаж данное устройство с момента своего появления превзошло любое другое. На второй год существования микросхема 555 стала самой покупаемой деталью.

Лидерство сохранялось и во все последующие годы. Микросхема 555, применение которой возрастало с каждым годом, продавалась очень хорошо. К примеру, в 2003 году было реализовано более чем 1 миллиард экземпляров. Конфигурация самого агрегата за это время не изменилась. Она существует свыше 40 лет.

Появление устройства стало неожиданностью для самого создателя. Камензинд преследовал цель сделать гибкую в использовании ИС, но, что она окажется столь многофункциональной, он не ожидал. Изначально она употреблялась как таймер или же Микросхема 555, применение которой увеличивалось быстрыми темпами, сегодня используется от игрушек для детей до космических кораблей.

Устройство отличает выносливость, поскольку оно построено на основе биполярной технологии, и для применения его в космосе специально предпринимать ничего не требуется. Только испытательные работы проводятся с особой строгостью. Так, при тесте схемы NE 555 для ряда приложений создаются индивидуальные пробные спецификации. При производстве схем не существует никаких различий, но подходы при выходном контроле заметно разнятся.

Появление схемы в отечественной электронике

Первое упоминание об инновации в советской литературе по радиотехнике появилось в 1975 году. Статью об изобретении опубликовали в журнале «Электроника». Микросхема 555, аналог которой был создан советскими электронщиками в конце 80-х годов прошлого столетия, в отечественной радиоэлектронике получила название КР1006ВИ1.

В производстве эту деталь употребляли при сборке видеомагнитофонов «Электроника ВМ12». Но это был не единственный аналог, так как многие производители во всем мире создавали подобное устройство. Все агрегаты имеют обячный корпус DIP8, а также корпус малых размеров SOIC8.

Технические характеристики схемы

Микросхема 555, графическое изображение которой представлено ниже, включает в себя 20 транзисторов. На блок-схеме устройства находятся 3 резистора с сопротивлением 5кОм. Отсюда и название прибора «555».

Основными техническими характеристиками изделия являются:

  • напряжение питания 4,5-18В;
  • максимальный показатель тока на выходе 200 мА;
  • потребляемая энергия составляет до 206 мА.

Если его рассмотреть на выход, то это цифровое устройство. Он может находиться в двух положениях — низком (0В) и высоком (от 4,5 до 15 В). В зависимости от блока питания может показатель достигать и 18 В.

Для чего нужно устройство?

NE 555 микросхема — унифицированное устройство с широким спектром применения. Его часто используют при сборке различных схем, и это только придает изделию популярность. Соответственно, повышается уровень спроса потребителя. Такая известность вызвала падение цены на таймер, что радует многих мастеров.

Внутреннее строение таймера 555


Что же заставляет это устройство функционировать? Каждый из выводов агрегата подсоединен к цепи, содержащей 20 транзисторов, 2 диода и 15 резисторов.

Удвоенный формат модели

Следует отметить, что NE 555 (микросхема) выпускается в удвоенном формате под названием 556. Она содержит два свободных IC.

Таймер 555 оснащен 8 контактами, тогда как модель 556 содержит 14 контактов.

Режимы работы устройства

Микросхема 555 обладает тремя режимами работы:

  1. Моностабильный режим микросхемы 555. Он работает как одноразовый односторонний. Во время функционирования выбрасывается импульс заданной длины как ответ на вход триггера при нажимании кнопки. Выход пребывает в низком напряжении до включения триггера. Отсюда он и получил название ждущий (моностабильный). Такой принцип функционирования сохраняет устройство в бездействии до включения. Режим обеспечивает включение таймеров, переключателей, сенсорных переключателей, делителей частоты и др.
  2. Нестабильный режим является автономной функцией устройства. Он позволяет схеме пребывать в генераторном режиме. Напряжение в выходе изменчиво: то низкое, то высокое. Эта схема применима при надобности задавания устройству толчков прерывистого характера (при недолговременном включении и выключении агрегата). Режим используется при включении ламп на светодиодах, функционирует в логической схеме часов и др.
  3. Бистабильный режим, или же триггер Шмидта. Понятно, что он работает по системе триггера при отсутствии конденсатора и обладает двумя устойчивыми состояниями, высоким и низким. Низкий показатель триггера переходит в высокий. При сбрасывании низкого напряжения система устремляется к низкому состоянию. Эта схема применима в сфере железнодорожного строительства.

Выводы таймера 555

Генератор микросхема 555 включает восемь выводов:

  1. Вывод 1 (земля). Он подсоединен к минусовой стороне питания (общий провод схемы).
  2. Вывод 2 (триггер). Он подает высокое напряжение на время (все зависит от и конденсатора). Эта конфигурация и является моностабильной. Вывод 2 контролирует вывод 6. Если напряжение в обоих низкое, то на выходе оно будет высоким. В противном случае, при высоком напряжении в выводе 6 и низком в выводе 2, выход на таймере будет низким.
  3. Вывод 3 (выход). Выходы 3 и 7 располагаются в фазе. Подавая высокое напряжение с показателем примерно 2 В и низкое с 0,5 В будет получаться до 200 мА.
  4. Вывод 4 (сброс). Подача напряжения на этот выход низка, несмотря на режим работы таймера 555. Во избежание случайных сбросов, следует производить подключение этого выхода к плюсовой стороне при использовании.
  5. Вывод 5 (контроль). Он открывает доступ к Это вывод в российской электронике не применяется, но при его подключении можно достичь широких возможностей управления устройством 555.
  6. Вывод 6 (остановка). Входит в компаратор 1. Он противоположен выводу 2, применим для остановки устройства. При этом получается низкое напряжение. Это вывод может принимать синусоидальные и прямоугольные импульсы.
  7. Вывод 7 (разряд). Он подсоединяется к транзисторному коллектору Т6, а эмиттер последнего заземлен. При открытом транзисторе конденсатор разряжается до его закрытия.
  8. Вывод 8 (плюсовая сторона питания), которая составляет от 4,5 до 18 В.

Применение выхода Output

Выход 3 (Output) может пребывать в двух состояниях:

  1. Осуществляется подключение цифрового выхода прямо к входу другого драйвера на цифровой основе. Цифровой выход может осуществлять управление другими устройствами при посредстве нескольких дополнительных составляющих (напряжение источника питания равно 0 В).
  2. Показатель напряжения во втором состоянии высок (Vcc на источнике питания).

Возможности агрегата

  1. При понижении напряжения в Output ток направляется через устройство и осуществляет его подключение. Это и есть понижение, так как ток производится из Vcc и проходит сквозь агрегат до 0 В.
  2. При возрастании Output ток, проходя через прибор, обеспечивает его включение. Этот процесс можно назвать источником текущих. Электроэнергия в этом случае производится от таймера и идет через прибор до 0 В.

Возрастание и понижение могут функционировать вместе. Таким образом достигается поочередное включение и выключение прибора. Такой принцип применим при функционировании ламп на светодиодах, реле, двигателей, электромагнитов. К минусам такого свойства можно отнести то, что прибор надо подключать к Output разными способами, так как выход 3 может выступать как в роли потребителя, так и в роли источника тока до 200 мА. Используемый блок питания дожжен подать достаточный ток для обоих устройств и таймера 555.

Микросхема LM555

Микросхема 555 Даташит (LM555) обладает широкими функциональными возможностями.

Она используется от генераторов прямоугольных импульсов с изменяемым показателем скважности и реле и задержкой срабатывания до сложных конфигураций ШИМ генераторов. Микросхема 555 цоколевка и внутреннее строение отражены на рисунке.

Уровень точности приспособления равен 1% от расчетного показателя, что является оптимальным. На такой агрегат, как NE 555 микросхема даташит, не воздействуют температурные условия окружающей среды.

Аналоги микросхемы NE555

Микросхема 555, аналог которой в России был назван КР1006ВИ1, представляет интегральное устройство.

Среди рабочих блоков следует выделить RS-триггер (DD1), компараторы (DA1 и DA2), на выходе, основанный на двухтактной системе и дополняющий транзистор VT3. Назначение последнего заключается в сбросе задающего время конденсатора при использовании агрегата в роли генератора. Сбрасывание триггера происходит при подаче логической единицы (Юпит/2…Юпит) на входы R.

В случае сброса триггера на выходе устройства (вывод 3) будет наблюдаться низкий показатель напряжения (транзистор VT2 открыт).

Уникальность схемы 555

При функциональной схеме устройства очень трудно понять, в чем же заключается ее необычность. Оригинальность устройства состоит в том, что оно обладает особым управлением триггера, а именно формирует управляющие сигналы. Их создание происходит на компараторах DA1 и DA2 (на один из входов, на который подано опорное напряжение). Для формирования управляющих сигналов на входах триггера (выходах компараторов) следует получить сигналы с высоким напряжением.

Как произвести запуск устройства?

Чтобы запустить таймер, на выход 2 надо подать напряжение с показателем от 0 до 1/3 Юпит. Этот сигнал способствует срабатыванию триггера, и при выходе создается сигнал с высоким напряжением. Сигнал выше предельного показателя не вызовет каких-либо изменений в схеме, так как опорное напряжение для компаратора равно DA2 и составляет 1/3 Юпит.

Остановить таймер можно при сбрасывании триггера. С этой целью напряжение на выходе 6 должно превышать показатель 2/3 Юпит (опорное напряжение для компаратора DA1 составляет 2/3 Юпит). При сбросе установится сигнал с низким напряжением и разряд конденсатора, задающего время.

Регулировать опорное напряжение можно посредством подключения дополнительного сопротивления или источника питания к выводу агрегата.

В последнее время среди владельцев автомобилей стало модным сматывать на спидометре пройденный машиной километраж.

Многие интересуются, подмотка спидометра на 555 микросхеме выполнима ли самостоятельно?

Эта процедура не представляет особой трудности. Для его изготовления используется микросхема 555, которая может функционировать в качестве Отдельные составляющие схемы можно брать с показателями, отклоняющимися на 10-15 % от расчетных значений.

Тебе не нужен контроллер, говорили они. Делай все на таймерах NE555, говорили они. Ну я и сделал – похоже, только чтобы убедиться, что получается конструкция, потрясающая по своему сокрушительному воздействию на мою неокрепшую психику.

Обзор, если этот текст можно так назвать, будет не слишком длинным. Поскольку в нем лишь констатация моего полного и безоговорочного провала в сборке элементарных схем и демонстрация того, что по крайней мере шесть из двадцати чипов вполне себе работоспособны.

Еще обратите внимание: похоже, магазин недавно изменил правила, поскольку теперь у них минимальный заказ с бесплатной доставкой – от $6, а если меньше, то за доставку возьмут $1,5. Когда я покупал, то списали только стоимость покупки, то есть $0,59, и все.

В двух блистерах ровно двадцать штук. С одной стороны каждый блистер замотан скотчем, с другой закрыт резиновой пробкой:

Вообще, изначально таймеры я покупал, чтобы сделать простенький генератор для поиска короткого замыкания в проводке – знакомые заинтересовались. Суть прибора, если я правильно понял, в том, что цепь до КЗ представляет собой антенну, сигнал от которой можно послушать с обычным СВ/ДВ приемником.

Где писк прекратился – примерно там и замыкание. Вот так это выглядит на практике у товарища, по стопам которого я и планировал идти:

Но потом знакомые с потребностью решили, что им все не так уж и нужно. Или еще что-то решили, а я настаивать не стал. И огорчаться тоже: вы же видели, сколько стоят таймеры (чуть больше половины доллара за 20 штук) – какое огорчение?

Обычные DIP8:

Поэтому решил поразвлекаться другим способом и посмотрел, что вообще делают из NE555. А делают, как выяснилось, массу всего. Всяческие сигнализации, индикаторы напряжения, указатели пропущенных импульсов. В общем, я впечатлился.

Ну а так как все описывают примерно одно и то же, то вот вам пара ссылок РадиоКота: и . Схемы – во второй.

Предполагается, что популярность NE555 объясняется тем, что это проверенная годами (точнее – уже 45 годами) конструкция, которая обескураживающе просто конфигурируется и довольно точно соблюдает характеристики вне зависимости от питающего напряжения, которое может быть в диапазоне от 4,5В до 16В у обычной версии (но есть варианты). То есть, напряжение гуляет, а частота – скорее стабильна, чем нет.

Фактически, чтобы таймер заработал, нужна пара деталей и любой подходящий источник питания – очень привлекательно, чтобы сделать какую-нибудь фиговину без особых хлопот.

Как по мне, так с микроконтроллером хлопот еще меньше, но в комментариях к рассказу про «Пищаль» я получил и потерял покой. Понял, что должен попробовать хотя бы для того, чтобы успокоиться.

Итак, идея была проста – таймер кормления котов. Которые, потеряв всякий стыд, стали требовать еду чуть ли не каждые полчаса, а съедая по три сухаря, довольные расходились. По мнению ветеринара это не очень полезно (а по нашему – еще и чрезвычайно хлопотно), поэтому необходимо было вернуть им режим питания на место. Ну как на место: кормить хотя бы не чаще, чем раз в пять-шесть часов.

Следить по часам, конечно, не сложно. Однако, во-первых, ситуацию осложняет тот факт, что если днем кормление по часам еще более-менее проходит, то ночью – уже не совсем, поскольку у одного кота, скажем так, сложный характер. Именно – он идет и скребет когтями по батарее, и даже если бы я решил не обращать внимания на данный сомнительного качества музыкальный эксперимент, соседей жалко.

То есть, ночью надо вставать и снова засекать время, а в полубессознательном состоянии это немного затруднительно.

Во-вторых, не все коты такие скандальные, поэтому некоторые просто не приходят вместе с тем вот возмутителем спокойствия. И получается, что интервалы у всех разные, а по справедливости неплохо было бы покормить через установленное время и тех, кто пропустил внеочередной прием пищи.

Поэтому я придумал сделать кучку независимых таймеров на фиксированное время – по одному на кота. И чтобы вот так: пришел кот, выдаешь ему еду, нажимаешь на кнопку, загорелась лампочка. Как лампочка погасла, кота снова можно покормить.

Как несложно догадаться, это один из основных вариантов работы таймера. Называть его можно по-разному: можно калькой из – моностабильный, можно – одновибратором, можно – ждущим мультивибратором.

Суть от этого не меняется: от NE555 требуется, по сути, выдать только один импульс требуемой продолжительности.

Поэтому за основу я взял схему таймера из :

Но немного упростил ее, избавившись от подстроечного резистора (поскольку у меня фиксированный интервал) и второго светодиода – за ненадобностью. Заодно поменял номиналы времязадающей цепочки, сверившись все с той же документацией, которая сообщает, что для расчета примерной длительности импульса следует воспользоваться формулой y t = 1.1RC.

Поиграв с шрифтами номиналами деталек, имеющихся в бутике Чип-и-Дип установил, что для устраивающего всех пятичасового интервала вполне подойдут конденсатор емкостью 3300 мкФ и резистор 5,1 МОм:

T = 1,1*0,0033*5100000 = 18513 сек = 5,14 час.

Реальность, однако оказалась немного не совпадающей с теорией. Собранный по этой схеме и с этими номиналами таймер и после пяти часов продолжал работать. Терпения дождаться окончания его работы у меня не хватило, поэтому я предположил, что NE555 не очень хорошо работает с большими номиналами.

Беглое гугление показало, что таки да – это возможно, однако проблем не должно было быть (теоретически) при сопротивлении вплоть до 20 МОм при напряжении питания 15 В. Поэтому я продолжил эксперименты и выяснил, что в моем случае формула получается примерно такая:

И оказался очень себе признателен, что купил не только 5,1 МОм, но и на всякий случай ближайшие номиналы – 4,7 МОм и 3,9 МОм. Последний по счастью как раз и подошел для необходимого интервала.

С этими номиналами (3300 мкФ и 3,9 МОм) я и собрал блок таймеров с лампочками и кнопочками. Все соединил общей линией питания, больше у них точек соприкосновения нет (ну, по крайней мере, старался, чтобы не было). А так как собирал внавес, то на каждом шаге проверял себя мультиметром и был почти спокоен, когда запускал первый из таймеров.

Получилось вот так (я предупреждал в самом начале):

Включился он как и положено, поэтому я распаял оставшиеся кнопочки и лампочки, включил. Понажимал на кнопочки. Светодиоды включились точно так, как и должны были: нажимаешь кнопку – включился, и так все.

И тут я совершил большую ошибку. Не сделал еще несколько тестовых запусков, а просто огорчился, что не очень хорошо припаял провода к кнопкам, и решил их перепаять. Поэтому я пока не знаю, что именно случилось: то ли изначально сделал что-то не так, то ли что-то успел испортить в момент перепайки проводов.

Но вышло смешно. При повторном включении (с перепаянными проводами) сразу же загорелись три светодиода. А нажатие на кнопки выявило полный хаос: нажимаешь на одну кнопку – загорается ее светодиод (т.е., по идее, включается таймер), нажимаешь другую – первый светодиод гаснет, загорается второй. И так далее.

Опытным путем выяснил, что существует некоторая комбинация нажатий кнопок, при которой зажигаются все светодиоды. Но пока руки не доходят проверить схему на предмет коротких замыканий там, где их не должно быть.

Бонус-трек – играем в сапера:

Подводя итог хочу сказать, что с таймерами развлекся. На практике проверил, что покупать их в Китае можно – приходят рабочие.

И хотя кототаймер сделать не смог, бонусом получил головоломку «Зажги все лампочки». И заодно понимание того, что NE555 – явно не для меня. И вот почему:

Минимальное напряжение питания 4,5В
– большой потребляемый ток

Разумеется, эти недостатки можно побороть заказом CMOS-версии чипа, которая гораздо более экономична и работает, начиная с 1,5В. Но обычные стоят $0,59 за двадцать штук, а CMOS – уже около $10. То есть примерно вдвое дороже контроллера, а если применять в конструкции два и более таймеров, то выгода вообще пропадает.

Так что всем спасибо, я возвращаюсь к ATmega328p, на котором, очевидно, и буду делать таймер кормления.

Ps. А теперь можно я тоже напишу про экранчик от ITEAD Studio? Меня, между прочим, совесть мучает, поскольку, с одной стороны, здесь уже этих экранов было выше крыши, а с другой – надо же выполнять обещание.

Планирую купить +19 Добавить в избранное Обзор понравился +38 +67

Электронные интегральные схемы – такая отрасль нашей науки и техники, возможности которой еще далеко не исчерпаны. Видимо, это и есть ростки того самого искусственного интеллекта, о котором так много уже сказано. Причем, если наш природный интеллект строится на элементах – нейронах – которые можно назвать электронно-химическими, то созданные руками человека интегральные схемы в природе не встречаются. Это чистое изобретение человеческого разума. Оно получено в результате долгой работы по совершенствованию самых обыкновенных электроприборов, которые понадобились людям сразу после открытия электричества – выключателей, резисторов, конденсаторов, полупроводниковых приборов. Совершенствование шло как в направлении усложнения схем, так и в стремлении уместить большое количество элементов на ограниченной площади или в ограниченном объеме. А также создать из все тех же схемных примитивов нечто универсальное, долгоиграющее и омниполезное.

Таймер NE555

История изобретения этого таймера показывает, что настоящие шедевры делаются не всегда в самые лучшие для изобретателей времена, и часто даже в совершенно не высокотехнологичных условиях. Ганс Камензинд в свои 33 года кроме служебных обязанностей имел мечту. Это не всегда бывает по вкусу начальству, и ему пришлось уволиться. Свой шедевр он придумал, сидя в гараже в 1971 году, а через год микросхема на восьми ножках бойко пошла в производство и продажу. Схема простая и, как оказалась, полезная. Быть может, не последнюю роль в удаче сыграло и название, которое толком и объяснить не могут: почему NE – от названия фирмы Signetics? Почему 555 – потому что им полюбилась пятерка? Таймер? – да, но не такой, как обычные. Те, что всегда только безостановочно тикают импульсами, а этот может выдать очень точный интервал времени, и не в каких-то привычных в импульсной технике микросекундах, а в достаточно ощутимом интервале: взять и включить лампочку на несколько секунд.

Схема, как часто и все гениальное, оказалась на стыке двух техник: импульсной и аналоговой.

Аналоговые – операционные усилители – усиливают сигнал до нужного стандарта (2 на входах (двухпороговый компаратор) и 1 на выходе). А в середине работает импульсный RS-триггер, который может как генерировать импульсы (мультивибратор), так и выдавать одиночный импульс заданной протяженности (одновибратор).

И все очень легко регулируется – практически, соотношением параметров двух резисторов и одной емкости, подключенных к микросхеме на входах, а также подачей других сигналов на входы.

Видимо, схема имеет какое-то неуловимо удачное соотношение простоты управления и простоты конструкции, что в сочетании с неожиданным многообразием работы элементов и придало ей популярности на протяжении стольких лет. Потому что перечисленные свойства, как следствие, выразились в совсем даже невысокой стоимости и в применимости в разных схемах – и ширпотребовских, и профессиональных. Они хороши для использования в детских игрушках, реле времени, кодовых замках, космических аппаратах. А ежегодные продажи исчисляются до сих пор миллиардами штук по всему миру. Причем за все время схема не претерпела практически никаких изменений. По какой причине слово «эволюция» под рисунком выше и взято в кавычки. Таймер 555 выпускают многие фирмы по всему миру. Известны и отечественные аналоги NE555 – микросхема КР1006ВИ1 и ее КМОП вариант КР1441ВИ1.

Функциональная схема и описание прибора

Функционально таймер состоит из 5 компонентов. Выводов у схемы больше, чем внутренних блоков, что и говорит о возможной гибкости включения в различные схемные решения с участием данной микросхемы.

Входной внутренний делитель напряжения задает опорные напряжения для двух компараторов – верхнего и нижнего. RS-триггер принимает их сигналы и формирует выходной сигнал, который отправляет на усилитель мощности. Еще имеется дополнительный транзистор с выведенным наружу коллектором, который используется для подключения внешней времязадающей цепочки.

Выводы схемы расположены одинаково, независимо от исполнения микросхемы

Описание выводов схемы

Приведенный ниже даташит содержит выводы и подаваемые на них сигналы, откуда становится немного понятной работа микросхемы. Хотя очень многое зависит от ее подключения.

  1. Земля –

Минусовой общий вывод питания

Плюсовой вывод питания – 8

  1. Запуск

Вход компаратора №2 (нижнего).

Сигнал низкого уровня – аналоговый или импульсный.

Таймер срабатывает на сигнал (аналоговый или импульсный) низкого уровня (порог – 1/3 Vпит)

На 3 выводе появляется выходной сигнал высокого уровня

  1. Выход

Выходной сигнал (высокий уровень) зависит от питания: Vпит – 1,7 В

Низкий уровень (нет сигнала) – примерно 0,25 В

Временная характеристика выходного сигнала определяется внешней времязадающей цепочкой, состоящей из резистора (или резисторов) и емкости.

  1. Сброс

Срабатывает по сигналу низкого уровня (≤ 0,7 В)

Немедленный сброс выходного сигнала

Входной сигнал не зависит от напряжения питания

  1. Контроль

Управление опорным напряжением компаратора №1

Величина напряжения управляет длительностью выходных импульсов (одновибратор) или их частотой (мультивибратор).

  1. Останов

Сбрасывающий сигнал высокого уровня – аналоговый или импульсный

  1. Разряд

Цепь разряда времязадающего конденсатора С

  1. Питание +

Плюсовой провод питания

Vпит = от 4,5 В до 18 В

Минусовой – 1

Применение: варианты подключения NE555 (или NE555 аналогов)

Одновибратор

Емкость С и резистор R задают длительность импульса t, выдаваемого схемой в ответ на сигнал по входу Input (вывод 2). Напряжение питания влияет не на длительность, а на амплитуду выходного сигнала. При выдаче импульса изменение входного сигнала схемой не воспринимается. Через время t схема выдает задний фронт выходного сигнала и возвращается в исходное состояние, после чего готова снова реагировать на входной сигнал. Таким образом, она может выделять информативные всплески (низкого уровня) на фоне помех, так как сигнал на входе в общем случае аналоговый. Может работать как антидребезговая схема.

Генератор импульсов (мультивибратор)

Мультивибратору не нужно подавать на вход никаких сигналов, он начинает работать сразу после включения питания.

Разряженный в начале конденсатор С задает на вход низкий уровень, отчего таймер срабатывает, выдавая на выход высокий потенциал. Его длительность определяется зарядкой конденсатора C через резисторы R1 и R2. Далее происходит разрядка C через R2 и вход 7, что и определяет длительность паузы на таймере. После этого все повторяется, и на выходе получаются импульсы заданной напряжением питания амплитуды и длительностями t 1 и t 2 , то есть частотой f

и скважностью S = T/t 1 . Скважность в данном простейшем подключении более 2 быть не может, так как время импульса t 1 всегда > времени паузы t 2 .

Микросхема 555 практическое применение схемы радиолюбителей. Подробное описание, применение и схемы включения таймера NE555

Микросхема таймер NE555 включает около 20 транзисторов, 15 резисторов, 2 диода. Выходной ток 200 мА, ток потребления примерно на 3 мА больше. Напряжение питания от 4,5 до 18 вольт. Точность таймера не зависит от изменения напряжения питания и составляет не более 1% от расчетного значения.

Datasheet микросхемы NE555, а также калькулятор для расчета обвязки можно скачать в конце статьи.

Назначение выводов:

Вывод №1 — Земля.

Вывод подключается к минусу питания или к общему проводу схемы.

Вывод №2 — Запуск.

Этот вывод является одним из входов №2. При подаче на этот вход импульса низкого уровня, который должно быть не более 1/3 напряжения питания, происходит запуск таймера и на выводе №3 появляется напряжение высокого уровня на время, которое задается внешним сопротивлением Ra+Rb и конденсатором С. Данный режим работы называется — режим моностабильного . Импульс, подаваемый на вывод №2, может быть как прямоугольным, так и синусоидным и по длительности он должен быть меньше чем время заряда конденсатора С.

Вывод №3 — Выход.

Высокий уровень равен напряжению питания минус 1,7 Вольта. Низкий уровень равен примерно 0,25 вольта. Время переключения с одного уровня на другой происходит примерно за 100 нс.

Вывод №4 — Сброс.

При подаче на этот вывод напряжения низкого уровня (не более 0,7в) произойдет сброс таймера и на выходе его установится напряжение низкого уровня. Если в схеме нет необходимости в режиме сброса, то данный вывод необходимо подключить к плюсу питания.

Вывод №5 — Контроль.

Обычно, этот вывод не используется. Однако его применение может значительно расширить функциональность таймера. При подаче напряжения на этот вывод можно управлять длительностью выходных импульсов таймера, а значит отказаться от RC времязадающей цепочки. Подаваемое напряжение на этот вход в режиме моностабильного мультивибратора может составлять от 45% до 90% напряжения питания. А в режиме мультивибратора от 1,7в и до напряжения питания. Соответственно на выходе получится FM модулированный сигнал.

Если этот вывод не используется, то его лучше подключить через 0,01мкФ к общему проводу.

Вывод №6 — Стоп.

Этот вывод является одним из входов компаратора №1. При подаче на этот вывод импульса высокого уровня (не менее 2/3 напряжения питания), работа таймера останавливается, и на выходе таймера устанавливается напряжение низкого уровня. Как и на вывод №2, на этот вывод можно подавать импульсы как прямоугольные, так и синусоидные.

Вывод №7 — Разряд.

Этот вывод соединен с коллектором транзистора Т1, эмиттер которого соединен с общим проводом. При открытом транзисторе конденсатор С разряжается через переход коллектор-эмиттер и остается в разряженном состоянии пока не закроется транзистор. Транзистор закрыт, когда на выходе таймера высокий уровень и открыт, когда на выходе низкий уровень.

Вывод №8 — Питание.

Напряжение питания таймера составляет от 4,5 до16 вольт.

Таймер может работать в двух режимах: моностабильный мультивибратор и генератор прямоугольных импульсов.

1. Моностабильный мультивибратор.

Моностабильный означает, что стабильное состояние у таймера только одно, когда он выключен. Во включенное состояние его можно перевести временно, подав на вход таймера какой-либо сигнал. Время нахождения таймера в активном режиме определяется RC цепочкой.

