دوائر المذبذب والإنذار وصفارات الإنذار IC 555

جرب أداة القضاء على المشاكل





في هذا المنشور ، سنتعلم كيفية بناء وتحسين دوائر مذبذب IC 555 الأساسية ، والتي يمكن تحسين أشكالها الموجية بشكل أكبر لتوليد مؤثرات صوتية معقدة مثل إنذار الإنذار ، وصفارات الإنذار الخاصة بالشرطة ، وإنذار التنبيه الأحمر ، وإنذار رحلة النجوم ، إلخ.

ملخص

الوضع الأساسي المستخدم عادة لصنع مذبذبات IC 555 هو وضع الدائرة المستقرة.



إذا نظرنا إلى الدائرة المستقرة الموضحة أدناه ، فإننا العثور على pinouts انضم بالطريقة التالية:

  • دبوس الزناد 2 قصير حتى دبوس العتبة 6.
  • المقاوم R2 متصل بين الطرف 2 ودبوس التفريغ 7.

في هذا الوضع ، عند تطبيق الطاقة ، يقوم المكثف C1 بشحن أسي عبر المقاومات R1 و R2. عندما يرتفع مستوى الشحن إلى مستوى 2/3 من جهد الإمداد ، يتسبب في انخفاض دبوس التفريغ 7. نتيجة لهذا ، يبدأ C1 الآن في التفريغ بشكل أسي ، وعندما ينخفض ​​مستوى التفريغ إلى مستوى 1 / 3rd ، يرسل مشغلًا عند الطرف 2.



دارة مذبذب 1 كيلو هرتز باستخدام IC 555

عندما يحدث هذا ، يتحول دبوس 7 مرة أخرى إلى مستوى عالٍ يبدأ عملية الشحن على المكثف حتى يعلم مستوى الإمداد 2 / 3rd. تستمر الدورة في إنشاء الوضع المستقر للدائرة بلا حدود.

ينتج عن العمل السابق للمستقر نوعين من التذبذبات التي تحدث عبر C1 وعبر طرف الإخراج 3 من IC. عبر C1 ، يؤدي الارتفاع والانخفاض الأسي للجهد إلى ظهور تردد سن المنشار.

يستجيب التقليب الداخلي لتردد سن المنشار ويتحول بعد ذلك إلى موجات مستطيلة عند طرف الإخراج 3 من IC. هذا يوفر لنا تذبذبات الموجة المستطيلة المطلوبة عند إخراج دبوس IC 3.

نظرًا لأن تردد التذبذب يعتمد كليًا على R1 و R2 و C1 ، يكون المستخدم قادرًا على تغيير قيم هذه المكونات للحصول على أي قيم مرغوبة لفترات ON OFF لترددات التذبذب ، والتي تسمى أيضًا التحكم في PWM أو التحكم في دورة العمل .

يوفر لنا الرسم البياني أعلاه العلاقة بين R1 و C1.

يتم تجاهل R2 هنا لأن قيمتها صغيرة بشكل مهم مقارنةً بـ R2.

دائرة مذبذب الموجة المربعة الأساسية باستخدام IC 555

من المناقشة أعلاه ، تعلمنا كيف يمكن استخدام IC 555 في الوضع المستقر لإنشاء دائرة مذبذب ذات موجة مربعة أساسية.

يسمح التكوين للمستخدم بتغيير قيم R1 و R2 من 1K إلى العديد من الميجا أوم للحصول على نطاق كبير من الترددات ودورات العمل القابلة للتحديد عند طرف الإخراج 3.

ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن قيمة R1 لا ينبغي أن تكون صغيرة جدًا نظرًا لأن الاستهلاك الحالي الفعال للدائرة يتم تحديده بواسطة R1. يحدث هذا لأنه خلال كل عملية تفريغ C1 ، يصل الدبوس 7 إلى إمكانية الأرض وتعريض R1 مباشرة عبر الخط الموجب والأرضي. إذا كانت قيمتها منخفضة ، فقد يكون هناك استنزاف كبير للتيار ، مما يؤدي إلى زيادة الاستهلاك الكلي للدائرة.

يحدد R1 و R2 أيضًا عرض النبضات التذبذبية الناتجة عند الطرف 3 من IC. يمكن استخدام R2 على وجه التحديد للتحكم في نسبة العلامة / المسافة لنبضات الإخراج.

للصيغ المختلفة لحساب دورة العمل والتردد و PWM لمذبذب IC 555 (مستقر) يمكن دراستها في هذه المقالة .

