Генератор минутных импульсов на 555: Генератор секундных, минутных и часовых импульсов в одном устройстве

Генератор секундных, минутных и часовых импульсов в одном устройстве

Генератор секундных, минутных и часовых импульсов в одном устройстве

Генератор секундных, минутных и часовых импульсов в одном устройстве

     Для управления работой различных электротехнических устройств часто требуется точно задавать время работы и последовательность включения/отключения электрооборудования. Для решения этой задачи необходим генератор синхронизированных секундных, минутных и часовых импульсов. Такое устройство и описывается в этой статье.

     Генераторы импульсов чаще всего выполняют на различных логических элементах и узлах цифровой техники. Нестандартная реализация конструкции, кроме оптимизации компонентов, подчас предопределяет появление ряда новых интересных эффектов и свойств устройства в целом.

     Два тактируемых триггера 8-разрядного параллельного регистра КР1533ИР23 (рис.1) соединены последовательно и закольцованы. Они используются в режиме приема и передачи сигнала с одного триггера на другой синхронно с положительным перепадом на тактовом входе «C» фронтом импульса от тактового генератора DA1, представляющего собой хорошо известный таймер NE555. Период между импульсами генератора задается цепочкой R2C2 и составляет 1 с. Сразу после включения источника питания все регистры микросхемы DD2 обычно имеют на выходах высокий уровень, но через цепочку C1R1VD2 на вход D1 микросхемы DD2 в начальный момент поступает сигнал низкого уровня, который сразу же появляется на выходе Q1. Далее на выв. 2 и 5 с каждым тактовым импульсом уровни сигналов меняются местами, создавая на выв. 5 делитель тактового сигнала на 2.

     В устройстве имеется микроконтроллер АТ89С2051 (МК), но его не надо программировать, т.к. он не содержит программы. Входы МК DD1 находятся в таком же состоянии, как при чтении его FLACH-памяти в программаторе. Последовательное чтение каждой ячейки памяти выполняется за два периода импульсов от тактового генератора. Для работы устройства используется 1800 ячеек памяти из 2048. Вместе с делителем на триггерах обеспечивается деление тактового сигнала на 3600. Это позволяет выделить сигнал низкого уровня длительностью 1 с один раз в час. Для этого в битах 7 ячеек памяти 0-1798 должны быть записаны «1», а в ячейке 1799 — «0». После чтения ячейки памяти 1799 следующий тактовый импульс от генератора установит на выв. 19 микросхемы DD2 уровень лог. «0», который закроет N-канальный полевой транзистор VT1. «Минус» питания для МК будет отключен, а в следующем такте включен. Эта операция заставит выполнять цикл чтения опять с нулевой ячейки памяти.

     Переход на чтение следующей ячейки памяти выполняется по фронту уровня лог. «1» на входах 5 и 8 МК. Пока этот уровень присутствует, то выводы порта Р1 МК находятся в третьем Z-состоянии. Чтение данных ячейки памяти (исключение — линия Р1.0) продолжается в период длительности уровня лог. «0» на входах 5 и 8 МК. Резисторы R3 и R4 обеспечивают уровень лог. «1» на выводах 18 и 19 МК в период их Z-состояния.

     Если в шестом бите каждой 30-й ячейки памяти записан «0», а в остальных — «1», то на выводе 18 МК через каждые 60 с будет появляться сигнал низкого уровня длительностью 1 с (минутные импульсы). Секундные импульсы снимаются с вывода 3 DA1.

     Выходные буферы порта Р1 МК имеют функцию защиты от короткого замыкания с ограничением тока до 20 мА. Это позволяет использовать в качестве нагрузки оптроны без токоограничивающих резисторов.

     Рис.1
meet beautiful russian brides

Генератор электрических импульсов на таймере 555

Электрический импульс — это кратковременный всплеск напряжения или силы тока. То есть это такое событие в цепи, при котором напряжение резко повышается в несколько раз, а затем так же резко падает к исходной величине. Самый понятный пример — электрический импульс, заставляющий наше сердце биться. Самое же большое количество импульсов возникает у нас в нервных клетках головного и спинного мозга. Мы мыслим и решаем уроки благодаря электрическим импульсам!

А что в электронике? В электронике импульсы применяются повсеместно. Например, в микроконтроллерах или даже в полноценных процессорах домашнего компьютера электрические импульсы задают ритм его работы. Они еще называются тактовыми, или синхро-импульсами. Порой быстродействие вычислительных машин сравнивают именно при помощи значений тактовой частоты.