В начальном состоянии, на выходе таймера (вывод №3) низкий уровень — примерно 0,25 вольт, транзистор Т1 открыт и соответственно конденсатор разряжен. Это состояние таймера стабильное. При поступлении на вход (вывод №2) импульса низкого уровня, включается компаратор №2, который переключает триггер таймера, и как результат на выходе таймера устанавливается высокий уровень. Транзистор Т1 закрывается и через резистор R начинает заряжаться конденсатор С. И пока заряжается конденсатор С на выходе таймера сохраняется высокий уровень. За это время изменения сигнала на входе (вывод №2) не вызовут никакое воздействие на таймер. После того как напряжение на конденсаторе С достигнет 2/3 напряжения питания, включается компаратор №1 и тем самым переключает триггер. В результате на выходе (вывод №3) установится низкий уровень, и таймер восстановит исходное, стабильное состояние. Транзистор Т1 откроется и разрядит конденсатор С.

2. Генератор прямоугольных импульсов.

Таймер генерирует последовательность прямоугольных импульсов определяемых RC цепочкой.

В начальном состоянии конденсатор С разряжен и на входах обоих компараторов низкий уровень, близкий к нулю. Компаратор №2 переключает внутренний триггер и как следствие этого на выходе таймера (вывод №3) устанавливается высокий уровень. Транзистор Т1 закрывается и конденсатор С начинает заряжаться через цепочку резисторов R1 и R2.

Когда, в результате зарядки, напряжение на конденсаторе достигает 2/3 напряжения питания, компаратор №1 переключает триггер, который в свою очередь устанавливает низкий уровень на выходе таймера (вывод №3). Транзистор Т1 открывается и через резистор R2 начинает разряжаться конденсатор С. Как только напряжение на конденсаторе достигнет 1/3 напряжения питания, компаратор №2 снова переключит триггер и на выходе таймера (вывод №3) снова появится высокий уровень. Транзистор Т1 закроется и конденсатор С снова начнет заряжаться.

Часть первая. Теоретическая.

Наверное нет такого радиолюбителя (Мяу, и его кота! – Здесь и далее прим. Кота), который не использовал бы в своей практике эту замечательную микросхему. Ну а уж слышали о ней так точно все.

Её история началась в 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием “Интегральный таймер” (The IC Time Machine ).
На тот момент это была единственная “таймерная” микросхема доступная массовому потребителю. Сразу после поступления в продажу микросхема завоевала бешеную популярность и среди любителей и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем, использующих сей девайс.
За прошедшие 35 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы, в том числе и по более современным техпроцессам. Например, компания Motorola выпускает CMOS версию MC1455. Но при всем при этом в функциональности и расположении выводов никаких различий у всех этих версий нет. Все они полные аналоги друг друга.
Наши отечественные производители тоже не остались в стороне и выпускают эту микросхему под названием КР1006ВИ1.

А вот список заморских производителей, которые выпускают таймер 555 и их коммерческие обозначения:

Производитель

Название микросхемы

Texas Instruments

В некоторых случаях указано два названия. Это означает, что выпускается две версии микросхемы – гражданская, для коммерческого применения и военная. Военная версия отличается большей точностью, широким диапазоном рабочих температур и выпускается в металлическом или керамическом корпусе. Ну и дороже, разумеется.

Начнем с корпуса и выводов.

Микросхема выпускается в двух типах корпусов – пластиковом DIP и круглом металлическом. Правда, в металлическом корпусе она все же выпускалась – сейчас остались только DIP-корпуса. Но на случай, если вам вдруг достанется такое счастье, привожу оба рисунка корпуса. Назначения выводов одинаковые в обоих корпусах. Помимо стандартных, выпускается еще две разновидности микросхем – 556 и 558. 556 – это сдвоенная версия таймера, 558 – счетверенная.


Функциональная схема таймера показана на рисунке прямо над этим предложением.
Микросхема содержит около 20 транзисторов, 15 резисторов, 2 диода. Состав и количество компонентов могут несущественно меняться в зависимости от производителя. Выходной ток может достигать 200 мА, потребляемый – на 3- 6 мА больше. Напряжение питания может изменяться от 4,5 до 18 вольт. При этом точность таймера практически не зависит от изменения напряжения питания и составляет 1% от расчетного. Дрейф составляет 0,1%/вольт, а температурный дрейф – 0,005%/С.

Теперь мы посмотрим на принципиальную схему таймера и перемоем ему кости, вернее ноги – какой вывод для чего нужен и что все это значит.


Итак, выводы (Мяу! Это он про ноги… ):

1. Земля. Особо комментировать тут нечего – вывод, который подключается к минусу питания и к общему проводу схемы.

2. Запуск. Вход компаратора №2. При подаче на этот вход импульса низкого уровня (не более 1/3 Vпит) таймер запускается и на выходе устанавливается напряжение высокого уровня на время, которое определяется внешним сопротивлением R (Ra+Rb, см. функциональную схему) и конденсатором С – это так называемый режим моностабильного мультивибратора. Входной импульс может быть как прямоугольным, так и синусоидальным. Главное, чтобы по длительности он был короче, чем время заряда конденсатора С. Если же входной импульс по длительности все-таки превысит это время, то выход микросхемы будет оставаться в состоянии высокого уровня до тех пор, пока на входе не установится опять высокий уровень. Ток, потребляемый входом, не превышает 500нА.

3. Выход. Выходное напряжение меняется вместе с напряжением питания и равно Vпит-1,7В (высокий уровень на выходе). При низком уровне выходное напряжение равно примерно 0,25в (при напряжении питания +5в). Переключение между состояниями низкий – высокий уровень происходит приблизительно за 100 нс.

4. Сброс. При подаче на этот вывод напряжения низкого уровня (не более 0,7в) происходит сброс выхода в состояние низкого уровня не зависимо от того, в каком режиме находится таймер на данный момент и чем он занимается. Reset, знаете ли, он и в Африке reset. Входное напряжение не зависит от величины напряжения питания – это TTL-совместимый вход. Для предотвращения случайных сбросов этот вывод настоятельно рекомендуется подключить к плюсу питания, пока в нем нет необходимости.

5. Контроль. Этот вывод позволяет получить доступ к опорному напряжению компаратора №1, которое равно 2/3Vпит. Обычно, этот вывод не используется. Однако его использование может весьма существенно расширить возможности управления таймером. Все дело в том, что подачей напряжения на этот вывод можно управлять длительностью выходных импульсов таймера и таким образом, забить на RC времязадающую цепочку. Подаваемое напряжение на этот вход в режиме моностабильного мультивибратора может составлять от 45% до 90% напряжения питания. А в режиме мультивибратора от 1,7в до напряжения питания. При этом мы получаем ЧМ (FM) модулированный сигнал на выходе. Если же этот вывод таки не используется, то его рекомендуется подключить к общему проводу через конденсатор 0,01мкФ (10нФ) для уменьшения уровня помех и всяких других неприятностей.

6. Останов. Этот вывод является одним из входов компаратора №1. Он используется как эдакий антипод вывода 2. То есть используется для остановки таймера и приведения выхода в состояние (Мяу! Тихой паники?! ) низкого уровня. При подаче импульса высокого уровня (не менее 2/3 напряжения питания), таймер останавливается, и выход сбрасывается в состояние низкого уровня. Так же как и на вывод 2, на этот вывод можно подавать как прямоугольные импульсы, так и синусоидальные.

7. Разряд. Этот вывод подсоединен к коллектору транзистора Т6, эмиттер которого соединен с землей. Таким образом, при открытом транзисторе конденсатор С разряжается через переход коллектор-эмиттер и остается в разряженном состоянии пока не закроется транзистор. Транзистор открыт, когда на выходе микросхемы низкий уровень и закрыт, когда выход активен, то есть на нем высокий уровень. Этот вывод может также применяться как вспомогательный выход. Нагрузочная способность его примерно такая же, как и у обычного выхода таймера.

8. Плюс питания. Как и в случае с выводом 1 особо ничего не скажешь. Напряжение питания таймера может находиться в пределах 4,5-16 вольт. У военных версий микросхемы верхний диапазон находится на уровне 18 вольт.


Итак, предположим, что мы подали питание на микросхему. Вход находится в состоянии высокого уровня, на выходе – низкий уровень, конденсатор С разряжен. Все спокойно, все спят. И тут БАХ – мы подаем серию прямоугольных импульсов на вход таймера. Что происходит?
Первый же импульс низкого уровня переключает выход таймера в состояние высокого уровня. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резистор R. Все то время пока конденсатор заряжается, выход таймера остается во включенном состоянии – на нем сохраняется высокий уровень напряжения. Как только конденсатор зарядится до 2/3 напряжения питания, выход микросхемы выключается и на нем появляется низкий уровень. Транзистор T6 открывается и конденсатор С разряжается.
Однако есть два нюанса, которые показаны на графике пунктирными линиями.
Первый – если после окончания заряда конденсатора на входе сохраняется низкий уровень напряжения – в таком случае выход остается активным – на нем сохраняется высокий уровень до тех пор, пока на входе не появится высокий уровень. Второй – если мы активируем вход Сброс напряжением низкого уровня. В этом случае выход сразу же выключится, не смотря на то, что конденсатор все еще заряжается.
Так, лирическую часть закончили – перейдем к суровым цифрам и расчетам. Как же нам определить время, на которое будет включаться таймер и номиналы RC цепочки, необходимые для задания этого времени? Время, за которое конденсатор заряжается до 63,2% (2/3) напряжения питания называется временной константой, обозначим её буковкой t. Вычисляется это время потрясающей по своей сложности формулой. Вот она: t = R*C , где R – сопротивление резистора в МегаОм-ах, С – емкость конденсатора в микроФарад-ах. Время получается в секундах.

К формуле мы еще вернемся, когда будем подробно рассматривать режимы работы таймера. А сейчас пока посмотрим на простенький тестер для этой микросхемы, который запросто скажет вам – работает ваш экземпляр таймера или нет.

Если после включения питания мигают оба светодиода – значит все хорошо и микросхема во вполне рабочем состоянии. Если же хотя бы один из диодов не горит или наоборот – горит постоянно, значит такую микросхемы можно спустить в унитаз с чистой совестью или вернуть назад продавцу, если вы её только что купили. Напряжение питания – 9 вольт. Например, от батареи “Крона”.

Теперь рассмотрим режимы работы этой микросхемы.
Собственно говоря, режимов у нее две штуки. Первый – моностабильный мультивибратор . Моностабильный – потому что стабильное состояние у такого мультивибратора одно – выключен. А во включенное состояние мы его переводим временно, подав на вход таймера какой-либо сигнал. Как уже отмечалось выше, время, на которое мультивибратор переходит в активное состояние, определяется RC цепочкой. Эти свойства могут быть использованы в самых разнообразных схемах. Для запуска чего-либо на определенное время или наоборот – для формирования паузы на заданное время.

Второй режим – это генератор импульсов. Микросхема может выдавать последовательность прямоугольных импульсов, параметры которых определяются все той же RC цепочкой. (Мяу! Хочу цепочку. На хвост. Ну или браслетик. Антистатический. )
Все-таки Кот у нас – зануда.
Начнем сначала, то есть с первого режима.

Схема включения микросхемы показана на рисунке. RC цепочка включена между плюсом и минусом питания. К соединению резистора и конденсатора подключен вывод 6 – Останов. Это вход компаратора №1. Сюда же подключен вывод 7 – Разряд. Входной импульс подается на вывод 2 – Запуск. Это вход компаратора №2. Совершенно простецкая схема – один резистор и один конденсатор – куда уж проще? Для повышения помехоустойчивости можно подключить вывод 5 на общий провод через конденсатор емкостью 10нФ.
Итак, в исходном состоянии, на выходе таймера низкий уровень – около нуля вольт, конденсатор разряжен и заряжаться не хочет, поскольку открыт транзистор Т6. Это состояние стабильное, оно может продолжаться неопределенно долгое время. При поступлении на вход импульса низкого уровня, срабатывает компаратор №2 и переключает внутренний триггер таймера. В результате на выходе устанавливается высокий уровень напряжения. Транзистор Т6 закрывается и начинает заряжаться конденсатор С через резистор R. Все то время, пока он заряжается, на выходе таймера сохраняется высокий уровень. Таймер не реагирует ни на какие внешние раздражители, буде они поступают на вывод 2. То есть, после срабатывания таймера от первого импульса дальнейшие импульсы не оказывают никакого действия на состояние таймера – это очень важно. Так, что там у нас происходит то? А, да – заряжается конденсатор. Когда он зарядится до напряжения 2/3Vпит, сработает компаратор №1 и в свою очередь переключит внутренний триггер. В результате на выходе установится низкий уровень напряжения, и схема вернется в свое исходное, стабильное состояние. Транзистор Т6 откроется и разрядит конденсатор С.

Перейдем ко второму режиму.

В эту схему добавлен еще один резистор. Входы обоих компараторов соединены и подключены к соединению резистора R2 и конденсатора. Вывод 7 включен между резисторами. Конденсатор заряжается через резисторы R1 и R2.
Теперь посмотрим, что же произойдет, когда мы подадим питание на схему. В исходном состоянии конденсатор разряжен и на входах обоих компараторов низкий уровень напряжения, близкий к нулю. Компаратор №2 переключает внутренний триггер и устанавливает на выходе таймера высокий уровень. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резисторы R1 и R2.


Когда напряжение на конденсаторе достигает 2/3 напряжения питания, компаратор №1 в свою очередь переключает триггер и выключает выход таймер – напряжение на выходе становится близким к нулю. Транзистор Т6 открывается и конденсатор начинает разряжаться через резистор R2. Как только напряжение на конденсаторе опустится до 1/3 напряжения питания, компаратор №2 опять переключит триггер и на выходе микросхемы снова появится высокий уровень. Транзистор Т6 закроется и конденсатор снова начнет заряжаться… фууу, чет у меня голова закружилась уже.
Короче говоря, в результате всего этого шаманства, на выходе мы получаем последовательность прямоугольных импульсов. Частота импульсов, как вы вероятно уже догадались, зависит от величин C, R1 и R2. Определяется она по формуле:

Значения R1 и R2 подставляются в Омах, C – в фарадах, частота получается в Герцах.
Время между началом каждого следующего импульса называется периодом и обозначается буковкой t. Оно складывается из длительности самого импульса – t1 и промежутком между импульсами – t2. t = t1+t2 .
Частота и период – понятия обратные друг другу и зависимость между ними следующая:
f = 1/t .
t1 и t2 разумеется тоже можно и нужно посчитать. Вот так:
t1 = 0.693(R1+R2)C ;
t2 = 0.693R2C ;

Ну, с теоретической частью вроде бы покончили. В следующей части рассмотрим конкретные примеры включения таймера 555 в различных схемах и для самого разнообразного использования.
Если у вас еще остались вопросы – их можно задать .


ID: 5

Как вам эта статья?

Продолжаем обзор таймера 555 . В данной статье рассмотрим примеры практического применения данной микросхемы. Теоретический обзор можно прочитать .

Пример №1 — Сигнализатор темноты.

Схема издает звуковой сигнал при наступлении темноты. Пока фоторезистор освещен, на выводе №4 установлен низкий уровень, а значит, NE555 находится в режиме сброса. Но как только освещение падает, сопротивление фоторезистора возрастает и на выводе №4 появляется высокий уровень и как следствие таймер запускается, издавая звуковой сигнал.

Пример №2 — Модуль сигнализации.


Схема представляет один из модулей автосигнализации, который подает сигнал при изменении угла наклона автомобиля. В качестве датчика применен ртутный выключатель. В исходном состоянии датчик не замкнут и на выходе NE555 установлен низкий уровень. При изменении угла наклона автомобиля ртутная капля замыкает контакты, и низкий уровень на выводе №2 запускает таймер.

В результате чего на выходе появляется высокий уровень, который управляет каким-либо исполнительным устройством. Даже после размыкания контактов датчика таймер все равно останется в активном состоянии. Отключить его можно, если остановить работу таймера, подав на вывод №4 низкий уровень. C1 — керамический конденсатор емкостью 0.1мкФ ().

Пример №3 — Метроном.

Метроном — устройство, используемое музыкантами. Он отсчитывает необходимый ритм, который может быть отрегулирован переменным резистором. Схема построена по схеме генератора прямоугольных импульсов. Частота метронома определяется RC-цепочкой.

Пример №4 — Таймер.

Таймер на 10 минут. Таймер включается путем нажатия на кнопку «Пуск», при этом загорается светодиод HL1. По прошествии выбранного временного интервала загорается светодиод HL2. Переменным резистором можно подстроить временной интервал.

Пример №5 — Триггер Шмитта на 555 таймере.

Это очень простая, но эффективная схема . Схема позволяет, подавая на вход зашумленный аналоговый сигнал, получить чистый прямоугольный сигнал на выходе

Пример №6 — Точный генератор.


Генератор повышенной точности и стабильности. Частота подстраивается резистором R1. Диоды — любые германиевые. Можно также применить диоды Шоттки.

Продолжение «Применения таймера NE555 — часть 2» читайте .

Смотреть видео: Применение таймера NE555

Эта статья посвящена микросхеме, сохраняющей популярность уже более 30 лет и имеющей множество клонов. Встречайте — таймер NE555 (он же — LM555, LC555, SE555, HA555, а также
множество других, есть даже советский аналог — КР1006ВИ1). Такую популярность этой микросхеме обеспечили простота, дешивизна, широкий диапазон напряжений питания (4,5-18В), высокая точность и стабильность (температурный дрейф 0,005% / o С, дрейф от напряжения питания — менее 0,1% / Вольт), ну и конечно же, самое главное, — широчайшие возможности применения.

Но, обо всём по порядку. Начнём мы с того, как эта микросхема устроена.

Итак, функциональная схема таймера показана на рисунке 1.

Ноги :

1. GND — земля/общий провод.

2. Trigger — инвертирующий вход компаратора, ответственного за установку триггера. Когда напряжение на этой ноге становится меньше 1/3 Vcc (то есть меньше, чем напряжение на неинвертирующем входе компаратора) — на вход SET триггера поступает логическая 1. Если при этом отсутствуют сигналы сброса на входах Reset, то триггер установится (на его выходе появится логический 0, так как выход инвертированный).

3. Output — выход таймера. На этом выводе присутствует инвертированный сигнал с выхода триггера, то есть когда триггер взведён (на его выходе ноль) — на выводе Output высокий уровень, когда триггер сброшен — на этом выводе низкий уровень.

4. Reset — сброс. Если этот вход подтянуть к низкому уровню, триггер сбрасывается (на его выходе устанавливается 1, а на выходе таймера низкий уровень).

5. Control — контроль/управление. Этот вывод позволяет изменять порог срабатывания компаратора, управляющего сбросом триггера. Если вывод 5 не задействован, то этот порог определяется внутренним делителем напряжения на резисторах и равен 2/3 Vcc. Вывод Control можно использовать, например, для организации обратной связи по току или напряжению (об этом я позднее расскажу).

6. Threshold — порог. Когда напряжение на этом выводе становится выше порогового (которое при незадействованном выводе 5, как вы помните, равно 2/3 Vcc) — происходит сброс триггера и на выходе таймера устанавливается низкий уровень.

7. Discharge — разряд. На этом выходе 555-й таймер имеет транзистор с открытым коллектором. Когда триггер сброшен — этот транзистор открыт и на выходе 7 присутствует низкий уровень, когда триггер установлен — транзистор закрыт и вывод 7 находится в Z-состоянии. (Почему эта нога называется «разряд» вы скоро поймёте.)

8. Vcc — напряжение питания.

Далее, давайте рассмотрим, в чём же основная идея использования этого таймера. Для этого добавим к нашей схеме пару элементов внешней обвязки (смотрим рисунок 2). 4-ю и 5-ю ноги мы пока не будем использовать, поэтому будем считать, что 4-я нога у нас гвоздём прибита к напряжению питания, а 5-я просто болтается в воздухе (с ней и так ничего не будет).

Итак, пусть изначально у нас на второй ноге присутствует высокий уровень. После включения наш триггер сброшен, на выходе триггера высокий уровень, на выходе таймера низкий уровень, на 7-й ноге тоже низкий уровень (транзистор внутри микрухи открыт).

Чтобы произошло переключение триггера — необходимо подать на вторую ногу уровень ниже 1/3 Vcc (тогда переключится компаратор и сформирует высокий уровень на входе Set нашего триггера). Пока уровень на 2-й ноге остаётся выше 1/3 Vcc — наш таймер находится в стабильном состоянии и никаких переключений не происходит.

Ну что ж, — давайте кратковременно подадим на 2-ю ногу низкий уровень (на землю её коротнём, да и всё) и посмотрим что будет происходить.

Как только уровень на 2-й ноге упадёт ниже 1/3 Vcc — у нас сработает компаратор, подключенный к устанавливающему входу триггера (S), что, соответственно, вызовет установку триггера.

На выходе триггера появится ноль (поскольку выход триггера инвертирован), при этом на выходе таймера (3-я нога) установится высокий уровень. Кроме этого транзистор на 7-й ноге закроется и 7-я нога перейдёт в Z-состояние.

При этом через резистор Rt начнёт заряжаться конденсатор Ct (поскольку он больше не замкнут на землю через 7-ю ногу микрухи).

Как только уровень на 6-й ноге поднимется выше 2/3 Vcc — сработает компаратор, подключенный ко входу R2 нашего триггера, что приведёт к сбросу триггера и возврату схемы в первоначальное состояние.

Вот мы и рассмотрели работу схемы, называемой одновибратором или моностабильным мультивибратором, короче говоря, устройства, формирующего единичный импульс.

Как нам теперь узнать длительность этого импульса? Очень просто, — для этого достаточно посчитать, за какое время конденсатор Ct зарядится от 0 до 2/3 Vcc через резистор Rt от постоянного напряжения Vcc.

Сначала решим эту задачку в общем виде. Пусть у нас конденсатор заряжается через резистор R напряжением Vп от начального уровня U 0 .

Таймеры — NA555 , NE555 , SA555 , SE555

1 Особенности
  • Диапазон времени от микросекунд до часов
  • Астабильный или моностабильный режимы
  • Регулируемый коэффициент заполнения
  • ТТЛ —совместимый выход может быть использован как сток или исток (до 200 мА)
  • Изделие соответствует стандарту MIL-PRF-38535

2 Применение
  • Биометрия отпечатков пальцев
  • Биометрия сетчатки глаза
  • RFID — считыватели

3 Описание

Эти устройства предназначены для работы в прецизионных времязадающих цепях и могут производить точные временные задержки или колебания. В режиме временной задержки или в моностабильном режиме временной интервал задается одним внешним резистором или конденсатором.

Пороговый уровень и уровень переключения располагаются в двух третях и одной трети от напряжения питания соответственно. Эти уровни могут быть изменены, путем изменения напряжения на выводе управления. Когда на вход trigger подается сигнал низкого уровня, таймер срабатывает и подает на вывод output высокий уровень напряжения. Если уровни сигналов на выводах trigger и threshold выше порогового уровня то триггер срабатывает и устанавливает низкий уровень напряжения на выводе output . Вывод reset (сброс) может переопределить значения напряжения на всех других выводах, чтобы запустить новый цикл синхронизации. Когда на вывод reset подается низкий уровень напряжения, триггер сбрасывается и устанавливает на выводе output тоже низкий уровень напряжения. Когда на выходе устанавливается низкий уровень, вывод discharge (разряд) замыкается через низкоомный канал на землю.

Выходная цепь способна поддерживать ток до 200 мА. Может работать с напряжением питания от 5 В до 15 В. При напряжении питания 5 В уровни напряжения на выходах совместимы с ТТЛ-входами.

Размеры для разных типов корпусов
Серийный номер Корпус Размеры
xx555 PDIP (8) 9.81 мм × 6.35 мм
SOP (8) 6.20 мм× 5.30 мм
TSSOP (8) 3.00 мм× 4.40 мм
SOIC (8) 4.90 мм× 3.91 мм


6 Расположение и назначение выводов NA555…D или P корпус
NE555…D, P, PS, или PW корпус
SA555…D или P корпус
SE555…D, JG, или P корпус (Вид сверху) SE555…FK корпус (NC — не задействованные выводы)
ВЫВОД I/O Описание
Название D, P, PS, PW, JG FK
NO.
CONT 5 12 I/O Управляет пороговым напряжением компаратора, позволяет отказаться от подключения конденсатора.
DISCH 7 17 O При открытом транзисторе через него происходит разряд времязадающего конденсатора.
GND 1 2 Земля
NC 1, 3, 4, 6, 8, 9, 11, 13, 14, 16, 18, 19 Внутренне не подключенные выводы
OUT 3 7 O Выход таймера для подключения нагрузки
RESET 4 10 I При подаче напряжения низкого уровня на этот вывод таймер сбрасывается и на выводах OUT и DISCH
THRES 6 15 I Остановка работы таймера. Когда напряжение на THRES > CONT на выводах OUT и DISCH устанавливается низкий уровень напряжения
TRIG 2 5 I Запуск таймера. При подаче напряжения на TRIG CONT на выводах OUT и DISCH устанавливается высокий уровень напряжения
V CC 8 20 Напряжение питания, от 4.5 В до 16 В. (SE555 максимум 18 В)

7 Характеристики

7.1 Абсолютные максимальные значения
Мин. Макс. Ед. изм.
V CC Напряжение питания 18 В
V I Входное напряжение CONT, RESET, THRES, TRIG V CC В
I O Выходной ток ±225 мA
θ JA D корпус 97 °C/Вт
P корпус 85
PS корпус 95
PW корпус 149
θ JC Тепловое сопротивление для корпусов FK корпус 5.61 °C/Вт
JG корпус 14.5
T J Рабочая температура 150 °C
Температура корпуса в течении 60 с. FK корпус 260 °C
Температура пайки для корпуса в течении 60 с. JG корпус 300 °C

(1) Абсолютные максимальные значения указывают пределы, превышение которых, может привести к повреждению устройства. Электрические характеристики не применяются при работе с устройством за пределами своих заявленных условий эксплуатации. Воздействие абсолютных максимальных значений на устройство в течении длительного времени, может повлиять на его надежность.

(2) Все напряжения указаны по отношению к земле.

(3) Максимальная рассеиваемая мощность является функцией от T J (max), θ JA , и T A . при любой допустимой равна P D = (T J (max) — T A) / θ JA

(4) Тепловое сопротивление для корпуса рассчитывается по стандарту JESD 51-7.

(5) Максимальная рассеиваемая мощность является функцией от T J (max), θ JC , и T C . Максимально допустимая рассеиваемая мощность при любой допустимой температуре окружающего воздуха равна P D = (T J (max) — T С) / θ JС . Работа на абсолютном максимуме T J от 150°C может повлиять на надежность.

(6) Тепловое сопротивление для корпуса рассчитывается по стандарту MIL-STD-883.