مذبذب التردد المتغير باستخدام IC 555

يمكن ترقية الدائرة المستقرة الموضحة أعلاه باستخدام مرفق متغير يسمح للمستخدم بتغيير PWM وأيضًا تردد الدائرة حسب الرغبة. يتم ذلك ببساطة عن طريق إضافة مقياس جهد متسلسل مع المقاوم R2 كما هو موضح أدناه. يجب أن تكون قيمة R2 صغيرة مقارنة بقيمة الرهان.

دائرة مذبذب IC 555 المتغيرة البسيطة

في الإعداد أعلاه ، يمكن تغيير تردد التذبذب من 650 هرتز إلى 7.2 كيلو هرتز من خلال اختلافات الوعاء المشار إليها. يمكن زيادة هذا النطاق وتحسينه عن طريق إضافة مفتاح لاختيار قيم مختلفة لـ C1 ، لأن C1 مسؤول أيضًا بشكل مباشر عن ضبط تردد الخرج.

دارات مذبذب PWM المتغيرة باستخدام IC 555

يوضح الشكل أعلاه كيف أ مرفق نسبة مساحة علامة متغيرة يمكن إضافتها إلى أي دائرة مذبذب مستقر IC 555 أساسية من خلال زوج من الثنائيات ومقياس الجهد.

تتيح الميزة للمستخدم الحصول على أي PWM مرغوب فيه أو فترات إيقاف التشغيل القابلة للتعديل للتذبذبات عند طرف الإخراج 3 من IC.

في الرسم البياني الأيسر ، تقوم الشبكة التي تتضمن R1 و D1 والوعاء R3 بشحن C1 بالتناوب ، بينما تقوم الوعاء R4 و D2 و R2 بتفريغ مكثف C1 بالتناوب.

تحدد R2 و R4 معدل الشحن / التفريغ لـ C1 ، ويمكن ضبطها بشكل مناسب للحصول على نسبة التشغيل / الإيقاف المطلوبة لتردد الخرج.

يوضح مخطط الجانب الأيمن تغيير موضع R3 بالتسلسل مع R1. في هذا التكوين ، يتم تحديد وقت الشحن لـ C1 بواسطة D1 والمقاوم المتسلسل الخاص به ، بينما يسمح الوعاء فقط بالتحكم في وقت التفريغ لـ C1 ، ومن ثم يتم إيقاف وقت نبضات الإخراج. يساعد الوعاء الآخر R3 بشكل أساسي على تغيير تردد الإخراج بدلاً من PWM.

بدلاً من ذلك ، كما هو موضح في الأشكال أعلاه ، قد يكون من الممكن أيضًا توصيل IC 555 في الوضع المستقر لضبط نسبة العلامة / المسافة (وقت التشغيل / وقت الإيقاف) بشكل منفصل دون التأثير على التردد التذبذب.

في هذه التكوينات ، يزداد طول النبضات بطبيعتها مع تقليل الفاصل الزمني ، والعكس صحيح.

نتيجة لذلك ، تظل الفترة الإجمالية لكل دورة موجة مربعة ثابتة.

السمة الرئيسية لهذه الدوائر هي دورة العمل المتغيرة ، والتي يمكن أن تتنوع من 1٪ إلى 99٪ بمساعدة مقياس الجهد المحدد R3.

في الشكل الأيسر ، يتم شحن C1 بالتناوب بواسطة R1 والنصف العلوي R3 و D1 ، بينما يتم تفريغها عن طريق D2 و R2 والنصف السفلي من مقياس الجهد R3. في الشكل الأيمن ، يتم شحن C1 بالتناوب عبر R1 و D1 والنصف الأيمن من مقياس الجهد R3 ، ويتم تفريغه من خلال مقياس الجهد الأيسر النصف R3 و D2 و R2.

في كلا المستقبلين المذكورين أعلاه ، تحدد قيمة C1 التردد التذبذب إلى حوالي 1.2 كيلو هرتز.

كيفية الإيقاف المؤقت أو بدء / إيقاف وظيفة مذبذب IC المستقر مع زر الضغط

يمكنك تشغيل / إيقاف تشغيل مذبذب IC 555 المستقر بعدة طرق بسيطة.

يمكن القيام بذلك باستخدام أزرار الضغط أو من خلال إشارة إدخال إلكترونية.

في الشكل أعلاه ، يتم توصيل دبوس إعادة تعيين IC من خلال R3 ، ويتم توصيل مفتاح الضغط إلى التشغيل عبر خط الإمداد الموجب.

يحتاج الدبوس 4 من IC 555 إلى 0.7 فولت كحد أدنى ليظل متحيزًا ويحافظ على تمكين عمل IC. يؤدي الضغط على الزر إلى تمكين وظيفة مذبذب IC المستقر ، بينما يؤدي تحرير المفتاح إلى إزالة التحيز من السن 4 ويتم تعطيل وظيفة IC.

يمكن تنفيذ ذلك أيضًا من خلال إشارة موجبة خارجية على السن 4 مع إزالة المفتاح وتوصيل R3 كما هو.

باستخدام إعادة تعيين دبوس 4 من IC 555 لمقاطعة تردد المذبذب

في البديل الآخر كما هو موضح أعلاه ، يمكن رؤية الدبوس 4 من IC متحيزًا بشكل دائم عبر R3 والإمداد الإيجابي. هنا يتم توصيل زر الضغط عبر الدبوس 4 والأرضي. هذا يعني أنه عند الضغط على زر الضغط ، يتم تعطيل موجات خرج الدائرة المتكاملة ، مما يتسبب في تحول الإخراج إلى 0 فولت.

يؤدي تحرير زر الضغط إلى بدء توليد موجات مربعة مستقرة عادةً عبر السن 3 من IC.

يمكن تحقيق نفس الشيء من خلال إشارة سالبة مطبقة خارجيًا أو إشارة 0 فولت عند الطرف 4 مع توصيل R3 كما هو.

استخدام السن 2 للتحكم في التردد المستقر

باستخدام دبوس 2 من IC 555 لمقاطعة التردد التذبذب

في مناقشاتنا السابقة ، تعلمنا كيف يمكن التحكم في توليد النبض في IC 555 من خلال السن 4.

الآن سنرى كيف يمكن تحقيق ذلك من خلال الدبوس 2 من IC كما هو موضح أعلاه.

عند الضغط على S1 ، يتم تطبيق الدبوس 2 فجأة بإمكانية أرضية ، مما يتسبب في انخفاض الجهد عبر C1 إلى أقل من 1/3 Vcc. كما نعلم أنه عندما يكون جهد الدبوس 2 أو مستوى الشحن عبر C1 أقل من 1 / 3rd Vcc ، فإن طرف الخرج 3 يرتفع بشكل دائم.

لذلك يؤدي الضغط على S1 إلى انخفاض الجهد عبر C1 أقل من 1 / 3rd Vcc مما يجبر طرف الخرج 3 على الارتفاع طالما ظل S1 مضغوطًا. هذا يمنع العمل الطبيعي للتذبذبات المستقرة. عندما يتم تحرير زر الضغط ، يتم استعادة وظيفة astbale إلى وضعها الطبيعي. يتعرف الشكل الموجي الموجود على الجانب الأيمن على استجابة الدبوس 3 للضغط على زر الضغط.

يمكن أيضًا التحكم في العملية المذكورة أعلاه باستخدام دائرة رقمية خارجية من خلال الصمام الثنائي D1. يبدأ المنطق السلبي في كاثود الصمام الثنائي في الإجراءات المذكورة أعلاه ، في حين أن المنطق الإيجابي ليس له أي تأثير ، ويسمح لوظائف المستقر باستعادة عملها الطبيعي.

كيفية تعديل IC 555 Oscillator

يعتبر Pin 5 ، وهو مدخل التحكم في IC 555 ، أحد نقاط التوصيل المهمة والمفيدة في IC. يسهل على المستخدم تعديل تردد خرج IC ببساطة عن طريق تطبيق مستوى DC قابل للتعديل على الطرف رقم 5.

يؤدي ارتفاع جهد التيار المستمر إلى زيادة عرض نبضة تردد الخرج بشكل متناسب ، بينما يؤدي خفض إمكانات التيار المستمر إلى جعل عرض نبض التردد أضيق بشكل متناسب. يجب أن تكون هذه الإمكانات بدقة ضمن المستوى 0V ومستوى Vcc الكامل.

كيفية تعديل تردد الإخراج IC 555 باستخدام إدخال التحكم 5 pin

في الشكل أعلاه ، يولد ضبط الوعاء إمكانية متغيرة عند الطرف 5 مما يؤدي إلى تغيير عرض نبضة الخرج لتردد التذبذب وفقًا لذلك.

نظرًا لأن التعديل يتسبب في تغيير عرض نبضة الخرج ، فإنه يؤثر أيضًا على التردد ، حيث يتم إجبار C1 على تغيير فترات الشحن / التفريغ وفقًا لإعداد القدر.

عندما يتم تطبيق تيار متردد متغير بسعة بين 0 فولت ، و Vcc عند الطرف 5 ، فإن خرج PWM أو عرض النبضة يتبع أيضًا سعة التيار المتردد المتغيرة التي تولد قطارًا مستمرًا لتوسيع وتضييق نبضات دبوس 3.

يمكن أيضًا استخدام إشارة التيار المتردد في التعديل ، ببساطة عن طريق دمج دبوس 5 مع تيار متردد خارجي على الرغم من مكثف 10 فائق التوهج.

إجراء الإنذارات وصفارات الإنذار باستخدام IC 555

يتيح لنا تكوين المذبذب المستقر متعدد الاستخدامات لـ IC 555 تنفيذه لصنع أنواع مختلفة من صفارات الإنذار ودوائر الإنذار. يصبح هذا ممكنًا لأن المستقر هو في الأساس مولد موجي ، ويمكن تخصيصه لتوليد أنواع مختلفة من أشكال الموجات الصوتية ، التي تشبه أصوات الإنذار وصفارات الإنذار.

دائرة إنذار رتيبة بسيطة 555 IC

في الشكل أعلاه ، يمكننا أن نرى IC 555 تم تكوينه على أنه تردد أحادي 800 هرتز دائرة الإنذار .

يمكن أن يكون للمتكلم أي قيمة مقاومة ، بسبب وجود المقاومة الحالية المحددة Rx. يمكن أن تكون القيمة الآمنة حوالي 70 أوم 1 واط.

لعمل دائرة إنذار ذات نغمة مستمرة عالية الطاقة ، قمنا بترقية الدائرة المذكورة أعلاه من خلال برنامج تشغيل ترانزستور طاقة Q1 ومكبر صوت أكثر قوة ، كما هو موضح أدناه:

دائرة إنذار قوية أحادية اللون 800 هرتز باستخدام IC 555

نظرًا لأن التصميم قد ينتج عنه مستوى عالٍ من تموج Volatge ، يتم تضمين D1 و C3 لمنع تداخل التموج مع أداء IC 555.

يتم تضمين الثنائيات D2 و D3 لتحييد ارتفاعات التحويل الاستقرائي المتولدة من ملف السماعة ، ولحماية الترانزستور Q1 من التلف.

دائرة الإنذار النبضي IC 555

يمكن تحويل إنذار 800 هرتز أحادي اللون السابق إلى إنذار أكثر اندماجًا 800 هرتز عن طريق إضافة هزاز متعدد ثابت آخر مع دائرة مولد النغمات كما هو موضح أدناه.

نغمتين منبه النبضي باستخدام IC 555

لقد درسنا بالفعل كيف يمكن استخدام الدبوس 5 للتحكم في عرض نبضة IC 555.

هنا يتم تكوين IC 2 كدائرة مذبذب 1 هرتز والتي تجعل السن 5 من IC 1 منخفضًا بالتناوب بمعدل 1 هرتز. يؤدي هذا بدوره إلى تضييق عرض نبضة الدبوس 3800 هرتز إلى حد يؤدي إلى إيقاف تشغيل Q1 تقريبًا. ينتج عن هذا تأثير إنذار نبضي حاد يبلغ 1 هرتز على مكبر الصوت.

دائرة إنذار Warble He-Haw

دارة إنذار انفتال باستخدام IC 555

إذا كنت ترغب في تحويل التصميم السابق إلى منبه ثاقب الأذن ، فيمكنك القيام بذلك ببساطة عن طريق استبدال الصمام الثنائي D1 بمقاوم 10 ك كما هو موضح في الرسم البياني أعلاه. يُعرف أيضًا باسم إنذار he-haw ، ويشيع استخدامه في سيارات الطوارئ الأوروبية.

نحن نعلم أنه يمكن استخدام الدبوس 5 مع إشارة خارجية عالية / منخفضة لتعديل خرج الدبوس 3 مع عرض النبضة المتوافق / الضيق. يعمل التيار المنخفض المنخفض البديل 1 هرتز عند الطرف 5 من IC2 على إجبار طرف الخرج رقم 3 من IC 1 على توليد تردد متغير بشكل متماثل يتراوح من 500 هرتز إلى 440 هرتز. يؤدي هذا إلى قيام السماعة بإصدار صوت التنبيه الحاد عالي الصوت المطلوب بمعدل 1 هرتز.

