De 10 bästa tidkretsarna med IC 555

Kretsarna som förklaras här är 10 bästa små timer-kretsar som använder det mångsidiga chipet IC 555, som genererar förutbestämda tidsintervall som svar på momentana ingångsutlösare.

Tidsintervallen kan användas för att hålla en reläkontrollerad belastning PÅ eller aktiverad under önskad tid och en automatisk avstängning när fördröjningsperioden har gått. Tidsintervallet kan ställas in genom att välja lämpliga värden för ett externt motstånd, kondensatornätverk.

IC 555 Intern krets

Bilden nedan visar det interna schemat för en standard IC 555. Vi kan se att den består av 21 transistorer, 4 dioder och 15 motstånd.

Steget som involverar de tre 5 kohm-motstånden fungerar som ett spänningsdelarsteg som producerar 1/3 spänningsnivå vid den icke-inverterande ingången på triggerkomparatorns förstärkare och en 2/3 spänningsdelning på den inverterande ingången på tröskelkomparatorns op amp. .

Med dessa triggeringångar styr de två op-förstärkarna R / S (reset / set) flip flop-steget, vilket ytterligare styr ON / OFF-förhållandena för det kompletterande utgångssteget och drivtransistorn Q6

Flip-flopens utgångstillstånd kan också ställas in genom att utlösa återställningsstift 4 på IC.

Så fungerar IC 555-timer

När IC 555 är konfigurerad i monostabilt timerläge , hålls TRIGGER-stiftet 2 vid matningsnivåpotentialen genom ett externt motstånd RT.

I denna situation förblir Q6 mättad, vilket håller den externa tidtagningskondensatorn CD kortsluten till jord, vilket gör att OUTPUT-stiftet 3 ska vara på en låg logik eller 0 V-nivå.

Standard-timeråtgärden för IC 555 initieras genom att införa en 0 V-triggerpuls vid stift 2. Denna 0V-puls ligger under 1/3-nivån för DC-matningsspänningen eller Vcc, tvingar utgången från trigger-komparatorn att ändra tillstånd .

På grund av detta har R / S flip-flop ändrar dess utgångsläge, stänger av Q6 och kör OUTPUT-stift 3 högt. När Q6 stängs av kopplar den från CD-skivan. Detta gör att kondensator-CD: n kan laddas via tidsmotståndet RD tills spänningen över CD når 2/3 matningsnivå eller Vcc.

Så snart detta händer återgår R / S-vippan till sitt tidigare tillstånd, slår PÅ Q6 och orsakar en snabb urladdning av CD. Vid detta ögonblick återgår utgångsstiftet 3 tillbaka till sitt tidigare låga tillstånd. Och så slutför IC 555 en tidscykel.

Enligt en av egenskaperna slutar IC: n, när den utlösts, att svara på eventuella efterföljande utlösare, tills tidscykeln är klar. Men om man vill avsluta tidtagningscykeln kan detta göras när som helst genom att applicera en negativ puls eller 0 V på vilopinnen 4.

Tidspulsen som genereras vid IC-utgången är mestadels i form av en rektangulär våg vars tidsintervall definieras av storleken R och C.

Formeln för beräkning av detta är: tD (tidsfördröjning) = 1,1 (värde på R x-värde av C) Med andra ord är tidsintervallet som produceras av IC 555 direkt proportionellt mot produkten av R och C.

Följande graf visar ritningen av tidsfördröjning kontra motstånd och kapacitans med ovanstående tidsfördröjningsformel. Här är tD i millisekunder, R är i kilo Ω och C i μfarader.

Det visar en rad Tidsfördröjning kurvor och de linjärt förändrade värdena med avseende på motsvarande värden för RT och C.

Det är möjligt att ställa in fördröjningar från 10 µsekunder till 100 µsekunder genom att välja lämpliga värden på kondensatorer från 0,001 µF till 100 µF och motstånd från 1 k Ω till 10 meg Ω.

Enkla IC 555-tidkretsar

Den första figuren nedan visar hur man gör en IC 555-timer med en fast periodutgång. Här är den inställd på 50 sekunder.

Det är i grunden en IC 555 monostabil design.

Den angränsande figuren visar de vågformer som erhålls över IC-indikerade pinouts under omkopplingsprocessen.

Åtgärderna som beskrivs i vågformsbilden initieras så snart TRIGGER-stiftet 2 är jordat genom att trycka på en momentan START-omkopplare S1.

Detta medför omedelbart en rektangulär puls vid stift 3 och genererar samtidigt en exponentiell sågtand vid DISCHARGE-stift 7.

Tidsperioden under vilken denna rektangulära puls förblir aktiv bestäms av värdena R1 och Cl. Om R1 ersätts med ett variabelt motstånd kan denna utgångsinställning ställas in enligt användarens preferenser.

LED-belysningen indikerar PÅ och AV-omkoppling av utgångsstiftet 3 på IC

Det variabla motståndet kan ha formen av a potentiometer som visas i följande bild 2.

