IC 555 دبابيس
دبوس 1
إنه دبوس الأرض المتصل مباشرة بالسكك الحديدية السلبية. لا ينبغي توصيله باستخدام المقاوم ، لأن جميع أشباه الموصلات الموجودة داخل IC ستسخن بسبب الجهد الشارد المتراكم فيه.
دبوس 2
إنه دبوس الزناد لتنشيط دورة توقيت IC. يكون بشكل عام دبوس إشارة منخفض ويتم تشغيل المؤقت عندما يكون الجهد على هذا الدبوس أقل من ثلث جهد الإمداد. يتم توصيل دبوس المشغل بإدخال معكوس للمقارنة داخل IC ويقبل الإشارات السلبية. التيار المطلوب للتشغيل هو 0.5 uA لفترة 0.1uS ، وربما يكون جهد التشغيل 1.67 V إذا كان جهد التغذية 5V و 5 V إذا كان جهد التغذية 15V. دائرة التشغيل داخل IC حساسة للغاية بحيث تظهر IC مشغلاً خاطئًا بسبب الضوضاء في المناطق المحيطة. يتطلب اتصال سحب لتفادي التشغيل الخاطئ.
دبوس 3
إنه دبوس الإخراج. عندما يتم تشغيل IC عبر الدبوس 2 ، يرتفع دبوس الإخراج اعتمادًا على مدة دورة التوقيت. يمكن أن تغرق أو مصدر تيار بحد أقصى 200 مللي أمبير. بالنسبة للإخراج المنطقي الصفري ، يكون تيار غرق بجهد أكبر قليلاً من الصفر. بالنسبة للإنتاج المنطقي العالي ، فإنه يتم تحديد مصادر التيار بجهد خرج أقل قليلاً من Vcc.
دبوس 4
إنه دبوس إعادة الضبط. يجب توصيله بالسكة الموجبة حتى يعمل IC بشكل صحيح. عندما يتم تأريض هذا الدبوس ، سيتوقف IC عن العمل. يجب أن يكون جهد إعادة الضبط المطلوب لهذا الدبوس 0.7 فولت عند تيار 0.1 مللي أمبير.
دبوس 5
دبوس التحكم - يتم إحضار نقطة جهد الإمداد 2/3 الموجودة على مقسم الجهد الطرفي إلى دبوس التحكم. يتطلب الاتصال بإشارة خارجية للتيار المستمر لتعديل دورة التوقيت. عندما لا يكون قيد الاستخدام ، يجب توصيله بالأرض من خلال مكثف 0.01 فائق التوهج وإلا سيظهر IC استجابات غير منتظمة
دبوس 6
إنه دبوس العتبة. تكتمل دورة التوقيت عندما يكون الجهد على هذا الدبوس مساويًا أو أكبر من ثلثي Vcc. يتم توصيله بالمدخل غير المقلوب للمقارنة العليا بحيث يقبل النبضة الموجبة لإكمال دورة التوقيت. تيار العتبة النموذجي هو 0.1 مللي أمبير كما في حالة إعادة تعيين دبوس. يجب أن يكون عرض الوقت لهذه النبضة مساويًا أو أكبر من 0.1uS.
دبوس 7
دبوس التفريغ. يوفر مسار تفريغ لمكثف التوقيت من خلال مجمّع ترانزستور NPN ، المتصل به. يجب أن يكون الحد الأقصى المسموح به لتيار التفريغ أقل من 50 مللي أمبير وإلا فقد يتلف الترانزستور. يمكن استخدامه أيضًا كإخراج جامع مفتوح.
دبوس 8
إنه دبوس موجب متصل بالسكك الحديدية متصل بالطرف الموجب لمصدر الطاقة. يُعرف أيضًا باسم Vcc. يعمل IC555 في نطاق واسع من الجهد من 5 فولت إلى 18 فولت تيار مستمر حيث يعمل الإصدار 7555 من CMOS بجهد 3 فولت.
قبل الدخول في تفاصيل حول تطبيقات جهاز توقيت 555 ، دعونا نحصل على موجز عن الأوضاع الثلاثة
الوضع الأحادي
وقت عرض النبض الناتج t هو الوقت المستغرق لشحن المكثف إلى 2/3 Vcc.
T = RC ، حيث t بالثواني ، R بالأوم و C بالفاراد - 1.1 X RxC
الوضع المستقر
T = t1 + t2
t1 = 0.693 (R1 + R2) x C - وقت الشحن
t2 = 0.693R2C - وقت التفريغ
تكرر
f = 1 / T = 1.44 / (R1 + 2R2) C
دورة العمل
تيار مستمر = (R1 + R2) / (R1 + 2R2) X 100٪
4 تطبيقات 555 Timers
1. IR Obstructer باستخدام 555 Timer
من الدائرة أدناه ، نستخدم هنا 555timer حيث يتم توصيل pin1 بالأرض (GND) ويتم توصيل pin2 بـ pin6 وهو دبوس عتبة المؤقت. يتم توصيل pin3 بقاعدة الترانزستور BC547 الذي يتصل باعثه بـ GND والمجمع متصل بمصدر الطاقة من خلال الصمام الثنائي IR / LED D1 والمقاوم. يتم توصيل دبوس 4 من المؤقت بـ pin7 من خلال المقاوم R2 من 1k مرة أخرى ويتم تقصير pin7 و pin5 معًا بين مكثفين C1 بقيمة 0.01 درجة فهرنهايت و C2 بقيمة 0.01 درجة فهرنهايت ومقسم محتمل يبلغ 2.2 كيلو. يتم توصيل pin8 الخاص بالمؤقت بمصدر الطاقة.
في هذا ، يكون المؤقت 555 المستخدم في وضع هزاز متعدد مستقر يعمل بحرية بتردد 38 كيلو هرتز ودورة عمل تبلغ حوالي 60٪. تعمل النبضات المذكورة على تشغيل الترانزستور Q2 الذي يقوم جامعه بتشغيل الصمام الثنائي IR D1 من خلال المقاوم 100Ω من مزود الطاقة 6V DC. نظرًا لأن وحدة الاستقبال لأي تلفزيون تستقبل نبضات 38 كيلو هرتز من تيارها البعيد ، فإن التدفق المستمر لنبضات 38 كيلو هرتز التي تم إنشاؤها بواسطة دارة مؤقت خارجي تقوم بتراكب وتجاوز الإشارة البعيدة مما يؤدي إلى جعل نبضات التلفزيون المرسل عن بُعد مختلطة. وبالتالي فإن التلفزيون غير قادر على الاستجابة للنبضات المطلوبة من التلفزيون عن بعد لاتخاذ أي إجراء مثل تغيير القناة ، ورفع مستوى الصوت ، وخفضه ، إلخ.
2. جهاز اختبار 555 IC:
يتم ترتيب الدائرة على شكل هزاز متعدد مستقر مع R1 كمقاوم 500 كيلو أوم (1/4 واط) ، R2 كمقاوم 1 ميجا أوم (1/4 واط) و C1 مثل 0.2 ميكرو فاراد مكثف (سيراميك ثنائي القطب). قم بتوصيل هذه الدائرة بمقبس 8 دبابيس فارغ بدلاً من IC 555 بحيث يمكنك بسهولة توصيل IC ليتم اختباره. قم بتوصيل مصدر طاقة 9 فولت. يمكنك استخدام محول 9V أو بطارية 9V PP3 ستعمل أيضًا. تُستخدم المقاومات R1 و R2 و C1 في الدائرة أعلاه لضبط تردد تشغيل هذه الدائرة. نظرًا لأنه في الوضع المستقر ، يمكن حساب تردد خرج مؤقت 555 باستخدام الصيغة التالية:
تعمل الدائرة بتردد 2.8 هرتز ، أي يتم تشغيل الإخراج وإيقاف تشغيله حوالي 3 مرات (2.8 هرتز) كل ثانية. Pin-3 هو دبوس الإخراج للمؤقت 555. لقد قمنا بتوصيل مصباح LED عند طرف الخرج في سلسلة بمقاوم 10KΩ. يتم تشغيل هذا LED عندما يرتفع الدبوس 3. هذا يعني أن مؤشر LED يومض بتردد 3 هرتز تقريبًا.
لقد قمت بلحام هذه الدائرة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور للأغراض العامة لاستخدامي الشخصي. ها هي المعدات اللازمة لذلك:
يمكنك أن ترى أن الجهاز يمكن صنعه بحجم الإبهام فقط ولا يكلف الكثير أيضًا. إنها أداة مفيدة للغاية وتوفر الكثير من الوقت في اختبار 555 ICs. إذا كنت تعمل بشكل متكرر مع 555 جهاز توقيت ، أقترح أن يكون معك واحد. إنها تساعد حقًا. يبدو أنها دائرة بسيطة ولكنها مفيدة جدًا لجميع أولئك الذين يعملون مع 555s.
3. 60 ثانية الموقت
مخطط الرسم البياني:
تشغيل الدائرة:
الجزء 1 مستقر:
المؤقت 555 IC1 في الدائرة أعلاه في الوضع المستقر مع R1 = 2MΩ ، R2 = 1MΩ و C1 = 22µF. مع هذا التكوين ، تعمل الدائرة مع فترة زمنية حوالي 60 ثانية. نحن نتحدث الآن من حيث الفترة الزمنية بدلاً من التردد لأن التردد صغير جدًا بحيث يكون ذكره في الفترة الزمنية مناسبًا.
هنا تحليل IC1:
تعتمد الفترة الزمنية للهزاز المتعدد المستقر على قيم المقاومات R1 و R2 والمكثف C1. لكي يكون للمؤقت فترة زمنية 60 ثانية ، اضبط المقاومات المتغيرة R1 و R2 على أقصى مدى ، أي R1 = 2MΩ و R2 = 1MΩ.
يتم حساب الفترة الزمنية بالصيغة:
T1 = 0.7 (R1 + 2R2) C1
هنا،
R1 = 2MΩ = 2000000Ω
R2 = 1MΩ = 1000000Ω
و C1 = 22 درجة فهرنهايت
من خلال استبدال القيم المذكورة أعلاه في المعادلة أعلاه للفترة الزمنية ، نحصل عليها
T1 = 61.6 ثانية
بالنظر إلى تحمل المقاومات والمكثفات ، يمكننا تقريب قيمة الفترة الزمنية إلى 60 ثانية. عندما تقوم بهذا المشروع ، أوصيك بمراجعة الفترة الزمنية عمليًا وضبط قيم المقاومات وفقًا لذلك للحصول على 60 ثانية بالضبط. أنا أقول لك هذا لأن كل ما نقوم به نظريًا لا يمكن تحقيقه بالضبط في الممارسة.
الجزء 2 مستقر أحادي:
الآن سنقوم بتحليل عمل 555 ساعة IC2. يتم توصيل IC2 في الوضع الأحادي. في الوضع الأحادي ، ستوفر الدائرة ناتجًا عاليًا فقط لفترة زمنية محددة T2 بعد تشغيلها والتي يتم تحديدها بواسطة المقاوم R3 والمكثف C3. يتم تحديد الفترة الزمنية لـ T2 بواسطة الصيغة:
T2 = 1.1R3C3 (ثواني)
هنا،
R3 = 50KΩ ،
و C3 = 10 درجة فهرنهايت.
باستبدال قيم R3 و C3 في معادلة الفترة الزمنية الأحادية ، سنحصل على الفترة الزمنية على النحو التالي:
T2 = 0.55 ثانية
هذا يعني أن إخراج IC2 (Pin3 من IC2) سيظل مرتفعًا لمدة 0.55 ثانية تقريبًا عند تشغيله ويعود إلى الحالة المنخفضة بعد ذلك.
كيف يتم تشغيل الدائرة أحادية الاستقرار IC2؟
الدبوس 2 الخاص بـ IC2 هو إدخال المشغل. يتلقى مدخلات من الدبوس 3 الخاص بـ IC1 وهو طرف إخراج IC1. يحول المكثف C2 البالغ 0.1 درجة فهرنهايت الموجة المربعة الناتجة عند خرج IC1 إلى نبضات موجبة وسالبة بحيث يمكن تشغيل الدائرة المستقرة أحادية اللون IC2 بشكل سلبي. يحدث التحفيز عندما تنخفض الموجة المربعة عند خرج IC1 من الجهد العالي إلى الجهد المنخفض.
يظل خرج الدائرة الأحادية المستقرة (IC2) مرتفعًا حتى حوالي نصف ثانية. في الوقت الذي يكون فيه IC2 مرتفعًا ، يؤدي إخراج IC2 (pin-3) إلى تشغيل الجرس. هذا يعني أن الجرس يصدر صفيرًا لمدة نصف ثانية تقريبًا عند تشغيل IC2. يتم تشغيل IC2 كل 60 ثانية. هذا يعني أن الجرس يصدر صفيرًا كل 60 ثانية.
ليس فقط 60 ثانية. من خلال ضبط معلمات IC1 ، أي بتغيير قيم المقاومات المتغيرة R1 و R2 ، يمكنك تغيير الفاصل الزمني الزمني إلى القيمة التي تريدها. يمكنك أيضًا تغيير قيمة C1 إذا لزم الأمر ، لكن لا يُنصح عادةً بذلك لأن المقاومات المتغيرة أقل تكلفة وأكثر صلابة من المكثفات المتغيرة.
4. حلبة طارد القطط والكلاب
عادة ما يكون نطاق التردد المسموع الذي يمكن أن يسمعه البشر حوالي 20 كيلو هرتز. ولكن بالنسبة للعديد من الحيوانات مثل الكلاب والقطط ، يمكن أن يصل نطاق التردد المسموع إلى 100 كيلو هرتز. ويرجع ذلك أساسًا إلى وجود سديلة أذن منتصبة في الكلاب والقطط مقارنة برقائق الأذن الجانبية للإنسان وقدرة الكلاب على تحريك الأذنين في اتجاه الصوت. بالنسبة للكلاب ، يمكن أن تكون الضوضاء العالية المنبعثة من الأجهزة المنزلية مثل المكانس الكهربائية غير مريحة تمامًا. عادةً ما يسمع الكلب أقل في نطاق التردد المنخفض ويسمع أكثر في نطاق التردد العالي ، في النطاق فوق الصوتي. هذه الخاصية الفريدة للكلاب تجعلها جزءًا مهمًا من فرق الكشف والمسح حيث يمكن استخدامها كلاب صيد من قبل الشرطة للبحث عن الأشخاص أو الأشياء المفقودة.
يتم استخدام هذه الفكرة الأساسية في هذه الدائرة للحصول على طريقة لطرد الكلاب من أماكن معينة. على سبيل المثال ، إبعاد الكلاب الضالة عن الأماكن العامة مثل مراكز التسوق والمحطات ومواقف الحافلات وما إلى ذلك. تتضمن الفكرة بأكملها إنتاج صوت في نطاق الموجات فوق الصوتية وذلك لجعل الكلاب غير مرتاحة وبالتالي منعها من الاقتراب من المناطق.
مخطط الدائرة الإلكترونية لطرد الكلاب أدناه عبارة عن جهاز إرسال بالموجات فوق الصوتية عالي الإنتاج والذي يهدف في المقام الأول إلى العمل كطارد للكلاب والقطط. يستخدم طارد الكلاب جهاز توقيت IC لإعطاء موجة مربعة 40 كيلو هرتز. هذا التردد أعلى من حد السمع للإنسان ولكن من المعروف أنه تكرار مزعج للكلاب والقطط.
يتكون النظام من مكبر صوت عالي الطاقة بالموجات فوق الصوتية يمكنه إنتاج صوت في نطاق الموجات فوق الصوتية المسموع للكلاب. يتم تشغيل مكبر الصوت بترتيب H-bridge المكون من 4 ترانزستورات عالية الطاقة ، والتي يتم تشغيلها بدورها بواسطة دارتين مرحلتين مؤقتتين لإنتاج موجة مربعة 40 كيلو هرتز. يمكن فحص تطبيق الموجات المربعة من خلال CRO. الناتج من أجهزة ضبط الوقت له تيار ناتج منخفض وبالتالي يتم استخدام ترتيب H-bridge لتوفير التضخيم اللازم. يعمل الجسر H عن طريق التوصيل البديل لأزواج الترانزستور TR1-TR4 و TR2-TR3 ، مما يضاعف الجهد عبر مكبر الصوت فوق الصوتي. يعمل المؤقت IC2 كمضخم مؤقت يوفر للجسر H مدخلاً مقلوبًا لمخرج مؤقت IC1.
يتم استخدام شبكة H-bridge المكونة من 4 ترانزستورات كمكبر للصوت ، جنبًا إلى جنب مع المؤقت IC وكلا الموقتين يغذيان المدخلات إلى H-bridge والتي يمكن رؤيتها في A & B في راسم الذبذبات.
