Таймер на ne555 на 1 час: Бюджетный 1-часовой таймер на микросхеме NE555

об устройстве и сборка своими руками

Один из наиболее часто используемых компонентов электроники – таймер-генератор. Современный формат выпуска его конструкций организован в виде специализированных сборок, применяемых в миллионах различных устройств. Наиболее распространенный таймер такого типа, или, с другим названием, – реле времени, 555 серия микросхем, впервые выпущенная и разработанная компанией Signetic в 1971 году.

За неимением конкуренции на тот период, она получила очень высокое признание и распространение в схемах электрических приборов. Характеристики и выдаваемый сигнал серии таймеров NE555 (изначальное название) позволил применять их при разработке генераторов, модуляторов, систем задержки, различных фильтров, преобразователей напряжения. С развитием цифровой техники, микросхема не потеряла свою актуальность и применяется уже в качестве ее элемента.

Основная задача таймера 555 – создавать одиночные или множественные импульсы с точным разграничением временных интервалов между ними.
Внешний вид микросхемы NE555

Особенности и характеристики

Простой генератор импульсов на основе 555

Наиболее известная особенность 555 серии микросхем, снижающей количество областей их применения – внутренний делитель напряжения. Он задает фиксированный уровень порога срабатывания обоих компараторов устройства, сменить который невозможно.

Питание таймера 555 серии осуществляется напряжением от 4,5 до 16 вольт. Ток потребления непосредственно зависит от этого параметра и составляет от 2 до 15 мА. Характеристики выходного сигнала отличаются у различных производителей. В основном, его ток не превышает 200 мА.

Температурные режимы также зависят от сборки. Обычные NE555 рассчитаны на эксплуатацию в промежутке от 0 до 70°С. Военные варианты таймера (исторически обозначенные серией SE) допускают более широкий диапазон – от -55 до 125°С.

В период активности таймера на выходе присутствует напряжение, оно равно приходящему на шине питания за вычетом 1,75В. В остальных случаях на этом контакте 0,25В, при общем напряжении +5В. Терминология описывает эти состояния, как высокий и низкий уровень сигнала.

Запуск таймера к генерации производится импульсным сигналом 1/3 вольт от питания устройства. Форма его любая – синусная или прямоугольная.
Элементы схемы, определяющие временные параметры срабатывания

Время срабатывания изменения состояния устанавливается характеристиками внешнего конденсатора между контактом разряда и землей, а также сопротивлением двух резисторов. Первый расположен на шине питания и соединяет ее с входом останова работы микросхемы. Второй находится на линии между предыдущим и контактом разряда, но до описанной ранее емкости.

Достоинства и недостатки

Основное достоинство реле времени на 555 чипе –низкая цена и громадное количество разработанных и использующих его схем электрооборудования.

Существуют и недостатки, которые, впрочем, исправлены в выпусках микросхем с транзисторной базой на основе КМОП. При использовании биполярных, в момент изменения состояния генерирующего каскада в противоположный, на выводах могло возникнуть паразитное напряжение до 400 мА. Проблема решается установкой полярного конденсатора 0,1 мкФ, между управляющим контактом и общим проводом.
Конденсатор, уменьшающий влияние помех на устройство

Можно повысить и помехоустойчивость микросхемы таймера. Для этого размещают неполярный конденсатор 1 мкФ на линию цепи питания.

Режимы работы устройства

Основные режимы использования микросхемы 555 серии – одновибратор, мультивибратор и триггер Шмитта.

Первый применяется для создания единовременного сигнала заданной длительности при подаче входного напряжения на стартовый контакт чипа.

Второй – для генерации множества автоколебательных импульсов прямоугольной формы.

Третий, благодаря эффекту памяти предыдущего сигнала и трех вариантов исходящих согласно внутренней логики, в системах задержки и цифровых устройствах.

Одновибратор

В этой схеме, при подаче сигнала любой формы на второй вход 555 серии, будет генерироваться импульс на третьем ее выходе. Его длительность зависит от характеристик сопротивления R и емкости C. Вычислить необходимое время действия исходящего сигнала можно по формуле t=1,1*C*R.
Схема одновибратора

Мультивибратор

В отличие от предыдущей схемы, мультивибратору для начала постоянной генерации не нужна подача внешнего сигнала. Достаточно только произвести подключение питания. На выходе импульсы прямоугольной формы с изменением состояния в течение t2 и с периодом действия t1.

Их время рассчитываться от параметров R1 и R2 по формулам:

Период и частота:

Чтобы достичь времени импульса большего, чем время паузы, используют диод, соединяющий катодом 7 контакт микросхемы (разряд), с 6 (останов) через свой анод.

Мультивибратор

Прецизионный триггер Шмитта

Функциональность в рамках инвертирующего прецизионного переключателя в 555 серии обеспечивается наличием двух порогового компаратора и RS — триггера. Напряжение на входе разделяется на три части, при достижении пороговых значений которых и изменяется состояние выдачи сигнала устройством.

Разграничение делается по полярности, причем для переключения достаточно 1/3 общего вольтажа питания любого из полюсов. На выходе, при получении порогового сигнала на входе, возникает импульс, инвертированный полярно относительно изначального. Его уровень постоянен и длится он ровно то время, которое действует инициирующий импульс.

Проще говоря, триггер Шмитта — это инвертирующий одновибратор с памятью полярности предыдущего сигнала.

Используется подобная схема в системах, где требуется избавление от излишнего шума и приведение его последовательностей к необходимым пороговым значениям.
Схема триггера Шмитта с графиком выравниваемых уровней сигнала

Область применения НЕ555

Возможности микросхемы дают широкий спектр техники, в которой она используется. Мультивибраторы на 555 серии встречаются практически во всех схемах генерации сигналов.

Примером служат различные звуковые и световые оповещающие устройства, детекторы металла, освещенности, влажности или касания. Таймер, заложенный в микросхему, позволяет создавать реле времени, для контроля работы различного оборудования по определенным человеком периодам.

Варианты исполнения в виде триггера Шмитта применяются как фильтрующие преобразователи зашумленных сигналов, для придания им правильной прямоугольной формы. Актуальность подобные схемы имеют и в цифровой технике, в которой используются только два вида импульсов – его наличие и отсутствие.

Отечественные и зарубежные производители

Микросхема-таймер 555 серии настолько популярна, что ее аналоги изготавливаются мощностями практически всех известных брендов микроэлектронной промышленности. Причем территориально расположенных не только в США, но и других странах мира. Среди них: Texas Instrument, Sanyo, RCA, Raytheon, NTE Silvania, National, Motorola, Maxim, Lithic Systems, Intersil, Harris, Fairchild, Exar ECG Phillips и множество других.

Зачастую номер серии от конкурентов содержит отсылку к оригинальной NE555. Встречается маркировки NE555N, НЕ555Р или им подобные.
Российская КР1006ВИ1

Производится таймер и в России, с маркировкой микросхемы КР1006ВИ1 с биполярными транзисторами и КР1441ВИ1 по КМОП технологии. Национальный вариант немного отличается от классического 555 серии – в нем вход остановки обладает большим приоритетом, чем сигнал запуска.

Как сделать реле времени 555 своими руками

Одним из вариантов ознакомления с таймером 555 серии будет изготовление своими руками реле времени. Схема достаточно проста, считается классической и доступна к повторению специалистом любого уровня.
Схема таймера отключения

Запуск производится нажатием тумблера SB1. Длительность подстраивается резистором R2. На представленной схеме среднее время работы находится в пределах 6 секунд. Для его увеличения, без изменения характеристик R2 повышают емкость C1.

Если требуется суточный цикл работы, то понадобится конденсатор на 1600 мкФ. Если устройство будет применяться в условиях, близких к реальности, – количество фарад меняют на более подходящее к нужному времени работы. Расчет производится согласно формуле: T=C1*R2, где C1 емкость соответствующего конденсатора на схеме, R2 среднее сопротивление мегаом подстроечного резистора.

Более точная калибровка времени действия будет устанавливаться в процессе использования переменным резистором R2.

Немного о нумерации используемых контактов микросхемы 555 серии, то есть ее распиновка:

  1. «Земля» (GND) – минус питания.
  2. «Запуск» (Trigger) – на контакт поступает импульс, начинающий работу таймера. Инициируется нажатием тумблера.
  3. «Выход» (Output) – пока таймер активен, на контакте генерируется исходящий сигнал. Его вольтаж равный Vпитания-1,7В, через ограничивающий резистор R3 позволяет открыть базу транзистора VT1. В свою очередь, полупроводниковый усилитель начинает пропускать напряжение на пусковое реле К1, которое уже коммутирует ток к потребителю. Диод VD1 в схеме предотвращает бросок паразитных токов в моменты активации.
  4. «Сброс» (Reset) – при подаче отрицательного сигнала таймер переводится в 0 и останавливается. Чтобы такого не произошло, в схеме сделан подвод положительного полюса питания через сопротивление к этому контакту.
  5. «Контроль» (Control Voltage) – для такого простого устройства, этот вход микросхемы соединяется массой через емкость. Подобная конструкция повышает помехоустойчивость всей сборки.
  6. «Остановка» (Threshold) – в схеме контакт просто присоединен к положительному полюсу питания. В более сложных системах, кратковременное его замыкание на минус остановит работу таймера.
  7. «Разряд» (Discharge) – контакт предназначен для соединения 555 микросхемы с задающей временный интервал емкостью.
  8. «Питание» (VCC) – плюс напряжения схемы.

Реле времени своими руками 2 (на 555).

Реле времени на транзисторе рассматриваемое в статье реле времени своими руками просто в изготовлении но обладает многими недостатками например: небольшие задержки, необходимость сброса энергии конденсатора для следующего запуска, сложность расчёта длительности задержки. Хорошее реле времени можно сделать на микросхеме NE555 (или LM555 (вместо LM или NE могут быть другие буквы)).

Рисунок 1 — Реле времени

 Или в таком виде:

Рисунок 2 — Реле времени

Но собирать реле времени нужно используя схему:

Рисунок 3 — Реле времени с защитой (R4) от «выкручивания» переменного резистора в крайнее положение

Элементы R2 (и R4 если он есть) и C1 задают время задержки. Нажатие кнопки SB1 приводит к замыканию контактов K1.1 и после некоторого времени (задержки) они размыкаются, далее можно снова нажать на кнопку SB1. Длительность задержки рассчитывается по формуле:

В этой формуле нужно добавить умножение на R4 если этот резистор есть.
Такое реле годится для множества видов нагрузок и источников питания.

Кнопка м.б. например такой:

Транзисторы любые которые могут включать реле.

Резистор R2 выбирается в зависимости от требуемых задержек.
R2 может быть таким:

Для удобства, к резистору можно приделать шкалу задержек. Также последовательно этому резистору желательно поставить постоянный резистор (R4 на схеме на рисунке 3) для защиты от «выкручивания» переменного резистора в крайние положения.
Или таким:

Конденсатор C2:

Схема может работать от источника питания с сетевым трансформатором, диодным мостом, конденсаторами и без параметрического стабилизатора напряжения.

Элементы можно припаять на плату.

Проверка работы реле времени:

Для расчёта задержки можно воспользоваться программой:

Усовершенствованная помехоустойчивая схема без транзистора:

Подробнее про усовершенствованную схему можно прочитать на странице http://electe.blogspot.ru/2016/03/555.html».