7.2 Температура хранения

В рабочем диапазоне температур на открытом воздухе (если не указано иное)

MIN MAX Ед. изм.
V CC Напряжение питания NA555, NE555, SA555 4.5 16 В
SE555 4.5 18
V I Входное напряжение CONT, RESET, THRES, and TRIG V CC В
I O Выходной ток ±200 мA
T A Рабочая температура на открытом воздухе NA555 –40 105 °C
NE555 0 70
SA555 –40 85
SE555 –55 125

7.4 Электрические характеристики
Параметр Условия испытаний SE555 NA555
NE555
SA555
Ед. изм.
MIN TYP MAX MIN TYP MAX
Уровень напряжения на выводе THRES V CC = 15 В 9.4 10 10.6 8.8 10 11.2 В
V CC = 5 В 2.7 3.3 4 2.4 3.3 4.2
Ток через вывод THRES 30 250 30 250 нA
Уровень напряжения на выводеTRIG V CC = 15 В 4.8 5 5.2 4.5 5 5.6 В
T A = от –55°C до 125°C 3 6
V CC = 5 В 1.45 1.67 1.9 1.1 1.67 2.2
T A = от –55°C до 125°C 1.9
Ток через вывод TRIG при 0 В на TRIG 0.5 0.9 0.5 2 мкA
Уровень напряжения на выводе RESET 0.3 0.7 1 0.3 0.7 1 В
T A = от –55°C до 125°C 1.1
Ток через вывод RESET при V CC на RESET 0.1 0.4 0.1 0.4 мA
при 0 В на RESET –0.4 –1 –0.4 –1.5
Переключающий ток на DISCH в закрытом состоянии 20 100 20 100 нA
Переключающее напряжение на DISCH в открытом состоянии V CC = 5 В, I O = 8 мA 0.15 0.4 В
Напряжение на CONT V CC = 15 В 9.6 10 10.4 9 10 11 В
T A = от –55°C до 125°C 9.6 10.4
V CC = 5 В 2.9 3.3 3.8 2.6 3.3 4
T A = от –55°C до 125°C 2.9 3.8
Низкий уровень напряжения на выходе V CC = 15 В, I OL = 10 мA 0.1 0.15 0.1 0.25 В
T A = от –55°C до 125°C 0.2
V CC = 15 В, I OL = 50 мА 0.4 0.5 0.4 0.75
T A = от –55°C до 125°C 1
V CC = 15 В, I OL = 100 мА 2 2.2 2 2.5
T A = от –55°C до 125°C 2.7
V CC = 15 В, I OL = 200 мA 2.5 2.5
V CC = 5 В, I OL = 3.5 мA T A = от –55°C до 125°C 0.35
V CC = 5 В, I OL = 5 мA 0.1 0.2 0.1 0.35
T A = от –55°C до 125°C 0.8
V CC = 5 В, I OL = 8 мA 0.15 0.25 0.15 0.4
Высокий уровень напряжения на выходе V CC = 15 В, I OH = –100 мA 13 13.3 12.75 13.3 В
T A = от –55°C до 125°C 12
V CC = 15 В, I OH = –200 мA 12.5 12.5
V CC = 5 В, I OH = –100 мA 3 3.3 2.75 3.3
T A = от –55°C до 125°C 2
Потребляемый ток V CC = 15 В 10 12 10 15 мA
V CC = 5 В 3 5 3 6
Низкий уровень на выходе, без нагрузки V CC = 15 В 9 10 9 13
V CC = 5 В 2 4 2 5

(1) Этот параметр влияет на максимальные значения времязадающих резисторов R A и R B в цепи Рис. 12. Для примера, когда V CC = 5 V R = R A + R B ≉ 3.4 МОм, и для V CC = 15 В максимальное значение равно 10 мОм.

7.5 Эксплуатационные характеристики

V CC = от 5 В до 15 В, T A = 25°C (если не указано иное)

Параметр Условия испытаний SE555 NA555
NE555
SA555
Ед. изм.
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс.
Начальная погрешность интервалов времени T A = 25°C 0.5 1.5 1 3 %
Каждый таймер, астабильный 1.5 2.25
Температурный коэффициент временного интервала Каждый таймер, моностабильный T A = MIN to MAX 30 100 50 ppm/
°C
Каждый таймер, астабильный 90 150
Изменение временного интервала от напряжения питания Каждый таймер, моностабильный Рис.2 Выходное напряжение низкого уровня от выходного тока низкого уровня для напряжения питания 10 В. Рис. 5 Потребляемый ток от напряжения питания Рис. 8 Время задержки распространения сигнала от запускающего импульса низкого уровня.

8 Подробное описание

8.1 Обзор

Таймеры серии xx555 популярны и просты в использовании и зачастую применяются для синхронизации временных интервалов от 1 мкс до часов или частот от

8.2 Функциональная блок-схема


  1. RESET может быть заменен TRIG, который можно заменить THRES.

8.3 Описание характеристик

8.3.1 Моностабильный режим работы

Для работы в моностабильном режиме любой из таймеров этой серии может быть подключен как показано на Рис. 9.

Рис. 9 Схема включения для моностабильного режима работа.


Рис. 10 Осциллограмма напряжений для моностабильного режима работы.


Рис 11 Длительность выходного импульса от емкости конденсатара

8.3.2 Астабильный режим работы

Рис. 12 Схема включения для астабильного режима работы. Рис. 13 Осциллограмма напряжений для астабильного режима работы.

9. Применение

9.1 Информация для применения

В таймерах серии xx555 используются резистор и конденсатор для формирования времени задержки или рабочей частоты. В данном разделе представлена упрощенная информация для разработки схем.

9.2 Типичные схемы применения

9.2.1 Индикатор пропуска импульсов Рис. 16 Схема индикатора пропуска импульсов

9.2.2 Требования к проектированию

Входная ошибка (отсутствие импульса) должна быть большой. Небольшой входной сигнал не будет обнаружен, так как времязадающий конденсатор «C» будет разряжен.

9.2.1.1 Подробное описание проектирования

Следует подобрать величину R A и C таким образом, чтобы R A × C>[максимальной длительности входного импульса]. R L улучшает V OH , но не является обязательным для совместимости с ТТЛ-логикой.

9.2.1.2 Диаграмма напряжений Рис. 17 Осциллограмма выполнения синхронизации для индикатора пропуска импульсов

9.2.2 ШИМ регулятор на 555

Работа таймера может регулироваться, с помощью изменения внутреннего порога срабатывания и переключения, которое осуществляется подачей внешнего напряжения или тока на вывод CONT. На показана схема для широтно-импульсной модуляции. Непрерывная последовательность входных импульсов запускает моностабильный мультивибратор, а управляющий сигнал модулирует пороговое напряжение. На показана, полученная на выходе широтно-импульсная модуляция. В то врем как синусоидальный модулирующий сигнал может быть любой формы.

Рис. 18 Схема ШИМ-регулятора на 555

Номера выводов показаны для корпусов D, JG, P, PS, и PW.

  1. Модулирующий сигнал может быть подключен напрямую или через емкость к выводу CONT. Для подключения напрямую воздействие напряжения и сопротивления источника модуляции на отклонение таймера, должно учитываться.

9.2.2.1 Требования к проектированию

На вход синхронизации должны подаваться V OL и V OH больше и меньше 1/3 напряжения питания. Напряжение на входе модулирующего сигнала должно изменяться относительно земли. Подключаемая нагрузка должна быть терпима к нелинейности передаточной функции; связь между модуляцией и шириной импульса не является линейной, поскольку заряд конденсатора в RC-цепочке идет по отрицательной экспоненциальной кривой.

9.2.2.2 Подробное описание проектирования

Следует подобрать R A и C таким образом, чтобы R A × C = 1/4 [периода синхронизации]. R L улучшает V OH , но не является обязательным для совместимости с ТТЛ-логикой.

9.2.2.3 Диаграмма напряжений Рис. 19 Осциллограмма ШИМ-модуляции.

9.2.3 Фазово-импульсная модуляция

На показана схема включения 555 для работы в качестве фазово-импульсного регулятора. В этой схеме регулируется пороговое напряжение и, тем самым, время задержки, связанное с несинхронизируемым генератором.На показан сигнал треугольной формы для этой цепи; однако сигнал может быть любой формы.

Рис. 20 Схема включения для фазово-импульсной модуляции

9.2.3.1 Требования к проектированию

Постоянный и переменный ток на входе модулирующего сигнала, будут изменять верхние и нижние пороговые значения напряжения времязадающего конденсатора. Частота и коэффициент заполнения будут измениться в зависимости от модулирующего сигнала.

9.2.3.2 Подробное описание проектирования

Номинальная выходная частота и коэффициент заполнения можно вычислить по формуле для астабильного мультивибратора. R L улучшает V OH , но не является обязательным для совместимости с ТТЛ-логикой.

9.2.3.3 Диаграмма напряжений Рис. 21 Осциллограмма напряжений для фазово-импульсной модуляции

9.2.4 Последовательный таймер

Многие устройства, например такие как компьютеры требуют сигналы для инициализации условий во время запуска. Другие, такие как испытательное оборудование требуют активирующих тестовых сигналов в последовательности импульсов. Данная схема может быть подключена, чтобы обеспечить такое последовательное управление. Таймеры могут использоваться в различных комбинациях, как с астабильной так и моностабильной схемой подключения, с модуляцией и без для исключительно гибкого управления формой сигнала. На показана последовательная схема с возможность применения во многих системах, а на показана диаграмма напряжений на выходе.

Рис. 22 Последовательный таймер на 555

9.2.4.1 Требования к проектированию

Последовательный таймер представляет собой цепочку из нескольких, соединенных между собой, таймеров, подключенных по моностабильной схеме. Подключенные компоненты — резисторы 33 кОм и конденсаторы 0.001 мкФ.

9.2.4.2 Подробное описание проектирования

Величину времязадающих конденсаторов и резисторов можно рассчитать по формуле: t w = 1.1 × R × C.

9.2.4.3 Диаграмма напряжений

Рис. 23 Осциллограммы напряжений на выходах

Интегральный таймер NE555 – Статьи об энергетике

Микросхема интегрального таймера NE555, разработанная еще в 1972 году, является одной из легендарных микросхем в электронике, не утративших свою актуальность и в наше время. Разработчиком микросхемы NE555 был Ганс Р. Камензинд, на тот момент сотрудник фирмы Signetics. Позднее микросхема NE555 послужила основой для создания сдвоенных (IN556N) и счетверенных (IN558N) таймеров.

Впервые упоминание микросхемы NE555 в советской радиотехнической литературе появилось в 1975 году в журнале «Электроника». Лишь в конце 80-х был разработан отечественный аналог NE555 – микросхема таймера КР1006ВИ1. В промышленности же отечественная микросхема применялась при создании видеомагнитофона «Электроника ВМ12». На мировом радиотехническом рынке также существовало огромное количество аналогов NE555. Все они выпускаются в корпусе DIP8, а также в малогабаритном SOIC8.

Схема электрическая принципиальная микросхемы интегрального таймера NE555 показана ниже. В состав микросхемы входит более 20 транзисторов. Основные технические характеристики микросхемы NE555:
– напряжение питания 4,5…18В;
– максимальный выходной ток 200мА;
– потребляемый ток до 206 мА.

Интегральный таймер КР1006ВИ1 является полным аналогом NE555, поэтому рассматривать функциональную схему NE555 будем на примере КР1006ВИ1.

Среди функциональных блоков выделяют RS-триггер (DD1), компараторы (DA1 и DA2), выходной усилительный каскад, построенный по двухтактной схеме, и дополнительный транзистор VT3. Назначение транзистора VT3 –сброс времязадающего конденсатора при использовании микросхемы в качестве генератора. Сброс триггера происходит при подаче логического единицы (Uпит/2…Uпит) на вход R. Если триггер сброшен, то на выходе микросхемы (выв. 3) присутствует низкий уровень напряжения (транзистор VT2 открыт).

Работа триггера основывается на следующем принципе: триггер «установлен» – на выходе логическая единица (на инверсном логический ноль), триггер «сброшен» – на выходе логический ноль (на инверсном логическая единица).

По функциональной схеме микросхемы трудно понять в чем же она уникальна. Вся оригинальность заключается в способе управления триггером, а именно формировании управляющих сигналов. Управляющие сигналы формируются на компараторах DA1 и DA2, на один из входов которых подана опорное напряжение. Чтобы сформировать управляющие сигналы необходимо получить на входах триггера (выходах компараторов) сигналы высокого уровня.

Для запуска таймера необходимо подать на вход Uзап (выв. 2) напряжение в пределах 0…1/3Uпит. Этот сигнал вызовет срабатывание триггера и на выходе сформируется сигнал высокого напряжения. Сигнал больше чем 1/3Uпит не вызовет каких-либо изменений в состоянии микросхемы, т.к. опорное напряжения для компаратора DA2 составляет 1/3 Uпит.

Останов таймера происходит при сбросе триггера. Для этого напряжение на входе Uпор (выв. 6) должно превысить 2/3Uпит (опорное напряжение для компаратора DA1 составляет 2/3Uпит). При сбросе на выходе микросхемы устанавливается сигнал низкого уровня и разряд времязадающего конденсатора.

Регулировка опорного напряжения может производиться путем подключения дополнительного сопротивления или источника питания к выводу 5 микросхемы.



Всего комментариев: 0


Схема светодиодного маяка

. Схема светодиодного маяка. Крепление. Источники питания. Блеск

Мигающие светодиоды часто используются в различных сигнальных цепях. В продаже достаточно давно появились светодиоды (LED) различных цветов, которые при подключении к источнику питания периодически мигают. Для их моргания никаких дополнительных деталей не требуется. Внутри такого светодиода вмонтирована миниатюрная интегральная микросхема, управляющая его работой. Однако для начинающего радиолюбителя гораздо интереснее сделать мигающий светодиод своими руками, а заодно изучить принцип работы электронной схемы, в частности, мигалки, освоить навыки работы с паяльником. .

Как сделать светодиодную мигалку своими руками

Существует множество схем, с помощью которых можно принудительно мигать светодиодом. Прошивки могут быть выполнены как из отдельных радиодеталей, так и на базе различных микросхем. Сначала мы рассмотрим схему мигания мультивибратора на двух транзисторах. Для его сборки подойдут самые ходовые детали. Их можно приобрести в магазине радиодеталей или «майнерах» у телевизоров, радиоприемников и другого радиооборудования.Также во многих интернет-магазинах можно купить комплекты деталей для сборки таких светодиодных заслонок.

На рисунке показана схема вспышек мультивибратора, состоящая из всех девяти частей. Для его сборки потребуется:

  • два резистора 6,8 – 15 кОм;
  • два резистора сопротивлением 470 – 680 Ом;
  • два маломощных транзистора, имеющих структуру n-P-N, например, КТ315b;
  • два электролитических конденсатора емкостью 47-100 мкФ
  • один маломощный светодиод любого цвета, например красный.

Необязательно, чтобы части пары, такие как резисторы R2 и R3, имели одинаковое значение. Небольшой разброс номиналов не влияет на работу мультивибратора. Также этот флаг на светодиодах не критичен для напряжения питания. Уверенно работает в диапазоне напряжений от 3 до 12 вольт.

Схема мигания мультивибратора работает следующим образом. Во время подачи схемы питания один из транзисторов всегда будет открыт чуть больше другого.Причиной может быть, например, немного больший коэффициент передачи тока. Пусть изначально транзистор Т2 открыт изначально больше. Затем через его базу и резистор R1 будет протекать зарядный ток конденсатора С1. Транзистор T2 будет в открытом состоянии, и его токоприемник будет протекать через R4. На положительном фронте конденсатора C2, подключенного к коллектору T2, будет низкое напряжение, и он не будет заряжаться. По мере заряда C1 базовый ток T2 будет уменьшаться, а напряжение на коллекторе расти.В какой-то момент это напряжение станет таким, что заряд конденсатора C2 потечет и транзистор T3 начнет открываться. C1 начнет разряжаться через транзистор T3 и резистор R2. Падение напряжения на R2 надежно замыкает Т2. В это время через открытый транзистор T3 и резистор R1 будет протекать ток и светодиод LED1 будет гореть. В дальнейшем циклы циркуляции конденсаторов будут повторяться поочередно.

Если посмотреть на осциллограммы на коллекторах транзисторов, то они будут иметь форму прямоугольных импульсов.

Когда ширина (длительность) прямоугольных импульсов равна расстоянию между ними, говорят, что сигнал имеет форму меандра. Снимая осциллограммы с коллекторов обоих транзисторов одновременно, можно отметить, что они всегда в противофазе. Длительность импульсов и время между их повторениями напрямую зависят от работы R2C2 и R3C1. Изменяя коэффициент продуктивности, вы можете изменять продолжительность и частоту миганий светодиода.

Для сборки мигающей светодиодной схемы понадобится паяльник, припой и флюс. В качестве флюса можно использовать канифоль или жидкий флюс для пайки, продаваемый в магазинах. Перед сборкой конструкции необходимо тщательно очистить и приподнять выводы радиодеталей. Выводы транзисторов и светодиода следует подключать по назначению. Также необходимо соблюдать полярность включения электролитических конденсаторов. Маркировка и назначение конвейеров транзисторов CT315 показаны на фото.

Мигающий светодиод на одной батарее

Большинство светодиодов работают при напряжении более 1,5 В. Поэтому их невозможно простым способом Слезть с аккумулятора одним пальцем. Однако на светодиодах есть флаги мигания, позволяющие преодолеть эту трудность. Один из них показан ниже.

В схеме фонаря на светодиодах две цепочки конденсаторов: R1C1R2 и R3C2R2. Время заряда конденсатора C1 намного больше, чем заряда конденсатора C2. После заряда С1 оба транзистора и конденсатор С2 оказываются последовательно подключенными к аккумулятору.Через транзистор T2 на светодиод подается полное напряжение батареи и конденсатор. Загорается светодиод. После разряда конденсаторов С1 и С2 транзисторы закрываются и начинается новый цикл зарядки конденсаторов. Такая схема мигания на светодиодах называется схемой подавления напряжения.

Мы рассмотрели несколько заслонок на светодиодах. Собирая эти и другие устройства, можно не только научиться паять и считывать электронные схемы. На выходе можно получить вполне работоспособные приспособления, пригодные в повседневной жизни.Дело ограничивается только фантазией создателя. Показывая плавку, можно, например, сделать сигнализацию открытой двери холодильника или указатель поворота велосипеда. Сделайте вспышку мягким игрушкам.


Схема светодиодного маяка на таймере КР1006Ви1

Данную конструкцию, а точнее ее схему можно назвать простой и доступной. Устройство работает на базе таймера КР1006В1, имеющего два прецизионных компаратора.Кроме того, устройство включает в себя оксидный конденсатор с временной задержкой С1, делитель напряжения на сопротивлениях R1 и R2. С третьего выпуска микросхемы DA1 управляющие импульсы следуют за светодиодами HL1-HL3.

Включение схемы осуществляется при помощи тогглера SB1. В начальный момент времени на выходе таймера высокий уровень напряжения и светятся светодиоды. Контейнер C1 начинает заряжаться по цепи R1 R2. Через одну секунду время можно регулировать сопротивлениями R1 R2 и конденсатора С1, напряжение на пластинах конденсатора достигает значений срабатывания одного из компараторов.При этом напряжение на выходе трех DA1 будет нулевым, светодиоды нервничают. Так продолжается от цикла в цикле, пока применяется радиолюбительская структура.

Рекомендуется использовать мощные светодиоды HPWS-T400 или аналогичные им с потребляемым током не более 80 мА. Вы можете использовать один светодиод, например LXHL-DL-01, LXHL-FL1C, LXYL-PL-01, LXHL-ML1D, LXHL-PH01.

Находить в темноте различные предметы или, например, домашних животных будет легче, если они прикрутят нашу радиолюбительскую разработку, которая с наступлением темноты автоматически включится и начнет подавать световой сигнал.

Обычный несимметричный мультивибратор на биполярных транзисторах разной проводимости VT2, VT3, генерирующий короткие импульсы с интервалом в пару секунд. Источник света – мощный светодиод HL1, датчик освещенности – фототранзистор.

Фототранзистор с сопротивлениями R1, R2 образует делитель напряжения в цепи базы транзистора VT2. В светлое время суток напряжение на эмиттерном переходе транзистора VT2 низкое, и он запирается своим собратом VT3.С наступлением темноты транзисторы начинают работать в режиме генерации импульсов, от которых мигает светодиод

Электронные трюки для любознательных детей Кашкаров Андрей Петрович

3.17. Фонарик: Сделай сам

Фонари используются в электронных охранных комплексах и на автотранспортных средствах как устройства индикации, сигнализации и предупреждения. Причем внешний вид и «начинка» зачастую ничем не отличаются от проблесковых маячков аварийно-оперативных служб (спецсигналов).

Внутренняя «начинка» классических карт поражает своим анахронизмом: то есть, то в продаже регулярно появляются штатные маячки на базе мощных фонарей с вращающимся патроном (жанр классика) или ламп типа ЛАМПА-120, IFCM- 120 со стробоскопическим устройством, обеспечивающим мигания через равные промежутки времени (импульсные маяки).

Тем временем на дворе XXI век, в котором продолжается триумфальное шествие сверхъярких (и мощных через световой поток) светодиодов.

Одним из принципиальных моментов в пользу замены ламп накаливания и галогенных ламп на светодиоды, в частности в проблесковых маячках, является ресурс и стоимость светодиода.

Под ресурсом, как правило, понимают срок безотказного обслуживания.

Ресурс светодиода определяется двумя составляющими: ресурсом самого кристалла и ресурсом оптической системы. Подавляющее большинство производителей светодиодов используют для оптических систем различные комбинации эпоксидных смол с разной степенью очистки. В частности, из-за этого светодиоды имеют ограниченный ресурс в этой части параметров, после чего слегка «бормочут».

Разные компании-производители (не афишируя их) декларируют свой товарный ресурс в виде светодиодов от 20 до 100 тысяч (!) Часов. С последней цифрой я категорически не согласен, потому что мне слабо, что отдельно подобранный светодиод будет непрерывно работать 12 лет. За это время даже бумага, на которой печатается моя книга.

Однако совершенно очевидно, что залогом большого ресурса является обеспечение тепловых режимов и мощностей светодиодов.

В любом случае по сравнению с ресурсом традиционных ламп накаливания (менее 1000 часов) и газоразрядных ламп (до 5000 часов) светодиоды на несколько порядков длиннее.

Преобладание светодиодов с мощным световым потоком 20-100 лм (люмен) в новейших электронных устройствах промышленного производства, где даже заменяются лампы накаливания, побуждает и радиолюбителей применять такие светодиоды в своих конструкциях. Таким образом, я говорю о замене в аварийных и специальных ламповых маяках различного назначения на мощные светодиоды. Причем при такой замене основного потребляемого тока от блока питания он уменьшится, и будет зависеть в основном от тока потребления используемого светодиода.

Для использования совместно с автомобилем (в качестве специального сигнала, указателя аварийного света и даже «знака аварийной остановки» на дорогах) потребление тока принципиально не принципиально, так как аккумулятор автомобиля имеет достаточно большую энергоемкость (55 или больше а / ч).

Если маяк питается от другого источника питания (автономного или стационарного), зависимость потребления тока от установленного внутри оборудования прямая. Кстати, машину можно разряжать при длительной работе без подзарядки аккумулятора.

Например, «классический» маяк оперативных и аварийных служб (синий, красный, оранжевый – соответственно) при питании 12В потребляет ток более 2,2 А. Этот ток потребляется с учетом потребления электродвигателем вращающегося патрон и ток потребления самой лампы. При работе мигающего импульсного маячка ток потребления снижается до 0,9 А.

Если вместо импульсной схемы Collect LED (об этом ниже), ток потребления снизится до 300 мА (в зависимости от используемых мощных светодиодов).Экономия в деталях очевидна.

Приведенные данные подтверждены практическими экспериментами, проведенными автором в мае 2012 г. в Санкт-Петербурге (испытано 6 различных классических проблесковых маячков).

Конечно, вопрос о силе или, лучше сказать, интенсивности света от некоторых мигалок не изучается, так как у автора нет специального оборудования (люка-сомера) для такого теста. Но в связи с предлагаемыми ниже новаторскими решениями этот вопрос остается второстепенным.

Ведь даже относительно слабых световых импульсов (в частности от мощных светодиодов) ночью и в темноте более чем достаточно, чтобы маяк был замечен за несколько сотен метров. Это в этом смысле долгое предупреждение, не правда ли?

Теперь рассмотрим электрическую схему «Замена лампы» фонарика (рис. 3.48).

Рис. 3.48. Схема простого электрического маяка

Эту электрическую схему мультивибратора смело можно назвать простой и доступной.

Устройство разработано на базе популярного интегрального таймера CR1006V1, содержащего 2 прецизионных компаратора, обеспечивающих погрешность сравнения напряжений не хуже ± 1%.Таймер неоднократно использовался радиолюбителями для построения таких популярных схем и устройств, как реле времени, мультивибраторы, преобразователи, сигнализаторы, устройства сравнения напряжений и другие.

Мастер раскрывает секрет простой светодиодной мигалки со звуком, построенной своими руками на основе электроники из сломанных электронно-механических часов.

Как сделать прошивальщик со звуком своими руками

Для работы нужен механизм от электронно-механических часов с тикающим механизмом.Подойдет сломанный механизм, так как неисправность на 99% связана с поломкой механики. Обратите внимание, что механизм плавного движения не подходит. Механизмы различить несложно, если внимательно посмотреть фото, то под кожухом тикающих часов хорошо заметны 3 большие шестерни, а под кожухом механизма плавного хода четыре шестерни. Процесс извлечения платы электроники хорошо показан на видео. Далее работу со схемой необходимо проводить по следующей инструкции:

1.Снять своими руками всю механику и отложить в сторону. Провода от катушки можно разрезать.

2. Помечаем полярность клемм питания на плате. Осторожно повторно закройте плату электроники и снимите ее.

Механизм тикающего хода

3. Сдам смену контактных площадок. Делать это нужно быстро и аккуратно. Платформы при перегреве легко отслаиваются, а затем лопаются.

4. Транспортировочные силовые провода. Микросхема часов будет работать при заполнении напряжения с 1.От 5 до 5 вольт.

5. Продается звуковой излучатель типа TR1203 и любой светодиод в зависимости от того, для каких целей вы хотите использовать получившуюся схему. Смотрите видео и фото схемы флешера. Мигание будет работать и каждую секунду должен мигать светодиод, а затем рис. Эта схема пожалуй и отличается от всех подобных вспышек пикелей. Можно подключить к схеме два светодиода и они будут последовательно и поочередно мигать, чем не готовый контроллер для летающих моделей копий самолетов?

Всем снова привет! В этой статье я расскажу начинающим радиолюбителям про , как сделать простой прошивальщик Total на одном транзисторе дешевле.Конечно, можно найти готовые, но они есть не во всех городах, частота их вспышек не регулируется, а напряжение питания довольно ограничено. Часто бывает проще не ходить по магазинам и не ждать неделю заказа из интернета (когда прошивальщик нужен здесь и сейчас), а собрать за пару минут простейшую схему. Для изготовления конструкции нам потребуется:

1 . Транзистор типа Кт315 (неважно, будут ли это буквы Б, Б, Г – все пойдут).

2 . Конденсатор электролитический Напряжение не менее 16 вольт, а емкостью 1000 мкФ – 3000 мкФ (чем меньше емкость, тем быстрее мигает светодиод).

3 . Резистор 1 ком, мощность правда сколько угодно.

4 . Светодиод (Любой цвет, кроме белого).

5 . Два провода (желательно многожильный).

Для начала сама светодиодная схема Перепрошивка.Теперь приступим к его изготовлению. Можно сделать как опцию на pCBA, а можно и навесную установку, это выглядит так:


Паяем транзистор, затем электролитический конденсатор, в моем случае это 2200 мкФ. Не забывайте, что у электролитов есть полярность.


Генератор сигналов для 555 различных форм. Генератор прямоугольных волн на NE555

555 – аналоговая интегральная схема, универсальный таймер – устройство для формирования (генерации) одиночных и повторяющихся импульсов со стабильными временными характеристиками.Он используется для создания различных генераторов, модуляторов, реле времени, пороговых устройств и других компонентов электронного оборудования. В качестве примеров использования микросхемы таймера можно указать функции восстановления цифрового сигнала, искаженного в линиях связи, отражающие фильтры, двухпозиционные регуляторы в системах автоматического управления, импульсные преобразователи мощности, устройства управления шириной импульса, таймеры и т. Д.

В этой статье я расскажу о построении генератора на этой микросхеме. Как написано выше, мы уже знаем, что микросхема генерирует повторяющиеся импульсы со стабильными временными характеристиками, и это то, что нам нужно.

Коммутационная цепь в нестабильном режиме. На рисунке ниже это показано.

Поскольку у нас есть генератор импульсов, мы должны знать их приблизительную частоту. Которую рассчитываем по формуле.

Значения R1 и R2 подставляются в Ом, C – в фарадах, частота получается в Герцах.
Время между началом каждого следующего импульса называется периодом и обозначается буквой t. Он состоит из длительности самого импульса – t1 и интервала между импульсами – t2.т = т1 + т2.

Частота и период – это противоположные понятия, и соотношение между ними следующее:
f = 1 / t.
t1 и t2, конечно, тоже можно и нужно вычислить. Вот так:
t1 = 0,693 (R1 + R2) C;
t2 = 0,693R2C;

У нас получилась вот такая теория, и перейдем к практике.

Разработана простая схема со всеми подробностями.

Расскажу о его особенностях. Как многие уже поняли, переключатель S2 используется для переключения рабочей частоты.Для усиления сигнала используется транзистор КТ805 (установить на небольшой радиатор). Резистор R4 используется для регулировки тока выходного сигнала. Сама микросхема служит генератором. Рабочий цикл и частота рабочих импульсов изменяются резисторами R3 и R2. Диод служит для увеличения скважности (можно вообще исключить). Также есть шунт и индикатор работы, для него используется светодиод со встроенным ограничителем тока (можно использовать обычный светодиод, ограничив ток резистором 1 кОм).Собственно это все, потом я покажу, как выглядит рабочий аппарат.