Все данные внутри электронных устройств тоже передаются при помощи импульсов. Наш интернет, проводной и беспроводной, сотовая связь и даже пульт от телевизора — все используют импульсный сигнал. Попробуем выполнить несколько заданий и на собственном опыте понять особенности генерации электрических импульсов. А начнем мы со знакомства с их важными характеристиками.

1. Период и скважность импульсного сигнала

Представим себе, что мы готовимся к встрече Нового Года и нам просто необходимо сделать мигающую гирлянду. Поскольку мы не знаем, как заставить её мигать самостоятельно, сделаем гирлянду с кнопкой. Будем сами нажимать на кнопку, соединяя тем самым цепь гирлянды с источником питания и заставляя лампочки зажигаться.

Принципиальная схема гирлянды с ручным управлением будет выглядеть так:

Внешний вид макет

Собираем схему и проводим небольшой тест.  Попробуем управлять гирляндой согласно нехитрому алгоритму:

1. нажимаем на кнопку;
2. ждем 1 секунду;
3. отпускаем кнопку;
4. ждем 2 секунды;
5. переходим к пункту 1.

Это алгоритм периодического процесса. Нажимая на кнопку по алгоритму мы тем самым генерируем настоящий импульсный сигнал! Изобразим на графике его временную диаграмму.

У данного сигнала мы можем определить период повторения и частоту. Период повторения (T) — это отрезок времени, за который гирлянда возвращается в исходное состояние. На рисунке хорошо виден этот отрезок, он равен трем секундам. Величина обратная периоду повторения называется частотой периодического сигнала (F). Частота сигнала измеряется в Герцах. В нашем случае:

F = 1/T = 1/3 = 0.33 Гц

Период повторения можно разбить на две части: когда гирлянда горит и когда она не горит. Отрезок времени, в течение которого гирлянда горит называется длительностью импульса (t).

А теперь самое интересное! Отношение периода повторения (T) к длительности импульса (t) называется скважностью.

S = T / t

Скважность нашего сигнала равна S = 3/1 = 3. Скважность величина безразмерная.

В англоязычной литературе принят другой термин — коэффициент заполнения (Duty cycle). Это величина, обратная скважности.

D = 1 / S = t / T

В случае нашей гирлянды коэффициент заполнения равен:

D = 1 / 3 = 0.33(3) ≈ 33%

Этот параметр более нагляден. D = 33% означает, что треть периода занята импульсом. А, например, при D = 50% длительность высокого уровня сигнала на выходе таймера будет равна длительности низкого уровня.

2. Генерация импульсного сигнала при помощи микросхемы 555

Теперь попробуем заменить человека и кнопку, ведь мы не хотим весь праздник включать и выключать гирлянду каждые 3 секунды.

В качестве автоматического генератора импульсов используем очень известную микросхему семейства 555.  Микросхема 555 — это генератор одиночных или периодических импульсов с заданными характеристиками. По-другому данный класс микросхем называют таймерами.

Существуют разные модификации таймера 555, разработанные разными компаниями: КР1006ВИ1, NE555, TLC555, TLC551, LMC555. Как правило, все они имеют одинаковый набор выводов.

Также производители выделяют два режима работы таймера: одновибратор и мультивибратор. Нам подойдет второй режим, именно в нем таймер будет непрерывно генерировать импульсы с заданными параметрами.

Для примера, подключим к таймеру 555 один светодиод. Причем, используем вариант, когда положительный вывод светодиода соединяется с питанием, а земля к таймеру. Позже будет понятно, почему мы делаем именно так.

Принципиальная схема

Внешний вид макета

Примечание. Конденсатор C2 в схеме можно не использовать.

В этой схеме есть три компонента без номиналов: резисторы Ra и Rb, а также конденсатор C1 (далее просто C). Дело в том, что именно с помощью этих элементов настраиваются нужные нам характеристики генерируемого импульсного сигнала. Делается это с помощью несложных формул, взятых из технической документации к микросхеме.

T = 1/F = 0.693*(Ra + 2*Rb)*C;          (1)

t = 0.693*(Ra + Rb)*C;          (2)

Ra = T*1.44*(2*D-1)/C;          (3)

Rb = T*1.44*(1-D)/C.          (4)

Здесь F — частота сигнала; T — период импульса; t — его длительность; Ra и Rb — искомые сопротивления. Исходя из этих формул, коэффициент заполнения не может быть меньше 50% (иначе мы получим отрицательное значение сопротивления). Вот это новость! А что же нам делать с гирляндой? Ведь согласно нашей постановке, коэффициент заполнения импульсного сигнала должен быть непременно 33%.