5 штук таймеров 555 http://ali.pub/4xhmj
50штук таймеров 555 http://ali.pub/v5x9t

КАРТА БЛОГА (содержание)

Таймер на микросхеме NE555 (включения и выключения) (видео)

  Всю нашу жизнь мы отсчитываем промежутки времени, что друг за другом определяют определенные события нашей жизни. В целом без отсчета времени в нашей жизни не обойтись. Ведь именно по часам и минутам мы распределяем свой распорядок дня, а эти дни складываются в недели, месяцы и годы. Можно сказать, что без времени мы бы потеряли какой-то определенный смысл в наших действиях, а еще точнее, в нашу жизнь однозначно бы ворвался хаос. Я уж даже не буду рассказывать про деловых людей, кто каждый день ходит на совещание по часам…
  Однако в сегодняшней статье вовсе не о фантастических реалиях возможного отключения всех часов в мире, даже не о гипотетически невероятном, а все же о реально доступном! Ведь если нам надо, если то к чему мы привыкли так необходимо, так зачем же отрешаться от удобного!? Собственно речь пойдет как раз о таймере, который тоже в некотором роде участвует в распределении нашего времени. С помощью самодельного таймера не всегда удобно измерять время, ведь сегодня они доступны даже первоклашке! Прогресс шагнул так далеко, что многофункциональные часы можно купить в Китае за пару баксов. Однако это не всегда панацея.
 Скажем если необходимо запускать или отключать какое-то электронное устройство, то лучше всего это реализовать на электронном таймере. Именно он возьмет на себя обязанности по включению и выключению устройства, путем автоматической электронной коммутации управления устройствами. Именно о таком таймере на микросхеме NE 555 я и расскажу.

Схема таймера на микросхеме NE555

 Взгляните на рисунок. Как это может показаться банально, но микросхема NE555 именно в этой схеме работает в своем штатном режиме, то есть по прямому назначению. Хотя на самом деле может быть применяться как мультивибратор, как преобразователь аналогового сигнала в цифровой, как микросхема обеспечивающая питание нагрузки от датчика света, как генератор частоты, как модулятор для ШИМ. В общем чего только с ним не придумали за время его существования, которое уже перевалило за 45 лет. Ведь вышла микросхема впервые в далеком 1971…

Теперь все же давайте кратко еще раз пробежимся по подключению микросхемы и принципу работы схемы.

 После нажатия на кнопку «reset» мы обнуляем потенциал на входе микросхемы, так как по сути заземляем вход. При этом конденсатор на 150 мКФ оказывается разряжен.  Теперь в зависимости от емкости подключенной к ножке 6,7 и земле (150 мКФ), будет зависеть период задержки-выдержки таймера. Заметьте, что здесь также подключен и ряд резисторов 500 кОм и 2.2 мОм, то есть эти резисторы тоже участвуют в формировании задержки-выдержки.

Регулировать задержку можно с помощью переменного резистора 2.2 М (на схеме он постоянный, его можно заменить само собой на переменный). Также время можно менять путем замены конденсатора 150 мкФ.

Так при сопротивлении цепочки резисторов около 1 мОм, задержка будет около 5 мин. Соответственно если выкрутить резистор на максимум и сделать так, чтобы конденсатор заряжался максимально медленно, то можно достичь задержки в 10 минут. Здесь надо сказать, что при начале отсчета таймера загорается зеленый светодиод, когда же срабатывает таймер, то на выводе появляется минусовой потенциал и из-за этого зеленый светодиод гаснет, а загорается красный. То есть в зависимости от того, что вам надо, таймер на включение или выключение, вы можете воспользоваться соответствующим подключением, к красному или зеленому светодиоду. Схема простая и при правильном соединении всех элементов в настройке не нуждается.

P/S Когда я нашел в интернете эту схему, то в ней было еще соединение между выводом 2 и 4, но при таком подключении схема не работала!!! Может это косяк конкретного экземпляра, может что-то не так во мне или луне на небе в ту ночь, но потом 4 разорвал, 2 вывод подключил к 6 контакту, такое заключение было сделано исходя из других аналогичных схем в интернете и все работало!!!

 В случае необходимости управления таймером силовой нагрузкой, можно использовать сигнал после резистора в 330 Ом. Эта о точка показана красным и зеленым крестиком. Используем обычный транзистор, скажем КТ815 и реле. Реле можно применить на 12 вольт. Пример такой реализации управления силовым питанием приведен в статье датчик свет, сморите ссылку выше. В этом случае можно будет выключать-включать мощную нагрузку.

Datasheet ( Даташит) на таймер NE555

 В общем если вы хотите, то можете взглянуть на номинальные параметры и внутреннее устройства таймера, хотя бы в виде принципиальной схемы работы по блокам. Кстати даже в этом даташите будет приведена и схема подключения. Даташит от компании ST, это компания с именем, а значит думается о том, что характеристики здесь могут быть завышены. Если вы возьмете китайский аналог, то вполне возможно параметры будут несколько отличаться. Обратите внимание, что это микросхема может быть с индексом SA555 или SE555.

Подводя итог о таймере на микросхеме NE555

 Приведенная здесь схема хотя и работает от 9 вольт, но вполне допускает питание и на 12 вольт. Это значит, что такую схему можно использовать не только для домашних проектов, но и для машины, когда схему напрямую можно будет подключить к бортовой сети автомобиля. Хотя для верности лучше поставить LM 7508 или КРЕНку на 5-9 вольт.
 В этом случае такой таймер может быть применен для задержки включения камеры или ее выключения. Возможно применить таймер для «ленивых» указателей поворотов, для обогрева заднего стекла и т.д. Вариантов действительно много.

Остается лишь резюмировать, что время аналоговой техники все же проходит, ведь в данной таймере применены дорогостоящие конденсаторы, особенно это актуально для таймера со значительной задержкой, когда емкости будут большие. Это и деньги и габариты в устройстве таймера. Поэтому если вопрос будет стоять остро об объемах производства, о стабильности работы, то здесь, пожалуй, выиграет даже самый простой микроконтроллер.

Единственное препятствие, так это то, что микроконтроллеры все же надо уметь программировать и применять познание не только электрической части, соединений но и языков, способов программирования, это тоже чье то время, удобство и в конечном счете деньги.

Видео о работе таймера на микросхеме NE555

Для тех кто не любит читать, далее есть маленькое видео.

схемы (микросхемы) на ne555, интегральный таймер

Современный рынок насыщен разнообразными устройствами, позволяющими реализовать практически любые потребности пользователей. При этом не возникает необходимости вникать в устройство используемого гаджета, и тем более, изучать принцип работы компонентов, из которых он изготовлен. Все давно привыкли к тому, что электрические часы, будильники, таймеры, кодовые замки  включаются и выключаются путем легкого прикосновения к сенсорной кнопке и исправно выполняют свои функции без участия потребителя.

В основу работы всех этих устройств положена микросхема NE555, которая была разработана почти 50 лет назад и до сих пор не утратила своей актуальности при создании электронных устройств, в основу действия которых положен триггер Шмидта, позволяющий управлять сигналами «включено» — «выключено» в самых различных вариациях.

Описание

Созданию микросхемы NE555, реализованному в 1970 году специалистами компании Signetics (США), предшествовали теоретические разработки Ганса Камензинда, который сумел доказать важность, не имевшего на тот момент времени аналогов, изобретения. Таймер NE555 явился первой и единственной «таймерной» микросхемой, доступной рядовым потребителям, которая позволяла собирать миниатюрные и недорогие устройства за счет плотной компановки элементов в кристалле микросхемы.

Основные параметры ИМС серии 555

Микросхема NE 555 состоит из пяти функциональных узлов:

  • делителя напряжения;
  • двух прецизионных компараторов;
  • триггера;
  • транзистора с открытым коллектором на выходе

РИСУНОК 1

Устройство микросхемы NE 555

Параметры работы микросхемы во многом определяются качеством сборки аналогов. Для таймера NE 555 диапазон рабочих температур составляет: 0° — 70° С, а для SE 555 он шире: от -55°С до +125°С.

Существенное влияние на точность работы схемы NE555оказывает вариант исполнения: гражданский или «военный». У последнего выше точность и продолжительнее ресурс работы. Корпус выполнен из керамики или металла.

Питание микросхем

Рекомендуемый интервал питания микросхем 555 и их аналогов лежит в интервале 4,5 V  — 16V. Для микросхемы с индексом SE может достигать 18V.

Потребляемый ток в норме составляет 2-5 мА, при пиковых значениях: 10-15 мА.

Выходной ток у китайских аналогов и отечественной микросхемы КР1006ВИ1 составляет не более 100 мА. У оригинальных импортных микросхем NE/SE 555 он около 200 мА.

Преимущества и недостатки микросхемы

У микросхемы 555 «таймерного» типа существует множество преимуществ. Именно поэтому она популярна столь долгое время.

Внутренний делитель задает верхний и нижний порог срабатывания для двух встроенных компараторов. Это одновременно является достоинством, та как не требуется вводить дополнительные элементы, одновременно это и недостаток: пороговым напряжением микросхемы нельзя управлять.

Кроме этого в процессе эксплуатации выявился и еще один недостаток: при каждом переключении возникает паразитный сквозной ток, достигающий в пиковых значениях силы в 400 мА. За счет этого увеличиваются тепловые потери. Микросхема нагревается.

Как избавиться от недостатков

Решение проблемы давно найдено. Оно заключается в установке между проводом вывода управления и общим проводом полярного конденсатора небольшой емкости (до 0,1 мкФ). Этот конденсатор стабилизирует работу микросхемы при запуске.

Помехоустойчивость работы микросхемы достигается установкой в цепь питания неполярного конденсатора емкостью 1 мкФ. Вариации микросхемы NE 555, собранные на КМОП-транзисторах, не несут в себе указанных недостатков. Для их стабильной работы нет необходимости устанавливать внешние конденсаторы.

Отечественные аналоги

К концу 70-х годов прошлого века в СССР была «разработана» собственная микросхема «таймерного» типа, получившая наименование КР1441ВИ1. В отличие от американской, в ней были использованы полевые транзисторы. Поскольку новых разработок в США не появлялось, и копировать было не с чего, то  КР1441ВИ1 так и осталась единственной и уникальной.

Особенностью советской/российской разработки является приоритет останова над входом запуска.

Области применения

Сложно найти направления в развитии электроприборов, в которой бы не нашел применение  таймер NE/SE 555. На нем успешно конструируют платы генераторов и реле времени, с возможностью управления интервалом от микросекунд до нескольких часов, используют при создании датчиков освещенности и контроля уровня жидкости, охранной сигнализации и кодовых замков.

Сигнализатор темноты

С устройствами, включающимися или выключающимися при изменении силы светового потока (освещенности), каждый вольно или невольно сталкивается каждый день:

  • на улицах с помощью таких устройств включаются фонари освещения;
  • в подъездах – дежурное освещение лестничных площадок;
  • в квартирах — различные устройства имеющий суточный ритм работы.

Принцип действия устройства, реагирующего на изменение освещенности, основан на том, что при изменении сопротивления фоторезистора, на входе NE555 меняется потенциал. Это влечет изменение напряжения на выходе и включает реле.

РИСУНОК 2

Принципиальная схема датчика света

Модуль сигнализации

Сигнализация, собранная с использованием микросхемы 555, использует ее как одновибратор, который, получив сигнал от датчика, генерирует управляющий сигнал включающий сирену. Продолжительность, тональность и громкость звучания регулируется введенными в схему переменными резисторами.

РИСУНОК 3

Принципиальная схема сигнализации

Метроном

Аналог механического прибора, задающего ритм определенной частоты и используемый музыкантами в процесс обучения и репетиций, имеет электронный аналог, собираемый с использованием таймера 555.

В данном случае микросхема работает в режиме мультивибратора, генерирующего периодические импульсы, которые регулируются  транзисторами Q1 и  Q2, обеспечивающими регулировку частоты импульсов. Непосредственно частота имульсов регулируется потенциометром Р1 . Для получения щелчка, схожего с щелчком механического метронома, в схему добавлен транзистор Q.

РИСУНОК 4

Принципиальная схема метронома

Таймер

Пример использования микросхемы по «прямому» назначению – отсчету интервала времени. Работа устройства основана на способности переключать режимы, выдавая сигналы на включение/выключение.

При разряженном конденсаторе потенциал на входе 555 обнулен. В процесс зарядки, требующей определенного времени, «отсчитывается» заданный интервал. После достижения заданного значения зарядки происходит разряд конденсатора, изменение потенциала. Таймер срабатывает на включение или выключение.

РИСУНОК 5

Принципиальная схема таймера

Точный генератор

Используется для регулирования параметров выходных импульсов в различных электронных устройствах. В частности – в высокочастотных преобразователях, входящих в блоки питания LED-лент.