Вид сверху, видны переключатели рабочей частоты.

Я прикрепил памятку внизу.

Эти подстроечные резисторы регулируют рабочий цикл и частоту (их обозначение можно увидеть в памятке).

Боковой выключатель питания и выход сигнала.

Перечень радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Кол-во Примечание Магазин Мой блокнот
IC1 Программируемый таймер и генератор

NE555

1 Найти LCSC В блокноте
Т1 Транзистор биполярный

KT805A

1 Найти LCSC В блокноте
D1 Выпрямительный диод

1N4148

1 Найти LCSC В блокноте
C1 Конденсатор 1 нФ 1 Найти LCSC В блокноте
C2 Конденсатор 100 нФ 1 Найти LCSC В блокноте
C3 Конденсатор 1000 нФ 1 Найти LCSC В блокноте
C4 Конденсатор электролитический 100 мкФ 1 Найти LCSC В блокноте
R1 Резистор

500 Ом

1

Электрический импульс – это кратковременный скачок напряжения или тока.То есть это событие в цепи, в котором напряжение резко возрастает в несколько раз, а затем так же резко падает до исходного значения. Ярчайший пример – электрический импульс, заставляющий наше сердце биться. Наибольшее количество импульсов происходит в нервных клетках головного и спинного мозга. Думаем и решаем уроки благодаря электрическим импульсам!

А как насчет электроники? Импульсы используются в электронике повсеместно. Например, в микроконтроллерах или даже в полноценных процессорах домашнего компьютера электрические импульсы задают ритм его работы.Их также называют тактовыми или синхроимпульсами. Иногда производительность компьютеров сравнивают именно по значениям тактовой частоты.

Все данные внутри электронных устройств также передаются с помощью импульсов. Наш Интернет, проводной и беспроводной, сотовая связь и даже пульт от телевизора – все используют импульсный сигнал. Попробуем выполнить несколько задач и на собственном опыте разберемся в особенностях генерации электрических импульсов. Начнем с знакомства с их важными характеристиками.

1. Период и скважность импульсного сигнала

Представим, что мы готовимся к Новому году и нам просто нужно сделать мигающую гирлянду. Так как самостоятельно заставить его мигать не знаем, сделаем гирлянду с пуговицей. Мы сами нажмем кнопку, тем самым соединив цепь гирлянды с источником питания и заставив лампочки загореться.

Принципиальная схема гирлянды с ручным управлением будет выглядеть так:

Внешний вид


Собираем схему и делаем небольшой тест.Попробуем управлять гирляндой по простому алгоритму:

  1. нажмите кнопку;
  2. ждать 1 секунду;
  3. отпустить кнопку;
  4. подождите 2 секунды;
  5. перейти к шагу 1.

Это алгоритм пакетной обработки. Нажимая кнопку по алгоритму, мы тем самым генерируем реальный импульсный сигнал! Нарисуем его временную диаграмму на графике.


Для этого сигнала мы можем определить период и частоту повторения. Период повторения (T) – это время, необходимое гирлянде для возврата в исходное состояние … На рисунке отчетливо показан этот отрезок, он равен трем секундам. Величина, обратная периоду повторения, называется частотой периодического сигнала (F) … Частота сигнала измеряется в герцах. В нашем случае:

F = 1 / T = 1/3 = 0,33 Гц

Период повторения можно разделить на две части: когда гирлянда горит и когда нет. Продолжительность времени, в течение которого гирлянда горит, называется длительностью импульса (t) .

А теперь самое интересное! Отношение периода повторения (T) к длительности импульса (t) называется , рабочий цикл .

S = Т / т

Рабочий цикл нашего сигнала S = 3/1 = 3. Рабочий цикл безразмерный.

В англоязычной литературе используется другой термин – рабочий цикл … Это величина, обратная рабочему циклу.

D = 1 / S = т / т

В случае нашей гирлянды коэффициент заполнения:

D = 1/3 = 0.33 (3) ≈ 33%

Этот параметр является более описательным. D = 33% означает, что треть периода занята импульсом. И, например, при D = 50% длительность высокого уровня сигнала на выходе таймера будет равна длительности низкого уровня.

2. Формирование импульсного сигнала с помощью микросхемы 555

А теперь попробуем заменить человека и кнопку, потому что мы не хотим включать и выключать гирлянду каждые 3 секунды на протяжении всего праздника.

В качестве автоматического генератора импульсов мы используем очень известную микросхему семейства 555. Микросхема 555 представляет собой генератор одиночных или периодических импульсов с заданными характеристиками. По-другому этот класс микросхем называют таймерами.

Существуют различные модификации таймера 555, разработанные разными компаниями: KR1006VI1, NE555, TLC555, TLC551, LMC555. Как правило, все они имеют одинаковый набор контактов.


Также производители выделяют два режима работы таймера: однократный и мультивибратор.Нам подходит второй режим, именно в нем таймер будет непрерывно генерировать импульсы с заданными параметрами.

Например, подключим один светодиод к таймеру 555. Причем мы используем вариант, когда положительный вывод светодиода подключен к источнику питания, а земля – ​​к таймеру. Позже станет понятно, зачем мы это делаем.

Принципиальная схема

Внешний вид макета


Примечание.

В этой схеме есть три компонента без номинала: резисторы Ra и Rb и конденсатор C1 (далее просто C).Дело в том, что именно с помощью этих элементов и характеристики формируемого импульсного сигнала … Делается это по несложным формулам, взятым из технической документации на микросхему.

T = 1 / F = 0,693 * (Ra + 2 * Rb) * C; (1)

t = 0,693 * (Ra + Rb) * C; (2)

Ra = T * 1,44 * (2 * D-1) / C; (3)

Rb = T * 1,44 * (1-D) / C. (4)

Здесь F – частота сигнала; Т – период импульса; t – его продолжительность; Ra и Rb – требуемые сопротивления.Исходя из этих формул, коэффициент заполнения не может быть меньше 50% (иначе мы получим отрицательное значение сопротивления). Вот это новость! Но что делать с гирляндой? Действительно, согласно нашему заявлению, скважность импульсного сигнала непременно должна составлять 33%.

Есть два способа обойти это ограничение. Первый способ – использовать другую схему подключения таймера. Существуют более сложные схемы, позволяющие варьировать параметр D во всем диапазоне от 0 до 100%. Второй способ не требует переделки схемы.Мы просто инвертируем вывод таймера!

Собственно, в предложенной выше схеме мы это уже сделали. Напомним, мы подключили катод светодиода к выходу таймера. В этой схеме светодиод будет гореть, когда на выходе таймера низкий уровень.

Если это так, то нам необходимо отрегулировать сопротивления Ra и Rb цепи так, чтобы рабочий цикл D составлял 66,6%. Учитывая, что T = 3 сек, а D = 0,66, получаем:

Ra = 3 * 1,44 * (2 * 0,66 – 1) /0,0001 = 13824 Ом

руб = 3 * 1.44 * (1-D) /0,0001 = 14688 Ом

Фактически, если мы используем более точные значения D, мы получаем Ra = Rb = 14 400 Ом. Вряд ли мы найдем резистор с таким номиналом. Скорее всего, нам нужно поставить несколько резисторов последовательно, например: один резистор 10 кОм и 4 штуки по 1 кОм. Для большей точности можно добавить еще два резистора по 200 Ом.

Результат должен выглядеть примерно так:

В этой схеме используются резисторы на 15 кОм.

3. Подключение группы светодиодов к таймеру 555

Теперь, когда мы научились задавать нужный ритм, соберем небольшую гирлянду.В новой схеме пять светодиодов будут гореть на 0,5 сек каждую секунду. Для такого ритма Ra = 0, Rb = 7,2 кОм. То есть вместо резистора Ra можно поставить перемычку.

Мощность 555 слишком низкая для одновременного включения 5 светодиодов. Но в настоящей гирлянде их может быть 15, 20 и более. Для решения этой проблемы мы используем биполярный транзистор, работающий в режиме электронного ключа. Возьмем самый распространенный NPN-транзистор 2N2222. Также в этой схеме можно использовать полевой N-канальный транзистор, например 2N7000.

Для наших светодиодов потребуется резистор, задающий ток. Суммарный ток пяти параллельно включенных светодиодов должен составлять I = 20 мА * 5 = 100 мА. Напряжение питания всей схемы 9 Вольт. На красном светодиоде напряжение падает на 2 вольта. Таким образом, закон Ома для данного участка цепи имеет вид:

100 мА = (9 В-2 В) / R;

, следовательно, R2 = 7 В / 0,1 А = 70 Ом.

Округлим сопротивление до 100 Ом, что можно получить при параллельном соединении двух резисторов по 200 Ом.Или можно даже оставить один резистор на 200 Ом, просто светодиоды будут гореть немного тусклее.

Принципиальная схема


Внешний вид макета


Примечание. Конденсатор С2 в схеме можно не включать.

Собираем схему, подключаем аккум и наблюдаем результат. Если все заработает как надо, закрепим полученные знания, сделав забавные девайсы.

Задачи

  1. Звуковой генератор.В цепи гирлянды заменить группу светодиодов на пьезодинамический динамик. Увеличьте частоту звука, например, до 100 Гц. Если поднять частоту до 15 кГц, то можно отпугнуть комаров!
  2. Железнодорожный светофор. Подключите два светодиода к таймеру так, чтобы один был подключен к таймеру катодом, а второй – анодом. Установите частоту импульсов – 1 Гц.

Заключение

Как уже упоминалось, таймер 555 – очень популярная ИС. Это связано с тем, что для большинства электронных устройств характерны периодические процессы.Любой звук – это периодический процесс. ШИМ-сигнал, который управляет скоростью двигателя, также является периодическим с переменным рабочим циклом. И как уже было сказано, работа любого микроконтроллера и процессора основана на тактовом сигнале, который имеет очень точную частоту.

В следующем уроке мы создадим двоичные часы, используя таймер и двоичный счетчик. Будет немного сложнее, но интереснее!

Продается за сущие копейки – микросхема в SMD версии, как правило, стоит около 5 рублей, в дипе – 7-10 рублей.Радиолюбителю, в частности мне, рано или поздно понадобится относительно точный, регулируемый и простой генератор разной конструкции. Один мне понадобился, чтобы познакомиться с работой осциллографа. Нашел в статье интересную схему, которая описана как тестер таймера, чтобы проверить его исправность.

Принципиальная схема генератора импульсов на таймере


Генератор генерирует прямоугольные импульсы. Период колебаний зависит от номиналов резисторов R1, R2 и конденсатора C1.Немного видоизменил схему, нарисовал свою печатку, правда рисовал под SMD, но решил в итоге поставить Дип.



Вместо постоянных резисторов для регулировки установлены два регулирующих резистора по 100 кОм, новенькие, с хорошей регулировкой.


Выход таймера (контакт 3) разделен конденсатором емкостью 100 нанофарад, обычным керамическим, для предотвращения короткого замыкания выхода или слишком высокого уровня сигнала. На вводе питания микросхемы установлен стеклянный диод, который защищает схему от переполюсовки аккумулятора – чтобы он не перегорел при неправильном подключении полярности.Для индикации установлен светодиод с токоограничивающим резистором – так вы можете видеть, когда устройство включено и работает. Большинство резисторов в схеме используются в планарной конструкции, чтобы уменьшить габариты и упростить установку. без сверления используется типоразмер 1206 .


Схема генератора хорошо регулируется в широком диапазоне, регулировка из-за больших номиналов регуляторов хорошая. Устройство питается во время испытаний от аккумулятора на 6 вольт, ток потребления составляет 15-25 мА, в зависимости от режима работы роботов, которые выдают двигатели регулятора.Крайнее положение ставить не рекомендую, желательно последовательно с регулировочными резисторами в цепи для надежности поставить дополнительные резисторы в несколько кОм, но эта простая косынка была на скорую руку для простейших тестов, поэтому так ей и подходит.


Таймер 555 можно также использовать для создания пилообразного генератора.

Когда на выходе таймера присутствует высокое напряжение, конденсатор C1 медленно заряжается от источника тока на полевом транзисторе.Как только напряжение на конденсаторе достигнет уровня 2Upit / 3, при высоком уровне напряжение на выходе таймера изменится на низкое, и конденсатор быстро разряжается через открытый внутренний транзистор микросхемы.

Видео схемы

Частота генерации определяется уровнем источника постоянного тока на полевом транзисторе и емкостью конденсатора C1. Период колебаний генератора T = C1.Upit / (3I) … Схема собрана и проверена на redmoon.

Путь к радиолюбительству начинается, как правило, с попытки собрать простые схемы. Если сразу после сборки схема начинает подавать признаки жизни – моргать, пищать, щелкать или говорить, то путь к радиолюбительству практически открыт. Что касается «разговора», то, скорее всего, сразу не выйдет, для этого придется читать много книг, паять и настраивать ряд схем, может быть, сжечь большую или небольшую кучу деталей (желательно небольшую ).

А вот прошивальщики и пищалки получаются практически у всех сразу. И лучшего элемента, чем найти для этих экспериментов, просто нет. Для начала рассмотрим схемы генератора, но перед этим обратимся к фирменной документации – DATA SHEET. Прежде всего, обратим внимание на графическое изображение таймера, которое показано на рисунке 1.

А на рисунке 2 показано изображение таймера из отечественного справочника. Здесь он дан просто для сравнения обозначений сигналов для них и для нас, кроме того, более подробно и наглядно показана «наша» функциональная схема.

Рисунок 1.

Рисунок 2.

Вибратор один на основе 555

На рисунке 3 показана диаграмма одиночного выстрела. Нет, это не половинка мультивибратора, хотя сам по себе не может генерировать вибрации. Ему нужна помощь извне, пусть даже небольшая.


Рисунок 3. Схема одиночного импульса

Логика одноразового действия довольно проста. На триггерный вход 2 подается кратковременный импульс низкого уровня, как показано на рисунке.В результате на выходе 3 получается прямоугольный импульс длительностью ΔT = 1,1 * R * C. Если в формуле подставить R в омах, а C в фарадах, то время T окажется в секундах. Соответственно с килоомами и микрофарадами результат будет в миллисекундах.

А на рисунке 4 показано, как сгенерировать пусковой импульс с помощью простой механической кнопки, хотя это вполне может быть полупроводниковый элемент, – микросхема или транзистор.


Рисунок 4.

В целом моновибратор (иногда его называют моновибратором, а храбрые военные использовали слово кипп-реле) работает следующим образом. Когда кнопка нажата, низкий импульс на контакте 2 заставляет выходной сигнал таймера 3 переходить в высокий уровень. Недаром этот сигнал (вывод 2) в отечественных справочниках называется запуском.

Транзистор, подключенный к выводу 7 (РАЗРЯД), в этом состоянии закрыт. Следовательно, ничто не мешает зарядке синхронизирующего конденсатора C. Во времена кипп-реле, конечно, не было 555-х, все делалось на лампах, в лучшем случае на дискретных транзисторах, но алгоритм был тот же.

Пока конденсатор заряжается, на выходе поддерживается высокое напряжение. Если в это время на вход 2 будет подан другой импульс, состояние выхода не изменится, длительность выходного импульса, таким образом, не может быть уменьшена или увеличена, и однократный цикл не будет перезапущен.

Другое дело, если на вывод 4 подать импульс сброса (низкий уровень). Выход 3 сразу перейдет в низкий уровень. Сигнал сброса имеет наивысший приоритет и поэтому может быть подан в любое время.

По мере прохождения заряда напряжение на конденсаторе повышается и в конечном итоге достигает уровня 2 / 3U.Как описано в предыдущей статье, это уровень срабатывания, порог, верхнего компаратора, который приводит к сбросу таймера, который является концом выходного импульса.

На выводе 3 появляется низкий уровень и в этот же момент открывается транзистор VT3, который разряжает конденсатор С. На этом формирование импульса завершается. Если после окончания выходного импульса, но не ранее будет подан еще один запускающий импульс, то на выходе будет сформирован выходной импульс, такой же, как и первый.

Конечно, для нормальной работы моностабильный импульс запуска должен быть короче, чем импульс, генерируемый на выходе.

На рисунке 5 показан график одиночного выстрела.

Рисунок 5. График работы одноразового

Как можно использовать одиночный выстрел?

Или, как говаривал кот Матроскин: «А что толку от этого одновибратора?» Вы можете ответить, что он достаточно большой. Дело в том, что диапазон временных задержек, которые можно получить из этого однократного кадра, может достигать не только нескольких миллисекунд, но и нескольких часов.Все зависит от параметров цепи ГРМ RC.

Вот вам, практически готовое решение для освещения длинного коридора. Достаточно дополнить таймер исполнительным реле или простой тиристорной схемой, а в концах коридора поставить пару кнопок! Я нажал кнопку, прошел по коридору, и не нужно было беспокоиться о выключении света. Все произойдет автоматически по истечении времени задержки. Что ж, это просто пища для размышлений.Освещение в длинном коридоре, конечно, не единственный вариант использования одиночного кадра.

Как проверить 555?

Самый простой способ – спаять простую схему, для этого почти не нужны никакие приспособления, кроме единственного переменного резистора и светодиода для индикации состояния выхода.

Микросхема должна соединить выводы 2 и 6 и подать на них напряжение, которое изменяется переменным резистором. К выходу таймера можно подключить вольтметр или светодиод, конечно, с ограничивающим резистором.

Но можно ничего не паять, более того, проводить эксперименты даже при отсутствии самой микросхемы. Аналогичные исследования можно провести с помощью программы-симулятора Multisim. Конечно, такая проработка очень примитивна, но, тем не менее, позволяет познакомиться с логикой таймера 555. Результаты «лабораторной работы» показаны на рисунках 6, 7 и 8.


Рисунок 6.

На этом рисунке видно, что входное напряжение регулируется переменным резистором R1.Рядом с ним можно увидеть надпись «Key = A», которая говорит о том, что номинал резистора можно изменить, нажав клавишу A. ».

На этом рисунке резистор «отведен» до самой «земли», напряжение на его ползунке близко к нулю (для наглядности измеряется мультиметром). В этом положении ползунка выходной сигнал таймера высокий, поэтому выходной транзистор закрыт, и LED1 не загорается, на что указывают его белые стрелки.

На следующем рисунке показано, что напряжение немного увеличилось.


Рисунок 7.

Но повышение произошло не просто так, а с соблюдением определенных лимитов, а именно пороговых значений компараторов. Дело в том, что 1/3 и 2/3, если их выразить десятичными дробями, будут 33,33 … и 66,66 … соответственно. Именно в процентах введенная часть переменного резистора отображается в программе Multisim. При напряжении питания 12В это получится 4 и 8 вольт, что для исследования довольно удобно.

Итак, на рисунке 6 показано, что резистор вставлен на 65%, а напряжение на нем составляет 7,8 В, что немного меньше расчетных 8 вольт. В этом случае светодиод выхода не горит, т.е. выход таймера все еще высокий.


Рисунок 8.

Дальнейшее незначительное повышение напряжения на входах 2 и 6 всего на 1 процент (меньшее для программы невозможно) приводит к зажиганию светодиода LED1, который показан на рисунке 8 – стрелки возле светодиода приобрели красный оттенок.Такое поведение схемы указывает на то, что симулятор Multisim достаточно точен.

Если вы продолжите увеличивать напряжение на клеммах 2 и 6, то на выходе таймера не произойдет никаких изменений.

Генераторы на таймере 555

Частотный диапазон, генерируемый таймером, достаточно широк: от минимальной частоты, период которой может достигать нескольких часов, до частот в несколько десятков килогерц. Все зависит от элементов цепи ГРМ.

Если сигнал строго прямоугольной формы не требуется, можно генерировать частоты до нескольких мегагерц. Иногда это вполне допустимо – не важна форма, а импульсы присутствуют. Чаще всего такое пренебрежение формой импульсов допускается в цифровой технике. Например, счетчик импульсов реагирует на нарастающий или спадающий фронт импульса. Согласитесь, в данном случае «прямоугольность» импульса значения не имеет.

Генератор прямоугольных импульсов

Один из возможных вариантов генератора прямоугольных импульсов показан на рисунке 9.

Рисунок 9. Схема генераторов меандровых импульсов

Временные диаграммы генератора показаны на рисунке 10.

Рисунок 10. Временные диаграммы работы генератора

Верхний график показывает сигнал на выходе (вывод 3) таймера. На нижнем графике показано, как изменяется напряжение на конденсаторе синхронизации.

Все происходит точно так же, как это уже было рассмотрено в одноразовой схеме, показанной на рисунке 3, только запускающий одиночный импульс на выводе 2 не используется.

Дело в том, что при включении цепи на конденсаторе C1 напряжение равно нулю, и именно это напряжение переключит выход таймера на высокий уровень, как показано на рисунке 10. Конденсатор C1 начинает заряжаться через резистор R1.

Напряжение на конденсаторе экспоненциально возрастает, пока не достигнет верхнего порога 2/3 * U. В результате таймер переходит в нулевое состояние, поэтому конденсатор С1 начинает разряжаться до нижнего порога срабатывания 1/3 * U.Когда этот порог достигнут, выход таймера устанавливается на высокий уровень, и все начинается заново. Формируется новый период колебаний.

Здесь следует обратить внимание на то, что конденсатор С1 заряжается и разряжается через один и тот же резистор R1. Следовательно, времена зарядки и разрядки равны, а, следовательно, форма колебаний на выходе такого генератора близка к меандру.

Частота колебаний такого генератора описывается очень сложной формулой f = 0.722 / (R1 * C1). Если сопротивление резистора R1 в расчетах указано в Ом, а емкость конденсатора С1 в Фарадах, то частота будет в Герцах. Если в этой формуле сопротивление выражено в килоомах (кОм), а емкость конденсатора – в микрофарадах (мкФ), результат будет в килогерцах (кГц). Чтобы получить генератор с регулируемой частотой, тогда достаточно заменить резистор R1 на переменный.

Генератор импульсов с регулируемым рабочим циклом

Меандр, конечно, хорош, но иногда возникают ситуации, требующие регулирования скважности.Так осуществляется регулирование скорости двигателей постоянного тока (ШИМ-регуляторы) с постоянным магнитом.

Прямоугольные импульсы называются прямоугольными импульсами, в которых время импульса (высокий уровень t1) равно времени паузы (низкий уровень t2). Это название пришло в электронику из архитектуры, где меандром называют узор кирпичной кладки. Общее время импульса и паузы называется периодом импульса (T = t1 + t2).

Рабочий цикл и рабочий цикл

Отношение периода импульса к его длительности S = ​​T / t1 называется скважностью.Эта величина безразмерна. Для меандра этот показатель равен 2, так как t1 = t2 = 0,5 * T. В англоязычной литературе вместо скважности часто используется обратное значение – скважность D = 1 / S, выражаемая как процент.

Путем небольшого улучшения генератора, показанного на рисунке 9, можно получить генератор с переменной скважностью. Схема такого генератора представлена ​​на рисунке 11.

Рисунок 11.

В этой схеме заряд конденсатора С1 происходит по цепи R1, RP1, VD1.Когда напряжение на конденсаторе достигает верхнего порога 2/3 * U, таймер переключается на низкий уровень и конденсатор C1 разряжается по цепи VD2, RP1, R1 до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не упадет до нижнего порога 1/3 * U, после чего цикл повторяется.

Изменение положения ползунка RP1 позволяет регулировать продолжительность заряда и разряда: если продолжительность заряда увеличивается, время разряда уменьшается. В этом случае период повторения импульсов остается неизменным, изменяется только рабочий цикл или рабочий цикл.Ну кому-то удобнее.

На основе таймера 555 можно спроектировать не только генераторы, но и множество других полезных устройств, о которых пойдет речь в следующей статье. Кстати, есть программы-калькуляторы для расчета частоты генераторов на таймере 555, а в программе-симуляторе Multisim для этих целей есть специальная вкладка.

Бориса Аладышкина,

Продолжение статьи:

Техническое описание микросхемы

Ne 555.Встроенный таймер NE555

История создания очень популярного чипа и описание его внутреннего устройства

Одной из легенд электроники является интегральная микросхема NE555 . Он был разработан еще в 1972 году. Такой долговечностью может гордиться далеко не каждый чип и даже не каждый транзистор. Так что же такого особенного в этой микросхеме, имеющей в маркировке три пятерки?

Signetics начинает серийное производство микросхемы NE555 ровно через год после того, как был разработан Хансом Р.Каменсинд . Самым удивительным в этой истории было то, что на тот момент Каменсинд был практически безработным: он уволился из PR Мэллори, но никуда не продвинулся. По сути, это была «домашняя работа».

Чип увидел свет и приобрел такую ​​известность и популярность благодаря усилиям менеджера Signetics Арта Фьюри, который, конечно же, был другом Каменсинда. Раньше он работал в General Electric, поэтому знал, что на рынке электроники ему нужно и как привлечь внимание потенциального покупателя.

По воспоминаниям Каменсинды А. Фьюри был настоящим энтузиастом и любителем своего дела. Дома у него была целая лаборатория радиодеталей, где он проводил различные исследования и эксперименты. Это позволило накопить огромный практический опыт и углубить теоретические знания.

В то время продукты Signetics назывались «5 **», и опытный А. Фьюри, обладавший сверхъестественным чутьем на рынке электроники, решил, что маркировка 555 (три пятерки) будет очень кстати для нового чипа.И он не ошибся: микросхема пошла просто как горячие пирожки, она стала, пожалуй, самой массовой за всю историю создания микросхем. Самое интересное, что микросхема не потеряла актуальности и по сей день.

Несколько позже в маркировке микросхемы появились две буквы, она стала называться NE555. Но так как в те времена в системе патентования был полный бардак, встроенный таймер кинулся выпускать всех, кто не поленился, естественно, ставя другие (прочтите свои) письма перед тремя пятерками.Позже на основе таймера 555 были разработаны сдвоенный (IN556N) и четырехкратный (IN558N) таймеры, конечно, в более многополюсных корпусах. Но в основе все тот же NE555.

Рис. 1. Встроенный таймер NE555

555 в СССР

Первое описание 555 в отечественной радиотехнической литературе появилось еще в 1975 году в журнале «Электроника». Авторы статьи отметили тот факт, что эта микросхема будет пользоваться не меньшей популярностью, чем широко известные в то время операционные усилители.И они вовсе не ошиблись. Микросхема позволяла создавать очень простые конструкции, и практически все они сразу начинали работать, без мучительной настройки. Но известно, что повторяемость дизайна в домашних условиях увеличивается пропорционально квадрату его «простоты».

В Советском Союзе в конце 80-х был разработан полный аналог 555, получивший название КР1006ВИ1 . Первым промышленным применением отечественного аналога был видеомагнитофон VCR12 Electronics.

Микросхема внутреннего устройства NE555

Прежде чем брать паяльник и начинать сборку конструкции на интегральном таймере, давайте сначала разберемся, что внутри и как все это работает. После этого будет намного легче понять, как работает конкретная практическая схема.

Внутри интегрального таймера их более двадцати, подключение которых показано на рисунке –

Как видите, принципиальная схема довольно сложна и приведена здесь только для общего сведения.Ведь паяльником все равно не залезешь, починить не получится. Собственно, именно так выглядят изнутри все остальные микросхемы, как цифровые, так и аналоговые (см. -). Такова технология производства интегральных схем. Понять логику устройства в целом по такой схеме также не удастся, поэтому ниже приведена функциональная схема и дано ее описание.

Технические характеристики

Но, прежде чем вы поймете логику работы микросхемы, вам, вероятно, следует привести ее электрические параметры.Диапазон питающих напряжений достаточно широк – 4,5 … 18 В, а выходной ток может достигать 200 мА, что позволяет использовать в качестве нагрузки даже маломощные реле. Сама микросхема потребляет очень мало: к току нагрузки прибавляется всего 3 … 6 мА. При этом точность самого таймера практически не зависит от напряжения питания, всего 1 процент от расчетного значения. Дрейф составляет всего 0,1% / вольт. Температурный дрейф тоже небольшой – всего 0,005% / ° С. Как видите, все достаточно стабильно.

Функциональная схема NE555 (KR1006VI1)

Как уже было сказано выше, в СССР сделали аналог буржуйского НЕ555 и назвали КР1006ВИ1. Аналог получился очень удачным, не хуже оригинала, поэтому пользоваться им можно без опасений и сомнений. На рисунке 3 представлена ​​функциональная схема встроенного таймера КР1006ВИ1. Полностью соответствует микросхеме NE555.