I denna design kan utgången ställas in för att producera tidsperioder från 1,1 sekunder till 120 sekunder genom olika justeringar av potten R1.

Lägg märke till serie 10K-motståndet, vilket är mycket viktigt eftersom det skyddar IC: n från att brinna om potten vrids till sitt lägsta värde. Motståndet i 10 K-serien säkerställer också det lägsta motståndsvärde som krävs för att kretsen ska fungera korrekt vid den lägsta potten.

Tryck på växla S1 gör att IC tillfälligt kan starta tidssekvensen (stift 3 går högt och lysdioden tänds), medan du trycker på S2-återställningsknappen tillåter omedelbar avslutning eller återställning av tidssekvensen så att utgångsstiftet 3 återgår till sin ursprungliga 0 V-situation (LED stänger AV permanent)

IC 555 tillåter användning av laster med maximal strömspecifikation på upp till 200 mA. Även om dessa belastningar normalt inte är induktiva, kan en induktiv belastning som ett relä också effektivt användas direkt över stift 3 och jord, såsom visas i följande diagram.

Den tredje figuren nedan kan vi se att reläet kan anslutas över stift 3 och jord, och stift 3 och positivt. Lägg märke till frihjulsdioden som är ansluten över reläspolen, det rekommenderas starkt för att neutralisera de farliga baksidorna från reläspolen under avstängningstillfällen.

De reläkontakter kan kopplas med en avsedd belastning för att slå dem PÅ / AV som svar på de inställda tidsintervallen.

Det fjärde kretsschemat visar standarden IC 555 justerbar timerkrets med två uppsättningar av tidsintervall och ett utgångsrelä för att växla mellan önskad belastning.

Även om schemat ser korrekt ut, kan denna grundläggande krets faktiskt ha några negativa aspekter.

1. För det första kommer denna konstruktion att dränera lite ström kontinuerligt, även om utgången på kretsen är i av-tillstånd.
2. För det andra, eftersom de två kondensatorerna C1 och C3 har breda toleransspecifikationer, ska potten nedsättas för att kalibreras med två individuella inställningsskalor.

Ovan diskuterade brister kan faktiskt övervinnas genom att konfigurera kretsen på följande sätt. Här använder vi ett DPDT-relä för procedurerna.

I det här 5: e IC 555-tidsdiagrammet kan vi se att reläkontakterna är anslutna parallellt med START-omkopplaren S1, som båda är i 'normalt öppet' -läge och säkerställer att det inte finns någon strömavlopp medan kretsen är AV.

För att starta tidscykeln trycks S1 tillfälligt.

Detta driver IC 555 direkt. I början kan C2 förväntas bli helt urladdad. På grund av detta skapas en negativ omkopplare PÅ-utlösare vid stift 2 på IC, som initierar tidscykeln, och reläet RY1 slås PÅ.

Reläkontakterna som är anslutna parallellt med S1 gör det möjligt för IC 555 att förbli ström även efter att S2 släppts.

När den inställda tidsperioden löper ut, avaktiveras reläet och dess kontakter återgår till N / C-positionen och kopplar bort strömmen från hela kretsen.

Tidsfördröjningsutgången för kretsen bestäms i grunden av R1- och potentiometer R5-värden, tillsammans med värdena för antingen C1 eller C2, och beroende på läget för väljaromkopplaren S3a.

Med detta sagt måste vi också notera att tidpunkten dessutom påverkas av hur potentiometrarna R6 och R7 justeras.

De växlas via omkopplaren S3b och integreras med IC-styrets spänningsstift 5.

Dessa potentiometrar introduceras för att effektivt shunta den interna spänningen i IC 555, vilket annars skulle kunna störa systemets utgångstid.

På grund av denna förbättring kan kretsen nu fungera med största noggrannhet även med kondensatorer med inkonsekventa toleransnivåer .

Vidare tillåter funktionen också kretsen att arbeta med en ensam tidsskala kalibrerad för att avläsa två individuella tidsintervall enligt positioneringen av väljaromkopplaren.

För att ställa in ovanstående exakta IC 555-tidkrets måste R5 initialt justeras till det maximala intervallet. Efter detta kan S3 väljas till position 1.

Därefter justerar du R6 för att få en 10 sekunders PÅ-tidsutgångsskala med lite försök och fel. Följ samma procedurer för val av position 2 genom potten R7 för att få en exakt skala på 100 sekunder

Tidtagare för bilbelysning

Denna sjätte enkla bilstrålkastare IC 555-baserad timer förhindrar att bilens strålkastare stängs av så snart tändningen slås AV.

Istället får strålkastarna förbli upplysta under en viss förinställd fördröjning, när föraren låser biltändning och går iväg mot sin destination som kan vara hans hem eller kontor. Detta gör det möjligt för ägaren att se stigen och ange destinationen bekvämt med synlig belysning från strålkastarna.

Därefter, när fördröjningsperioden löper ut, stänger IC 555-kretsen av strålkastarna.

