Building 555 Timer Astabilni multivibrator temeljen na IC-u
Bez upotrebe bilo kakvih vanjskih okidača, 555 timer IC može izmjenjivati svoja dva stanja. Tri dodatna vanjska dijela, dva otpornika (R 1 i R 2 ), a kondenzator (C) se može dodati IC 555 da se pretvori u astabilni multivibratorski krug. Donji krug prikazuje upotrebu IC 555 kao astabilnog multivibratora zajedno s tri vanjska dijela.
Budući da su pinovi 6 i 2 već spojeni, uređaj će se automatski aktivirati i funkcionirati kao oscilator bez potrebe za vanjskim okidačkim impulsom. V CC jer je ulazni napon napajanja povezan na pin 8. Budući da je Pin 3 u gornjem krugu izlazni terminal, izlaz se može izvući odavde. Vanjski pin za resetiranje je pin 4 u krugu i ovaj pin može ponovno pokrenuti mjerač vremena, ali obično je pin 4 spojen na V CC kada se funkcija resetiranja ne koristi.
Razina graničnog napona će varirati ovisno o upravljačkom naponu koji se nalazi na pinu 5. Nasuprot tome, pin 5 je često povezan s uzemljenjem preko kondenzatora, koji filtrira vanjski šum iz terminala. Terminal za uzemljenje je pin 1. R 1 , R 2 , i C čine vremenski krug, koji kontrolira širinu izlaznog impulsa.
Princip rada
Interni krug IC 555 prikazan je u astabilnom načinu rada, s R 1 , R 2 , a C je dio RC vremenskog kruga.
Flip-flop se prvi poništava kada je povezan s napajanjem, što uzrokuje prebacivanje izlaza timera u nisko stanje. Kao rezultat spajanja na Q', tranzistor za pražnjenje se gura do točke zasićenja. Tranzistor će omogućiti da se kondenzator C vremenskog kruga, koji je povezan na Pin 7 IC 555, isprazni. Izlaz mjerača vremena sada je zanemariv. Napon okidača jedini je napon prisutan na kondenzatoru u ovom slučaju. Kao rezultat toga, ako napon kondenzatora padne ispod 1/3 V CC , referentni napon koji aktivira komparator br. 2, izlaz komparatora br. 2 postat će visoka tijekom pražnjenja. Kao rezultat će se postaviti flip-flop, stvarajući VISOKI izlaz za mjerač vremena na pinu 3.
Tranzistor će se isključiti ovim visokim izlazom. Kao rezultat toga, kroz otpornike R 1 i R 2 , kondenzator C se puni. Pin 6 spojen je na spoj gdje se susreću kondenzator i otpornik, stoga je napon za kondenzator sada jednak naponu praga. Kako se kondenzator puni, njegov napon eksponencijalno raste prema V CC ; kada dosegne 2/3 V CC , referentni napon komparatora praga (komparator 1), njegovi izlazni skokovi.
Flip-flop je stoga RESETIRAN. Izlaz mjerača vremena smanjuje se na LOW. Ovaj niski izlaz će ponovno pokrenuti tranzistor, što daje kondenzatoru put pražnjenja. Kao rezultat toga, otpornik R 2 omogućit će pražnjenje kondenzatora C. Dakle, ciklus se nastavlja.
Kao rezultat toga, dok se kondenzator puni, izlazni napon je visok na pinu 3, a napon oko kondenzatora agresivno raste. Slično ovome, izlazni napon pina 3 je nizak, a kako se kondenzator prazni, njegov napon na njemu eksponencijalno opada. Izlazni valni oblik izgleda kao niz pravokutnih impulsa.
Valni oblici napona kondenzatora i izlaznog napona
Kao rezultat toga, R 1 + R 2 predstavlja ukupni otpor u kanalu punjenja, a C predstavlja vremensku konstantu punjenja. Tek kad kondenzator prođe kroz otpornik R 2 tijekom pražnjenja ispušta li se. R 2 C je kao rezultat vremenska konstanta pražnjenja.