Рисунок 3. Функциональная схема встроенного таймера КР1006ВИ1

Сама микросхема не такая уж и большая – выпускается в восьмиконтактном корпусе DIP8, а также в малогабаритном SOIC8.Последнее говорит о том, что 555 можно использовать для редактирования SMD, иными словами, разработчикам он все еще интересен.

Внутри микросхемы элементов тоже немного. Основной – DD1. Когда логическая единица подается на вход R, триггер сбрасывается в ноль, а когда логическая единица подается на вход S, она, естественно, устанавливается в единицу. Для формирования управляющих сигналов на RS – входах он используется, о чем будет сказано чуть позже.

Физические уровни логической единицы зависят, конечно, от используемого напряжения питания и на практике варьируются от Upit / 2 до почти полного Upit.Примерно такое же соотношение наблюдается для логических микросхем КМОП-структуры. Логический ноль, как правило, находится в пределах 0 … 0,4 В. Но эти уровни находятся внутри микросхемы, о них можно только догадываться, но руками их не пощупать, глазами не увидеть.

Выходной каскад

Для увеличения нагрузочной способности микросхемы к выходу триггера подключен мощный выходной каскад на транзисторах VT1, VT2.

Если триггер RS сброшен, то выход (вывод 3) содержит напряжение логического нуля, т.е.е. открытый транзистор VT2. В случае, когда на выходе установлен триггер, уровень логической единицы тоже.

Выходной каскад выполнен по двухтактной схеме, которая позволяет подключать нагрузку между выходом и общим проводом (клеммы 3.1) или шиной питания (клеммы 3.8).

Небольшое замечание по выходному каскаду. При ремонте и настройке устройств на цифровых микросхемах одним из методов проверки схемы является подача сигнала низкого уровня на входы и выходы микросхем.Как правило, это осуществляется замыканием на общий провод этих входов и выходов с помощью швейной иглы, при этом не причиняя вреда микросхеме.

В некоторых схемах питание NE555 составляет 5В, так что кажется, что это тоже цифровая логика, и вы тоже можете делать это довольно свободно. Но на самом деле это не так. В случае с микросхемой 555, а точнее с ее двухтактным выходом, такие «эксперименты» провести нельзя: если выходной транзистор VT1 в этот момент открыт, то произойдет короткое замыкание и транзистор просто сгорит. .А если напряжение питания близко к максимальному, то плачевный финал просто неизбежен.

Дополнительный транзистор (вывод 7)

Кроме вышеперечисленных транзисторов есть еще транзистор VT3. Коллектор этого транзистора подключен к выходу микросхемы 7 «Разряд». Его предназначение – разрядить времязадающий конденсатор при использовании микросхемы в качестве генератора импульсов. Разряд конденсатора происходит в момент сброса триггера DD1. Если вспомнить описание триггера, то на инверсном выходе (обозначенном кружком на схеме) в этот момент стоит логическая единица, приводящая к открытию транзистора VT3.

О сигнале сброса (вывод 4)

Триггер можно сбросить в любой момент – сигнал «сброс» имеет высокий приоритет. Для этого есть специальный вход R (вывод 4), обозначенный на рисунке как Usbr. Как можно понять из рисунка, сброс произойдет, если на 4-й выход будет подан импульс низкого уровня не более 0,7В. При этом на выходе микросхемы (вывод 3) появится напряжение низкого уровня.

В случаях, когда этот вход не используется, к нему применяется уровень логической единицы, чтобы избавиться от импульсного шума.Самый простой способ сделать это – подключить контакт 4 напрямую к шине питания. Ни в коем случае нельзя оставлять это, как говорится, «в воздухе». Потом долго гадать и думать, а почему схема так нестабильно работает?

Общие примечания по запуску

Чтобы полностью не запутаться в состоянии триггера, следует напомнить, что в обсуждениях триггера всегда учитывается состояние его прямого выхода. Ну, если говорят, что триггер «установлен», то на прямом выходе состояние логической единицы.Если говорят, что триггер «сброшен», то прямой выход обязательно будет иметь состояние логического нуля.

На инверсном выходе (отмеченном маленьким кружком) все будет с точностью до наоборот, поэтому часто триггерный выход называют парафазным. Чтобы лишний раз все не путать, больше об этом говорить не будем.

Любой, кто внимательно прочитал это место, может спросить: «Простите, это всего лишь триггер с мощным транзисторным каскадом на выходе.А где сам таймер? И это будет правильно, так как дело еще не дошло до таймера. Чтобы получить таймер, его отец, создатель Ганса Р. Каменсинда, изобрел оригинальный способ управления этим триггером. Фишка этого метода – формирование управляющих сигналов.

Формирование сигналов по RS – входам триггера

Итак, что мы получили? Триггер DD1 управляет всем внутри таймера: если он установлен на единицу, выходное напряжение высокое, а если оно сброшено, то на выходе 3 низкий уровень и транзистор VT3 также открыт.Назначение этого транзистора – разрядить синхронизирующий конденсатор в цепи, например, в генераторе импульсов.

Триггер DD1 управляется с помощью компараторов DA1 и DA2. Для управления работой триггера на выходах компараторов необходимо получить высокоуровневые сигналы R и S. На один из входов каждого компаратора подается опорное напряжение, которое формируется прецизионным делителем. на резисторах R1 … R3. Сопротивление резисторов одинаковое, поэтому приложенное к ним напряжение делится на 3 равные части.

Генерация сигнала управления пуском

Запуск таймера

На прямой вход компаратора DA2 подается постоянное напряжение 1 / 3U, а на инверсный вход компаратора подается внешнее напряжение для запуска таймера Узап через контакт 2. Для того чтобы на выходе этого компаратора сработал вход S триггера DD1, необходимо получить высокий уровень. Это возможно, если напряжение Uстап будет в пределах 0… 1 / 3U.

Даже кратковременный импульс такого напряжения вызовет срабатывание триггера DD1 и появление таймера высокого уровня напряжения. Если на вход Ucap действуют напряжения выше 1 / 3U и вплоть до напряжения питания, то на выходе микросхемы изменений не произойдет.

Таймер остановки

Для остановки таймера достаточно сбросить внутренний триггер DD1, а для этого на выходе компаратора DA1 сформировать сигнал высокого уровня R. Компаратор DA1 включается немного иначе, чем DA2.Опорное напряжение 2 / 3U подается на инвертирующий вход, а управляющий сигнал «Порог срабатывания» Ufor подается на прямой вход.

При таком включении высокий уровень на выходе компаратора DA1 будет возникать только тогда, когда напряжение Upoor на прямом входе превышает опорное напряжение 2 / 3U на инвертирующем. В этом случае произойдет сброс триггера DD1, и на выходе микросхемы (вывод 3) установится сигнал низкого уровня. Также «разрядный» транзистор VT3 откроется, что приведет к разрядке установочного конденсатора.

Если входное напряжение находится в пределах 1 / 3U … 2 / 3U, ни один из компараторов не будет работать, изменение состояния на выходе таймера не произойдет. В цифровой технике это напряжение называется «серым уровнем». Если вы просто соедините контакты 2 и 6, вы получите компаратор с уровнями отклика 1 / 3U и 2 / 3U. И даже без единой дополнительной детали!

Изменение опорного напряжения

Вывод 5, обозначенный на рисунке как Uobr, предназначен для управления опорным напряжением или его изменения с помощью дополнительных резисторов.На этот вход также можно подавать управляющее напряжение, чтобы можно было получить сигнал с частотной или фазовой модуляцией. Но чаще этот вывод не используется, и для уменьшения влияния помех его подключают к общему проводу через конденсатор небольшой емкости.

Питание микросхемы осуществляется через выводы 1 – GND, 2 + U.

Вот актуальное описание встроенного таймера NE555. В таймере собрано множество всевозможных схем, о которых пойдет речь в следующих статьях.

Борис Аладышкин

Продолжение статьи:

Благодаря современному развитию электроники в Китае кажется, что вы можете купить все, что захотите: от домашних кинотеатров и компьютеров до простых товаров, таких как электрические розетки и вилки.

Где-то между ними мигают рождественские огни, часы с термометрами, регуляторы мощности, терморегуляторы, фотореле и многое другое. Как сказал в монологе о дефиците великий сатирик Аркадий Райкин: «Пусть все будет, а чего-то не будет!» В общем, отсутствует то, что входит в «репертуар» простых радиолюбительских проектов.

Несмотря на такую ​​конкуренцию со стороны китайской промышленности, интерес дизайнеров-любителей к этим простым конструкциям до сих пор не утерян. Они продолжают развиваться и в некоторых случаях находят достойное применение в небольших устройствах домашней автоматизации. Многие из этих устройств родились благодаря (отечественный аналог КР1006ВИ1).

Это уже упоминавшееся фотореле, различные простые системы сигнализации, преобразователи напряжения, ШИМ-регуляторы двигателей постоянного тока и многое другое. Несколько практических конструкций, доступных для повторения в домашних условиях, будут описаны ниже.

555 фотореле таймера

Фотореле, показанное на рисунке 1, предназначено для управления освещением.

Рисунок 1.

Алгоритм управления традиционный: вечером при уменьшении освещенности включается свет. Лампа выключается утром, когда освещенность достигает нормального уровня. Схема состоит из трех узлов: люксметра, блока переключения нагрузки и источника питания. Описание работы схемы лучше начать в обратном порядке – заранее, – блок питания, блок коммутации нагрузки и люксметр.

Блок питания

В таких конструкциях это тот самый случай, когда с нарушением всех рекомендаций по безопасности целесообразно применить блок питания, не имеющий гальванической развязки от сети. На вопрос, почему это возможно, ответ будет следующий: после настройки устройства в него никто не лезет, все будет в изоляционном кожухе.

Внешних регулировок тоже не предвидится, после регулировки остается только закрыть крышку и повесить готовую на место, пусть работает.Конечно, если есть необходимость, то единственную настройку «чувствительности» можно вывести с помощью длинной пластиковой трубки.

Есть два способа обеспечить безопасность в процессе установки. Либо используйте изолирующий трансформатор (), либо запитайте устройство от лабораторного источника питания. При этом сетевое напряжение и лампочку подключать нельзя, а работой фотоэлемента управляет светодиод LED1.

Схема блока питания довольно проста. Он представляет собой мостовой выпрямитель Br1 с гасящим конденсатором С2 на переменное напряжение не менее 400В.Резистор R5 предназначен для сглаживания пускового тока через конденсатор С14 (500,0 мкФ * 50В) при включении устройства, а также «по совместительству» является предохранителем.

Стабилитрон D1 предназначен для стабилизации напряжения на C14. В качестве стабилитрона подойдет 1N4467 или 1N5022A. Для выпрямителя Br1 вполне подойдут диоды 1N4407 или любой маломощный мост, с обратным напряжением 400В и выпрямленным током не менее 500мА.

Конденсатор С2 следует зашунтировать резистором около 1МОм (на схеме не показан), чтобы после выключения прибора он не «щелкал» током: kill, конечно, не убьет, но все равно достаточно чувствительный и неприятный .

Блок переключения нагрузки

Изготовлен с использованием специализированной микросхемы КР1182ПМ1А, что позволяет изготавливать множество полезных устройств. В данном случае он используется для управления симистором КУ208Г. Лучший аналог ВТ139-600 дает наилучшие результаты: ток нагрузки 16А при обратном напряжении 600В, а ток управляющего электрода намного меньше, чем у КУ208Г (иногда по этому показателю приходится подбирать КУ208Г) . BT139 способен выдерживать импульсные перегрузки до 240А, что делает его чрезвычайно надежным при работе в различных устройствах.

Если BT139 установлен на радиаторе, то коммутируемая мощность может достигать 1кВт, без радиатора допустимо регулирование нагрузки до 400Вт. В случае, когда мощность лампочки не превышает 150Вт, можно полностью обойтись без симистора. Для этого вывод лампы Ла1, верный по схеме, следует подключить непосредственно к выводам 14, 15 микросхемы, а резистор R3 и симистор Т1 исключить из схемы.

Поехали дальше. Управление микросхемой КР1182ПМ1А осуществляется через выводы 5 и 6: при их замыкании лампа не горит.Может быть и обычный контактный выключатель, но работающий наоборот – выключатель замкнут, а лампа не горит. Такую «логику» гораздо легче запомнить.

При размыкании этого контакта конденсатор С13 начинает заряжаться и по мере увеличения напряжения на нем постепенно увеличивается яркость свечения лампы. Для ламп накаливания это очень важно, так как увеличивает срок их службы.

Подбирая резистор R4, можно регулировать степень заряда конденсатора С13 и яркость лампы.В случае использования энергосберегающих ламп конденсатор С13 выставить нельзя, как и сам КР1182ПМ1А. Но об этом мы поговорим ниже.

Теперь мы подошли к главному. Вместо реле просто из стремления избавиться от контактов управление было возложено на транзисторную оптопару AOT128, которую можно успешно заменить на импортный «аналог» 4N35, однако при такой замене величина резистор R6 надо увеличить до 800К …1МОм, так как при 4К35 импортный 4N35 работать не будет. Проверено практикой!

Если транзистор оптрона открыт, то его переход К-Е, как и контакт, закроет выводы 5 и 6 микросхемы КР1182ПМ1А и лампа погаснет. Чтобы открыть этот транзистор, нужно зажечь светодиод оптопары. В общем, все наоборот: светодиод не горит, а лампа горит.

Люксметр

На основе 555, очень просто. Для этого достаточно последовательно подключить фоторезистор LDR1 и подстроечный резистор R7 к входам таймера, с помощью которых устанавливается порог срабатывания фотореле.Гистерезис переключения (темный – светлый) обеспечивается самим таймером, им. Помните эти «волшебные» числа 1 / 3U и 2 / 3U?

Если фотодатчик находится в темноте, его сопротивление велико, поэтому напряжение на резисторе R7 низкое, что приводит к тому, что на выходе таймера (вывод 3) устанавливается высокий уровень, а светодиод оптопары не горит и транзистор закрыт. Следовательно, лампочка будет включена, как было написано ранее в подзаголовке «Блок коммутации нагрузки».

При засветке фотодатчика его сопротивление становится небольшим, порядка нескольких кОм, поэтому напряжение на резисторе R7 повышается до 2 / 3U, а на выходе таймера появляется низкий уровень напряжения, – светодиод оптопары загорается, а лампа нагрузки гаснет.

Здесь кто-то может сказать: «Будет сложно!». Но почти всегда все можно упростить до предела. Если вы планируете зажигать энергосберегающие лампы, то плавного пуска не требуется, и можно использовать обычное реле. А кто сказал, что только лампы и только включаются?

Если в реле несколько контактов, то можно делать все, что угодно, и не только включать, но и выключать. Такая схема представлена ​​на рисунке 2 и в особых комментариях не нуждается. Реле выбирают из условий, чтобы ток катушки был не более 200 мА при рабочем напряжении 12 В.

Рисунок 2

Схемы перед установкой

В некоторых случаях нужно что-то включить с определенной задержкой относительно включения питания устройства. Например, сначала подайте напряжение на логические схемы, а через некоторое время включите выходные каскады.

Устройства сигнализации на таймере 555

Датчик уровня жидкости

Схема сигнализатора – та, с которой мы встречались давно.

Рисунок 5

Два электрода погружают в емкость с водой, например бассейн.Пока они находятся в воде, сопротивление между ними невелико (вода – хороший проводник), поэтому конденсатор C1 зашунтирован, напряжение на нем близко к нулю. Также нулевое напряжение на входе таймера (выводы 2 и 6), следовательно, на выходе (вывод 3) будет установлен высокий уровень, генератор не работает.

Если по какой-то причине уровень воды падает и электроды находятся в воздухе, сопротивление между ними увеличится, в идеале просто разрыв, и конденсатор С1 не будет шунтироваться.Значит, наш мультивибратор заработает, – на выходе будут появляться импульсы.

Частота этих импульсов зависит от нашего воображения и параметров RC-цепи: это будет либо мигающий свет, либо неприятный писк динамика. Попутно можно включить добавление воды. Чтобы избежать перелива и вовремя выключить насос, необходимо добавить в прибор еще один электрод и аналогичную схему. Здесь читатель уже может экспериментировать.

Рисунок 6.

Когда вы нажимаете концевой выключатель S2, на выходе таймера появляется напряжение высокого уровня, которое остается таковым, даже если S2 отпускается и больше не удерживается. Из этого состояния устройство можно отобразить только по нажатию кнопки «Сброс».

Пока мы на этом остановимся, может, кому-то понадобится время, чтобы взять паяльник и попробовать спаять рассматриваемые устройства, изучить, как они работают, хотя бы поэкспериментировать с параметрами RC-цепей. Послушайте, как пищит динамик или мигает светодиод, сравните, что дают расчеты, сильно ли отличаются практические результаты от расчетных.

В следующей статье мы рассмотрим ШИМ-регуляторы, преобразователи напряжения, а также драйверы для управления транзисторами MOSFET.

Таймер NE555 , пожалуй, самая популярная интегральная схема своего времени. Несмотря на то, что он был разработан более 40 лет назад (в 1972 году), он до сих пор выпускается многими производителями. В этой статье мы постараемся подробно осветить описание и применение таймера NE555.

Интеллектуальные соединения компаратора, сбрасываемого триггера и инвертирующего усилителя в одной монолитной интегральной схеме, наряду с несколькими другими элементами, породили почти бессмертные схемы устройств, которые сегодня используются многими радиолюбителями.

555 Таймер был разработан американской компанией Signetics в 1972 году и зарегистрирован на мировом рынке. Спустя два года эта же компания разработала микросхему с обозначением 556, которая объединила два отдельных таймера NE555 только с общими силовыми выводами. Даже позже 557, 558 и 559 были разработаны с использованием до четырех таймеров NE555 в одном корпусе. Но позже они были сняты с производства и почти забыты.

Интегральная схема NE555 была разработана как таймер и содержит комбинацию аналоговых и цифровых элементов в одной микросхеме.Он доступен в различных исполнениях, от классического стандартного корпуса DIP и SOIC для монтажа SMD до миниатюрной версии SSOP или SOT23-5. (Цены на таймер NE555)

Таймер NE555, помимо стандартной версии, выпускается также в маломощной КМОП версии. Схема питания NE555 составляет от 4,5 до 15 вольт (максимум 18 вольт), а версия CMOS использует питание от 3 вольт. Максимальная выходная нагрузка на выходе NE555 составляет 200 мА, версия маломощного таймера имеет только 20 мА при 9 вольт.

Стабильность стандартной версии 555 сильно зависит от качества источника питания. В простых схемах таймера это не так заметно, однако в более сложных конструкциях целесообразно устанавливать в цепи питания буферный конденсатор емкостью 100 мкФ.

Основные характеристики встроенного таймера NE555

  • Максимальная частота более 500 кГц.
  • Длительность одного импульса от 1 мс до часа.
  • Может работать в режиме моностабильного мультивибратора.
  • Высокий выходной ток (до 200 мА)
  • Регулируемая скважность импульса (отношение периода импульса к его длительности).
  • Совместим с уровнями TTL.
  • Температурная стабильность 0,005% на 1 градус Цельсия.

Микросхема NE555 содержит чуть больше 20 транзисторов и 10 резисторов. На следующем рисунке показана блок-схема таймера Philips Semiconductors.


В следующей таблице перечислены основные функции NE555.

Назначение выводов таймера NE555

№2 – Пуск (спусковой крючок)

Триггер срабатывает, если напряжение на этом выводе падает ниже 1/3 напряжения питания. Этот вывод имеет высокое входное сопротивление более 2 мОм. В нестабильном режиме используется для контроля напряжения на запаздывающем конденсаторе; в бистабильном режиме к нему подключается переключающий элемент, например кнопка.

№ 4 – Сброс

Если напряжение на этой клемме ниже 0.7 вольт, затем внутренний компаратор сбрасывается. В случае неиспользования на этот выход таймера NE555 должно подаваться напряжение питания. Выходное сопротивление около 10 кОм.

№ 5 – Контроль

Может использоваться для регулировки ширины импульса на выходе путем подачи напряжения, составляющего 2/3 напряжения питания. Если этот вывод не используется, то желательно подключить его к минусу источника питания через конденсатор 0,01 мкФ.

№ 6 – стопор (компаратор)

Останавливает таймер, если напряжение на этом выводе превышает 2/3 напряжения питания.Выход имеет высокое входное сопротивление более 10 мОм. Обычно он используется для измерения напряжения на синхронизирующем конденсаторе.

№ 7 – Отдел

Выход через внутренний транзистор соединен с землей, когда внутренний триггер находится в активном состоянии. Выход (открытый коллектор) в основном используется для разряда синхронизирующего конденсатора.

№ 3 – Выход

Микросхема NE555 имеет только один выход с током до 200 мА.Это значительно больше, чем у обычных интегральных схем. Выход может управлять, например, светодиодами (с токоограничивающим резистором), маленькими лампочками, пьезоэлектрическим преобразователем, динамиком (с конденсатором), электромагнитным реле (с защитным диодом) или даже маломощным. Двигатели постоянного тока. Если требуется более высокий выходной ток, то в качестве усилителя можно подключить подходящий транзистор.

Способность выхода 3 таймера NE555 создавать как высокий уровень напряжения, так и низкий (почти 0 вольт) позволяет управлять нагрузкой, подключенной как к минусовой мощности, так и к плюсу.Например, подключение светодиодов. Это, конечно, не является обязательным требованием, и нагрузку (светодиод) можно подключить как к минусу, так и к плюсу блока питания.

Если таймер NE555 работает в нестабильном состоянии (режим генератора), то к его выходу можно подключить динамик. Он подключается после изолирующего конденсатора (например, 100 мкФ) и должен иметь сопротивление не менее 64 Ом из-за ограниченного максимального тока нагрузки выхода таймера. Конденсатор предназначен для разделения постоянной составляющей сигнала и проводит только аудиосигнал.

Динамик с сопротивлением катушки ниже 64 Ом можно подключить либо через конденсатор с меньшей емкостью (реактивным сопротивлением), который является дополнительным сопротивлением, либо с помощью усилителя. Также можно использовать усилитель для подключения более мощного динамика.

Как и все интегральные схемы, выход таймера NE555, который управляет индуктивной нагрузкой (реле), должен быть защищен от скачков напряжения, возникающих во время отключения. Диод (например, 1N4148) всегда подключается параллельно катушке реле в противоположном направлении.

товарспедмены

12.08.2017 в 14:08

Собрал схему из программы (one-shot) но она не корректно работает при нажатии кнопки (имитация входного импульса), импульс сразу появляется на выходе, если нажимать с малой частотой, то появляется задержка включения. кроме того, существует ли этот эффект как в проточной, так и в собранной схеме?

555 ИС таймера – одна из наиболее часто используемых ИС студентами и любителями.У этого чипа много применений, в основном оно используется в качестве вибратора, АСТабильный МУЛЬТИВИБРАТОР, МОНОСТАБИЛЬНЫЙ МУЛЬТИВИБРАТОР и БИСТАБИЛЬНЫЙ МУЛЬТИВИБРАТОР. В этой статье мы постараемся осветить различные аспекты таймера 555 IC и подробно объяснить его работу. Итак, давайте сначала определим, что такое нестабильные, одностабильные и бистабильные вибраторы.

НАСТОЯЩИЙ МУЛЬТИВИБРАТОР

Это означает, что не будет стабильного выходного уровня. Таким образом, результат будет колебаться между высоким и низким. Эти нестабильные выходные параметры используются в качестве тактовых импульсов для прямоугольного выхода для многих приложений.

ОДИН СТАБИЛЬНЫЙ МУЛЬТИВИБРАТОР

Это означает, что будет одно устойчивое состояние и одно нестабильное состояние. В устойчивом состоянии пользователь может выбрать высокий или низкий уровень. Если для стабилизированного выхода выбран высокий уровень, таймер всегда пытается установить высокий уровень на выходе. Следовательно, в состоянии низкого уровня таймер отключается на короткое время, и это состояние называется нестабильным в течение этого времени. Если минимальное значение выбрано в стабильном состоянии, и прерывание выхода переключается на высокое состояние на короткое время, пока не будет достигнуто низкое значение.

[Подробнее о мультивибраторе с одинарной стабильностью: схема мультивибратора с одинарной стабильностью и таймером 555]

Бистабильный мультивибратор

Это означает, что состояние выхода стабильное. При каждом прерывании выход изменяется и остается неизменным. Например, выпуск сейчас считается высоким, с перерывом снижается и остается низким. В следующем перерыве он идет высоко.

[Подробнее о бистабильном мультивибраторе: микросхема бистабильного мультивибратора с таймером 555]

Важные особенности таймера IC 555

NE555 IC и 8-контактное устройство.Важными электрическими характеристиками таймера являются то, что он не должен включаться выше 15 В, а это означает, что источник напряжения не может быть выше 15 В. Во-вторых, больше 100мА от микросхемы сделать нельзя. Если вы этого не сделаете, микросхема будет сожжена или повреждена.

Описание задания

Таймер в основном состоит из двух основных структурных элементов, а именно:

1. Компараторы (два) или два операционных усилителя

2. Один мультивибратор SR (выбор сброса триггера)

As Как показано выше, в таймере есть только два важных компонента, это два компаратора и триггер.Нужно понимать , что такое компаратор и триггер .

это просто устройство, которое сравнивает напряжение на входных клеммах (инвертирующее (-VE) и неинвертирующее (+ VE)). Следовательно, в зависимости от разницы в положительном выводе и отрицательном выводе на входе в порт определяется выход компаратора.

Например, предположим, что положительная входная клемма будет иметь напряжение + 5В, а отрицательная входная клемма будет иметь напряжение + 3В.Разница составляет 5-3 = + 2В. Поскольку разница положительная, мы получаем положительный скачок напряжения на выходе компаратора.

Другой пример: если положительный вывод равен + 3В, а отрицательный входной вывод равен + 5В. Разница составляет + 3- + 5 = -2В, так как разница входного напряжения отрицательная. На выходе компаратора будет отрицательный пик напряжения.

Если, например, мы рассматриваем положительную входную клемму как вход, а отрицательный входной разъем в качестве эталона, как показано на рисунке выше.Таким образом, разница напряжений между входом и другим большим плюсом будет иметь положительный выход компаратора. Если разница отрицательная, то на выходе компаратора получается минус или земля.

Мультивибратор SR: эта ячейка памяти может хранить один бит данных. На рисунке мы видим таблицу истинности.

Есть четыре состояния мультивибратора для двух входов; однако мы должны понимать, что в этом случае есть только два триггерных состояния.

S R Q Q ’(Q бар)
0 1 0 1
1 0 1 0

Теперь, как показано в таблице, для входов сброса и установки мы получаем соответствующие результаты.Если есть импульс для набора PIN-кода и низкий уровень при сбросе, то триггер сохраняет значение единицы и влияет на высокий логический уровень в клеммах Q. Это состояние продолжается до сброса, PIN-код получает импульс во время набора и имеет низкий логический уровень. Это приведет к сбросу триггера, поэтому выход Q будет отключен, и это состояние будет продолжаться до тех пор, пока триггер не будет установлен снова.

Таким образом, триггер хранит один бит данных. Вот еще одна вещь, Q и Q-bar всегда противоположны.

В таймере совмещены компаратор и триггер.

Рассмотрим напряжение 9 В, подаваемое на таймер из-за делителя напряжения, образованного резисторами внутри таймера, как показано на блок-схеме; на контактах компаратора будет напряжение. Итак, за счет делителя напряжения сети у нас будет + 6В на отрицательном выводе первого компаратора. И + 3В к плюсовой клемме второго компаратора.

Первый и второй контакты – это один выход компаратора, подключенный к контакту сброса мультивибратора, поэтому, если у компаратора один выход идет с низкого уровня, то триггер будет сброшен.С другой стороны, второй выход компаратора подключен к мультивибратору, поэтому, если второй выход компаратора переходит от низкого значения, мультивибратор сохраняет по одному.

При напряжении не менее +3 В на контакт триггера (отрицательный вход второго компаратора) выход компаратора изменяется с низкого на высокий, как обсуждалось ранее. Этот импульс определяет мультивибратор и сохраняет единственное значение.

Теперь, если мы подадим напряжение выше +6 В на пороговый контакт (плюс вход одного компаратора), выход компаратора перейдет с низкого на высокий.Этот импульс сбрасывает RS, и RS запоминает ноль.