РИСУНОК 6

Принципиальная схема таймера

Расположение и назначение выводов

Микросхема NE555 имеет восемь выходов. В настоящее время встречаются микросхемы в прямоугольных DIP-корпусах, хотя, изредка, можно встретить микросхему в круглом металлическом корпусе. От этого назначение выводов не меняется.

Расположение и нумерация показана на рисунке:

РИСУНОК 7

Расположение и назначение выводов NE555

Режимы работы NE555

У микросхемы возможны три режима работы. Каждый из них используется в различных электронных устройствах.

Одновибратор

В этом режиме микросхема формирует одиночные импульсы. Эта способность реализуется в охранной сигнализации, таймерах включения/выключения.

Мультивибратор

В режиме мультивибрации происходит генерация одинаковых по амплитуде и частоте  импульсов прямоугольной формы. Это свойство реализуется в электронных метрономах или в конструкциях блоков питания для светодиодных лент.

Прецизионный триггер Шмидта с RS триггером

Способность делить компаратором входное напряжение на три части, по достижении пикового значения каждой го из которых происходит очередное переключение. Это свойство реализуется в системах автоматического регулирования различных устройств.

3 наиболее популярные схемы на основе ne555

1. Одновибратор

Стабильное состояние микросхемы в этом режиме – выключена. Включается она только на то время, в течение которого на вход подается внешний импульс. Время, на которое  одновибратор на 555 переходит в активное состояние, определяется емкостью конденсатора и/или RC цепочкой.

Используется в приборах что-либо включающих или выключающих.

2. Мигание светодиодом на мультивибраторе

Светодиодная мигалка может найти применение при устройстве иллюминации, в новогодних гирляндах или в светооформительских целях. Непосредственно к микросхеме невозможно подключить светодиоды мощностью более 0,5Вт, поэтому, для управления более мощной светодиодной цепью (лентой) потребуется дополнительное реле.

3. Реле времени

Принцип работы реле времени уже был описан выше. В этом режиме как нельзя лучше реализуются свойства микросхемы NE555, которая собственно, и была создана для использования в устройствах, измеряющих временные интервалы.

Двадцать таймерят [NE555]

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: раз и два. 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 намек на то, что такие штуки принято делать на NE555 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 документации — 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 примеров РадиоКота:

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:

t = 1,45*C*R.

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.

datasheet на русском, описание и схема включения

Каждый радиолюбитель не раз встречался с микросхемой NE555. Этот маленький восьминогий таймер завоевал колоссальную популярность за функциональность, практичность и простоту использования. На 555 таймере можно собрать схемы самого различного уровня сложности: от простого триггера Шмитта, с обвеской всего в пару элементов, до многоступенчатого кодового замка с применением большого количества дополнительных компонентов.

В данной статье детально ознакомимся с микросхемой NE555, которая, несмотря на свой солидный возраст, по-прежнему остается востребована. Стоит отметить, что в первую очередь данная востребованность обусловлена применением ИМС в схемотехнике с использованием светодиодов.

Описание и область применения

NE555 является разработкой американской компании Signetics, специалисты которой в условиях экономического кризиса не сдались и смогли воплотить в жизнь труды Ганса Камензинда. Именно он в 1970 году сумел доказать важность своего изобретения, которое на тот момент не имело аналогов. ИМС NE555 имела высокую плотность монтажа при низкой себестоимости, чем заслужила особый статус.

Впоследствии её стали копировать конкурирующие производители из разных стран мира. Так появилась отечественная КР1006ВИ1, которая так и осталась уникальной в данном семействе. Дело в том, что в КР1006ВИ1 вход останова (6) имеет приоритет над входом запуска (2). В импортных аналогах других фирм такая особенность отсутствует. Данный факт следует учитывать при разработке схем с активным использованием двух входов.

Однако в большинстве случаев приоритеты не влияют на работу устройства. С целью снижения мощности потребления, ещё в 70-х годах прошлого века был налажен выпуск таймера КМОП-серии. В России микросхема на полевых транзисторах получила название КР1441ВИ1.

Наибольшее применение 555 таймер нашёл в построении схем генераторов и реле времени с возможностью задержки от микросекунд до нескольких часов. В более сложных устройствах он выполняет функции по исключению дребезга контактов, ШИМ, восстановлению цифрового сигнала и так далее.

Особенности и недостатки

Особенностью таймера является внутренний делитель напряжения, который задаёт фиксированный верхний и нижний порог срабатывания для двух компараторов. Ввиду того что делитель напряжения нельзя исключить, а пороговым напряжением нельзя управлять, область применения NE555 сужается.

Таймер на биполярных транзисторах имеет один существенный недостаток, связанный с переходом выходного каскада из одного состояния в противоположное. Каждое переключение сопровождается паразитным сквозным током, который в пике может достигать 400 мА, увеличивая тепловые потери. Решение проблемы заключается в установке полярного конденсатора ёмкостью до 0,1 мкФ между выводом управления (5) и общим проводом. Благодаря ему, повышается стабильность при запуске и надёжность всего устройства. Кроме того, для повышения помехоустойчивости цепь питания дополняют неполярным конденсатором 1 мкФ.

Таймеры, собранные на КМОП-транзисторах, лишены перечисленных недостатков и не нуждаются в монтаже внешних конденсаторов.

Основные параметры ИМС серии 555

Внутреннее устройство NE555 включает в себя пять функциональных узлов, которые можно видеть на логической диаграмме.

На входе расположен резистивный делитель напряжения, который формирует два опорных напряжения для прецизионных компараторов. Выходные контакты компараторов поступают на следующий блок – RS-триггер с внешним выводом для сброса, а затем на усилитель мощности. Последним узлом является транзистор с открытым коллектором, который может выполнять несколько функций, в зависимости от поставленной задачи.

Рекомендуемое напряжение питания для ИМС типа NA, NE, SA лежит в интервале от 4,5 до 16 вольт, а для SE может достигать 18В. При этом ток потребления при минимальном Uпит равен 2–5 мА, при максимальном Uпит – 10–15 мА. Некоторые ИМС 555 КМОП-серии потребляют не более 1 мА. Наибольший выходной ток импортной микросхемы может достигать значения в 200 мА. Для КР1006ВИ1 он не выше 100 мА.

Качество сборки и производитель сильно влияют на условия эксплуатации таймера. Например, диапазон рабочих температур NE555 составляет от 0 до 70°C, а SE555 от -55 до +125°C, что важно знать при конструировании устройств для работы в открытой окружающей среде. Более детально ознакомиться с электрическими параметрами, узнать типовые значения напряжения и тока на входах CONT, RESET, THRES, и TRIG можно в datasheet на ИМС серии XX555.

Расположение и назначение выводов

NE555 и её аналоги преимущественно выпускаются в восьмивыводном корпусе типа PDIP8, TSSOP или SOIC. Расположение выводов независимо от корпуса – стандартное. Условное графическое обозначение таймера представляет собой прямоугольник с надписью G1 (для генератора одиночных импульсов) и GN (для мультивибраторов).

  1. Общий (GND). Первый вывод относительно ключа. Подключается к минусу питания устройства.
  2. Запуск (TRIG). Подача импульса низкого уровня на вход второго компаратора приводит к запуску и появлению на выходе сигнала высокого уровня, длительность которого зависит от номинала внешних элементов R и С. О возможных вариациях входного сигнала написано в разделе «Одновибратор».
  3. Выход (OUT). Высокий уровень выходного сигнала равен (Uпит-1,5В), а низкий – около 0,25В. Переключение занимает около 0,1 мкс.
  4. Сброс (RESET). Данный вход имеет наивысший приоритет и способен управлять работой таймера независимо от напряжения на остальных выводах. Для разрешения запуска необходимо, чтобы на нём присутствовал потенциал более 0,7 вольт. По этой причине его через резистор соединяют с питанием схемы. Появление импульса менее 0,7 вольт запрещает работу NE555.
  5. Контроль (CTRL). Как видно из внутреннего устройства ИМС он напрямую соединен с делителем напряжения и в отсутствие внешнего воздействия выдаёт 2/3 Uпит. Подавая на CTRL управляющий сигнал, можно получить на выходе модулированный сигнал. В простых схемах он подключается к внешнему конденсатору.
  6. Останов (THR). Является входом первого компаратора, появление на котором напряжения более 2/3Uпит останавливает работу триггера и переводит выход таймера в низкий уровень. При этом на выводе 2 должен отсутствовать запускающий сигнал, так как TRIG имеет приоритет перед THR (кроме КР1006ВИ1).
  7. Разряд (DIS). Соединен напрямую с внутренним транзистором, который включен по схеме с общим коллектором. Обычно к переходу коллектор-эмиттер подключают времязадающий конденсатор, который разряжается, пока транзистор находится в открытом состоянии. Реже используется для наращивания нагрузочной способности таймера.
  8. Питание (VCC). Подключается к плюсу источника питания 4,5–16В.

Режимы работы NE555

Таймер 555 серии работает в одном из трёх режимов, рассмотрим их более детально на примере микросхемы NE555.

Одновибратор

Принципиальная электрическая схема одновибратора приведена на рисунке. Для формирования одиночных импульсов, кроме микросхемы NE555, понадобится сопротивление и полярный конденсатор. Схема работает следующим образом. На вход таймера (2) подают одиночный импульс низкого уровня, который приводит к переключению микросхемы и появлению на выходе (3) высокого уровня сигнала. Продолжительность сигнала рассчитывается в секундах по формуле:

t=1,1*R*C.

По истечении заданного времени (t) на выходе формируется сигнал низкого уровня (исходное состояние). По умолчанию вывод 4 объединен с выводом 8, то есть имеет высокий потенциал.

Во время разработки схем нужно учесть 2 нюанса:

  1. Напряжение источника питания не влияет на длительность импульсов. Чем больше напряжение питания, тем выше скорость заряда времязадающего конденсатора и тем больше амплитуда выходного сигнала.
  2. Дополнительный импульс, который можно подать на вход после основного, не повлияет на работу таймера, пока не истечет время t.

На работу генератора одиночных импульсов можно влиять извне двумя способами:

  • подать на Reset сигнал низкого уровня, который переведёт таймер в исходное состояние;
  • пока на вход 2 поступает сигнал низкого уровня, на выходе будет оставаться высокий потенциал.

Таким образом, с помощью одиночных сигналов на входе и параметров времязадающей цепочки можно получать на выходе импульсы прямоугольной формы с чётко заданной длительностью.

Мультивибратор

Мультивибратор представляет собой генератор периодических импульсов прямоугольной формы с заданной амплитудой, длительностью или частотой, в зависимости от поставленной задачи. Его отличие от одновибратора состоит в отсутствии внешнего возмущающего воздействия для нормального функционирования устройства. Принципиальная схема мультивибратора на базе NE555 показана на рисунке.

В формировании повторяющихся импульсов участвуют резисторы R1, R2 и конденсатор С1. Время импульса (t1), время паузы(t2), период (T) и частоту (f) рассчитывают по нижеприведенным формулам:

Из данных формул несложно заметить, что время паузы не сможет превысить время импульса, то есть достичь скважности (S=T/t1) более 2 единиц не удастся. Для решения проблемы в схему добавляют диод, катод которого соединяют с выводом 6, а анод с выводом 7.

В datasheet на микросхемы часто оперируют величиной, обратной скважности – Duty cycle (D=1/S), которую отображают в процентах.

Схема работает следующим образом. В момент подачи питания конденсатор С1 разряжен, что переводит выход таймера в состояние высокого уровня. Затем С1 начинает заряжаться, набирая ёмкость до верхнего порогового значения 2/3 UПИТ. Достигнув порога ИМС переключается, и на выходе появляется низкий уровень сигнала. Начинается процесс разряда конденсатора (t1), который продолжается до нижнего порогового значения 1/3 UПИТ. По его достижении происходит обратное переключение, и на выходе таймера устанавливается высокий уровень сигнала. В результате схема переходит в автоколебательный режим.

Прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером

Внутри таймера NE555 встроен двухпопроговый компаратор и RS-триггер, что позволяет реализовывать прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером на аппаратном уровне. Входное напряжение делится компаратором на три части, при достижении каждой из которых происходит очередное переключение. При этом величина гистерезиса (обратного переключения) равна 1/3 UПИТ. Возможность применения NE555 в качестве прецизионного триггера востребована в построении систем автоматического регулирования.