Radnog ciklusa
Otpori R 1 i R 2 utjecati na vremenske konstante punjenja kao i pražnjenja. Varijacija vremenske konstante obično je veća od vremenske konstante pražnjenja. Kao rezultat toga, VISOKI izlaz nastavlja se javljati dulje od NISKOG izlaza, a izlazni valni oblik nije simetričan pa ako je T trajanje jednog ciklusa, a TON je vrijeme za veći izlaz, tada je radni ciklus dan izrazom :
Dakle, radni ciklus u postocima će biti:
Gdje je T ukupno vrijeme punjenja i pražnjenja, T NA i T ISKLJUČENO , sljedeća jednadžba daje vrijednost T NA ili vrijeme punjenja T C :
Vrijeme pražnjenja T D , često poznat kao T ISKLJUČENO , daje:
Prema tome, formula za trajanje jednog ciklusa T je:
Zamjena u formuli % radnog ciklusa:
Učestalost je dana prema:
Primjena – Generiranje kvadratnih valova
Radni ciklus astabilnog multivibratora obično je veći od 50%. Kada je radni ciklus točno 50%, astabilni multivibrator proizvodi kvadratni val kao svoj izlaz. Radne cikluse od 50% ili bilo što niže od toga teško je postići s IC 555 koji djeluje kao astabilni multivibrator, kao što je ranije spomenuto. Krug mora proći kroz neke promjene.
Dodane su dvije diode, jedna paralelno s otpornikom R 2 a drugi u seriji s otpornikom R 2 s katodom spojenom na kondenzator. Promjenom otpornika R 1 i R 2 , moguće je stvoriti radni ciklus u rasponu od 5% do 95%. Krug za stvaranje pravokutnih izlaznih valova može se konfigurirati na sljedeći način:
U ovom krugu, kondenzator se puni dok prenosi struju preko R 1 , D 1 i R 2 tijekom punjenja. Ispušta se preko D 2 i R 2 prilikom pražnjenja.
Vremenska konstanta punjenja, T NA = T C , može se izračunati na sljedeći način:
I ovako dobivate vremensku konstantu pražnjenja, T ISKLJUČENO = T D :
Posljedično, radni ciklus D određen je pomoću:
Izrada R 1 i R 2 jednake vrijednosti rezultirat će kvadratnim valom s radnim ciklusom od 50%.
Radni ciklus manji od 50% postignut je kada je R 1 Otpor je manji od R 2 dok je obično R 1 i R 2 mogu se zamijeniti potenciometrima da bi se to postiglo. Bez korištenja dioda, može se izgraditi drugi krug generatora pravokutnog vala pomoću astabilnog multivibratora. R 2 je spojen između pinova 3 i 2, ili izlaznog terminala i terminala okidača. Ispod je dijagram kruga:
I procesi punjenja i pražnjenja u ovom krugu odvijaju se samo preko otpornika R 2 . Kondenzator ne smije biti izložen vanjskim spojevima kada se puni pomoću otpornika R 1 , koja bi trebala biti postavljena na visoku vrijednost. Osim toga, služi kao jamstvo da se kondenzator napuni do svog punog potencijala (V CC ).
Primjena – Varijacije položaja pulsa
Dva IC-a s timerom 555, od kojih jedan radi u astabilnom načinu rada, a drugi u monostabilnom načinu rada, nude modulaciju položaja pulsa. Prvo, IC 555 je u astabilnom načinu rada, modulacijski signal se primjenjuje na Pin 5 i IC 555 proizvodi val širine pulsa moduliran kao svoj izlaz. Ulaz za okidanje sljedećeg IC 555, koji radi u monostabilnom načinu rada, prima ovaj PWM signal. Lokacija drugog izlaznog impulsa IC 555 varira prema PWM signalu, koji se opet oslanja na modulirajući signal.
Ispod je konfiguracija kruga za modulator položaja impulsa koji koristi dva integrirana kruga tajmera 555.
Upravljački napon, koji određuje minimalni napon ili razinu praga za prvi IC 555, podešava se za stvaranje UTL (Gornja razina praga).
Kako se napon praga mijenja u odnosu na modulacijski signal koji se primjenjuje, širina impulsa i vremensko kašnjenje također se mijenjaju. Kada se ovaj PWM signal primijeni za pokretanje drugog IC-a, jedina stvar koja će se promijeniti je mjesto izlaznog impulsa, neće se promijeniti ni njegova amplituda ni širina.
Zaključak
555 Timer ICs mogu funkcionirati kao slobodni oscilator ili astabilni multivibrator u kombinaciji s dodatnim komponentama. 555 IC-ovi mjerača vremena u astabilnom načinu rada koriste se u raznim primjenama u rasponu od generiranja niza impulsa, modulacije i generiranja pravokutnog vala.