Другое дело происходит при сбросе триггера, когда он сбрасывает разряд, оказывается, что контакт подключен к земле под названием Q1 включен. Транзистор T1 включен, потому что элементы Q bar находятся на высоком сбросе и подключены к базе T1.

В нестабильной конфигурации подключенная емкость здесь падает в этот момент и, следовательно, в это время будет низкой на выходе таймера. В нестабильной конфигурации время заряда конденсатора до контакта триггера будет меньше +3 В, и поэтому триггер сохранит одно значение и будет высоким на выходе.

В нестабильной конфигурации, как показано на рисунке,

Частота выходного сигнала зависит от резисторов RA, RB и конденсатора C. Уравнение задается в виде

Частота (F) = 1 / (период времени) = 1,44 / ((RA + RB * 2) * C).

Здесь RA, RB – значения сопротивления, а C – значение емкости. Помещая значения сопротивления и емкости в приведенное выше уравнение, мы получаем частоты выходного прямоугольного сигнала.

Высокий уровень временной логики установлен как TH = 0,693 * (RA + RB) * C

Низкий уровень временной логики установлен на, TL = 0,693 * RB * C

Рабочий цикл импульсов выходной прямоугольный сигнал задан как, скважность = (RA + RB) / (RA + 2 * RB).

555 Схема и описание таймера

Контакт 1. Земля: Этот контакт должен быть заземлен.

Контакт 8. Питание или напряжение питания vcc: этот вывод также не имеет специальной функции.Он подключен к положительному напряжению. На таймере, чтобы функция работала, этот вывод должен быть подключен к положительному напряжению в диапазоне от +3,6 В до +15 В.

Контакт 4. Сброс: , как обсуждалось ранее, есть макропереключатель. Выход триггера управляет микросхемой, выход напрямую подключен к выводу 3.

Вывод «сброса» напрямую подключен к триггеру MR (общий сброс). В исследовании мы можем наблюдать небольшой цикл на спусковом крючке. Когда контакт SR (общий сброс) активен, уровень срабатывания низкий.Это означает, что для того, чтобы триггер сбросил вывод SR, напряжение должно повышаться с высокого до низкого. Этот шаг вниз логики в триггере трудно перейти на низкий уровень. Поэтому вывод слабый вне зависимости от каких-либо выводов.

Этот контакт связан с vcc для остановки триггера с помощью аппаратного сброса.

Вывод 3. Вывод: этот вывод также не имеет особой функции. Этот вывод имеет двухтактную конфигурацию (PUSH-PULL), образованную транзисторами.

Эта конфигурация показана на рисунке.Базы двух транзисторов подключены к выходу триггера. Поэтому при появлении высокого логического уровня на выходе триггера включается NPN-транзистор и на выходе появляется + V1. Когда логика, которая появляется на выходе триггера, становится низкой, транзистор PNP включается, и выход подключается к земле, или на выходе появляется –V1.

Таким образом, в качестве конфигурации он используется для получения прямоугольного сигнала на выходе согласно логике управления от триггера.Основная цель этой конфигурации – вернуть нагрузку на спусковой крючок. Но триггер не может выдать 100 мА на выходе.

Ну, пока что мы обсудили контакты, которые ни в каком состоянии не меняют состояние выходов. Остальные четыре контакта являются особыми, потому что они определяют состояние выхода таймера микросхемы.

Контакт 5. Тестовый контакт: клемма управления подключена к отрицательной входной клемме первого компаратора.

Допустим, напряжение между vcc и землей составляет 9 В.За счет делителя напряжения в микросхеме напряжение на управляющий вывод будет всего vcc * 2/3 (для напряжения питания vcc = 9, напряжение на контакте = 9 * 2/3 = 6В).

Эта функция дает пользователю прямое управление первым компаратором. Как показано на диаграмме выше, выход первого компаратора отправляется для сброса триггера. На этот вывод мы можем поставить различные напряжения, скажем, если мы подключим его к + 8В. Теперь бывает, что порог напряжения прикосновения должен достигнуть + 8В, прежде чем триггер будет сброшен и перетащить его на выход.

В нормальном случае минимум идет на V-Out, затем конденсатор получает заряд до 2 / 3VCC (+ 6V для источника питания 9V). Теперь, поскольку мы устанавливаем разные напряжения на клемму управления (первый компаратор отрицательный или компаратор сброса).

Конденсатор следует заряжать до достижения напряжения на клемме управления. Сила заряда конденсатора влияет на время включения и выключения изменения сигнала. Следовательно, выходной сигнал подвергается переключению с различным интервалом.

Обычно этот вывод заводится конденсатором. Чтобы избежать нежелательного шума и помех.

Контакт 2. Триггер: подключен ко входу второго компаратора. Выход второго компаратора подключен к клемме SET триггера. С выхода второго компаратора получаем высокое напряжение на выходе таймера. Таким образом, мы можем сказать, что триггерный контакт управляет выходом таймера.

Теперь вот что нужно заметить: низкое напряжение в триггере форсирует выход высокого напряжения, так как он находится на инвертирующем входе второго компаратора.Напряжение на контакте триггера должно быть ниже напряжения питания VCC * 1/3 (при VCC 9V предполагается, что VCC * (1/3) = 9 * (1/3) = 3V). Поэтому напряжение на триггере должно быть ниже 3 В (для мощности 9 В) на выходе таймера, чтобы оно стало высоким.

Если этот контакт заземлен, на выходе всегда будет высокий уровень.

Контакт 6. Порог: контакт порога напряжения определяет время сброса триггера в таймере. Порог напряжения указан для положительного входа компаратора 1.

Здесь разница напряжений между контактом THRESOLD (порог) и контактом управления (Control) определяет выход компаратора 2, и поэтому логика сбрасывается. Если разность напряжений положительная, то триггер становится равным нулю, и выходная мощность уменьшается. Если разница отрицательная, то логика на выводе SET определяет выход.

Если входной контроль открыт. Тогда напряжение, равное или превышающее VCC * (2/3) (т.е. 6 В для источника питания 9 В), сбросит триггер.Следовательно, выход невысокий.

Таким образом, можно сделать вывод, что контакт порога напряжения определяет, когда выход должен стать низким, если клемма управления разомкнута.

Контакт 7. Сброс: Вывод снят с открытого коллектора транзистора. Поскольку транзистор (контакт сброса T1) получил соединение базы с Q bar. Когда на выходе становится низкий уровень или триггер становится нулевым, Reset подключается к земле. Когда ход Q высокий, тогда Q будет низким, поэтому транзистор T1 получит изменение состояния ВКЛ, поскольку энергия поступила на базу транзистора.

Этот вывод обычно разряжает конденсатор в нестабильной конфигурации, это называется сбросом.

% PDF-1.4 % 377 0 obj> эндобдж xref 377 86 0000000016 00000 н. 0000002829 00000 н. 0000003020 00000 н. 0000003046 00000 н. 0000003094 00000 н. 0000003151 00000 п. 0000003341 00000 п. 0000003641 00000 п. 0000004823 00000 н. 0000006005 00000 н. 0000006054 00000 н. 0000006103 00000 п. 0000006152 00000 н. 0000006201 00000 н. 0000006250 00000 н. 0000006464 00000 н. 0000006675 00000 н. 0000006752 00000 н. 0000007651 00000 н. 0000008422 00000 н. 0000009182 00000 п. 0000009961 00000 н. 0000010754 00000 п. 0000011488 00000 п. 0000012261 00000 п. 0000012909 00000 п. 0000023384 00000 п. 0000033933 00000 п. 0000034725 00000 п. 0000034774 00000 п. 0000075423 00000 п. 0000076227 00000 п. 0000076276 00000 п. 0000114172 00000 н. 0000114991 00000 н. 0000115040 00000 н. 0000156596 00000 н. 0000157415 00000 н. 0000157464 00000 н. 0000195854 00000 н. 0000196673 00000 н. 0000196722 00000 н. 0000542583 00000 н. 0000543397 00000 н. 0000544196 00000 н. 0000545049 00000 н. 0000545902 00000 н. 0000546755 00000 н. 0000554423 00000 н. 0000554461 00000 н. 0000554536 00000 н. 0000554592 00000 н. 0000554745 00000 н. 0000554822 00000 н. 0000554865 00000 н. 0000555024 00000 н. 0000555124 00000 н. 0000555166 00000 н. 0000555296 00000 н. 0000555434 00000 н. 0000555534 00000 н. 0000555576 00000 н. 0000555758 00000 п. 0000555881 00000 н. 0000555989 00000 н. 0000556031 00000 н. 0000556147 00000 н. 0000556271 00000 н. 0000556313 00000 н. 0000556407 00000 н. 0000556448 00000 н. 0000556599 00000 н. 0000556724 00000 н. 0000556845 00000 н. 0000556960 00000 н. 0000557081 00000 п. 0000557210 00000 н. 0000557413 00000 н. 0000557562 00000 н. 0000557721 00000 н. 0000557904 00000 н. 0000558049 00000 н. 0000558174 00000 н. 0000558289 00000 н. 0000558410 00000 н. 0000002016 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 462 0 obj> поток x ڔ SkHQ ~ Ƕ] ¹m`) 6dX1-L) dKOI $ R0 ٍ BL2, fb] m H |

какой выбрать? Принцип работы ультразвукового аппарата

Невозможно остановить приход теплого времени года, а вместе с ним надоедливые летающие и кровососущие насекомые приходят комары, мухи и другие гнезда.Чтобы обезопасить себя от назойливого общества, кто-то использует москитную сетку на улице и в квартире, а кто-то лечится специальными химическими составами, отпугивающими неприятных насекомых. Однако зная азы радиолюбительской практики, можно легко и быстро спаять простую схему отпугивателя от комаров с помощью ультразвукового излучения. Вспомним небольшой курс общей физики

это упругие волны диапазона чуть выше звука от 20 кГц и более высокой частоты.Человеческое ухо способно воспринимать упругие волны, распространяющиеся в воздухе с частотой примерно до 16 000 колебаний в секунду; колебания с большей частотой считаются ультразвуковыми. Известно о влиянии этих волн на биологические объекты, например, они убивают бактерии, отпугивают грызунов и агрессивных собак, но они также эффективны при борьбе с летающими насекомыми, в том числе кровососущими комарами.

Отпугиватель комаров . Невозможно напрямую услышать издаваемый звук.Но на коллекторе второго транзистора их можно увидеть осциллографом или частотомером в виде импульсов с частотой следования 32-40 кГц. В схеме устройства отпугивателя на однотипных биполярных транзисторах VT1, VT2 построен высокочастотный генератор, выход которого подключен к пьезоэлектрическому капсюлю HA1. Ограничивающие сопротивления R1, R3, R6, выпрямительный диод VD2 и емкость C1 используются в качестве бестрансформаторного источника питания для ультразвукового генератора.Ток потребления конструкции около 20 мА. Напряжение питания должно быть в пределах 10 … 15 В.

Ультразвуковой отпугиватель комаров. Мощность ультразвукового генератора небольшая, но ее можно увеличить, уменьшив значение предельного сопротивления R10. Например, если R10 равен 5,6 кОм, мощности излучения для эффективной защиты хватит для помещения площадью до 15 м 2.



Отпугиватель комаров ультразвуковой контур

При этом насекомые не погибают, как в схеме защиты от комаров, рассмотренной чуть ниже, а просто не подлетают к включенному излучателю ближе 10-15 метров, это позволит вам заснуть.Косвенную работу устройства можно увидеть визуально, так как летающие насекомые цепляются за стены, стараются улететь от источника вибраций. Лучшее место для установки в квартире – выход на балкон или возле открытых окон, летающие гады предпочтут ваши соседи. Во время тестирования не наблюдалось неблагоприятных побочных эффектов для людей или домашних животных.

Сфера применения радиолюбительской конструкции не ограничивается описанным вариантом, у устройства есть и другие аспекты использования.При увеличении частоты ультразвуковых волн до 40–50 кГц можно оказывать эффективное биологическое воздействие на ползающих насекомых. А при снижении частоты колебаний до 16-25 кГц они могут прогнать кошек и собак. Но мощность генератора необходимо будет увеличить и заменить HA1 на более мощные АК-059, АК-157, Reeries 811815 или другие более современные аналоги.

Поскольку устройство не имеет понижающего трансформатора в блоке питания, его элементы находятся под напряжением сети.При сборке и включении конструкции следует помнить об этом и не прикасаться к элементам и узлам, находящимся под напряжением 220 В.

Фумигатор можно изготовить самостоятельно. Самое сложное – сделать нагревательный элемент малогабаритного размера. Проще всего использовать ТЭН проволочный резистор С5-35В (ПЭВ) мощностью 25 Вт. Десятка-два таких резистора всегда найдутся в любительском «мусорном ящике». Пахучий картон кладется прямо на поверхность резистора.


Отпугиватель комаров очень простая схема

Эксперименты показали, что для нормального испарения картонного материала необходимо, чтобы на резисторе рассеивалась мощность около 12 Вт при температуре воздуха 20 ° C. На основании этого рассчитывается напряжение, подаваемое на резистор. Резисторы сопротивлением 3,9 Джум или 4,3 кОм можно подключать к сети с напряжением 220 В. Резистор сопротивлением 2 кОм можно подключать к сети через выпрямительный диод.Для автомобильного фумигатора подойдет резистор на 13 Ом.

А что делать, если есть резисторы других номиналов? Вы можете включить их через согласующий трансформатор, но его изготовление хлопотно. Гораздо проще подключить резистор к сети через балластный конденсатор, рисунок R2 нужен для снятия остаточного заряда с конденсатора после отключения питания.

Емкость балластного конденсатора (мкФ) можно рассчитать по формуле:
C1 = 106 / 2nf (U2Rl / P – Rl2)] / 2f
где f – частота сети; U – напряжение в сети; R1 – сопротивление нагревателя; P – мощность, рассеиваемая нагревателем.

Значения емкости балластного конденсатора для резисторов разного номинала, а также значения напряжения на резисторе приведены в таблице. Емкость конденсатора выбирается путем измерения напряжения на резисторе.

В устройстве можно использовать неполярные конденсаторы с максимально допустимым напряжением не менее 350 В. Обозначения на корпусах конденсаторов, как правило, относятся к постоянному току.Максимально допустимое напряжение переменного тока обычно вдвое меньше; это зависит от типа конденсатора, частоты и формы напряжения. Опыт показал, что так называемые бумажные конденсаторы на 350 В постоянного тока выдерживают синусоидальное сетевое напряжение 220 В.

Конструкция схемы отпугивания комаров должна быть такой, чтобы нагревательный резистор не контактировал с легкоплавкими и горючими материалами.

Пришло лето и возникла проблема – комары. Даже в городе эти жужжащие монстры не дают спокойно жить, вылезая откуда-то из подвала.Как оказалось, для того, чтобы от них избавиться, достаточно иметь дома компьютер.

Принцип работы прост: утилита генерирует звук определенной частоты, который не переносят комары. В итоге программа сидит в трее и тихонько свистит через динамики, в ужасе бегают комары.

В боевых условиях программа не справляется со своей задачей, комары ей не до конца, либо они нам не подходят, поэтому скачивать и устанавливать не рекомендую, а ссылку удалил по причине ненужности.Лучше собрать вариант ультразвукового отпугивателя как на рисунке ниже.

Главный генератор репеллера собран на логических инверторах DD1.1 DD1.2 отечественной микросхемы К561ЛН1. Остальные элементы образуют базовые токи биполярных транзисторов VT1-VT4, генератор VA1 подключается через VT1 через VT4 или через VT2 через VT3. В ключевом режиме работают мощные транзисторы, их необходимо устанавливать на небольшие радиаторы. Диод VD1 – любой германиевый.


Излучатель – любая высокочастотная мощность 3-4 Вт со звуковой катушкой не менее 4 Ом, например, динамическая головка – 6ГДВ-4.Он способен излучать колебания ультразвуковой частоты в диапазоне 40 … 50 кГц. Желаемую частоту можно установить с помощью резистора R3.

Устройство для отпугивания кровососущих насекомых генерирует колебания с частотой выше 10 кГц, отпугивая комаров и даже мышей. Генератор построен на одном К155ЛА3, нагрузкой которого является высокоомный телефонный аппарат ТОН-2. Частотой генерации ультразвуковых импульсов можно управлять резисторами R1 R2 и емкостью C1.

Сделать ультразвуковой отпугиватель комаров своими руками можно, руководствуясь схемой. Требуются минимальные знания физики, немного времени и усилий.

Принцип работы

Интересно!

Устройство для отпугивания комаров издает звуковые волны, похожие на колебания стрекозы, летучей мыши, или повторяет звуки самца. Особую опасность для человека представляют самки. Они должны дать жизнь новому потомству. После оплодотворения самки стараются избегать встреч с самцами, поэтому их отпугивают.


Нелегко подсчитать, какой ультразвук будет производить импровизированное устройство, но, по мнению пользователей, схема ультразвукового отпугивателя от комаров правильная и эффективная.

Пример схемы

Сделать устройство, издающее звук определенной частоты под натиском физиков. Но по их чертежам в течение часа можно будет сделать действенный аппарат.

На электронных схемах ультразвукового отпугивателя показана цепочка, по которой должны быть подключены составляющие устройства.

На микросхеме обозначения означают следующее:

  • R1-R5 – резисторы постоянного тока мощностью 0,25 Вт;
  • VD1 – диод для защиты прибора от короткого замыкания, неправильного подключения;
  • BQ1 – излучатель сверхвысокочастотного звука;
  • VT1-VT2 – транзисторы биполярные;
  • R6 – резистор переменный;
  • С1-С2 – конденсаторы;
  • S1 – тумблер включения, выключения.

Все компоненты чертежа расположены на печатной плате, вам понадобятся батарейки или батарейки для использования на улице.Блок питания напряжением до 12 В.


Регулировать частоту звука можно с помощью переменного резистора R6. Самодельный отпугиватель используют как в помещении, так и на улице.

Можно использовать микросхему К555ЛА3 с хорошими частотными характеристиками, низким энергопотреблением. В схеме всего 4 детали.

Обозначения аналогичны. Собран на макете. Сигнал формируется конденсатором С1, при необходимости его замены отрегулируйте с помощью переменного резистора R6. Ультразвуковой отпугиватель делается за несколько часов с минимальными знаниями физики.

На заметку!

Недостатком самодельных устройств является минимальный диапазон, узкий диапазон производимых частот.

Если кому-то интересно, работает он или нет, можно потратить несколько часов свободного времени на изготовление ультразвукового отпугивателя. Но гораздо проще купить готовое устройство по доступной цене с аналогичным, если не лучшим действием.

Когда наступают теплые дни, это хорошо не только для любителей позагорать, но и для надоедливых комаров, которые считаются одними из древнейших видов насекомых на планете.Их дальние родственники были пяти сантиметров в длину и не давали покоя самим динозаврам.

Комары плохо переносят перепады температур: они прячутся на морозе и в сильную жару. Самый комфортный для них температурный режим +15 … +22 градуса. В это время они проявляют активность и раздражают людей.

Также известно, что комары не поднимаются высоко в воздух, а летают над землей. Поэтому жильцам квартир, расположенных на нижних этажах жилых домов, часто требуется защита от этих надоедливых насекомых, в том числе мобильный ультразвуковой отпугиватель комаров.

Что лучше: отпугнуть или уничтожить?

Многие люди до сих пор спорят друг с другом о том, уничтожать ли насекомых или просто отпугивать их. На это нет однозначного ответа, каждый отстаивает свою точку зрения. Но недавно, с развитием технологий, сторонники мирного сосуществования с комарами получили весьма весомый аргумент.

В наши дни на рынке мелких товаров для дома можно встретить ультразвуковой отпугиватель комаров. Отзывы о нем показывают, что такой аппарат – эффективное средство против насекомых.Повреждающего действия не оказывает. Поэтому перечислим все преимущества отпугивания, а не убийства незваных гостей:

Комары входят в пищевую цепочку и служат пищей для птиц.

Убитый комар, которому удалось ощутить вкус человеческой крови, является сигналом для товарищей, которые прячутся поблизости.

Комаров нельзя уничтожить по одному, но отпугнуть стаю довольно просто.

Современные технологии защиты

Существует множество способов защиты от комаров: различные кремы, мази или специальная одежда.Однако у всех есть свои недостатки. Так, например, нельзя мазать лицо многими кремами, они быстро высыхают или испаряются, а мазать их полностью нельзя, будет не хватать какой-либо части тела.

В комбинезоне от надоедливых насекомых ходить можно только в местах их массового скопления: в лесу, на озере или в болоте. В таком костюме не прогуляться по городу, поэтому практически все специалисты рекомендуют использовать на улице ультразвуковой отпугиватель комаров. Отзывы об этом устройстве подчеркивают его отличную работоспособность, если, конечно, не подделка.

Такие устройства передают специальный ультразвуковой сигнал, имитирующий звук самца, который не нравится кровососущим самкам.

Ультразвуковой отпугиватель комаров и мошек небольшой, совершенно бесшумный и, в зависимости от модели, может использоваться как дома, так и на улице.

Основным преимуществом данного устройства является его экологичность и безвредность для людей и домашних животных. В зону звуковой волны попадают только комары.

Ультразвуковой отпугиватель комаров своими руками

Описываемое нами устройство не является чем-то сложным в технологическом смысле.Обладая определенными навыками, вы можете самостоятельно построить устройство защиты от насекомых, излучающее ультразвук.

Приведенная выше схема поможет собрать такое устройство своими руками. Но следует предупредить, что самодельное устройство, как и купленное, имеет следующие особенности:

1. Десятки комаров не погибают от работы устройства, как это показано в рекламе фумигаторов. Насекомые просто не летают ближе к источнику звука ближе 10 метров, что позволяет человеку чувствовать себя комфортно и спокойно спать.

2. Ультразвуковой отпугиватель комаров, сделанный своими руками, необходимо установить возле дверей на балкон или лоджию и открытых окон.

3. Недостатком таких устройств является то, что комары и другие насекомые через 1-1,5 недели эксплуатации устройства могут привыкнуть к его звуку. В этом случае прекратите использование устройства на несколько дней.

Особенность отпугивателя

Как уже говорилось выше, репеллер имеет простую конструкцию. Небольшой генератор помещен в пластиковую упаковку.Он способен создавать ультразвуковые частоты 5-8 КГц и покрывать площадь до 400 квадратных метров (дорогие модели).

Разновидности светильников

Все описываемые устройства имеют одинаковый принцип работы, но существует наибольшее количество моделей и типов, и с каждым годом их становится все больше. Базовыми устройствами являются следующие устройства:

Спортивные ультразвуковые модели для любителей активного образа жизни. Такие устройства оснащены солнечными батареями, специальными застежками и компасом.Внешне они похожи на обычные часы. От качества сборки и заряда аккумулятора зависит не только срок службы, но и скорость зарядки.

Одно из самых эффективных устройств – это ультразвуковой отпугиватель комаров для улицы. Отзывы пользователей подчеркивают его хорошую производительность за счет более мощного звукового генератора и специальных функций, например, фотосенсора. Он самостоятельно включает прибор при появлении хотя бы одного комара в радиусе его действия.

Такие устройства монтируют на стены домов.В современных моделях этого типа есть очистители – ионизаторы воздуха, убивающие бактерии с помощью инсектицидных пластинок.

Усовершенствованные приспособления

Самый современный и технологичный аппарат для отпугивания насекомых – это устройство, в которое встроено компьютерное регулирование. Поэтому, если возникает вопрос, какой ультразвуковой отпугиватель комаров лучше, ответ будет один – прибор с компьютерной начинкой. Ведь в нем есть не только ультразвуковое излучение, но и электронное, сетевое, электромагнитное и инфракрасное.Комбинация всего этого излучения в разы увеличивает его эффективность в отпугивании самых разных насекомых. Радиус действия устройства составляет 200-300 квадратных метров. Устанавливается на любую плоскость с помощью кронштейна, который позволяет вращать устройство в любом направлении.

Все эти типы устройств питаются по-разному: от простых батарей до солнечных батарей и сетевых адаптеров. В продаже есть модели, которые могут работать со всеми блоками питания.

Основные качества отпугивателя

Ультразвуковой отпугиватель комаров обладает следующими свойствами:

Устройство безопасно для людей и животных;

Не содержит опасных химикатов и элементов;

Работа устройств не мешает работе мобильных телефонов, сигнализаций и других электронных устройств.

При покупке устройства следует помнить, что:

1. Лучше всего приобрести многофункциональный ультразвуковой отпугиватель комаров. Отзывы людей, долгое время использующих такие устройства, говорят о том, что такие устройства могут излучать много разных частот, отпугивая разные виды насекомых, а не какой-то конкретный вид.

2. Не все подобные устройства можно устанавливать на улице. У каждого из них свой температурный диапазон. Для использования в агрессивной среде следует приобрести устройство, имеющее влагозащищенный корпус.

3. Покупайте только проверенные временем модели.

4. Качественный и производительный прибор не будет дешевым.

Ультразвуковой отпугиватель комаров стоит в среднем 850-900 руб.

Цена зависит от дизайна модели, набора определенных функций и региона покупателя. Есть устройства, которые стоят от нескольких тысяч до десятков тысяч рублей, но их можно купить только на заказ.

Обзор отзыва

Ультразвуковой отпугиватель комаров – хорошее приобретение не только, когда мы едем за город или на природу.Этот прибор в теплое время года – хороший спаситель от разного рода насекомых.

Всевозможные кремы и мази вместе с народными рецептами и спецодеждой, а также фумигаторы и тарелки, безусловно, являются полезными средствами борьбы с комарами, но одни из них малоэффективны, а другие вредны для здоровья самого человека. Поэтому аппарат УЗИ – удачное и безвредное приобретение.

Однако стоит постараться найти действительно качественный и эффективный ультразвуковой отпугиватель комаров.В людских отзывах часто говорится, что такие устройства на рынке часто оказываются подделками, которые, кроме внешнего вида, не имеют к этому устройству никакого отношения. Эффективность таких дешевых устройств нулевая. Он просто вытаскивает деньги из доверчивых покупателей, которые видели много телевизионных рекламных роликов. Но нет дыма без огня, а значит, такие устройства существуют и работают на благо людей и домашних животных.

P.S

Иногда пользователи жалуются на устройство, указывая, что он сначала сработал, а потом на него перестали реагировать комары.Об этом явлении мы уже писали в статье и рекомендовали покупать только многофункциональное устройство или постараться не использовать его какое-то время.

Но оптимальным вариантом будет создание ультразвукового отпугивателя своими руками, который сэкономит и доставит вам удовольствие от работы, и в этом случае вы будете на 100% уверены в качестве созданного вами устройства.

И не полагайтесь на приложения для мобильных отпугивателей, которые установлены на телефонах и смартфонах. Как правило, это очередной «развод», поскольку качество звука, издаваемого динамиком мобильного устройства, оставляет желать лучшего, а для комаров он безвреден.

Летом можно позволить себе поехать отдыхать на дачу, в лес, на реку или в другое место, поближе к природе. Маленькие надоедливые комары могут омрачить приятные минуты расслабления и получения положительного заряда. Сегодня мы расскажем, как выбрать отпугиватель комаров для улицы, а также как сделать его самостоятельно, чтобы защита от комаров на открытом воздухе стала эффективной.

Отправляясь в отпуск за город, не забудьте прихватить заранее купленные репелленты от комаров.Ведь независимо от того, едете вы на дачу или в поход, надоедливые насекомые могут раздражать везде. Методы, которые подходят для открытых территорий, отличаются от тех, которые вы используете для защиты своего дома. И если, например, для палатки, комнаты, беседки можно использовать москитную сетку, то на открытой местности такой способ не подходит. Сегодня производители обеспокоены тем, что среди множества устройств – ультразвуковых отпугивателей, моделей фумигаторов и жидкостей, репеллентов и ловушек – потребитель может выбрать то самое средство, которое лучше всего защищает его от укусов комаров.

Видео «Ультразвуковой отпугиватель»

Из видео вы узнаете, как пользоваться таким инструментом.

УЗИ от комаров

Для защиты от комаров на открытом воздухе можно использовать ультразвуковые отпугиватели. Есть даже компактные устройства, отпугивающие вредителей звуком, не воспринимаемым человеческим ухом. Некоторые модели может носить один человек. Их действительно можно положить в карман одежды или на пояс. Они оказывают свое влияние в радиусе около 2 метров.Остальные агрегаты предназначены для защиты всего помещения. Самые дорогие варианты отпугивателей отлично подходят для вечернего отдыха на открытой местности и в процессе могут покрыть площадь до 50 метров.
Принцип работы прибора заключается в том, что в процессе работы он излучает сигналы, имитирующие крылья самца. В результате улетают самки комаров и мошек. Так как в естественных условиях самки старательно избегают самцов. Ультразвук безопасен для человека. Устройство работает бесшумно.Далее мы остановимся на некоторых моделях отпугивателей, которые подходят для отпугивания комаров вне дома.