3 наиболее популярные схемы на основе NE555

Одновибратор

Практический вариант схемы одновибратора на TTL NE555 приведен на рисунке. Схема питается однополярным напряжением от 5 до 15В. Времязадающими элементами здесь являются: резистор R1 – 200кОм-0,125Вт и электролитический конденсатор С1 – 4,7мкФ-16В. R2 поддерживает на входе высокий потенциал, пока некоторое внешнее устройство не сбросит его до низкого уровня (например, транзисторный ключ). Конденсатор С2 защищает схему от сквозных токов в моменты переключения.

Активизация одновибратора происходит в момент кратковременного замыкания на землю входного контакта. При этом на выходе формируется высокий уровень длительностью:

t=1,1*R1*C1=1,1*200000*0,0000047=1,03 c.

Таким образом, данная схема формирует задержку выходного сигнала относительно входного на 1 секунду.

Мигание светодиодом на мультивибраторе

Отталкиваясь от рассмотренной выше схемы мультивибратора можно собрать простую светодиодную мигалку. Для этого к выходу таймера последовательно с резистором подключают светодиод. Номинал резистора находят по формуле:

R=(UВЫХ-ULED)/ILED,

UВЫХ – амплитудное значение напряжения на выводе 3 таймера.

Количество подключаемых светодиодов зависит от типа применяемой микросхемы NE555, её нагрузочной способности (КМОП или ТТЛ). Если необходимо мигать светодиодом мощностью более 0,5 Вт, то схему дополняют транзистором, нагрузкой которого станет светодиод.

Реле времени

Схема регулируемого таймера (электронное реле времени) показана на рисунке.

С её помощью можно вручную задавать длительность выходного сигнала от 1 до 25 секунд. Для этого последовательно с постоянным резистором в 10 кОм устанавливают переменный номиналом в 250 кОм. Ёмкость времязадающего конденсатора увеличивают до 100 мкФ.

Схема работает следующим образом. В исходном состоянии на выводе 2 присутствует высокий уровень (от источника питания), а на выводе 3 низкий уровень. Транзисторы VT1, VT2 закрыты. В момент подачи на базу VT1 положительного импульса по цепи (Vcc-R2-коллектор-эмиттер-общий провод) протекает ток. VT1 открывается и переводит NE555 в режим отсчета времени. Одновременно на выходе ИМС появляется положительный импульс, который открывает VT2. В результате ток эмиттера VT2 приводит к срабатыванию реле. Пользователь может в любой момент прервать выполнение задачи, кратковременно закоротив RESET на землю.

Транзисторы SS8050, приведенные на схеме, можно заменить на КТ3102.

Рассмотреть все популярные схемы на основе NE555 в одной статье невозможно. Для этого существуют целые сборники, в которых собраны практические наработки за всё время существования таймера. Надеемся, что приведенная информация послужит ориентиром во время сборки схем, в том числе нагрузкой которых служат светодиоды.

Таймер с отложеным отключением на Ne555

Приобрели с женой , антикомариный фумигатор, и подумалось мне что не хорошо то что он работает всю ночь, и решил собрать таймер на всем известной Ne555.

Собрал схемой вроде остался доволен, но больше 40-50 минут я из него не смог выжать, и успокоился вроде думая что этого времени для процедуры убиеня комаров будет достаточно, а оказалось ан нет, опытным путем определил что нужно как минимум, 2,5 часа(для стабильного введения комаринских, в крутое пике). Стал изучать Ne555 ,вернее крутить схему в прекрастном для этого онлайн симуляторе http://www.falstad.com/circuit/ , и открыл для себя что если подать на 5 ножку микросхемы,напряжение от 0 и до напряжения питания,можем существено влиять на время срабатывания таймера. Позже залез в документацию этой прекрастной микросхемы, и нашел подтверждение этому, 5 нога для этого и была создана,для влияния на делитель компаратора таймера, то есть подавая то или иное напряжение на 5 ножку таймера мы можем управлять интервалом отключения. первое что пришло мне на ум это подключить к пятой ножке управляемый источник опорного напряжения.но в симуляторе открылось вдруг,что это напряжение да влияет на временой интервал, но логарифмически,то есть до 1 вольта, очень сильно увеличивает этот интервал,а дальше с небольшим разбросом. Для моих целей необходимо значит подать напряжение амплитудой 0,5 вольт, и тут мне на ум пришла идея а что если подать через диод с выхода микросхемы на 5 ногу ее же, но я подключил выход микросхемы к аноду, ну по логике ведь так и должно работать,но ничего не случилось,то есть временой интервал не изменился,от отчаяния я повернул диод наоборот и о эврика, я получил желаемое влияние на интервал, он стал в 3,6 раз дольше, то есть не 40 минут а 2 часа 20 минут, это в симуляторе, практика же оказалось еще щедрее, таймер отключился через 2 часа 40 минут, таймер работает стабильно. Теперь комары также дохнут,а вот с продавцом жидкости для фумигатора мы видимся реже,и денюжка в кармане осталась, вот эти лишние деньги направлю ка я на покупку этой чудо микросхемы. Вот схема с дополнительной диодной цепью на выходе.

Объяснение 2 лучших схем таймера большой продолжительности

В этом посте мы узнаем, как сделать 2 точные схемы таймера большой продолжительности в диапазоне от 4 до 40 часов, которые можно модернизировать для получения еще более длительных задержек. Концепции полностью регулируются.

Таймер в электронике — это, по сути, устройство, которое используется для создания интервалов задержки для переключения подключенной нагрузки. Время задержки устанавливается пользователем извне в соответствии с требованиями.

Введение

Пожалуйста, помните, что вы никогда не сможете добиться длительных точных задержек, используя только одну 4060 IC или любую CMOS IC.

Я практически подтвердил, что по прошествии 4 часов IC 4060 начинает отклоняться от своего диапазона точности.

IC 555 как таймер задержки еще хуже, получить точные задержки даже на час с этой микросхемы практически невозможно.

Эта неточность в основном связана с током утечки конденсатора и неэффективной разрядкой конденсатора.

ИС, такие как 4060, IC 555 и т. Д., В основном генерируют колебания, которые можно регулировать от нескольких Гц до многих Гц.

Если эти ИС не интегрированы с другим устройством счетчика делителей, таким как IC 4017, получение очень точных временных интервалов может оказаться невозможным.Для получения 24-часовых или даже дневных и недельных интервалов вам необходимо интегрировать ступень делителя / счетчика, как показано ниже.

В первой схеме мы видим, как два разных режима ИС могут быть соединены вместе, чтобы сформировать эффективную схему таймера большой продолжительности.

1) Описание схемы

См. Принципиальную схему.

  1. IC1 — это микросхема счетчика генератора, состоящая из встроенного каскада генератора и генерирующая тактовые импульсы с различными периодами на выводах 1,2,3,4,5,6,7,9,13,14,15.
  2. Выход из контакта 3 дает самый длинный временной интервал, поэтому мы выбираем этот выход для питания следующего каскада.
  3. Потенциал P1 и конденсатор C1 микросхемы IC1 могут использоваться для регулировки временного интервала на его выводе 3.
  4. Чем выше значение вышеупомянутых компонентов, тем больше период на выводе №3.
  5. Следующий этап состоит из декадного счетчика IC 4017, который ничего не делает, кроме увеличения временного интервала, полученного от IC1, до десяти раз. Это означает, что если временной интервал, генерируемый выводом №3 IC1, составляет 10 часов, время, генерируемое выводом №11 IC2, будет 10 * 10 = 100 часов.
  6. Точно так же, если время, генерируемое на выводе №3 IC1, составляет 6 минут, это будет означать высокий выходной сигнал с вывода №11 IC1 через 60 минут или 1 час.
  7. При включении питания конденсатор C2 обеспечивает надлежащий сброс контактов сброса обеих ИС, так что ИС начинают отсчет с нуля, а не с какой-то несущественной промежуточной цифры.
  8. Пока идет подсчет, на выводе № 11 IC2 остается низкий логический уровень, так что драйвер реле остается выключенным.
  9. По истечении установленного времени на контакте № 11 IC2 появляется высокий уровень, активируя ступень транзистора / реле и последующую нагрузку, подключенную к контактам реле.
  10. Диод D1 гарантирует, что выход с вывода № 11 IC2 блокирует счет IC1, обеспечивая сигнал защелки обратной связи на его выводе № 11.
    Таким образом, весь таймер фиксируется до тех пор, пока таймер не будет выключен и снова запущен для повторения всего процесса.
Список деталей

R1, R3 = 1M
R2, R4 = 12K,
C1, C2 = 1 мкФ / 25 В,
D1, D2 = 1N4007,
IC1 = 4060,
IC2 = 4017,
T1 = BC547,
POT = 1M линейный
RELAY = 12V SPDT

Схема печатной платы

Формула для расчета выхода задержки для IC 4060

Период задержки = 2.2 Rt.Ct.2 (N -1)

Частота = 1 / 2.2 Rt.Ct

Rt = P1 + R2

Ct = C1

R1 = 10 (P1 + R2)

Добавление селекторного переключателя и светодиодов

Вышеупомянутая конструкция может быть дополнительно улучшена с помощью селекторного переключателя и последовательных светодиодов, как показано на следующей диаграмме:

Как это работает

Основным элементом схемы синхронизации является устройство 4060 CMOS, которое состоит из осциллятор вместе с делителем 14 ступеней.

Частоту генератора можно настроить с помощью потенциометра P1, чтобы выходной сигнал Q13 составлял примерно один импульс каждый час.

Период этого тактового импульса может быть очень быстрым (около 100 нс), так как он дополнительно сбрасывает всю микросхему 4060 через диод D8.

Тактовый импульс «один раз в час» подается на 2-й (деленный на десять) счетчик, 4017 IC. Один из нескольких выходов этого счетчика будет иметь высокий логический уровень (логическую единицу) в любой момент времени.

Когда 4017 сбрасывается, выход Q0 становится высоким. Сразу через час выход Q0 станет низким, а выход Q1 может стать высоким и т. Д. В результате переключатель S1 позволяет пользователю выбирать временной интервал от одного до шести часов.

Когда выбранный выход становится высоким, транзистор выключается, а реле выключается (отключая подключенную нагрузку).

Как только разрешающий вход 4017 подключен к дворнику S1, любые последующие тактовые импульсы не влияют на счетчик. Следовательно, устройство будет продолжать находиться в выключенном состоянии до тех пор, пока пользователь не нажмет кнопку сброса.

ИС буфера КМОП 4050 вместе с 7 светодиодами встроены для индикации диапазона часов, которые, возможно, фактически прошли.Эти части, очевидно, могут быть удалены, если отображение истекшего времени не требуется.

Напряжение источника для этой схемы не имеет особого значения и может охватывать любое значение от 5 до 15 В. Текущее использование схемы, исключая реле, будет в диапазоне 15 мА.

Рекомендуется выбирать напряжение источника, которое может соответствовать характеристикам реле, чтобы избежать любых проблем. Транзистор BC 557 может выдерживать ток 70 мА, поэтому убедитесь, что напряжение обмотки реле соответствует этому диапазону тока

2) Использование только BJT

Следующая конструкция объясняет схему таймера очень большой продолжительности, которая использует только пару транзисторы для предполагаемых операций.

Цепи таймера большой продолжительности обычно включают в себя ИС для обработки, поскольку выполнение длительных задержек требует высокой точности и точности, которые возможны только при использовании ИС.

Достижение высокой точности задержек

Даже наша собственная микросхема IC 555 становится беспомощной и неточной, когда от нее ожидаются длительные задержки.

Встречная трудность для поддержания высокой точности при большой длительности в основном связана с проблемой напряжения утечки и непостоянным разрядом конденсаторов, который приводит к неправильным пороговым значениям запуска для таймера, вызывая ошибки во времени для каждого цикла.

Утечки и проблемы с нестабильным разрядом становятся пропорционально больше по мере увеличения емкости конденсаторов, что становится необходимым для получения больших интервалов.

Следовательно, создание таймеров большой продолжительности с помощью обычных BJT может быть почти невозможно, поскольку сами по себе эти устройства могут быть слишком простыми, и их нельзя ожидать для таких сложных реализаций.

Итак, как транзисторная схема может обеспечивать длительные и точные временные интервалы?

Следующая транзисторная схема надежно решает вышеупомянутые проблемы и может использоваться для получения длительной синхронизации с достаточно высокой точностью (+/- 2%).

Это просто из-за эффективного разряда конденсатора в каждом новом цикле, это гарантирует, что схема начинается с нуля, и обеспечивает точные идентичные периоды времени для выбранной RC-цепи.

Принципиальная схема

Схема может быть понята с помощью следующего обсуждения:

Как это работает

Кратковременное нажатие кнопки полностью заряжает конденсатор емкостью 1000 мкФ и запускает транзистор NPN BC547, сохраняя положение даже после переключатель отпускается из-за медленной разрядки 1000 мкФ через резистор 2M2 и эмиттер NPN.

Срабатывание BC547 также включает PNP BC557, который, в свою очередь, включает реле и подключенную нагрузку.

Вышеупомянутая ситуация сохраняется до тех пор, пока 1000 мкФ не разряжается ниже уровней отсечки двух транзисторов.

Вышеупомянутые операции являются довольно простыми и образуют обычную конфигурацию таймера, которая может быть слишком неточной с точки зрения ее производительности.

Как работают 1K и 1N4148

Однако добавление сети 1K / 1N4148 мгновенно превращает схему в чрезвычайно точный таймер большой продолжительности по следующим причинам.

Линия 1K и 1N4148 гарантирует, что каждый раз, когда транзисторы размыкают защелку из-за недостаточного заряда в конденсаторе, остаточный заряд внутри конденсатора принудительно разряжается через указанную выше перемычку резистор / диод через катушку реле.

Вышеупомянутая функция гарантирует, что конденсатор полностью разряжен и опустошен для следующего цикла и, таким образом, может произвести чистый старт с нуля.

Без вышеупомянутой функции конденсатор не смог бы полностью разрядиться, а остаточный заряд внутри вызвал бы неопределенные начальные точки, что сделало бы процедуры неточными и непоследовательными.

Схема может быть еще более усовершенствована за счет использования пары Дарлингтона для NPN, позволяющей использовать резисторы гораздо более высокого номинала на базе и пропорционально более низкие конденсаторы. Конденсаторы меньшего номинала будут вызывать меньшие утечки и помогут повысить точность синхронизации в течение длительных периодов счета.

Как рассчитать значения компонентов для желаемых длительных задержек:

Vc = Vs (1 — e -t / RC )

Где:

  1. Vc — напряжение на конденсаторе
  2. Vs — питание напряжение
  3. t — время, прошедшее с момента подачи напряжения питания
  4. RC — постоянная времени цепи зарядки RC

Конструкция печатной платы

Таймер большой продолжительности с использованием операционных усилителей

Недостаток всех аналоговых таймеров (моностабильный цепей) состоит в том, что для достижения достаточно длительных периодов времени постоянная времени RC должна быть соответственно значительной.

Это неизбежно подразумевает сопротивление резистора более 1 МОм, что может привести к ошибкам синхронизации, вызванным паразитным сопротивлением утечки в цепи, или значительными электролитическими конденсаторами, которые аналогичным образом могут создавать проблемы синхронизации из-за их сопротивления утечки.

Схема таймера операционного усилителя, показанная выше, обеспечивает периоды синхронизации в 100 раз больше времени по сравнению с теми, которые доступны при использовании обычных схем.

Это достигается за счет снижения зарядного тока конденсатора в 100 раз, что, в свою очередь, значительно увеличивает время зарядки без необходимости использования дорогостоящих зарядных конденсаторов.Схема работает следующим образом:

При нажатии кнопки пуска / сброса C1 разряжается, и это приводит к тому, что выход операционного усилителя IC1, который сконфигурирован как повторитель напряжения, становится нулевым вольт. Инвертирующий вход компаратора IC2 находится на более низком уровне напряжения, чем неинвертирующий вход, поэтому выход IC2 имеет высокий уровень.

Напряжение вокруг R4 составляет около 120 мВ, что означает, что C1 заряжается через R2 током примерно 120 нА, что примерно в 100 раз меньше, чем то, что могло бы быть достигнуто, если бы R2 был подключен непосредственно к положительному источнику питания.

Излишне говорить, что если бы C1 был заряжен постоянным напряжением 120 мВ, он мог бы быстро достичь этого напряжения и прекратить зарядку в дальнейшем.

Однако нижний вывод R4, возвращаемый на выход IC1, гарантирует, что по мере увеличения напряжения на C1 повышается выходное напряжение и, следовательно, напряжение зарядки, подаваемое на R2.

Когда выходное напряжение поднимается примерно до 7,5 В, оно превышает напряжение, указанное на неинвертирующем входе IC2 R6 и R7, и выход IC2 становится низким.

Небольшое количество положительной обратной связи, подаваемой R8, препятствует усилению любого вида шума, существующего на выходе IC1, IC2 по мере его движения от точки запуска, потому что это обычно создает ложные выходные импульсы. Временную длину можно рассчитать по уравнению:

T = R2 C1 (1 + R5 / R4 + R5 / R2) x C2 x (1 + R7 / R6)

Это может показаться несколько сложным, но с номерами деталей. Указанный временной интервал может быть установлен до 100 C1. Здесь C1 находится в микрофарадах, скажем, если C1 выбран как 1 µ, то временной интервал вывода будет равен 100 секундам.

Из уравнения очень ясно, что можно изменять временной интервал линейно, заменяя R2 потенциометром 1 МОм, или логарифмически, используя потенциометр 10 кОм вместо R6 и R7.

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какой-либо вопрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Схема регулируемого таймера задержки автоматического включения и выключения с использованием 555 IC

Учебное пособие о том, как создать схему регулируемого таймера задержки с использованием микросхемы 555 IC, которая может автоматически включать / выключать любой выход по истечении фиксированного времени.Эта схема электронного таймера полезна, когда вам нужно включить / выключить любые устройства переменного тока по истечении заранее определенного времени. Например, вы можете использовать эту схему для автоматического выключения мобильного зарядного устройства, скажем, через 1 час, чтобы предотвратить перезарядку аккумулятора.

Задержку таймера можно установить на периоды времени, например 1, 5, 10 минут и т. Д. (Или на любую продолжительность от нескольких секунд до часов).

Посмотрите видеоурок выше, чтобы получить подробные пошаговые инструкции о том, как построить эту схему, и для визуальной демонстрации того, как эта схема работает.(Включены оба сценария, а именно автоматическое выключение и автоматическое включение)

Необходимые компоненты

Ниже приведен список компонентов, необходимых для построения схемы электронного таймера задержки:

  • 555 Таймер IC
  • Кнопочный переключатель мгновенного действия
  • Светодиод / любое выходное устройство
  • Конденсатор 470 мкФ
  • Резисторы: 68 кОм, 10 кОм, 220R
  • Макетная плата
  • Несколько разъемов макетной платы
  • (5-12) В Источник питания
  • Потенциометр (дополнительно)
  • Релейный модуль (дополнительно)

Обратитесь к таблице резисторов светодиодов, показанной в видеоуроке, чтобы узнать точное значение последовательного резистора светодиода (220R)

Схема таймера с фиксированной задержкой включения

На рисунке ниже представлена ​​схема простого таймера автоматического включения с фиксированный резистор синхронизации и конденсатор.Таким образом, период времени, по истечении которого эта схема будет автоматически включать / выключать выход, является фиксированным и может быть определен с помощью формулы, упомянутой в разделе расчетов.

Для управления устройствами переменного тока или любыми тяжелыми нагрузками, такими как двигатели постоянного тока, с использованием этой схемы, вам необходимо добавить модуль реле на выходе микросхемы таймера 555 (как показано в видеоуроке).

Цепь таймера с регулируемой задержкой включения и выключения

Для регулировки длительности таймера «на лету» резистор синхронизации заменяется потенциометром, и его соединения выполняются, как показано на схеме ниже.Вы можете выбрать значение потенциометра в зависимости от требуемой максимальной продолжительности.

Как работает эта схема

В предыдущих руководствах серии проектов таймера 555 мы узнали, как триггерный вывод (вывод 2) и пороговый вывод (вывод 6) микросхемы таймера 555 определяют напряжения и управляют выходом. Ниже приводится резюме:

  • Если триггерный контакт (контакт 2 микросхемы таймера 555) обнаруживает любое напряжение менее 1/3 напряжения питания, он включает выход
  • Если контакт порога (контакт 6 микросхемы таймера 555) обнаруживает любое напряжение, превышающее 2/3 напряжения питания, он отключает выход
  • Когда выход микросхемы таймера 555 находится в состоянии ВЫКЛ, вывод разряда (вывод 7) действует как заземление. / отрицательная шина i.е, он внутренне подключен к 0V

Принимая во внимание вышеупомянутые 3 пункта, давайте попробуем понять, как работает эта схема.

Первоначально, когда эта схема включена, выход будет в состоянии ВЫКЛ. Когда выход выключен, разрядный вывод (вывод 7) будет внутренне подключен к 0В. Таким образом, конденсатор полностью разряжается и не может заряжаться через резистор, соединяющий его с положительной шиной.

При нажатии кнопочного переключателя мгновенного действия i.е, таймер задержки активируется, происходит следующая последовательность:

  • 0 В подается на контакт триггера (контакт 2) через кнопочный переключатель
  • Поскольку это приложенное напряжение (0 В) на контакте 2 меньше 1 / 3-я часть напряжения питания, выход включается
  • Одновременно вывод разрядки внутренне отключается от 0 В
  • Итак, теперь конденсатор начинает заряжаться через резистор / потенциометр, который подключает его к положительной шине
  • Поскольку входной вывод порогового значения (вывод -6) подключен к положительному выводу конденсатора, он активно контролирует напряжение на нем.
  • Как только конденсатор заряжается до 2/3 напряжения питания, вывод-6 выключает выход
  • (этот период времени для который конденсатор заряжает от 0 В до 2/3 напряжения питания, является временем задержки)
  • Как только выход выключается, контакт 7 внутренне повторно подключается к 0 В и конденсатор полностью разряжается
  • Вышеуказанные шаги: повторять d каждый раз, когда нажимается кнопочный переключатель

Включение выхода означает, что напряжение на выходном контакте (контакт 3) таймера 555 равно Vs (напряжение питания).Выход в выключенном состоянии означает, что напряжение равно 0 В.

В видеоуроке я подключил анод синего светодиода к выходу микросхемы таймера 555, а катод — к отрицательной шине. Что касается красного светодиода, я подключил его катод к выходу микросхемы таймера 555, а анод — к положительной шине. Таким образом, когда выход таймера 555 находится в состоянии ВКЛ, горит синий светодиод, а когда выход выключается, горит красный светодиод.

Расчет периода задержки таймера

Период времени созданной нами схемы таймера задержки равен времени, необходимому конденсатору для зарядки от 0 В до 2/3 напряжения питания, и теоретически это значение равно:

Т = 1.1 * R * C, где T — период времени в секундах, а R, C — значения используемых резистора синхронизации и конденсатора.

Например, на принципиальной схеме таймера с фиксированной продолжительностью задержки мы использовали резистор 68 кОм и конденсатор емкостью 470 мкФ, что дает нам время задержки:

T = 1,1 * (68000) * (0,000470) = 32 секунды.

А чтобы вычислить значения компонентов для заданного времени задержки, проще зафиксировать номинал конденсатора и вычислить номинал резистора. Например, если нам требуется время задержки 60 секунд:

60 = 1.1 * Р * (0,000470). Решив это уравнение, мы получаем значение R равное 116К.

Практически время задержки будет больше расчетного значения из-за утечки конденсатора. Итак, для вашей справки, я измерил и свел в таблицу значения временного резистора и конденсатора для основных интервалов, как показано на изображении ниже.

Приложения

  • Для автоматического выключения мобильных зарядных устройств для предотвращения перезарядки аккумулятора
  • Для автоматического выключения ламп для чтения по истечении установленного времени
  • Для управления последовательностью устройств вывода одно за другим после регулярных / нерегулярных периодов времени ( Это может быть достигнуто путем каскадного подключения нескольких схем таймера задержки через вывод сброса микросхемы таймера 555)
  • В схемах автоматического включения / выключения питания с использованием реле

Если у вас есть какие-либо вопросы / предложения, не стесняйтесь размещать их в разделе комментариев из этого видео: Схема регулируемого таймера задержки автоматического включения / выключения с использованием 555 IC

Схема регулируемого таймера

с релейным выходом

Таймеры

использовались во многих приложениях в нашей повседневной жизни.Можно увидеть таймеры в стиральных машинах, микроволновых печах и т. Д. Эти устройства используют таймер для переключения нагрузок на определенное время. Традиционно различные нагрузки контролировались вручную, то есть оператор включал бы нагрузки и после заданных условий. встретились, нагрузки снова были бы отключены оператором.

Здесь я собираюсь объяснить различные способы построения регулируемых схем таймера. Однако эти методы неэффективны по стоимости. Здесь объясняются три схемы: 1) простой регулируемый таймер с использованием микросхемы 555; 2) циклический таймер включения / выключения с использованием микросхемы 555; 3) регулируемый таймер с использованием Arduino.(40+ простых схем и проектов таймера 555)

Простая схема регулируемого таймера с микросхемой 555

Используя простой таймер 555, мы можем разработать регулируемый переключатель таймера. Эта схема позволяет регулировать необходимое время.

Принципиальная схема
Компоненты
  • Таймер 555
  • Электролитический конденсатор — 470 мкФ
  • Керамический конденсатор — 0,1 нФ
  • Резисторы
    • 120 кОм
    • 10 кОм
  • Реле -12В
  • 2 Кнопка

    Рабочий
    • Здесь таймер 555 работает в моностабильном режиме.
    • Когда применяется триггерный вход, таймер 555 выдает импульс. Эта ширина импульса зависит от значений R и c.
    • Выше предложенная схема представляет собой таймер 1-10 минут. Когда Pot минимален, он дает задержку в 1 минуту, где максимальное значение Pot может дать 10 минут.
      • Период времени можно рассчитать по формуле

    T = (R1 + R2) * C1.seconds

    • Когда Pot максимальный, R составляет 120K + 1,1M ≈ 1,2M (приблизительно) и C1 = 470uf

    Т = 1.2M * 470 мкФ = 620 секунд ≈ 10 минут. Это максимальное время.

    • На минимальное время поместите горшок в наименьшее положение. Тогда R = 120k
      • Отсюда время T = 120k * 470uf = 6 2 секунды ~ 1 минута (приблизительно).
    • Реле на 12 В используется для управления нагрузкой переменного тока, подключенной к выходу.
    • Таким образом, реле будет включено в течение необходимого времени, установленного пользователем с помощью потенциометра, а затем автоматически выключится.
    • Эта схема используется в таких приложениях, где нагрузка на какое-то время включена, а в остальное время выключена.

    Примечание

    • Чтобы предотвратить обратный ток в реле таймера 555, используйте диод перед реле.
    • Некоторые версии 555 могут быть повреждены из-за этого.

    [Также читайте: Реле с выдержкой времени 12 В]

    Регулируемый таймер ВКЛ-ВЫКЛ (с использованием нестабильного режима 555)

    В этой схеме разработан таймер с циклическими операциями включения-выключения. В этой схеме используются очень простые компоненты, такие как таймер 555 и счетчик 4017.

    Эти интервалы включения и выключения можно регулировать, изменяя выход таймера 555 и количество выходов счетчика.Давайте подробно обсудим эту схему.

    Принципиальная схема
    Компоненты
    • R1 и R2 — 47 кОм
    • R3 — 15 кОм
    • VR1 — 1 МОм
    • C1 100 мкФ
    • C2 0,01 мкФ
    • C3 0,1 мкФ
    • Диоды
    • 555 Таймер IC
    • CD4017 IC
    • BC 148 B Транзистор
    • Реле SPST 6 В / 100 Ом
    Работает
    • При подаче питания таймер 555 выдает прямоугольный сигнал на выводе 3, поскольку он находится в нестабильном режиме.
    • Выдает ширину импульса в соответствии со значением потенциометра. Его можно рассчитать как

    T (высокий) = 0,693 * (R1 + R2) * C 1

    T (низкий) = 0,693 * R1 * C1

    • Этот прямоугольный сигнал выдается декадному счетчику CD4017 IC, который имеет 10 выходов активируются последовательно по заданному тактовому входу.
    • Выходы декадного счетчика переводят транзистор в активный режим, так что катушка реле находится под напряжением. (Вместо реле на 6 В можно также использовать реле на 12 В, но реле следует применять с 12 В вместо 6 В.)
    • Здесь продолжительность включения нагрузки кратна 555 выходному периоду таймера и количеству выходов, используемых в CD4017.
    • Предположим, что в этой схеме используются 3 выхода CD4017. Итак, время включения нагрузки в 3 раза больше T (высокое), а время выключения в 9 раз превышает T (высокое).
    • Следовательно, ВКЛ и ВЫКЛ могут быть изменены для желаемых рабочих циклов путем соответствующего соединения контактов декадного счетчика.
    • Также можно добавить датчик или выключатель на входе сброса декадного счетчика для автоматического отключения нагрузки в аварийных или аварийных (для автоматической работы) ситуациях.
    Приложение
    • Давайте разберемся в применении этой схемы. Например, в воздухоохладителях есть насос, который перекачивает воду к мату. Его не нужно постоянно включать.
    • Его можно включить, пока коврики охладителя не станут влажными, а затем выключить. Когда они высохнут, он должен перекачивать воду.
    • Предположим, что если в баке достаточно воды, насос должен отключаться автоматически.
    • Это может быть достигнуто путем добавления датчика уровня таким образом, чтобы этот вход датчика приводил в действие сброс и блокировал контакты по направлению к потенциалу земли.
    • Эта схема используется в таких приложениях, где требуется циклическая работа.

    Если требуются очень большие задержки, не рекомендуется использовать таймер 555. Вместо этого можно использовать микроконтроллер. Вот таймер с использованием Arduino, который удобен в использовании.

    Регулируемый таймер (с использованием Arduino)

    Регулируемый таймер Arduino — это простая схема для создания таймера на необходимое время. Это используется для включения нагрузок на определенный период времени, а затем они автоматически отключаются.

    Здесь ключевую роль в установке этого периода времени играет arduino.

    Здесь реле используется для переключения нагрузки на определенное время.

    Принципиальная схема
    Компоненты
    • Плата Arduino
    • ЖК-дисплей
    • Кнопки
    • Реле
    Работает
    • Первоначально при переключении схемы на ЖК-дисплее отображается «регулируемый таймер».
    • Теперь с помощью двух кнопок установите таймер. Кнопка, подключенная к 8-му контакту, используется для установки таймера в минутах, а кнопка, подключенная к 10-му контакту, используется для установки таймера в часах.
    • Установите время, нажимая эти кнопки. При нажатии кнопки время увеличивается каждый раз.
    • Теперь нажмите кнопку «Пуск», чтобы переключить нагрузку.
    • По истечении времени нагрузка автоматически отключается.
    • Чтобы установить таймер в следующий раз, нажмите кнопку сброса на Arduino и снова установите таймер.
    Код проекта

    Применение регулируемого таймера

    Существует множество операций в реальном времени, которые требуют переключения нагрузок по шкале времени.Некоторые из них перечислены ниже.

    1.Контроллеры охладителя

    2.Управление оросительным насосом

    3.Включение вытяжного вентилятора

    4.Периодическое переключение нагрузок в промышленных условиях

    5.Разделение нагрузки и управление

    6. Инструменты для автоматической смазки

    7. Светофоры control

    8. Приложения для печати и т. д.

    Использование микросхемы таймера 555 в особых или нестандартных схемах


    Таймер 555 — это популярная биполярная ИС, которая специально разработана для генерации точных и стабильных периодов времени, определенных C-R, для использования в различных генераторах моностабильных «одноразовых» импульсов и нестабильных генераторах прямоугольных импульсов.555 также очень универсален и может использоваться в различных специальных или необычных приложениях. Некоторые из них включают триггеры Шмитта, генераторы азбуки Морзе, электронные дверные зуммеры, тестеры непрерывности, инжекторы сигналов, метрономы, светодиодные мигалки и будильники, а также таймеры с длительным периодом действия.

    ТРИГГЕРЫ SCHMITT

    Модель 555 может использоваться в качестве триггера Шмитта путем замыкания контактов 2 (триггер) и 6 (порог) вместе и подачи входных сигналов непосредственно в эти точки, как показано на функциональной схеме и схеме на рисунке 1.

    РИСУНОК 1. Функциональная блок-схема (внутри двойных линий) микросхемы таймера 555 с внешними соединениями для использования в качестве простого, но полезного триггера Шмитта.

    Действие ИС таково, что (как показано на рис. 1 формы входных и выходных сигналов), когда входное напряжение поднимается выше 2/3 В куб.см , выход ИС переключается на низкий уровень и остается там до тех пор, пока входное напряжение не упадет ниже 1/3. V cc , в этот момент выход переключается на высокий уровень и остается там до тех пор, пока вход снова не превысит 2/3 V cc .Разница между этими двумя уровнями запуска называется значением гистерезиса и в данном случае равна 1/3 В cc ; такое большое значение гистерезиса делает схему полезной в приложениях для преобразования сигналов с подавлением шума / пульсации.

    РИСУНОК 2. Преобразователь синус / квадрат Шмитта 555 с дополнительным подавлением радиопомех через C3.

    На рис. 2 показана базовая схема Шмитта, модифицированная для использования в качестве высокопроизводительного преобразователя синус / квадрат, который можно использовать при входных частотах примерно до 150 кГц.Делитель потенциала R1-R2 смещает контакты 2 и 6 до значения покоя 1/2 V cc (то есть посередине между верхним и нижним значениями триггера), и синусоидальный вход накладывается на эту точку через C1; Прямоугольные выходы берутся с контакта 3. R3 изолирует входной сигнал от эффектов переключения 555-го. На схеме показано, как дополнительное подавление RFI может быть получено через C3.

    РИСУНОК 3. Релейный переключатель с минимальным люфтом в темноте.

    На рис. 3 показан 555, используемый в качестве релейного переключателя с минимальным люфтом (нулевой гистерезис), активируемого темным светом, с зависимым от света делителем напряжения RV1-LDR, подключенным к его входной клемме.Значения RV1 и LDR примерно равны на среднем уровне переключаемой освещенности. Эта схема действует как быстрый компаратор, а не как настоящий триггер Шмитта, так как вывод 6 связан с высоким уровнем через R1, а светочувствительный делитель потенциала RV1-LDR применяется только к выводу 2. Обратите внимание, что эта схема требует хорошей развязки питания, которая обеспечивается через C2.

    РИСУНОК 4. Альтернативные входные цепи для рисунка 3 для активации (а) светом, (б) пониженной температурой и (в) перегревом.

    Вышеупомянутая схема может работать как световой (а не темный) переключатель, переставляя положения RV1 и LDR, как показано на Рисунке 4 (a), или может действовать как терморегулируемый переключатель, используя термистор NTC вместо LDR, как показано на рисунках 4 (b) и 4 (c); во всех случаях LDR или термистор должны иметь сопротивление в диапазоне от 470R до 10K при требуемом уровне включения.

    НАСТОЛЬНЫЕ ГАДЖЕТЫ

    Нестабильный мультивибратор 555 очень универсален и может использоваться во многих приложениях, представляющих интерес как для любителей, так и для профессиональных пользователей.На рисунках с 5 по 11 показаны примеры типичных 555 нестабильных устройств.

    РИСУНОК 5. Генератор кодовой практики с регулируемым тоном и громкостью.

    На рисунке 5 показан тренировочный генератор кода Морзе с частотой, изменяемой от 300 Гц до 3 кГц с помощью регулятора TONE RV1. Громкость телефона регулируется с помощью RV2, и телефоны могут иметь любое сопротивление от нескольких Ом и выше. Схема потребляет нулевой ток покоя, когда ключ Морзе открыт.

    РИСУНОК 6. Электронный дверной зуммер.’

    На рисунке 6 показан простой электронный «дверной зуммер», который подает монотонный сигнал в небольшой динамик (от 25R до 80R), когда SW1 закрыт; C1 имеет низкое сопротивление питающей сети и обеспечивает адекватную выходную мощность привода.

    РИСУНОК 7. Тестер целостности цепи.

    На рис. 7 показан прибор для проверки целостности цепи, который издает звуковой сигнал только в том случае, если сопротивление между измерительными щупами меньше нескольких Ом. Нестабильный срабатывает, только если контакт 4 смещен выше 700 мВ; обычно этот вывод заземлен через R2, поэтому нестабильность отключена; управлять нестабильным, два зонд должен быть закорочен, соединяя R2 к выходу напряжения опорного генератора R3-ZD1 через RV2.При использовании RV2 подстраивается таким образом, чтобы при этом условии практически не могла работать нестабильная работа, и прекращается, если межзондовое сопротивление превышает несколько Ом. Обратите внимание, что цепь потребляет несколько мА всякий раз, когда SW1 замкнут, даже если датчики разомкнуты.

    РИСУНОК 8. Форсунка сигнала.

    На рис. 8 показан инжектор сигналов, который можно использовать для тестирования схем AF и RF. Нестабильный работает на базовой частоте в несколько сотен Гц, когда PB1 замкнут; квадратный выходной сигнал, однако, очень богат гармониками, и их можно обнаружить на частотах до 10 МГц на радиоприемнике.Уровень подачи сигнала регулируется через RV1.

    РИСУНОК 9. Схема метронома.

    На рисунке 9 показан метроном, в котором частота «тиков» изменяется от 30 до 120 ударов в минуту с помощью RV1, а громкость — с помощью RV2. Эта схема представляет собой модифицированную версию стандартной нестабильной схемы, в которой ее основная синхронизирующая сеть управляется выводом 3 микросхемы. Когда выход переключается на высокий уровень, C1 быстро заряжается через D1-R1, генерируя короткий (несколько мс) «тиковый» импульс. Когда выход снова переключается на низкий уровень, C1 разряжается через RV1-R2, создавая период «выключения» до 2 с (= 30 ударов в минуту).Выходные импульсы подаются на небольшой динамик через регулятор громкости RV2 и буфер Q1.

    СВЕТОДИОДНЫЕ ФОНАРЫ и СИГНАЛИЗАЦИЯ

    На рисунках 10–12 показаны нестабильные устройства 555, используемые в светодиодных мигалках, в которых светодиоды имеют одинаковое время включения и выключения. С показанными значениями компонентов каждая схема работает примерно с одной вспышкой в ​​секунду.

    РИСУНОК 10. Светодиодный мигающий сигнал с «несимметричным» выходом.

    Схема на Рисунке 10 имеет «несимметричный» выход. Между выходом ИС и землей можно поместить один светодиод или цепочку последовательно соединенных светодиодов, при этом все светодиоды включаются или выключаются вместе; R3 устанавливает ток включения светодиодов.Большинство светодиодов при включении теряют около 2 В, поэтому несколько светодиодов могут быть подключены последовательно в цепь, которая питается от источника 15 В.

    РИСУНОК 11. Светодиодный мигающий сигнал с «двусторонним» выходом.

    Рисунок 11 аналогичен приведенному выше, но имеет «двустороннее» выходное соединение, при котором все «верхние» светодиоды горят, а «нижние» не горят, и наоборот. R3 устанавливает токи включения нижних светодиодов, а R4 устанавливает токи верхних.

    РИСУНОК 12. Автоматический (темный) мигающий светодиод.

    На Рисунке 12 показана базовая схема мигалок, показанная на Рисунке 10, модифицированная для обеспечения автоматической работы в темноте. R4-R5-LDR-RV1 используются в качестве светочувствительного моста Уитстона, который используется для активации нестабильного усилителя 555 через балансный детектор Q1 и контакт 4 RESET на ИС. В ярких условиях LDR имеет низкое сопротивление, поэтому переход база-эмиттер Q1 имеет обратное смещение, и на выводе 4 появляется менее 700 мВ, поэтому нестабильность отключена. Но в темноте сопротивление LDR велико, и Q1 смещен, генерируя более 700 мВ на выводе 4 и включая нестабильный.LDR должен давать сопротивление в диапазоне от 470R до 10K на уровне темнового включения, а RV1 настраивается таким образом, чтобы нестабильный резистор просто срабатывал при этом условии.

    Вышеупомянутый метод обеспечивает прецизионное стробирование и может использоваться для автоматической активации множества других нестабильных цепей 555, для создания различных звуковых сигналов тревоги и импульсных реле и т. Д. Путем перестановки положений LDR и RV1 или замены LDR термистором NTC, эти цепи можно активировать автоматически, когда уровни освещенности или температуры выходят за установленные пределы.На рисунках 13-15 показаны практические примеры таких схем.

    РИСУНОК 13. Релейный импульсный генератор, активируемый нагревом / светом.

    Схема на Рисунке 13 обеспечивает автоматическую активацию тепловым или световым сигналом релейного генератора импульсов, который при активации включается и выключается с частотой один раз в секунду. Реле может быть любого типа на 12 В с сопротивлением катушки более 60 Ом, а его контакты могут использоваться для активации внешних устройств с электрическим питанием, таких как свет, сирены, сигнальные рожки и т. Д.

    РИСУНОК 14.Монотонная (800 Гц) сигнализация средней мощности, активируемая нагревом / светом.

    На рис. 14 показана автоматическая активация тепловым или световым сигналом генератора монотонного сигнала тревоги, который при активации генерирует сигнал тревоги 800 Гц при мощности в несколько ватт в динамике на восемь Ом. Обратите внимание, что высокий выходной ток схемы может вызвать модуляцию линии питания, поэтому D1 и C3 используются для защиты схемы от эффектов пульсации, а D2 и D3 ограничивают выбросы индуктивного переключения динамика и, таким образом, защищают выходной транзистор Q2 от повреждения.

    РИСУНОК 15. Альтернативные схемы датчиков для использования с рисунками 13 или 14 для активации через (а) темноту, (б) свет, (в) пониженную температуру или (г) перегрев.

    На рис. 15 показана альтернативная схема датчика, которая может использоваться для автоматической активации схем на рис. 13 или 14. Для светочувствительной работы датчик должен быть LDR; для термочувствительной активации это должен быть термистор NTC; в любом случае чувствительный элемент должен иметь сопротивление в диапазоне от 470R до 10K при желаемом уровне срабатывания.

    ДОЛГОПЕРИОДНЫЕ ТАЙМЕРЫ

    Микросхема 555 IC может быть использована для создания превосходного таймера с ручным запуском и релейным управлением при подключении в моностабильном режиме или в режиме генератора импульсов, но она не может дать точные временные интервалы, превышающие несколько минут, поскольку для этого потребуется использовать высокий конденсатор с электролитическим таймером, и они имеют очень широкие пределы допуска (обычно от -50% до + 100%) и большие и непредсказуемые токи утечки.

    РИСУНОК 16. Способ получения 60-минутного временного интервала от 555 IC.

    Превосходный способ получения очень длинных, но точных периодов времени показан (в виде блок-схемы) на рисунке 16, на котором представлена ​​конструкция 60-минутного таймера с релейным управлением. Здесь 555 подключен как нестабильный 2.28 Гц, который использует стабильный полиэфирный конденсатор синхронизации, и его выход подается на драйвер реле через 14-ступенчатый двоичный делитель, что дает общий коэффициент деления 16 384. Действие делителя таково, что (если его выходной регистр установлен в ноль в начале входного счета) его выход переключается на высокий уровень по прибытии 8192-го нестабильного импульса и снова становится на низкий уровень по прибытии 16,382-го импульса, таким образом завершая цикл счета.Таким образом, схема на Рисунке 16 работает следующим образом:

    Временная последовательность запускается нажатием кнопочного переключателя PB1, таким образом подключающего питание схемы, активируя нестабильный режим и (через C2-R3) устанавливая счетчик на «нулевой счет», устанавливая его выход на низкий уровень и включая реле; когда реле включается, его контакты RLA / 1 замыкаются и обходят PB1, таким образом поддерживая подключение к источнику питания после отпускания PB1. Это состояние сохраняется до прихода 8192-го нестабильного импульса, после чего на выходе счетчика устанавливается высокий уровень и реле выключается, размыкая контакты RLA / 1 и прерывая питание схемы.На этом рабочий цикл завершен. Обратите внимание, что нестабильный режим работает с периодом, который составляет только 1/8192-й от последнего «временного» периода, то есть в данном случае 0,44 секунды, и что этот период можно легко получить без использования электролитического синхронизирующего конденсатора.

    РИСУНОК 17. Двухдиапазонный (1-10 минут и 10-100 минут) таймер с релейным выходом.

    На рис. 17 показан описанный выше метод, использованный для создания практичного таймера с релейным выходом, который работает от одной минуты до 100 минут в двух перекрывающихся диапазонах декад.Здесь двухдиапазонный нестабильный модуль 555 с переменной частотой подает тактовые импульсы на 14-ступенчатый делитель 4020B, который, в свою очередь, активирует реле через транзистор Q1. В схеме используется источник питания 12 В, а реле может быть любого типа на 12 В с двумя или более наборами переключающих контактов и сопротивлением катушки 120 Ом или больше.

    РИСУНОК 18. Таймер с релейным выходом со сверхдлительным периодом (от 100 минут до 20 часов).

    На рисунке 18 показано, как доступную временную задержку схемы можно дополнительно увеличить, подключив декадный делитель 4017B между выходом 555 и входом 4020B, чтобы получить общий коэффициент деления 81920, таким образом делая задержки в диапазоне Из этого таймера с одним диапазоном доступно от 100 минут до 20 часов.Обе ИС делителя автоматически сбрасываются (через C3-R3) в момент включения (замыкание PB1).

    РИСУНОК 19. Таймер с широким диапазоном, который охватывает от одной минуты до 20 часов в трех декадных диапазонах.

    Наконец, на рисунке 19 показана приведенная выше схема, модифицированная для создания универсального таймера с широким диапазоном, который работает от одной минуты до 20 часов в трех диапазонах, связанных с декадами; Каскад декадного делителя 4017B используется только в диапазоне «3». Переключение диапазонов осуществляется с помощью двухполюсного трехпозиционного переключателя SW1.NV

    Схема 1-минутного, 5-минутного, 10-минутного и 15-минутного таймера с использованием IC 555

    Как следует из названия, таймер 555 по сути является «таймером», который создает колебательный импульс. Это означает, что в течение некоторого времени выходной контакт 3 находится в состоянии ВЫСОКИЙ, а в течение некоторого времени он остается в НИЗКОМ состоянии, что создает колебательный выход. Мы можем использовать это свойство таймера 555 для создания различных схем таймера, таких как схема 1-минутного таймера, 5-минутная схема таймера, 10-минутная схема таймера, 15-минутная схема таймера и т. Д.Все, что нам нужно, это изменить номинал резистора R1 и / или конденсатора C1. Нам нужно установить таймер 555 в моностабильный режим, чтобы построить таймер. В моностабильном режиме продолжительность, в течение которой PIN 3 будет оставаться ВЫСОКИМ, определяется формулами ниже:

    Т = 1,1 * R1 * C1

    Итак, чтобы построить 1-минутный (60 секундный) таймер, нам понадобится резистор номиналом 55 кОм и конденсатор 1000 мкФ:

    1,1 * 55 к * 1000 мкФ

    (1,1 * 55 * 1000 * 1000) / 1000000 = 60,5 ~ 60 секунд.

    Здесь используется переменный резистор 1 МОм, установленный на 55 кОм (измеряется мультиметром).Мы можем легко рассчитать номинал резистора для схемы таймера на 5, 10 и 15 минут:

    Цепь 5-минутного таймера

    5 * 60 = 1,1 * R1 * 1000 мкФ

    R1 = 272,7 кОм

    Итак, чтобы построить схему 5-минутного таймера, мы просто изменим значение резистора на 272,7 кОм в приведенной выше схеме 1-минутного таймера.

    Цепь 10-минутного таймера

    10 * 60 = 1,1 * R1 * 1000 мкФ

    R1 = 545,4 кОм

    Аналогично, чтобы создать 10-минутный таймер, мы изменим значение резистора на 545.4 кОм.

    Цепь таймера на 15 минут

    15 * 60 = 1,1 * R1 * 1000 мкФ

    R1 = 818,2 кОм

    Согласно приведенным выше расчетам, для схемы таймера на 15 минут нам необходимо сопротивление резистора 818,2 кОм.

    Здесь следует отметить, что мы использовали светодиод в обратной логике, это означает, что когда на выходе 3 ВЫХОДА низкий уровень, светодиод будет включен, а когда на выходе ВЫСОКИЙ уровень, светодиод будет выключен. Таким образом, мы рассчитали время выключения выше, это означает, что по истечении расчетного времени светодиод будет включен.Светодиод будет сначала включен (ВЫХОДНОЙ PIN 3 НИЗКИЙ), как только мы нажмем кнопку (активируем 555 с помощью ТРИГГЕРА PIN 2), таймер запустится, и светодиод погаснет (ВЫХОДНОЙ PIN 3 НИЗКИЙ) по истечении рассчитанного времени продолжительности, PIN 3 снова станет LOW, и загорится светодиод.

    Цепь таймера повтора

    | REUK.co.uk

    В нашей статье «Цепи таймера с 4060B » мы рассмотрели, как двоичный счетчик 4060B можно использовать для создания таймера. Такой таймер можно использовать для интервалов времени от секунд до 24+ часов, но при использовании в качестве таймера повтора (т.е. переключение между ВКЛ и ВЫКЛ на неопределенное время) время ВКЛ равно времени ВЫКЛ — например, 10 минут ВКЛ, 10 минут ВЫКЛ, 10 минут ВКЛ и т. д.

    Чаще всего требуется, чтобы таймер имел различных значений времени включения и выключения — например, 1 час ВЫКЛ, 1 минута ВКЛ, 1 час ВЫКЛ, 1 минута и т. Д. Для временных интервалов до 5- Через 10 минут микросхема 555 Timer может добиться этого с различным временем включения / выключения, установленным с помощью резисторов и конденсаторов. Однако для более длительных интервалов времени 555 не надежен.

    Использование 4060B с таймером 555

    Один из самых простых способов собрать надежный таймер с длинными интервалами выключения и короткими интервалами включения — использовать 4060B вместе с таймером 555 . Модель 4060B точно измеряет длительный интервал выключения (до 24 часов), а 555 — короткий интервал включения (до 5 минут).

    На рисунке выше показана часть схемы 4060B , которая определяет продолжительность интервала времени выключения. Значения конденсатора Ct и резистора Rt фиксируют частоту (и, следовательно, скорость) таймера по формуле:

    Частота = 1 / (2.3 x Rt x Ct)

    Увеличение значений Rt или Ct * замедлит таймер; их уменьшение ускорит таймер.
    * Ct должен быть неполяризованным конденсатором .

    Светодиод, подключенный к выводу 7 микросхемы, используется для оценки частоты выхода из вывода 3. Если светодиод проходит один полный цикл включения / выключения каждые 2 секунды (мигает 1 секунду, затем отключается 1 секунду и т. Д.) , то потребуется 1024, умноженное на эти 2 секунды, чтобы выход вывода 3 прошел через один полный цикл = 2048 секунд (34 минуты).
    В наших экспериментах мы обнаружили, что неполяризованный конденсатор 10 мкФ и резистор 6K8 дали нам 40-минутное время цикла вывода 3 — то есть включено примерно 20 минут, выключено примерно 20 минут и так далее.

    Таймер 555 Часть схемы (изображенная ниже) используется для отсчета короткого интервала включения.

    В этой конфигурации выходной сигнал с контакта 3 микросхемы 555 имеет высокий уровень (поэтому запитывает реле ), когда питание подается на схему с контакта 3 микросхемы 4060B.Реле будет оставаться под напряжением в течение периода времени *, установленного резистором R и конденсатором C, прежде чем выключится и останется выключенным.
    * В наших экспериментах мы использовали R = 470K и C = 100 мкФ, чтобы получить 1-минутный таймер.

    Как работает эта схема таймера

    Допустим, нам нужен таймер , который будет циклически выключаться на 59 минут, а затем включаться на 1 минуту на неопределенный срок, возможно, для приложения почасового мониторинга. Прежде всего, мы настроили 4060B так, чтобы время, необходимое светодиоду на выводе 7, чтобы пройти один полный цикл включения / выключения, составляло 1/1024 от 60 минут = 3.52 секунды. (Лучше всего измерить время, затраченное на 20+ циклов, а затем использовать калькулятор, чтобы точно рассчитать время для одного цикла). Настройте схему таймера 555 на одну минуту, изменив номинал резистора (использование переменного резистора упрощает эту задачу).

    Когда на выходе вывода 3 4060B появляется высокий уровень, на схему 555 подается питание. Реле будет находиться под напряжением, пока на контакте 3 микросхемы 555 высокий уровень — время, которое мы установили в этом примере равным одной минуте.По истечении одной минуты контакт 3 из 555 опустится на низкий уровень и останется на низком уровне. Цепь 555 будет продолжать получать питание от 4060B в течение 60/2 минут = 30 минут, но реле останется обесточенным после первой минуты. Затем, через 30 минут, контакт 3 4060B снова станет низким на 30 минут, полностью отключив питание от цепи 555, что приведет к ее сбросу. Затем цикл повторяется.

    Короче говоря, реле будет активироваться на одну минуту каждый раз, когда на контакте 3 4060B будет высокий уровень — событие, которое происходит каждые 60 минут.

    Индивидуальные схемы таймера

    На изображении выше показан таймер включения на 20 минут и выключения, который мы создали для клиента, использующего микросхемы 4060B и 555. Если вам требуется какой-либо тип индивидуальной схемы реле таймера для любого применения, пожалуйста, свяжитесь с [email protected] и сообщите подробные сведения о ваших требованиях.

    Если специально не запрошено, все наши таймеры теперь основаны на микроконтроллерах , а не на микросхемах 4060B и 555 — см. В конце статьи «Цепи таймера с 4060B », чтобы узнать об этом, или здесь: Make a PICAXE Repeating Таймер для нашего автоматического генератора кода таймера микроконтроллера (PICAXE), так что вы можете сделать свой собственный повторяющийся таймер и научиться программировать и использовать микроконтроллеры одновременно.

    Если вам нужен ретрансляторный таймер с настраиваемой пользователем продолжительностью включения и выключения, обратите внимание на наши REUK Super Timer и REUK Super Timer 2 . Они имеют независимую продолжительность включения и выключения от 1 секунды до 99 часов, которые могут быть установлены пользователем с помощью кнопки.

    Таймер 555: 8 шагов (с изображениями)

    В нестабильном режиме выходной сигнал таймера 555 представляет собой непрерывный импульсный сигнал определенной частоты, который зависит от значений двух резисторов (R A и R B ) и конденсатор (C), используемые в схеме (рис. 1), в соответствии с приведенным ниже уравнением.Астабильный режим тесно связан с моностабильным режимом (обсуждается в шаге 2), вы можете видеть, что схема почти такая же. Важное отличие состоит в том, что в нестабильном режиме контакт триггера соединен с контактом порога; это заставляет выход постоянно переключаться между высоким и низким состояниями.

    Выходная частота = 1 / [0,7 * (R A + 2 * R B ) * C]
    (не волнуйтесь, я скоро продемонстрирую, как я вывел это уравнение)

    Последовательность events довольно сложен, поэтому я разбил его на 5 шагов:

    1.Изначально на конденсаторе C нет заряда, поэтому напряжение на конденсаторе равно нулю. Напряжение на конденсаторе C равно напряжению на контактах 6 (пороговый контакт) и 2 (триггерный контакт), поскольку все они подключены. Таким образом, изначально пороговый и триггерный контакты также имеют нулевое напряжение. Это увеличивает выходную мощность.

    2. Как объяснено в шаге 2 данной инструкции, когда на выводе триггера находится низкий уровень, разрядный вывод не может отводить заряд с конденсатора.Поскольку конденсатор C включен последовательно с R A и R B и подается напряжение Vcc, ток будет течь через резисторы и начнет накапливать заряд на конденсаторе. Это вызывает увеличение напряжения на конденсаторе C в соответствии со следующим уравнением:

    (Напряжение на конденсаторе) = (Vcc — V 0 ) * (1- e -t / [(R A + R B ) * C] )
    где «Напряжение на конденсаторе» — текущее напряжение на конденсаторе в момент времени t, V 0 — начальное напряжение на конденсаторе, Vcc — полное напряжение, приложенное к резисторам R A , R B и конденсатор C

    3.Когда напряжение на конденсаторе C равно 2 / 3Vcc, это приводит к тому, что пороговый вывод регистрируется как высокий (как объяснено в шаге 1 этой инструкции, это переворачивает компаратор, прикрепленный к пороговому выводу внутри 555). Это снижает выходную мощность и активирует разрядный штифт. Время, необходимое для накопления на конденсаторе напряжения 2 / 3Vcc, определяется выражением:

    2/3 * Vcc = (Vcc — V 0 ) * (1- e -t / [(R A + R B ) * C] )
    2/3 * Vcc / (Vcc — V 0 ) = 1- e -t / [(R A + R B ) * C]
    1/3 * Vcc / (Vcc — V 0 ) = e -t / [(R A + R B ) * C]
    ln [1/3 * Vcc / (Vcc — V 0 )] = -t / [(R A + R B ) * C]
    t = — (R A + R B ) * C * ln [1/3 * Vcc / (Vcc — V 0 )]

    для V 0 = 0 В, получается:
    t = 1.1 * (R A + R B ) * C секунд

    4. При включенном разрядном штыре заряд начинает стекать с конденсатора через R B в разрядный штырь 555. Это понижается. напряжение на конденсаторе, как описано в следующем уравнении:

    (напряжение на конденсаторе) = (пиковое напряжение на конденсаторе) * (e -t / (R B * C) )
    , где пиковое напряжение на конденсаторе конденсатор был напряжением непосредственно перед включением разрядного вывода: 2 / 3Vcc
    (напряжение на конденсаторе) = 2/3 * Vcc * (e -t / (R B * C) )

    5.Когда напряжение на конденсаторе (и напряжение на выводе триггера) становится равным 1/3 В постоянного тока, вывод триггера регистрируется как низкий (как объясняется в шаге 1 данной инструкции, это переворачивает компаратор, прикрепленный к контакту триггера внутри 555). Время, необходимое для этого, указано ниже. Это увеличивает выходной сигнал и возвращает нас к шагу 2 (выше). Отсюда шаги 2–5 повторяются бесконечно, и выход переключается между высоким и низким состояниями, создавая непрерывную импульсную волну. Время, необходимое для разряда конденсатора с 2 / 3Vcc до 1 / 3Vcc, приведено ниже:

    1/3 * Vcc = 2/3 * Vcc * (e -t / (R B * C) )
    1/2 = e -t / (R B * C)
    ln (1/2) = -t / (R B * C)
    t = -R B * C * ln (1/2)
    t = 0.7 * R B * Cseconds

    Чтобы вычислить частоту этого колебания, мы сначала вычисляем время, в течение которого выход находится в высоком и низком состояниях. Выход находится в высоком состоянии, в то время как конденсатор заряжается от 1 / 3Vcc до 2 / 3Vcc. Время, необходимое для зарядки конденсатора от напряжения V 0 до 2 / 3Vcc, повторяется ниже:

    выход высокий для:
    t = — (R A + R B ) * C * ln [ 1/3 * Vcc / (Vcc — V 0 )]
    на шаге 3 (выше) мы выбрали V 0 = 0 в качестве начальных условий, но это верно только для первого цикла нестабильного режима.