Hur det fungerar

När tändningsbrytaren S2 slås PÅ, aktiveras reläet RY1 via D3. Reläet möjliggör strålkastaroperationer via de övre reläkontakterna och omkopplaren S1, så att strålkastarna fungerar normalt genom S1.

Vid denna punkt förblir kondensatorn C3 associerad med stift 2 i IC helt urladdad eftersom båda dess ledningar har den positiva potentialen.

När tändningsomkopplaren S2 stängs av, utsätts emellertid C3-kondensatorn för en jordpotential via reläspolen, vilket plötsligt får en negativ utlösare att visas vid stift 2.

Detta utlöser PÅ IC 555-utgångsstiftet 3 och gör att reläet kan förbli aktivt även om tändningen är avstängd. Beroende på värdena för timingkomponenterna R1 och C1 förblir reläet strömförande och håller strålkastarna PÅ (i 50 sekunder) tills slutligen tidsperioden förflutit och stift 3 på IC stänger av strömmen från reläet och lamporna.

Kretsen skapar ingen störning med den vanliga funktionen hos strålkastarna medan bilen går.

Nästa 7: e timerkrets som visas nedan är också en bilstrålkastartimer som styrs manuellt istället för tändningslåset.

Kretsen använder ett DPDT-relä med två uppsättningar kontakter. IC 555 monostabil åtgärd initieras genom att trycka på S1 ett ögonblick. Detta aktiverar reläet, och båda kontakterna rör sig uppåt och ansluter till den positiva matningen.

Kontakterna på höger sida aktiverar strålkastarna medan kontakterna på vänster sida driver IC 555-kretsen. C3 får en tillfällig negativ puls att visas vid stift 2 som utlöser IC-räknarläget och stift 3 blir högt spärrande på reläet.

Strålkastarna är nu PÅ. Beroende på värdena för R1 och C1 håller utgången för stift 3 reläet och strålkastarna strömförande (i detta fall i 50 sekunder) tills C1 laddar upp till 2/3 Vcc, vridstift 3 låg och stänger av reläet och strålkastarna.

1 minuts veranda ljus timer

Denna åttonde krets visar enkel veranda ljus timerkrets som bara kan aktiveras under natten. Under dagtid LDR-motstånd blir låg vilket håller korsningen med R5 hög.

På grund av detta har tryckning på S1 ingen effekt på stift 2 på IC. Men när mörkret faller går LDR-motståndet oändligt och utvecklar nästan 0 V vid korsningen mellan R4 och R5.

I detta tillstånd, när omkopplaren S1 trycks in, orsakar en negativ utlösare vid stift 2 på IC 555, som aktiverar stift 3 till högt och även slår PÅ reläet. Verandalampan fäst med reläkontakterna tänds.

Kretsen förblir utlöst i cirka 1 minut tills C1 laddas till 2/3 Vcc. IC återställs nu till svängstiftet 3 lågt och kopplar från reläet och stänger av verandan.

Strömställaren S1 kan vara i form av en liten dold omkopplare nära dörrhandtaget / gångjärnet eller under mattan som aktiveras när ägaren trampar på mattan.

Varvtalsapplikation

En monostabil tidkrets som använder IC 555 kan också implementeras effektivt för att skapa en varvräknerkrets vilket kommer att ge användaren exakt information om frekvens och motortiming.

Den inkommande frekvensen från motorn omvandlas först till en väldimensionerad fyrkantvåg genom ett RC-differentierarnätverk och matas sedan till stift nr 2 på den monostabila.

Differentieringsnätverket förvandlar de främre eller bakre kanterna på fyrkantvågssignalen till lämpliga triggerpulser.

En nionde praktiska krets nedan visar hur ett RC-nätverk och en transistor omvandlar vilken insignal som helst med vilken amplitud som helst till välformade fyrkantiga vågor för att generera ideala utlösande pulser, växla mellan hela IC Vcc-nivån och marken.

Slutsats

I alla de kretsar som hittills presenterats fungerar 555 som en monostabil (one-shot) tidsperiodgenerator. De erforderliga utlösarsignalerna matas till TRIGGER-stift 2 och en tidsinställd puls vid utgångsstiftet 3 levereras.

I alla konstruktioner dimensioneras signalen som appliceras vid TRIGGER-stift 2 på lämpligt sätt för att bilda en negativ kantad puls.

Det säkerställer att triggeramplituden växlar från en 'av' -nivå högre än 2/3 av matningsspänningen till ett 'på' -värde som är lägre än 1/3 av matningsnivån.

Utlösning av IC-monostabil sker enstaka när potentialen vid stift 2 dras ner till 1/3 av matningsspänningsnivån.

Detta kräver att triggerpulsbredden vid stift 2 är högre än 100 nanosekunder men lägre än den puls som är avsedd att visas vid utgångsstiftet 3.

Detta fastställer eliminering av triggerpulsen när den inställda monostabila perioden löper ut.