Например, брелок «Лайт» способен работать на площади не более 10 квадратных метров. Частота его излучения 5,5 кГц, для работы понадобится аккумулятор типа «А». Отпугиватель эффективно действует на него до 27 дней. Он сделан в Китае и весит всего 75 грамм. Крепится к поясу.

Устройство ML-338R также питается от аккумуляторов, китайского производства, весит около 100 грамм, работает на площади 1.5 квадратных метров, обеспечивает звуковое давление в диапазоне 80 дБ, частота его воздействия 4 – 12 кГц. Занимает мало места, помещается в карман или сумку. Визуально представляет собой брелок с фонариком. Устройство оснащено регулятором частоты сигнала.

Отпугиватель EcoSniper AR112 – универсальный прибор. Его действительно можно использовать как средство от комаров на улице, сирену или фонарик. Работает в диапазоне частот 13-20 кГц, обеспечивает звуковое давление в пределах 90 дБ.Имеет влияние на участок не более 10 кв. Работает от батареек ААА. Производитель рекомендует носить устройство в кармане или на шее.

«Freetim» имеет генератор импульсных сигналов, частота которого изменяется последовательно, 4 режима работы с разной мощностью. При максимальной радиации он может отлично выполнять свои функции до 500 часов. Охрана на открытом воздухе возможна на площади около 1,5 метра. Питается от литиевой батареи, весит всего 10 грамм, режим автоотключения активируется через 8 часов.Такое устройство можно носить на руке, на поясе или в кармане даже детям. Светодиодная подсветка сигнализирует о начале его работы.

Фумигаторы и жидкости

Находясь на природе, как и в доме, можно использовать электрические фумигаторы и зажигалки с жидкостью для борьбы с надоедливыми насекомыми. Они очень эффективны, не имеют неприятного запаха. Иногда люди просто поджигают тарелку, предназначенную для фумигатора, и задымляют пространство дымом. Фумигаторы могут действовать через активные ингредиенты, такие как инсектициды, пиретрины и пиретроиды.Первые безвредны для людей и животных, вторые представляют собой экстракты пижмы, ромашки и других растений, а третьи – искусственно созданные вещества. В продаже есть модели, предназначенные как для жидкости, так и для тарелки. Например, набор для дома и дачи «Смерть».
В комплект входит баллон для жидкости, фумигатор с поворотной заглушкой с индикатором мощности. Существуют как электрические, так и пиротехнические типы фумигаторов. В них начинает работать ТЭН, после чего начинается испарение основного вещества.Электроприборы работают от розетки, быстро нагреваются. Пиротехника имеют форму спирали. Его нужно поджечь и потушить. Он тлеет, распространяя вокруг себя ядовитые вещества. Фумигаторы, использующие жидкость, служат намного дольше.

Среди популярных моделей фумигаторов можно назвать «Рейд». Для работы нужна жидкость. Одного устройства хватит примерно на месяц – если пользоваться им не более 8 часов в день. Рассчитан на участок размером до 50 кв.

Ключевым компонентом в нем является пиретрин.Издает приятный запах эвкалипта. Практически все устройства этой компании имеют функцию регулирования выбрасываемых в воздух элементов и таймер.

Москитол представлен производителем моделей для взрослых и детей – с менее концентрированным веществом. Бутылки с жидкостью хватит примерно на 1,5 месяца. Не рекомендуется использовать устройство более 8 часов. Производитель заявил время избавления от насекомых – 1,5 часа. Детский вариант устройства содержит экстракт ромашки, поэтому одновременно действует как ароматизатор.

Фумитокс также основан на экстракте ромашки. В его состав также входят антиоксиданты и органический растворитель. Без запаха, работает от флакона до 30 дней. Есть взрослый и детский вариант, последний считается менее эффективным. Особенностью фумигатора является возможность изменения расположения заглушки.

Репелленты

Репелленты, название которых происходит от латинского слова и переводится как «отталкивать» или «отталкивать», являются средствами индивидуальной защиты. Выпускаются они чаще всего в виде спреев и аэрозолей, которые наносятся на одежду или кожу.Также есть кремы и лосьоны, лосьоны, спреи. В состав репеллентов входят компоненты природного и химического происхождения – спирты, едкие эфирные масла, пиретроиды, диэтилфталат. Они заглушают феромоны человеческого тела, и от них начинает исходить неприятный для комаров запах. Репелленты из пиретроида относятся к новому поколению, более безопасны. Но на рынке их не так много, поэтому цена такой защиты довольно высока. Есть смешанные репелленты.Например, против комаров и клещей. Чаще всего их делают на основе альфациперметрина, то есть яда с нервным действием.

По длительности работы в первую категорию входят препараты, содержащие 30-40% активного компонента. Действуют до 5 часов, не рекомендованы к применению беременным, детям, аллергикам. Ко второй группе относятся те, срок действия которых составляет до 3 часов. Количество действующего вещества в них не превышает 20-25%.Кратчайшие сроки действия препаратов с содержанием токсичных веществ 5-10% – до 2 часов. Такие разрешены к употреблению даже беременным женщинам и детям.

Обратной стороной репеллентов является то, что они очень токсичны даже для здорового человека. Применяйте такие препараты осторожно, чтобы не спровоцировать проблемы с дыхательными путями и сильные аллергические реакции.

Среди популярных спреев можно назвать «Москитол», «Гардекс», «Стоп комаров», «Дета-проф. Аэрозоль нельзя распылять на раны, после купания требуется наносить повторно.Не распыляйте вблизи огня. Нанесите повторно через 2–3 часа. Избегайте попадания средства в глаза и после прогулки обязательно смывайте средство с кожи. Покупать репелленты лучше всего в аптеке.

Ловушка

Чтобы избавиться от комаров на улице, можно использовать ловушки для ламп и хитрые ловушки, которые заманивают, а не отпугивают насекомых.

Принцип действия лампы – ее ультрафиолетовое излучение, которое должно привлекать насекомых. Но поскольку комары не бабочки и не мошки, то хотят ли они летать на таком устройстве – вопрос спорный.Подлетая к лампе, комар будет уничтожен разрядом тока, так как металлическая решетка находится под электрическим напряжением.


Генератор – отпугиватель комаров

Схема генератора-отпугивателя комаров на таймере КР1006ВИ1 представлена ​​на рисунке 1.


Рис.1

Микросхема КР1006ВИ1 представляет собой устройство для задания времени (таймер), которое генерирует импульсы напряжения от нескольких микросекунд до десятков минут в зависимости от внешних схем задания времени.

В схеме отпугивателя комаров на микросхеме КР1006ВИ1 синхронизирующая цепь С1 – это С1. Изменяя сопротивление резистора R2, можно получить частоты от 200 Гц до 50 … 60 кГц. Для отпугивания комаров генератор настроен на частоту около 20 кГц.

С выхода 3 микросхемы КР1006ВИ1 импульсы генератора поступают на малогабаритный громкоговоритель, а их уровень регулируется переменным резистором R3.

Отпугиватель комаров может быть собран на таймере зарубежного производства типа NE555 и ему подобных.

Средство от комаров

Устройство для отпугивания комаров (рис. 2) генерирует колебания с частотой более 10 кГц, которые отпугивают комаров и даже мышей.


Рис.2

Генератор выполнен на одной ИМС К155ЛА3, нагрузка – высокоомный телефонный ТОН-2. Частоту генератора можно регулировать резисторами R1, R2 и конденсатором С1.

«Справочник по схемотехнике для радиолюбителей»

Боровской В.С.

Простой генератор репеллентов от грызунов

Схема генератора состоит из модулятора низкой частоты (C1, C4, DD 1.4, R 1, R 2), генератора ультразвуковых колебаний (C3, C4, DD 1.3, DD 1.4, R 3, R 4), силового усилитель на транзисторах и радиатор, который используется как высокочастотный динамик 4ГДВ-1, рис. 3.


Рис.3

При номиналах, указанных в схеме, генератор излучает частотно-модулированные колебания в диапазоне 15… 40 кГц. Частота генератора регулируется резистором R 4, частота модуляции регулируется резистором R 2 в пределах 2 … 10 Гц. Если установить контакт SB 1 так, чтобы при несанкционированном проникновении в комнату этот контакт замыкался, генератор мог работать как сирена охранной сигнализации, так как он начинает излучать частотно-модулированные колебания в диапазоне 1000 … 2000 Гц.

Следует учитывать, что при длительной работе в одном частотном диапазоне крысы могут адаптироваться, поэтому необходимо резисторами R 2 – R 4 менять параметры излучения 2-3 раза в неделю.Вы также можете применить этот пример: подключите конденсатор C4 к куску провода, который создает дополнительную емкость, которая изменяется в зависимости от температуры и влажности. Тогда частота будет меняться случайным образом.

Богачев А.

город Пермь

Средство от насекомых

Комары терроризируют людей не только в лесу или у реки, но и в жилых помещениях, особенно ночью. Неэффективно использовать генератор для отпугивания комаров, работающий на марганцево-цинковых элементах, срок жизни которых ограничен.Для этого предлагается устройство с питанием от сети переменного тока 220 В, рисунок 4.


Фиг.4

Бестрансформаторное питание обеспечивается сетевым выпрямителем на конденсаторе C1, резистором R 1 и диодным мостом VD 1-VD 4. Конденсатор C1 является балластной нагрузкой для сетевого напряжения. Выпрямленное диодным мостом VD 1 – VD 4 напряжение сглаживается конденсатором С2, окончательно выравнивается стабилизатором DA 1 и поступает на генератор импульсов, собранный на двух транзисторах разной структуры со статическим коэффициентом передачи тока более 30.Колебания в нем возникают из-за положительной обратной связи между выходом транзистора VT 2 и входом транзистора VT 1. Частота генерируемых колебаний составляет 10-20 кГц и зависит от емкости конденсатора обратной связи С3 и общего сопротивления резисторов R2. и R 3. Частоту можно плавно изменять резистором R 3.

При правильной установке радиодеталей работоспособность устройства можно разделить по высокочастотному звуку в динамической головке или подключить к точке А миллиамперметром, ток которого должен быть в пределах 28-32 мА.Корпусом для этого устройства может служить вышедший из строя электрический звонок, от которого использовались конденсатор 0,5 мкФ и динамическая головка без демонтажа.

Босенко В.М.

г.Лубны

Полтавская область

Противомоскитная защита

Лето – пора отпусков. Многие горожане уезжают в более теплые края, к морю. Но есть те, кто по тем или иным причинам предпочитает отдыхать на родине – на даче, на природе, у озера … Все бы хорошо, но беда – комары и комары.

Можно попробовать ультразвуковую атаку. Ультразвуковые излучатели, предназначенные для снижения аппетита у комаров и комаров, – не новая идея.


Рис.5

Комары и комары разных пород реагируют на звуки разной частоты. Причем частоты рекомендовались в самом широком диапазоне, от почти 5 кГц до 50 кГц. На рис.5 представлена ​​схема достаточно мощного ультразвукового генератора, частота генерации которого может регулироваться подстроечным резистором R 1 в достаточно широком диапазоне.А в качестве излучателя звука выступает пьезоэлектрический твитер (вполне можно использовать любой пьезо-твитер из сигнальных устройств, телефонов, например бытового типа ЗП-22).

Отражатель выполнен на базе импортной микросхемы CD 4047, содержащей элементы мультивибратора и триггера, формирующего на своих выводах симметричные противофазные сигналы. SqueakerF 1 включен между штифтами этого курка.

Частота генерации импульсов зависит от параметров цепи C2-R 1 – R 2.

В ряде экспериментов устройство питалось от автомобильного прикуривателя. Установив генератор в том самом «москитном» месте, регулируя резистор, было обнаружено положение, в котором комары действительно разлетались и не подходили к этому месту на несколько метров. Но ненадолго. Примерно час или два, а потом мне пришлось настраивать генератор, чтобы он снова разлетелся. В этом случае необходимо регулировать резистор R 1, наблюдая за поведением насекомых.

Афанасьев В.М.

Регулировка оборотов электродвигателя по схеме 12В. Самостоятельное производство оборотов электродвигателя. Принцип работы регулятора на транзисторе

Вращение двигателя в двигателе необходимо для плавного разгона и торможения. Широкое распространение такие устройства получили в современной индустрии. Благодаря им, измерение скорости движения в конвейере, на различных устройствах, а также при вращении вентилятора.Двигатели мощностью 12 В используются во всех системах управления и в автомобилях.

Системное устройство

Коллективный двигатель типа Состоит в основном из ротора, статора, а также щеток и тахогенератора.

  1. Ротор является частью вращения, статор представляет собой магнит внешнего типа.
  2. Щетки, изготовленные из графита, являются основной частью скользящего контакта, через который запитывается вращающийся якорь.
  3. Такогенератор – это устройство, окружающее характеристику вращения устройства. Если происходит нарушение размерности процесса вращения, то он регулирует поступающее в двигатель напряжение, тем самым делая его максимально плавным и медленным.
  4. Статор. Этот предмет может включать не один магнит, а, например, две пары полюсов. При этом на месте статических магнитов здесь будут катушки электромагнитов. Сделать работу такое устройство способным как на постоянном токе, так и на переменном.

Схема управления креном коллекторного двигателя

В качестве регуляторов электродвигателей 220 В и 380 В используются специальные преобразователи частоты . Такие устройства относятся к высокотехнологичным Они помогают произвести кардинальное преобразование токовых характеристик (формы сигнала, а также частоты). В их конфигурации присутствуют мощные полупроводниковые транзисторы, а также импульсный модулятор. Весь процесс проведения устройства происходит за счет управления специальным блоком на микроконтроллере.Изменение скорости вращения ротора двигателей происходит довольно медленно.

Именно по этой причине в нагруженных устройствах используются преобразователи частоты. Чем медленнее будет происходить процесс разгона, тем меньшая нагрузка будет оказываться на коробку передач, а также на конвейер. На всех частотах можно найти несколько степеней защиты: нагрузка, ток, напряжение и другие показатели.

Некоторые модели преобразователей частоты питаются от однофазного напряжения (оно будет доходить до 220 вольт), из него создают трехфазное.Помогает произвести подключение асинхронного двигателя в домашних условиях, не применяя сложных схем и конструкций. При этом потребитель не потеряет мощность при работе с таким прибором.

Зачем нужен такой прибор-регулятор

Если говорить о двигателях регуляторов , оборотов необходимо:

Схемы, по которым создаются преобразователи частоты в электродвигателе, широко используются в большинстве бытовых устройств. Такую систему можно встретить в источниках беспроводного питания, сварочных аппаратах, зарядках телефонов, блоках питания персонального компьютера и ноутбука, стабилизаторах напряжения, блоках зажигания ламп для подсветки современных мониторов, а также ЖК-телевизорах.

Регулятор цепи электродвигателя 220В

Его можно изготовить полностью самостоятельно Но для этого потребуется изучить все возможные технические особенности устройства. По конструкции можно выделить сразу несколько разновидностей основных деталей. А именно:

  1. Сам электродвигатель.
  2. Система управления микроконтроллерным преобразователем.
  3. Привод и механические части, связанные с работой системы.

Перед началом пуска устройства, после подачи определенного напряжения на обмотку, начинается вращение двигателя с указателем максимальной мощности.Это такая особенность, которая будет отличать асинхронные устройства от других видов. Все – добавление нагрузки от механизмов, приводящих устройство в движение. В конечном итоге на начальном этапе работы устройства мощность, а также потребляемый ток только увеличиваются до максимальной отметки.

В это время происходит процесс выделения наибольшего количества тепла. Перегрев в обмотках, а также в проводах. Использовать частичное преобразование Это поможет предотвратить это.Если установить плавный пуск, то до отметки максимальной скорости (которая также может регулироваться оборудованием и может составлять не 1500 оборотов в минуту, а всего 1000) двигатель начнет разгоняться не в первый момент работы, а через следующие 10 секунд (при этом Каждую секунду прибор будет прибавлять 100-150 оборотов). В это время процесс нагрузки на все механизмы и провода начинает уменьшаться в несколько раз.

Как сделать регулятор своими руками

Можно полностью самостоятельно создать регулятор скорости вращения электродвигателя около 12 В.для этого стоит использовать переключатель сразу нескольких позиций , а также специальный проволочный резистор. С помощью последнего изменяется изменение уровня напряжения (а заодно и индикатора частоты вращения). Те же системы можно использовать для выполнения асинхронных движений, но они будут менее эффективны.

Много лет назад широко применялись механические регуляторы – они строились на основе зубчатых передач или их вариаторов. Но такие устройства считались не очень надежными.Электронные средства показали себя в несколько раз лучше, так как были не такими большими и позволяли производить настройку более тонкого диска.

Для создания регулятора вращения электродвигателя необходимо использовать сразу несколько устройств, которые можно как купить в любом строительном магазине, так и снять со старых приборных устройств. Чтобы произвести настройку, стоит включить специальный переменный резистор схемы . С его помощью происходит процесс изменения амплитуды сигнала, включенного на сигнальный резистор.

Внедрение системы управления

Чтобы значительно улучшить характеристики даже самого простого оборудования, необходимо включить микроконтроллерное управление в цепь регулятора оборотов двигателя. Для этого стоит выбрать процессор, в котором есть подходящее количество входов и выходов соответственно: для подключения датчиков, кнопок, а также специальных электронных ключей.

Для экспериментов стоит использовать специальный микроконтроллер ATMEGA 128 – самый простой в использовании и широко используемый контроллер.В бесплатном использовании можно найти большое количество схем с его использованием. Чтобы прибор работал нормально, стоит записать конкретный алгоритм действий – реакцию на определенные движения. Например, при достижении температуры 60 градусов Цельсия (результат измерения будет отмечен на графике самого устройства), устройство должно автоматически выключиться.

Наладочные работы

Теперь стоит поговорить о том, как проводить обороты в коллекторном двигателе. В связи с тем, что общая скорость вращения двигателя может напрямую зависеть от величины подаваемого уровня напряжения, для настройки вполне подходят совершенно любые системы, которые могут выполнять такую ​​функцию.

Стоит вспомнить несколько разновидностей устройств:

  1. Автотрансформаторы лабораторные (ЛАТР).
  2. Карты заводской настройки, которые используются в бытовых приборах (можно взять даже те, что используются в пылесосах, миксерах).
  3. Кнопки, которые используются в конструкции электроинструментов.
  4. Бытовые разновидности регуляторов, которые оснащены особым плавным действием.

Но у всех таких методов есть недостаток.В сочетании с процессами уменьшения оборотов снижается общая мощность двигателя. Иногда его можно остановить, даже просто потрогав рукой. В некоторых случаях это может быть вполне нормальным явлением, но по большей части это считается серьезной проблемой.

Наиболее приемлемым вариантом будет выполнение функции регулировки оборотов с использованием приложений тахогенератора .

Чаще всего устанавливается на заводе. Во время отклонения скорости вращения двигателей из-за симистов в двигателе будет происходить передача уже скорректированного источника питания, сопутствующего желаемой скорости вращения.Если в такую ​​емкость встроить вращение самого мотора, мощность не пропадет.

Как это выглядит в виде дизайна? Чаще всего используется именно процесс вращения, в основе которого лежит использование полупроводника.

В первом случае Речь идет о переменном сопротивлении с помощью процесса механической регулировки. Он будет последовательно подключен к коллекторному двигателю. Недостатком в этом случае будет дополнительное выделение определенного количества тепла и дополнительная стоимость всего ресурса батареи.Во время такой регулировки общая потеря мощности происходит в процессе вращения двигателя. Считается наиболее экономичным вариантом. Не используется для достаточно мощных моторов по указанным выше причинам.

Во втором случае При использовании полупроводников процесс управления двигателем происходит с помощью подачи определенного количества импульсов. Схема способна изменять длительность таких импульсов, что, в свою очередь, изменяет общую скорость вращения двигателя без потери индикатора мощности.

Если вы не хотите самостоятельно изготавливать оборудование, а хотите купить устройство полностью готовым к эксплуатации, следует обратить особое внимание на основные параметры и характеристики, такие как мощность, тип системы управления устройством, напряжение в устройстве. , частота и напряжение рабочего типа. Лучше всего произведем расчет общих характеристик всего механизма, в котором должен применяться регулятор напряжения двигателя. Необходимо помнить, что нужно произвести сравнение с параметрами преобразователя частоты.

Обычное электронное устройство широко распространено.
Это мощный ШИМ-контроллер с плавным ручным управлением. Он работает от постоянного напряжения 10-50В (лучше не выходить за пределы диапазона 12-40В) и подходит для регулирования мощности различных потребителей (лампы, светодиоды, двигатели, обогреватели) с максимальным током потребления 40а.

Отправляется в стандартном мягком конверте


Корпус закреплен на защелках, которые легко сломать, поэтому открывайте осторожно.


Внутри платы и снята ручка регулятора


Печатная плата представляет собой двухсторонний стеклостолит, пайка и установка аккуратны. Подключение через мощную клеммную колодку.


Вентиляционные прорези в корпусе малоэффективны, т.к. практически полностью перекрываются с печатной платой.


В собранном виде выглядит так


Реальные размеры заявлены чуть больше: 123х55х40мм

Принципиальная электрическая схема


Заявленная частота ШИМ 12кГц.Реальная частота колеблется в диапазоне 12-13 кГц при регулировке выходной мощности.
При необходимости частоту работы ШИМ можно уменьшить, чтобы установить требуемый конденсатор параллельно С5 (начальная емкость 1НФ). Повышать частоту нежелательно, т.к. будут потери переключения.
Переменный резистор имеет в крайнем левом положении встроенный переключатель, позволяющий отключать устройство. Также на плате горит красный светодиод в рабочем состоянии регулятора.
С микросхем ШИМ-контроллера маркировка почему-то старательно, хотя нетрудно догадаться, какой аналог NE555 🙂
Диапазон регулирования близок к заявленному 5-100%
Элемент CW1 аналогичен стабилизатор тока в корпусе диода, но точно не уверен …
Как и в большинстве регуляторов мощности, регулировка осуществляется в минусовой провод. Защита от КЗ отсутствует.
На мосфетах и ​​диодной сборке маркировка изначально отсутствует, они стоят на индивидуальных радиаторах с тепловым щитом.
Регулятор может работать от индуктивной нагрузки, т.к. на выходе идет сборка защитных диодов Шоттки, подавляющая ЭДС самоиндукции.
Проверка тока 20А показала, что радиаторы немного нагреваются и могут тянуть больше, предположительно до 30А. Измеренное полное сопротивление открытых каналов вестернов составляет всего 0,002 Ом (падение 0,04 В на токе 20а).
Если уменьшить частоту ШИМ, все заявленные 40а вытащатся. Извините проверить не могу …

Выводы можете делать сами, аппарат понравился 🙂

Планирую купить +56.Добавить в избранное Обзор понравился +38 +85

Для регулирования скорости вращения коллекторного двигателя коллекторный электродвигатель, имеющий малую мощность, может быть подключен последовательно к источнику электропитания. Но этот вариант создает очень низкий КПД, к тому же нет возможности осуществлять плавное изменение скорости вращения.

Главное, что такой способ иногда приводит к полной остановке электродвигателя при пониженном напряжении питания. Электродвигатель вращения dC, описанный в этой статье, лишен этих недостатков.Эти схемы с успехом можно использовать для изменения яркости свечения ламп накаливания на 12 вольт.

Описание 4 системы регуляторов крена мотора

Первая схема

Измените скорость вращения с помощью переменного резистора R5, который изменяет длительность импульса. Поскольку амплитуда импульсов ШИМ постоянна и равна напряжению мощности электродвигателя, он никогда не останавливается даже при очень низкой скорости вращения.

Вторая схема

Аналогичен предыдущему, но в качестве задающего генератора применен операционный усилитель DA1 (К140УД7).

Эта OU работает как генератор напряжения, генерирующий треугольные импульсы с частотой 500 Гц. Переменным резистором R7 задается частота вращения электродвигателя.

Схема третья

Своеобразный, построен на нем. Уточняющий генератор действует с частотой 500 Гц. Ширину импульсов, а следовательно, и частоту вращения двигателя можно изменять от 2% до 98%.

Слабым местом всех вышеперечисленных схем является то, что в них отсутствует элемент стабилизации частоты вращения при увеличении или уменьшении нагрузки на вал двигателя постоянного тока.Решить эту проблему можно по следующей схеме:

Как и большинство подобных регуляторов, в схеме этого регулятора есть задающий генератор напряжения, который генерирует импульсы треугольной формы, частота которых составляет 2 кГц. Все специфические схемы – наличие положительной обратной связи (ПОС) через элементы R12, R11, VD1, C2, DA1.4, которые стабилизируют частоту вращения вала электродвигателя при увеличении или уменьшении нагрузки.

При налаживании схемы с конкретным двигателем сопротивление R12 выбирается такой глубиной ПК, при которой еще не наступает частота вращения частоты при изменении нагрузки.

Детали регуляторов вращения электродвигателей

В этих схемах можно применить следующие замены радиодеталей: транзистор Кт817Б – КТ815, КТ805; CT117A может заменить CT117B-g или 2N2646; Операционный усилитель К140УД7 на К140УД6, CR544UD1, TL071, TL081; Таймер NE555 – C555, КР1006Ви1; Микросхема TL074 – TL064, TL084, LM324.

При использовании более мощной нагрузки ключевой транзистор КТ817 можно заменить мощным полевым транзистором, например, IRF3905 или аналогичный.

На простых механизмах удобно устанавливать аналоговые регуляторы тока. Например, они могут изменять скорость вращения вала двигателя. С технической стороны выполнить такой регулятор несложно (требуется установка одного транзистора). Применяются для регулировки независимой скорости двигателей в робототехнике и источниках питания. Наиболее распространены два варианта регуляторов: одноканальный и двухканальный.

Видео № 1.

Одноканальный регулятор в работе.Изменяет скорость вала двигателя, вращая ручку переменного резистора.

Видео № 2. Повышение скорости вала двигателя при работе одноканального регулятора. Увеличение числа оборотов от минимального до максимального значения при вращении ручки переменного резистора.

Видео № 3. Двухканальный регулятор в работе. Независимая установка скорости вращения валов двигателей на основе подстроечных резисторов.

Видео №4.Напряжение на выходе регулятора измеряется цифровым мультиметром. Полученное значение равно напряжению батареи, от которой прошло 0,6 вольт (разница возникает из-за падения напряжения на переходе транзистора). При использовании батареи на 9,55 вольт регистрируется изменение от 0 до 8,9 вольт.

Функции и основные характеристики

Ток нагрузки одноканального (фото. 1) и двухканального (фото 2) регуляторов не превышает 1,5 А. Поэтому для увеличения нагрузочной способности его заменяют на Транзистор CT815A на CT972a.Нумерация выводов у этих транзисторов совпадает (е-к-б). Но модель CT972A работает с токами до 4а.

Одноканальный регулятор двигателя

Устройство управляет одним двигателем, питаемым от напряжения в диапазоне от 2 до 12 вольт.

  1. Конструкторское устройство

Основные элементы конструкции регулятора представлены на фото. 3. Устройство состоит из пяти компонентов: двух резисторов переменного сопротивления сопротивлением 10 кОм (№1) и 1 ком (№2), транзистор модели CT815A (№3), пара двухсекционных кабелей с винтовыми зажимами на вывод двигателя (№4) и логин для подключения аккумуляторов (№ . 5).

Примечание 1. Установка винтовых клемм рабочих не требуется. С помощью тонкого монтажного многожильного провода можно напрямую подключить двигатель к источнику питания.

  1. Принцип действия

Порядок работы регулятора мотора описывает электромохимию (рис.1). Учитывая полярность на разъеме HT1, подается постоянное напряжение. Лампочка или мотор подключаются к разъему КТ2. На входе включают переменный резистор R1, поворот его ручки изменяет потенциал на среднем выходе тарелки минусовой батареи. Через текущую программу R2 был подключен средний выход к основному выводу транзистора VT1. В этом случае транзистор включается по штатной схеме тока. Положительный потенциал на выходе базы увеличивается при перемещении вверх по среднему выходу из-за плавного вращения ручки переменного резистора.Происходит увеличение тока, что связано с уменьшением сопротивления перехода коллектор-эмиттер в транзисторе VT1. Потенциал уменьшится, если ситуация обратная.