Чтобы обойти это ограничение имеется два способа. Первый способ заключается в использовании другой схемы подключения таймера. Существуют более сложные схемы, которые позволяют варьировать параметр D во всем диапазоне от 0 до 100%. Второй способ не требует переделки схемы. Мы просто-напросто инвертируем выход таймера!

Собственно, в предложенной выше схеме мы это уже и сделали. Вспомним, что катод светодиода мы соединили с выводом таймера. В этой схеме светодиод будет гореть, когда на выходе таймера будет низкий уровень.

Раз так, то нам нужно настроить сопротивления Ra и Rb схемы так, чтобы коэффициент заполнения D был равен 66.6%. Учитывая, что T = 3 сек, а D = 0.66, получаем:

Ra = 3*1.44*(2*0.66 — 1)/0.0001 = 13824 Ом

Rb = 3*1.44*(1-D)/0.0001 = 14688 Ом

На самом деле, если мы будет использовать более точные значения D, то получим Ra = Rb = 14400 Ом. Вряд ли мы найдем резистор с таким номиналом. Скорее всего нам потребуется поставить последовательно несколько резисторов, например: один резистор на 10 КОм и 4 штуки на 1 КОм. Для большей точности можем добавить еще два резистора по 200 Ом.

В результате должно получиться что-то подобное:

В этой схеме используются резисторы на 15 КОм.

3. Подключение группы светодиодов к таймеру 555

Теперь, когда мы научились задавать нужный ритм, соберем небольшую гирлянду. В новой схеме пять светодиодов будут включаться на 0.5 сек каждую секунду. Для такого ритма Ra = 0, Rb = 7.2 кОм. То есть, вместо резистора Ra мы можем поставить перемычку.

Выход микросхемы 555 слишком слабый для того, чтобы одновременно зажечь 5 светодиодов. А ведь в настоящей гирлянде их может быть штук 15, 20 и более. Чтобы решить эту проблему, используем биполярный транзистор, работающий с режиме электронного ключа. Возьмем самый распространенный NPN транзистор 2N2222. Также в этой схеме можно использовать полевой N-канальный транзистор, например 2N7000.

Нашим светодиодам потребуется токозадающий резистор. Суммарный ток пяти параллельно соединенных светодиодов должен быть равен I = 20 мА*5 = 100 мА. Напряжение питания всей схемы 9 Вольт. На светодиоде красного цвета напряжение падает на 2 Вольта. Таким образом закон ома на данном участке цепи имеет вид:

100 мА = (9В-2В)/R;

отсюда R2 = 7В/0. 1А = 70 Ом.

Округлим сопротивление до 100 Ом, которое можно получить параллельным соединением двух резисторов на 200Ом. А можно и вовсе оставить один резистор на 200Ом, просто светодиоды будут гореть немного тусклее.

Принципиальная схема

Внешний вид макета

Примечание. Конденсатор C2 в схеме можно не использовать.

Собираем схему, подключаем батарейку и наблюдаем за результатом. Если все работает как надо, закрепим полученные знания, сделав несколько забавных устройств.

Задания

1. Генератор звука. В схеме гирлянды заменить группу светодиодов на пьезодинамик. Увеличить частоту звука, например, до 100 Гц. Если поднять частоту до 15 кГц, то можно будет отпугивать комаров!
2. Железнодорожный светофор. Подключить к таймеру два светодиода таким образом, чтобы один соединялся с таймером катодом, а второй анодом. Установить частоту импульсов — 1 Гц.

К размышлению

Как уже говорилось, таймер 555 — очень популярная микросхема. Это объясняется тем, что большинству электронных устройств свойственны периодические процессы. Любой звук — это периодический процесс. ШИМ сигнал, управляющий скоростью двигателя — тоже периодический, причем с изменяющимся коэффициентом заполнения. И как уже говорилось, работа любого микроконтроллера и процессора основана на тактовом сигнале, имеющем очень точную частоту.

На следующем уроке мы сделаем бинарные часы с помощью таймера и двоичного счетчика. Будет немного сложнее, но интереснее!

Полезные ссылки

Сборник проектов на таймере 555

Простые схемы генератора импульсов 555 | Протестировано

Это схема генератора импульсов или стандартный генератор нестабильного мультивибратора или автономная схема с использованием таймера IC555, NE555, LM555. Мы используем его для цифровых логических схем. IC-555 — это популярный простой в использовании малогабаритный разъем с 8 контактами. Он объединяет аналоговые и цифровые чипы. Для базового использования требуется источник питания от 5 до 15 В, максимальное напряжение питания от 16 до 18 В, потребляемый ток около 10 мА, а максимальный выходной ток составляет 200 мА. Максимальная выходная частота составляет 500 кГц.