صنع صفارة الإنذار للشرطة

تأثير صوت صفارة الشرطة باستخدام دائرة IC 555

يمكن أيضًا استخدام IC 555 في عمل محاكاة مثالية لدائرة صفارات الإنذار الخاصة بالشرطة كما هو موضح أعلاه.

تم تصميم الدائرة لإنتاج صوت النحيب النموذجي الذي يُسمع عادة في صفارات الإنذار الخاصة بالشرطة.

هنا يتم توصيل IC2 كمذبذب منخفض التردد بتردد مضبوط على معدل إيقاف التشغيل لمدة 6 ثوانٍ.

يتم تغذية منحدر موجة المثلث الأسي البطيء المتولد عبر C1 في قاعدة Q1 التي تم تكوينها على أنها المتابع الباعث .

تم ضبط تردد IC1 على 500 هرتز والذي يصبح التردد المركزي له.

يتبع منحدر الصعود والهبوط البطيء عند قاعدة Q1 الباعث الخاص به ويقوم بتعديل الطرف 5 من IC1. يتسبب المنحدر البطيء في دورات بديلة لجهد الارتفاع البطيء لمدة 3 ثوانٍ ، والجهد البطيء المتحلل لمدة 3 ثوانٍ على الدبوس 5. نظرًا لهذا التردد 3 دبوس و PWM يعدل أيضًا وفقًا لذلك إنشاء تأثير صوت صفارات الإنذار للشرطة.

دائرة الإنذار الأحمر ستار تريك

دائرة إنذار رحلة النجوم ذات التنبيه الأحمر باستخدام IC 555

الدائرة النهائية في القائمة هي مولد تأثير صوتي آخر مثير للاهتمام باستخدام مذبذب IC 555 المستقر. إنه مولد صوت التنبيه الأحمر ، ويسمى أيضًا إنذار رحلة النجوم نظرًا لاستخدامه المتكرر في سلسلة نجوم المسلسل التلفزيوني الشهيرة.

عادةً ما يبدأ صوت إنذار التنبيه الأحمر بنبرة منخفضة التردد ، والتي ترتفع إلى نغمة عالية التردد خلال فترة زمنية سريعة تبلغ حوالي 1.15 ثانية ، وتنقطع لمدة 0.35 ثانية ، ثم ترتفع مرة أخرى من تردد منخفض إلى عالي ، والدورة يستمر في إصدار صوت التنبيه الأحمر لرحلة النجوم.

تمامًا مثل دوائر صوت التنبيه وصفارات الإنذار السابقة ، تستمر هذه الدائرة أيضًا في تكرار التسلسل طالما أنها لا تزال تعمل.

تم تكوين IC 2 هنا كدائرة مذبذب غير متماثل. يتم شحن المكثف C1 بالتناوب من خلال العناصر R1 و D1 ، ويتم تفريغه بالتناوب من خلال R2.

ينتج عن هذا ارتفاع سريع وتلاشي إيجابيات سن المنشار عبر المكثف C1. يتم تخزين إشارة التدعيم هذه بواسطة تابع الباعث ويتم تطبيقها كجهد تعديل على طرف إدخال التحكم 5 من IC1 عبر R7.

نظرًا لطبيعة سن المنشار ، يتسبب شكل الموجة هذا في ارتفاع تردد خرج الدبوس 3 الخاص بـ IC1 تدريجيًا لجزء التحلل البطيء من شكل الموجة ، ثم ينخفض ​​بسرعة أثناء الجزء المنهار من شكل الموجة.

خلال كل قسم من أقسام الانحلال في دورة شكل الموجة ، فإن النبضة المستطيلة المقابلة من السن 3 في IC2 تقوم على الفور بإيقاف تشغيل Q2 ، مما يؤدي بدوره إلى انخفاض pin2 من IC2. يؤدي هذا إلى مقاطعة إخراج C2 والنغمة المتزايدة على السماعة ، مما يؤدي إلى ظهور تأثير صوت التنبيه الأحمر الغريب على شكل نجمة التنبيه.

العودة اليك

حسنًا ، كانت هذه بعض التلميحات حول كيفية استخدام IC 555 لإنشاء دوائر مذبذب صفارات الإنذار والإنذار المفيدة. هل لديك أي مولد مؤثرات صوتية آخر مثير للاهتمام يستخدم IC 555؟ إذا قمت بذلك ، فيرجى تقديم التفاصيل هنا ، وسيسعدنا إدراجها في القائمة أعلاه.




السابق: أفضل 10 دوائر مؤقت باستخدام IC 555 التالي: Red LED LightStim Circuit لإزالة تجاعيد الوجه