Принципиальная электрическая схема
  1. Материалы и детали

Печатная плата размером 20×30 мм, изготовленная из листа стеклопластика, прослоенного с одной стороны (допустимая толщина 1-1,5 мм). В таблице 1 приведен список радиодеталей.

Примечание 2. Переменный резистор, необходимый для устройства, может быть любого производства, при этом важно соблюдать текущее значение сопротивления, указанное в таблице 1.

Примечание 3. . Для регулировки токов выше 1,5А транзистор CT815G заменяют на более мощный КТ972а (с максимальным током 4а). В этом случае выкройка печатной платы не требуется, так как распределение выводов в обоих транзисторах идентично.

  1. Процесс сборки

Для дальнейшей работы вам необходимо скачать файл архива, расположенный в конце статьи, распаковать его и распечатать.На глянцевой бумаге распечатать чертеж регулятора (файл), а монтажный чертеж (файл) находится на белом канцелярском листе (формат А4).

Далее чертеж печатной платы (№1 на фото. 4) приклеиваем к токовым дорожкам на противоположной стороне печатной платы (№2 на фото. 4). Необходимо проделать отверстия (№3 на фото. 14) для установки чертежа в посадочные места. Монтажный чертеж прилагается к печатной плате сухим клеем, при этом отверстия должны совпадать. На фото 5 показана база транзистора CT815.

Вход и выход клеммных разъемов отмечены белым цветом. Источник напряжения подключается через зажимы к клеммной колодке. Полностью собранная одноканальная ручка изображена на фото. Электроснабжение (аккумулятор 9 вольт) подключается на этапе окончательной сборки. Теперь вы можете регулировать частоту вращения вала с помощью мотора, для этого нужно плавно вращать ручку регулировки переменного резистора.

Для тестирования устройства необходимо распечатать чертеж диска из архива.Далее нужно наклеить этот рисунок (№1) на плотный и тонкий картон (№2). Затем ножницами вырезается диск (№3).

Полученную заготовку переворачивают (№1) и квадрат фиксируют квадратом из черной ленты (№ 2) для лучшего сцепления поверхности вала двигателя с диском. Необходимо проделать отверстие (№3) как показано на рисунке. Затем диск устанавливается на вал двигателя и можно переходить к испытаниям. Одноканальный контроллер мотора готов!

Двухканальный регулятор двигателя

Используется для независимого управления парой двигателей одновременно.Питание осуществляется от напряжения в диапазоне от 2 до 12 вольт. Ток нагрузки рассчитан на 1,5А на канал.

  1. Конструкторское устройство

Основные компоненты конструкции представлены на фото 10 и включают в себя: два подстроечных резистора для настройки 2-го канала (№ 1) и 1-го канала (№ 2), три двухсекционных винтовых клеммных зажима для доступа к 2-й двигатель (№ 3), для доступа к 1-му двигателю (№ 4) и к входу (№ 5).

Примечание 1 Установка винтовых клеммников не требуется.С помощью тонкого монтажного многожильного провода можно напрямую подключить двигатель к источнику питания.

  1. Принцип действия

Схема двухканального регулятора идентична электрической схеме одноканального регулятора. Состоит из двух частей (рис. 2). Основное отличие: резистор переменного сопротивления замены на быстродействующий. Скорость вращения валов задается заранее.

Примечание. Для оперативной регулировки скорости вращения электродвигателей подстроечные резисторы заменяют монтажным проводом с резисторами переменного сопротивления с указателями сопротивления, указанными на схеме.

  1. Материалы и детали

Вам понадобится печатная плата размером 30×30 мм, изготовленная из листа стекловолокна, покрытого с одной стороны толщиной 1-1,5 мм. В таблице 2 приведен список радиодеталей.

  1. Процесс сборки

Скачав архивный файл, помещенный в конце статьи, необходимо его распаковать и распечатать. На глянцевой бумаге распечатайте чертеж контроллера термокорки (файл TERMO2), а установочный чертеж (файл MONTAG2) – на белом листе офиса (формат А4).

Чертеж печатной платы приклеен к токопроводящим дорожкам на противоположной стороне печатной платы. Сформируйте отверстия по установке чертежа в посадочные места. Монтажный чертеж прикрепляется к печатной плате с помощью сухого клея, отверстия должны совпадать. CT815 выполнен на транзисторе CT815. Для проверки необходимо временно соединить входы 1 и 2 монтажным проводом.

Любой из входов подключается к полюсу источника питания (в примере показаны 9-вольтовые батареи).Минус электроснабжения при этом зафиксирован за духовным центром. Важно помнить: черный провод «-» и красный «+».

Двигатели необходимо подключать к двум клеммным колодкам, также необходимо установить желаемую скорость. После успешных испытаний необходимо удалить временное подключение входов и установить устройство на модель робота. Двухканальный мотор-регулятор готов!

Представлены необходимые схемы и чертежи для работы. Эмиттеры транзисторов отмечены красными стрелками.

Регулировка оборотов электродвигателей в современной электронной технике достигается без изменения напряжения питания, как это было сделано ранее, и протекания на электродвигателе импульсов тока различной длительности. Для этих целей и служат те, что стали очень популярны в последнее время – регуляторы PHIM (широтная и импульсная модуляция ). В универсальной схеме есть и мотор револьвера, и яркость лампы, и сила тока в зарядном устройстве.

Схема ШИМ-регулятора

Указанная схема работает отлично, приложил.

Без переделок цепь напряжения можно поднять до 16 вольт. Транзистор ставить в зависимости от мощности нагрузки.

Можно собрать ШИМ регулятор А по такой электросхеме, с обычным биполярным транзистором:

А при необходимости вместо составного транзистора КТ827 поставить поле IRFZ44N, с резистором R1 – 47К. Бесполевой без радиатора, с нагрузкой до 7 ампер, не греет.

Регулятор ШИМ рабочий

Таймер на микросхеме NE555 отслеживает напряжение на конденсаторе C1, который снимает выходной сигнал THR. Как только он достигает максимума – открывается внутренний транзистор. Что закрывает выход ДИС на Землю. В этом случае на выходе появляется логический ноль. Конденсатор начинает разряжаться через ДИС и когда напряжение на нем станет равным нулю – система перейдет в обратное состояние – на выходе 1 транзистор закрыт.Конденсатор снова начинает заряжаться и все повторяется снова.

Конденсатор С1 заряжается по пути: «R2-> Верхнее плечо R1 -> D2», а по пути цифра: D1 -> Лысый R1 -> DIS. При вращении переменного резистора R1 меняем соотношения сопротивлений верхнего и нижнего плеча. Что соответственно меняет соотношение длины импульса к паузе. Частота задается в главном конденсаторе C1 и все еще немного зависит от значения сопротивления R1.Меняя соотношение сопротивления заряда / разряда – меняем разнообразие. Резистор R3 обеспечивает высокий уровень затяжки выхода – так что выход с открытым коллектором есть. Которая не способна самостоятельно установить высокий уровень.

В диодах

можно установить любые конденсаторы примерно такого номинала, как на схеме. Отклонения в пределах одного порядка существенно не влияют на работу устройства. При установке 4,7 нанофорады в С1, например, частота снижена до 18 кГц, но почти не слышно.

Если после сборки схемы ключевой управляющий транзистор нагревается, то, скорее всего, он полностью открыт. То есть на транзисторе большое падение напряжения (он частично открыт) и по нему течет ток. В результате рассеивается большая мощность, нагреваясь. Выход конденсаторов большой емкости желательно распараллелить, иначе будет петь и хорошо настраиваться. Чтобы не свистеть – выбирайте С1, свисток часто исходит именно от него. В целом сфера применения очень широка, особенно перспективно будет использовать его в качестве мощного регулятора яркости светодиодных ламп, светодиодных лент и прожекторов, но об этом в следующий раз.Статья написана при поддержке EAR, UR5RNP, STALKER68.

Схема фонаря с регулируемой яркостью. Светодиодный фонарик с диммером. Схема и принцип его работы

Схема:

В отличие от диммируемой светодиодной лампы, где нижний предел напряжения питания составляет 1,9 … 2 В, источником питания микросхемы является генератор с регулируемой скважностью (К561ЛЕ5 или 564ЛЕ5), управляющий электронным ключом, в предлагаемом устройстве (рис.1) осуществляется от повышающего преобразователя напряжения, позволяющего запитать лампу от одной гальванической ячейки 1.5 В. Преобразователь выполнен на транзисторах VT1, VT2 по схеме трансформаторного автогенератора с положительной обратной связью по току.

Схема генератора с регулируемой скважностью на вышеупомянутой микросхеме К561ЛЕ5 была немного изменена с целью улучшения линейности регулирования тока. Минимальный ток потребления фонарика с шестью параллельно включенными сверхъяркими белыми LED светодиодами L-53MWC от Kingbright составляет 2 … 3 мА. Зависимость потребления тока от количества светодиодов прямо пропорциональна.

Режим «Маяк», когда светодиоды с низкой частотой ярко вспыхивают, а затем гаснут, реализован при установке регулятора яркости на максимум и повторном включении фонарика. Желаемую частоту световых вспышек можно получить, подобрав конденсатор С3.

Так как номинальное напряжение блока питания 1,5 В, а не 3 В, в устройстве применимы не только сверхъяркие, но и другие светодиоды, в зависимости от назначения фонарика. Те, которые хорошо светят при напряжении 1.5 В, например, AL307AM, AL307BM (красный), в отличие от светодиодов AL307VM, AL307GM (зеленый), должны включаться последовательно по 2 шт. Работоспособность фонарика сохраняется при падении напряжения до 1,1 В, хотя яркость значительно снижается.

Используется как электронный ключевой полевой транзистор с изолированным затвором КП501А (КР1014КТ1В). По схеме управления хорошо согласуется с микросхемой К561ЛЕ5. Транзистор КП501А имеет следующие предельные параметры:
напряжение сток-исток – 240 В;
напряжение затвор-исток – 20 В;
ток стока – 0.18 А;
мощность – 0,5 Вт.
Допускается параллельное включение транзисторов, желательно из одной партии. Возможная замена – КП504 с любым буквенным индексом. Для полевых транзисторов IRF540 напряжение питания микросхемы DD1, формируемое преобразователем, необходимо увеличить до 10 В.
В лампе с шестью параллельно включенными светодиодами L-53MWC потребление тока составляет примерно 120 мА, при втором транзистор подключен параллельно VT3, он 140 мА.

Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце 2000НМ К10х6х4.5. Обмотки намотаны двумя проводами, причем конец первой полуобмотки соединен с началом второй полуобмотки. Первичная обмотка содержит 2х10 витков, вторичная обмотка 2х20 витков. Диаметр проволоки – 0,37 мм, марка – ПЭВ-2. Дроссель намотан на одном магнитопроводе без зазора с таким же проводом в один слой, количество витков 38. Индуктивность дросселя 860 мкГн. Перед намоткой следует затупить острые края ферритовых колец, обмотки дополнительно заизолировать тонкой лентой.Не используйте дроссель с открытым магнитным проводом – ток потребления увеличится. Кнопку SB1 желательно устанавливать с фиксацией, в остальном детали такие же, как у, отличий не имеют.

При регулировке, если преобразователь не запускается, крайние выводы первичной или вторичной обмотки трансформатора Т1 следует поменять местами. Допустимое напряжение база-эмиттер транзисторов VT1, VT2 должно превышать выходное напряжение преобразователя. В нашем случае подойдут самые маломощные низкочастотные транзисторы.p-p-p структура … Для стабилизации тока питания микросхемы DD1, когда DD1 – это К176ЛЕ5 или 164ЛЕ5, в цепь питания микросхемы может быть установлен стабилизатор тока (показан на рис. 1 крестиком). Стабилизатор тока может быть выполнен по схеме рис. 2, и на полевом транзисторе КП103Е1 с р-каналом и низким напряжением отсечки. На рис. 2.6 показан аналогичный вариант с полевым n-канальным транзистором КП364В. Со стабилизатором тока нагрузки преобразователь напряжения не переходит в низкочастотный автоколебательный режим – «Маяк».Также режим «Маяк» можно исключить, уменьшив номинал резистора R1 до 10 кОм, что немного увеличит минимальное потребление тока. Микросхема
K561LE5 (импортный аналог CD4001B) может быть заменена на K561LA7 (CD4011B). Печатная плата не проектировалась.

ЛИТЕРАТУРА
1. Нечаев И. Светодиодный фонарик с регулируемой яркостью. – Радио, 2005, №2, с. 51,52.
2. Кавьев А.Б. Импульсный блок питания с акустическим переключателем для мультиметра. – Радио, 2005, №6, с. 23.

В статье «Диммер фонаря», опубликованной в «Радио» № 7 за 1986 год, рассказывалось об электронном устройстве для управления яркостью фонарика. Сегодня автор названной статьи предлагает улучшенную версию устройства, которая позволяет ему наделить фонарь дополнительной функцией светового маячка.

Можно, конечно, регулировать яркость лампы фонарика с помощью последовательно включенного переменного резистора. Но, к сожалению, в этом случае на резистор тратится значительная мощность, и КПД такого регулятора будет невысоким.Ключевой регулятор более экономичен, принцип его работы основан на том, что нагрузка подключается к источнику питания (аккумулятору) не постоянно, а периодически – на промежутки времени, которые можно плавно менять. В результате изменится средний ток через лампу накаливания, а значит, и ее яркость.

Предлагаемый регулятор (рис. 1), как и упомянутый выше, встроен в корпус фонаря и позволяет не только регулировать яркость лампы накаливания от максимального до слабого свечения.С его помощью фонарь легко превратить в световой маяк.

Основой такого регулятора является интегральный таймер DD1. На нем собран генератор импульсов. Их частоту следования (от 200 до 400 Гц) и рабочий цикл можно изменять. Транзистор VT1 выполняет роль электронного ключа – его работой управляет генератор. Принцип работы регулятора поясняется осциллограммами, представленными на рис. 2.

В режиме регулировки яркости контакты переключателя SA1, совмещенного с переменным резистором R3, замкнуты.Путем перемещения ползунка резистора изменяется длительность заряда и разряда конденсатора С1, причем заряд осуществляется через диод VD2, а разряд – через VD3. Резисторы R1 и R2 относительно высокого сопротивления практически не влияют на работу генератора.

В одном из крайних положений ползунка резистора на выходе генератора (вывод 4) формируются короткие импульсы напряжения, открывающие транзисторный ключ (рис. 2, а). В этом случае лампа подключается к аккумулятору на короткое время, яркость ее свечения минимальна.

В среднем положении ползунка резистора продолжительность времени, пока лампа подключена к батарее, равна длительности паузы (рис. 2, б). В результате на лампе выделяется мощность, равная примерно половине максимальной, то есть лампа становится светлой.

В другом крайнем положении двигателя большую часть времени лампа остается подключенной к аккумулятору и гаснет лишь на короткое время (рис. 2, в). Поэтому лампа будет светить практически с максимальной яркостью.

На транзисторном переключателе в открытом состоянии падение напряжения около 0,2 В, что говорит о достаточно высоком КПД такого регулятора.

В режиме маяка контакты переключателя SA1 разомкнуты, а заряд конденсатора С1 осуществляется в основном через резистор R2 и диод VD1, а разряд – через резистор R1. В этом режиме лампа подключается к батарее на несколько десятых секунды с интервалом в несколько секунд.

Переключатель SA2 – это отдельный переключатель фонарика, конденсатор C2 действует как буферный накопитель энергии, который облегчает работу батареи GB1.

Испытания регулятора

показали, что он нормально работает при падении напряжения питания до 2,2 … 2,1 В, поэтому его можно использовать в фонариках даже с батареями из двух гальванических элементов … Для указанного на схеме транзистора лампа накаливания лампа может быть с током до 400 мА.

Допускается использование в приборе таймера КР1006ВИ1, диодов КД103А, КД103Б, КД104А, КД522Б, а также транзистора, специально предназначенного для работы в ключевых или импульсных схемах – с напряжением коллектор-эмиттер в режиме насыщения 0.2 … 0,3 В максимальный ток коллектора не меньше тока, потребляемого лампой накаливания, а коэффициент передачи тока не менее 40. Для лампы накаливания с током до 300 мА транзисторы КТ630А – Подойдут КТ630Е, КТ815А – КТ815Г, КТ817А – КТ817Г, помимо указанного на схеме. Желательно использовать малогабаритные оксидные конденсаторы, например, серий К52, К53, К50 – 16, переменный резистор – SDR – 3 с переключателем, постоянный – МЛТ, С2 – 33.Резистор R3 также можно использовать с большим значением в несколько раз, например 10, 22, 33, 47 кОм, но при этом необходимо будет пропорционально уменьшить емкость конденсатора С1 так, чтобы частота генератора практически остается такой же.

Конструктивно регулятор проще устанавливать в фонарь с так называемым «квадратным» корпусом, рассчитанный на использование аккумуляторов 3336, «Рубин» и их зарубежные аналоги, а также в «круглый» фонарь с разборными половинками. пластиковый корпус.В этом случае сначала на корпусе армируют резистор R3, а затем ставят остальные детали. Причем в любом случае их удобнее устанавливать навесным способом: к выводам резистора R3 и переключателя SA1 допустимо припаять диоды и резисторы R1, R2. После монтажа и осмотра детали необходимо закрепить и заизолировать, например, эпоксидным клеем.

Если режим маяка не требуется, регулятор можно упростить, исключив элементы R1, R2, VD1 и используя резистор R3 без переключателя SA1.

Наладка прибора сводится к подбору резисторов R1, R2, R5. В режиме маяка подбором резистора R1 устанавливается длительность паузы между вспышками, а резистором R2 – длительность вспышки. Номинал резистора R5 зависит от типа и параметров транзистора, а также от напряжения блока питания. Чтобы поднять его, нужно подать напряжение питания примерно в два раза меньше максимального или минимального, при котором стабилизатор работает стабильно.После этого резистор R3 устанавливают в положение максимальной яркости и к выводам коллектора и эмиттера транзистора подключают вольтметр. Между базой транзистора и выводом 4 микросхемы временно установлена ​​цепочка из последовательно включенного постоянного резистора сопротивлением 30 Ом и переменного резистора на 2,2 кОм. Изменяя сопротивление переменного резистора с максимального на минимальное, контролируют напряжение на коллекторе транзистора.Отмечено положение ползунка, при котором дальнейшее уменьшение сопротивления резистора не приводит к заметному снижению напряжения на коллекторе. После этого измеряется полученное суммарное сопротивление цепи, и устанавливается постоянный резистор того же номинала.

Для работы регулятора с мощными лампами накаливания, потребляющими ток 1 А и более при напряжении питания до 10 … 15 В, достаточно использовать мощный композитный транзистор с коэффициентом передачи тока несколько сотен как VT1 (из малогабаритных подходят КТ829А – КТ829Г, КТ973А, КТ973Б).Нужно только, чтобы напряжение питания не превышало максимально допустимое для микросхемы. Конечно, вам придется использовать оксидные конденсаторы с соответствующим номинальным напряжением.

С микросхемой NE555 (аналог КР1006) знаком каждый радиолюбитель. Его универсальность позволяет создавать самые разнообразные самодельные изделия: от простого генератора однократных импульсов с двумя элементами на ремешке до многокомпонентного модулятора. В данной статье будет рассмотрена схема включения таймера в режиме генератора прямоугольных импульсов с широтно-импульсным регулированием.

Схема и принцип работы

С развитием мощных светодиодов NE555 снова вышел на арену в качестве диммера, напомнив о его неоспоримых преимуществах. Устройства на его основе не требуют глубоких знаний электроники, быстро собираются и надежно работают.

Известно, что есть два способа управления яркостью светодиода: аналоговый и импульсный. Первый способ предполагает изменение величины амплитуды постоянного тока через светодиод. У этого метода есть один существенный недостаток – низкая эффективность.Второй способ заключается в изменении ширины импульса (скважности) тока с частотой от 200 Гц до нескольких килогерц. На этих частотах мерцание светодиодов невидимо для человеческого глаза. Схема ШИМ-регулятора с мощным выходным транзистором представлена ​​на рисунке. Он способен работать от 4,5 до 18 В, что говорит о возможности управлять яркостью как одного мощного светодиода, так и целой светодиодной ленты. Диапазон регулировки яркости составляет от 5 до 95%.Устройство представляет собой модифицированную версию генератора прямоугольных импульсов. Частота этих импульсов зависит от емкости C1 и сопротивлений R1, R2 и определяется по формуле: f = 1 / (ln2 * (R1 + 2 * R2) * C1), Гц

Принцип работы электронного диммера следующий. В момент подачи напряжения питания конденсатор начинает заряжаться по цепи: + Usup – R2 – VD1 –R1 –C1 – -U питание. Как только напряжение на нем достигнет уровня 2 / 3U, внутренний транзистор таймера откроется и начнется процесс разряда.Разряд начинается с верхней пластины С1 и далее по цепи: R1 – VD2 –7 вывод IC – -U пит. Достигнув отметки 1 / 3U, силовой транзистор таймера закроется, и C1 снова начнет набирать емкость. В дальнейшем процесс повторяется циклически, формируя на выводе 3 прямоугольные импульсы.

Изменение сопротивления подстроечного резистора приводит к уменьшению (увеличению) длительности импульса на выходе таймера (вывод 3), в результате чего среднее значение выходного сигнала уменьшается (увеличивается).Сформированная последовательность импульсов через токоограничивающий резистор R3 поступает на затвор VT1, который включен по схеме с общим истоком. Нагрузка в виде светодиодной ленты или последовательно включенных мощных светодиодов включается в разрыв цепи стока VT1.

В данном случае установлен мощный MOSFET-транзистор с максимальным током стока 13А. Это позволяет контролировать свечение светодиодной ленты длиной в несколько метров. Однако для транзистора может потребоваться радиатор.

Блокирующий конденсатор C2 устраняет влияние шума, который может возникать по силовой цепи в моменты переключения таймера. Величина его емкости может быть любой в пределах 0,01-0,1 мкФ.

Диммерная плата и комплектующие

Односторонняя печатная плата имеет размер 22х24 мм. Как видно из рисунка, на нем нет ничего лишнего, что могло бы вызвать вопросы.

После сборки схема ШИМ-диммера не требует регулировки, а печатную плату легко изготовить своими руками.Помимо подстроечного резистора на плате используются SMD-элементы.

  • DA1 – микросхема NE555;
  • VT1 – транзистор полевой ИРФ7413;
  • ВД1, ВД2 – 1Н4007;
  • R1 – 50 кОм, подстроечный;
  • R2, R3 – 1 кОм;
  • C1 – 0,1 мкФ;
  • C2 – 0,01 мкФ.

Транзистор VT1 следует выбирать в зависимости от мощности нагрузки. Например, для изменения яркости светодиода мощностью в один ватт будет достаточно биполярного транзистора с максимально допустимым током коллектора 500 мА.

Регулировка яркости светодиодной ленты должна осуществляться от источника напряжения +12 В и совпадать с напряжением его питания. В идеале регулятор должен питаться от регулируемого источника питания, специально предназначенного для ленты.

Нагрузка в виде отдельных мощных светодиодов питается по-разному. В этом случае регулятор тока (также называемый драйвером для светодиода) служит источником питания для диммера. Его номинальный выходной ток должен соответствовать току последовательно соединенных светодиодов.

Читать то же

Схема такого регулятора представлена ​​на рис. 80, а. На элементах DD1.1, DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов с частотой следования 100 … 200 Гц. Резистор R1 регулирует скважность импульсов примерно от 1,05 до 20. Импульсы генератора поступают на согласующий каскад, собранный на элементах DD1.3, DD1.4, и с его выхода на электронный ключ VT1 в цепи коллектора. из которых включена лампа накаливания ELI.

Электронный регулятор включается переключателем SA1, совмещенным с резистором R1.Переключатель SA2 самого фонаря может подавать напряжение аккумулятора GB1 напрямую на лампу накаливания, минуя регулятор.

Монтажная пластина регулятора (рис. 81) закреплена на боковой стенке фонаря рядом с отражателем. В задней стенке фонаря выпиливается прямоугольное отверстие для ручки переменного резистора. Конденсатор G2 ставим в любое свободное место, желательно ближе к печатной плате.

Рис. 80. Схема регулировки яркости фонаря (а) и вариант его выходного каскада (б)

Регулятор предназначен для работы с лампой накаливания, потребляющей не более 160 мА.Для лампы, потребляющей ток до 400 мА, электронный ключ регулятора дополняется вторым транзистором, как показано на рис. 80.6.

Схема другого варианта диммера карманного фонаря ( датчик света цепи ) приведена на рис. 82. В нем функцию регулирующего элемента выполняет двухконтактный чувствительный элемент, который размещен на корпус фонаря. На элементах DD1.1, DD1.2 собран генератор, генерирующий колебания прямоугольной формы с скважностью примерно 1.05, а это значит, что практически постоянно на выходе элемента DD1.2 будет высокое напряжение, и только в очень короткие промежутки времени напряжение будет низким. Эти импульсы через конденсатор С2 поступают на чувствительный элемент Е1, Е2, вход элемента DD1.3. Если сопротивление между контактами чувствительного элемента большое, то на входе элемента DD1.3 будут импульсы, аналогичные выходному сигналу генератора.

Рис. 81. Печатная плата (а) и размещение элементов диммера лампы (б)

Рис.82. Схема сенсорного управления яркостью фонаря

.

Рис. 83. Монтажная пластина (б) и конструкция чувствительного элемента

.

Следовательно, большую часть времени на выходе элемента DD1.3 будет напряжение низкого уровня, то есть транзисторы большую часть времени закрыты и лампа накаливания ELI не загорается. Если теперь прикоснуться к чувствительному элементу, то сопротивление между его контактами уменьшится и конденсатор C 2 начнет заряжаться через это сопротивление.Чем меньше это сопротивление, тем быстрее будет проводиться заряд и на большем временном интервале на входе элемента DDil.3 будет низкое напряжение, а на его выходе, наоборот, высокое, то есть тем длиннее транзисторы VT1, VT2 будут открыты, а значит яркость лампы накаливания больше. Нажимая пальцем на контакты сенсорного элемента, можно изменять сопротивление между ними, то есть регулировать яркость лампы фонарика.

Литература: И.А.Нечаев, Массовая радиобиблиотека (БРБ), вып. 1172, 1992.

Предлагаю вашему вниманию простую схему светодиодного фонаря с ШИМ-диммером. На создание этой конструкции меня подтолкнула необходимость регулировки яркости налобного китайского фонарика. Поскольку светодиоды управляются не по напряжению, а по току, просто включить переменный резистор в разрыв линии питания было невозможно, поэтому выбор пал на ШИМ. Вариант ШИМ-регулятора на встроенном таймере мне не понравился, и я решил использовать логику CMOS.В основе схемы простейшего генератора ШИМ на микросхеме К561ЛЕ5. Он мало чем отличается от обычного генератора, только два диода и переменный резистор. Именно эти три элемента и скважность повторения импульсов. В качестве усилителя мощности я использовал эмиттерный повторитель на транзисторе КТ315. Достаточно успешно, так как работает в импульсном режиме (в моем случае используются маломощные светодиоды, при использовании мощных нужно брать транзистор более мощный, например, полевой транзистор).

Вот схема моего регулятора:

Печатная плата предназначена для SMD-компонентов (кроме микросхемы, транзистора и переменного резистора). Вот чертеж печатной платы регулятора:

Что касается деталей, то в выборе они не критичны: можно использовать любой транзистор, npn-структуры (кроме низкочастотных), диоды – любые кремниевые SMD, конденсатор в корпусе 0805, резистор в 0805 тоже. Микросхему можно взять в SMD-варианте для экономии места, но тогда придется переделывать печатную плату.

Перечень радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Кол-во Примечание Магазин Мой блокнот
U1 Клапан

CD4001B

1 К561ЛЕ5 В блокнот
Т1 Транзистор биполярный

KT315A

1 В блокнот
D1-D2 Выпрямительный диод

1N4148

2 1N4007 В блокнот
C1 Конденсатор 100 нФ 1 В блокнот
R1 Переменный резистор 1 кОм 1 В блокнот
R2 Резистор

1 кОм

1 В блокнот
LED-LED4 Светодиод 30 мА 4 Подбирается необходимое Вам количество
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *