Kомпоненты, приборы, оборудование      
 |  Главная |  Каталог предприятий Украины |  Схемотехника |
 

Раздел на реконструкции, некоторые ссылки могут не работать!
  • Аудио
  • Безопасность
  • Бытовая электроника
  • Видео
  • Видеокамеры
  • Высоковольтные
  • Генераторы
  • Измерения
  • Интерфейсы
  • Коммутация
  • Компьютер
  • Медицина
  • Моделирование
  • Передатчики
  • Питание
  • Обработка данных
  • Предусилители
  • Радио

  • Веб-мастерам
    и писателям:
    Биржа статей. Продать - купить статью. Уникальные статьи: готовые и на заказ.


    Назад
       Конструирование устройств на таймере 555
    Диапазон применений таймера 555 практически безграничен. Использование основных режимов работы и их модифицированных вариантов позволяет применять таймер во множестве разнообразных схем и устройств. На микросхемах семейства 555 и 556 можно собрать следующие основные функциональные устройства: - генератор моностабильный (одновибратор); - генератор астабильный (мультивибратор); - генератор временной задержки; - широтно-импульсный модулятор; - детектор импульсов; - делитель частоты. Самым распространенным режимом работы таймера 555 можно считать режим моностабильного генератора. Он достигается простейшей конфигурацией внешних элементов в цепи микросхемы таймера. На рис.11 показан способ подключения таких элементов (R1 и С1) к выводам микросхемы для работы генератора в моностабильном режиме. Другие два элемента (резистор R2 и конденсатор С2) в схеме не обязательны. Они используются для обеспечения дополнительных условий работы генератора. Подключенный к “+” источника питания резистор R2 служит для подачи высокого логического уровня на вход TRIGGER и исключению всевозможных типов помех. Конденсатор С2 подключен ко входу CONTROL, выполняет роль фильтра. Работа генератора начинается в момент понижения напряжения на входе TRIGGER до уровня, ниже 1/3 напряжения питания. До этого времени на выходе генератора (вывод 3) присутствовал низкий логический уровень, а внутренний транзистор VT14 через вывод DISHARGE замыкал конденсатор С1 на землю. Подаваемый низкий логический уровень на вывод TRIGGER приводит к срабатыванию внутреннего компаратора 2, в результате чего на инверсном выходе внутреннего RS триггера тоже появляется низкий логический уровень. Внутренний транзистор VT14 закрывается, и на выходе OUT таймера 555 появляется высокий логический уровень. Поскольку внутренний транзистор VT14 закрылся, конденсатор С1 начинает заряжаться от источника питания через резистор R1. Постоянная времени этой RC цепи определяет время заряда конденсатора. Минимальное превышение уровня напряжения, равного 2/3 напряжения питания, приводит к включению компаратора 1, который переключает внутренний RS триггер. В результате на выходе OUT появляется низкий логический уровень. При этом открывается внутренний транзистор VT14, разряжая конденсатор С1. С этого момента генератор находится в режиме ожидания очередного запускающего импульса. На рис.12 показаны процессы, характеризующие работу данного устройства: верхний график - входной сигнал, нижний - выходной. Время длительности импульса можно рассчитать по формуле Т [с] = 1,1 х R1 [Ом] х С1 [Ф]. Максимальное значение сопротивления резистора R1 около 20 МОм. Используя электролитические конденсаторы большой емкости, можно получить выходные импульсы длительностью в несколько часов. Если ко входу CONTROL вместо фильтрующего конденсатора С2 подключить источник напряжения, то можно модулировать время длительности импульса. При напряжении величиной больше, чем 2/3 напряжения питания, происходит более позднее срабатывание компаратора 1 и удлинение импульса на выходе устройства. Стоит заметить, что параметры генерированного импульса (прежде всего его длительность) не зависят от величины питающего напряжения. Таймер 555 очень часто используется во временных устройствах управления в режиме моностабильного генератора. Предлагаемые в данной статье конструкции необычно просты, благодаря чему практически каждый радиолюбитель сможет собрать любое описанное устройство. Автоматический выключатель ночника Таймер-выключатель ночного светильника - устройство необыкновенно полезное для всех книгоедов и просто любителей читать по ночам и засыпать с книгой в руках. На рис.13 показана схема простого устройства, выключающего осветительный прибор по истечению заданного времени. Таймер IC1 работает как моностабильный генератор, вырабатывающий импульс длительностью более десяти минут. Устройство управляет работой реле, которое коммутирует светильник к сетевому напряжению 220 В, 50 Гц. В качестве трансформатора можно использовать любой сетевой с напряжением вторичной обмотки не менее 15 В. Генератор на IC1 и реле К1 запитываются постоянным напряжением 12 В от стабилизатора IC2 7812. Длительность свечения лампы зависит от номиналов резистора R3 и конденсатора С3. Конденсатор С1 нужен для запуска генератора сразу же после подачи на схему напряжения питания. Выход Q микросхемы IC1 управляет работой транзистора VT1. Нажатие кнопки Кн1 приводит к подаче сетевого напряжения на трансформатор Т1 и подаче постоянного напряжения +12 В через сопротивление R1 на вывод 2 IC1. При этом заряжается конденсатор С1, удерживая вход TRIGGER таймера NE555 на уровне массы питания, вызывая запуск моностабильного генератора. На выходе IC1 присутствует высокий логический уровень, переводящий транзистор VT1 в открытое состояние. В коллекторной цепи протекает ток, приводящий к срабатыванию реле К1. В этот момент можно отпускать кнопку Кн1. Конденсатор С3 начинает заряжаться. Минимальное превышение напряжения на конденсаторе С3 уровня 2/3Uпит приводит к установлению на выходе таймера 555 низкого логического уровня. Происходит выключение (закрытие) транзистора VT1, в результате чего реле переключает свои контакты и нагрузка в виде лампы накаливания и сетевого трансформатора отключается. Конденсатор С3 разряжается через внутренний разряжающий транзистор микросхемы NE555. Устройство готово к новому запуску через очередное нажатие кнопки Кн1. Сенсорный переключатель Показанное на рис.14 устройство собрано на двух интегральных микросхемах: на таймере NE555 и на JK триггере типа 4027. Описание работы JK триггеров ИМС 4027 приведено в табл.2, диапазон питающих напряжений Vdd от 3 до 15 В. На рис.15 показано размещение выводов микросхемы CD4027 (сдвоенного JK триггера) в корпусах DIP и SOIC. Таймер NE555 собран в конфигурации моностабильного генератора. "Висящий" в воздухе вывод 2 TRIG имеет очень высокий входной импеданс и высокую чувствительность. Эта особенность ИМС NE555 может быть с успехом использована при построении сенсорных переключателей. Вывод TRIG защищен двумя диодами VD1 и VD2. Длительность выходного импульса определяется номиналами конденсатора С1 и резистора R1. С выхода Q генератора сигнал поступает непосредственно на синхровход триггера. Его входы данных (J и К) подключены к источнику питания. При этом триггер работает как двоичный счетчик. Выходы обнуления и установки триггера (S и CLR) IC2 не влияют на его работу, поэтому подключены на общий провод питания. Инверсный выход Q триггера IC2 через резистор R3 управляет работой исполнительного транзистора VT1. Касание пальцем руки вывода 2 таймера NE555 приводит к запуску генератора IC1 и установлению на его выходе высокого логического уровня. Нарастающий фронт сигнала приводит к переключению выходов JK триггера в противоположное состояние: когда на выходе Q будет логическая "1", транзистор откроется. Описанное устройство с сенсорным управлением может быть использовано как ручной переключатель START/STOP. Автомат освещения лестничной площадки Включая на лестничной клетке жилого дома или другого строения освещение, мало кто задумывается, как по истечению некоторого времени освещение выключается. Автоматы лестничного освещения прежних лет были устройствами чисто механическими, построенными с использованием электрических моторчиков с системой передач и стыков. С течением времени их вытеснели электронные аналоги, вначале чисто транзисторные, позднее выполненные на интегральных микросхемах. Теперь все чаще встречается микропроцессорное исполнение. На рис.16 показана схема устройства автоматического управления лестничным освещением. Таймер IC1 NE555 выполняет роль моностабильного генератора. Времязадающая цепь, состоящая из резистора R3, потенциометра R7 и конденсатора С3, отвечает за длительность освещения лестничной клетки. Конденсатор С1 нужен для немедленного включения генератора при подаче на него напряжения питания. Генератор управляет работой транзистора VT1. В коллекторной цепи транзистора находится исполнительное реле К1, которое своими контактами включает и выключает электрические лампы. Нажатием на одну из кнопок Кн1...Кн3 включают лестничное освещение. Вывод 4 RESET NE555 используется для блокирования работы генератора в дневное время. Блокирующее устройство выполнено на фототранзисторе FT1, который управляет работой ключевого транзистора VT1. Контроллер мощности ШИМ При регулировке эффективной величины тока или напряжения часто приходится сталкиваться с проблемой уменьшение мощности, расходуемой в регуляторе. Для решения этой проблемы предлагается применить импульсное управление с использованием широтно-импульсной модуляции. Технические характеристики Напряжение питания, В 12...100 Ток нагрузки максимальный, А 7...33 Диапазон ШИМ, % 0,1...99,9 Частота ШИМ сигнала, кГц 2 Описываемое устройство можно применить в постоянных токовых цепях как вариант ручного управления мощности, доставляемой к нагрузке с резистивным или индуктивным характером (в устройствах освещения, обогрева и двигателях постоянного тока), а также в качестве регулятора эффективного значения тока и напряжения в диапазоне регулировки от 0 до 100%. Нагрузка устройства по току и напряжению зависит от параметров выходного транзистора VT1. В описываемом устройстве применен транзистор структуры HEXFET IRF540 с параметрами Vdss = 100 B, Id = 33 A, Rds(on) = 44 мОм. Контроллер имеет дополнительную токовую защиту от ошибочного подключения внешних устройств. Схема контроллера ШИМ показана на рис.17. Устройство питается постоянным напряжением 10 В, получаемым от стабилизатора IC2. На входе устройства установлен диод VD3, служащий для защиты стабилизатора при неправильной полярности питающего напряжения. Величина Ucc зависит от допустимых диапазонов питающих напряжений для IC1 (от 2 до 18 В) и требований величины напряжения Ugs транзистора VT1. Сигнал ШИМ генерируется таймером NE555. Частота сигнала определяется номиналами элементов R5 и С6, коэффициент заполнения - сопротивлением потенциометра R5, а его границы (максимум и минимум) - сопротивлением резисторов R1 и R2. Цепь токовой защиты состоит из элементов R3...R5, C4, C5 и VT2. Величина падения напряжения на резисторе R5, подаваемого на базу транзистора VT2 через низкочастотный фильтр R4, С5, является информационным сигналом об уровне токовой нагрузки. Открытие транзистора VT2 приводит к разрядке конденсатора С4 и подаче высокого логического уровня на вывод RESET IC1. На выходе IC1 (вывод 3) устанавливается низкий логический уровень. Транзистор VT1 оказывается заблокированным на время заряда конденсатора С4. Если величина тока нагрузки не превышает безопасной величины, устройство возвращается к нормальной работе. В противном случае остается выключенным на очередной период времени. Сила безопасного тока определяется подбором сопротивления резистора R5 по формуле: R5 = 0,7/Iогр. Постоянная времени цепи R4C5 определяет время, в течение которого должно удерживаться повышенное значение тока нагрузки, чтобы сработала защита. Это время обратно пропорционально величине тока нагрузки, т.е. чем больше превышено пороговое значение Iогр тем раньше происходит ограничение тока. Постоянная времени цепи R3С4 определяет время, в течение которого микросхема IC1 будет выключена при работе ограничителя.


     SVITEL © 2014  Мир электроники.  Admin  При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна. Rambler's Top100