Существует множество способов использования IC555 . Мы можем использовать их в трех различных типах генераторов:
(1) Нестабильный генератор мультивибраторов
Если частота превышает 1 цикл в секунду, это генератор (генератор импульсов или генератор прямоугольных импульсов).
Но частоты ниже 1 цикла в секунду это ВРЕМЯ ЗАДЕРЖКИ.
(2) Моностабильный (ONE-SHOT) меняет состояние только один раз за импульс запуска
(3) Генератор, управляемый напряжением (VCO)

Теперь мы узнаем о генераторах импульсов с IC-555 ниже базовой схемы.

Простая схема нестабильного генератора с таймером 555

Детали, которые вам понадобятся

Генератор импульсов высокой мощности 555

Частота управления генератором импульсов с использованием цифровой ИС

Схема звукового сигнала опасности с использованием IC-555

Генератор тоновых импульсов с использованием LM555

Раздражает Генератор шума высокого тона с использованием IC-555

Похожие сообщения

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Схема простого генератора с нестабильным таймером 555

В приведенной выше схеме. Прежде всего ток от источника питания течет к конденсатору-C1 заряжается через резистор-R1 и R2, затем напряжение в конденсаторе достигает 2/3 напряжения питания, вывод 6 определяет это напряжение, вызывает отключение контакта 7 это напряжение на землю (0 В).
Таким образом, конденсатор-C1 разряжается через резистор-R2 до тех пор, пока его напряжение не составит 1/3 от питающего и контакт 2 не обнаружит это напряжение, а контакт 7 не соединится (выключится). C1 будет заряжаться, и напряжение на нем снова возрастет, чтобы повторить цикл.

Верхний резистор предотвращает повреждение контакта 7 из-за короткого замыкания на 0 В, когда контакт 6 обнаруживает напряжение питания 2/3.
Его сопротивление меньше R2 и не входит в синхронизацию осциллятора.

Выходная частота будет примерно 1 кГц, а рабочий цикл 50-50,
Частотный выход (F) = 1/{(R1+2R2)*C1}.

Единицы измерения в формуле в омах, фарадах, секундах и герцах. Эта формула намного проще, чем у предыдущей схемы.

Предположим, что R1 = 1 кОм, R2 = 10 кОм и C = 0,1 мкФ. Результат приблизительно равен 900 Гц

Детали, которые вам понадобятся Потенциометр
C1,C2 : Керамические конденсаторы 0,01 мкФ 50 В
IC1: Таймер NE555

Мы используем идею простого генератора импульсов 555 для построения многих схем, например ниже

Генератор импульсов высокой мощности 555

Если вы ищете генератор импульсов с высоким током. Это схема генератора импульсов высокой мощности, которая может вам понравиться.

Основным компонентом которого является таймер IC-555 в качестве генератора, а LM350T обеспечивает высокий ток до 3 А макс.

Как это работает

Как вы видите в Простой генератор импульсов . Который имеет нормальный ток максимум 200 мА.

Однако вы можете увеличить выходной ток до 3А.

В первый раз думаем использовать силовой транзистор-2N3055 (популярный во все времена компонент) для увеличения тока вверх.

Но у нас есть лучший выбор, чтобы использовать другую микросхему, LM350T. Это регулятор постоянного тока при токе 3 А, поэтому производительность выше, чем у 2N3055.

На рисунке ниже мы по-прежнему используем NE555 в качестве интегральной схемы для генерации генератора прямоугольных импульсов.

Которые мы можем настроить частотный выход с помощью вращения VR1-100K. Затем сигнал поступает с выходного контакта на предварительный драйвер, транзистор 2N2222. Для управления работает adj lead микросхемы LM350T.

При наличии высокого напряжения с выхода идет импульс тока около 3А.

Таким образом, друзья меняют значение R5 для контроля уровня выходного напряжения в минимальном 1,25В на высокое напряжение в районе 15В.

Из-за того, что эта схема использует вход (напряжение источника питания около 5В – 15В)

Другие идеи, если вам нужен выходной ток всего 1А. Можно использовать LM317T, он дешевле LM350T.

Частота управления генератором импульсов с помощью цифровой ИС

Эта цепь обеспечивает непрерывность импульсного сигнала. Мы называем это схемой нестабильного мультивибратора. Таймер 555-IC1 работает с VR1, R1, R2 и CT. Значение CT при выборе схемы электронного переключателя IC2 номер 4066. Электронный переключатель с 4 встроенными IC 2.

Управление электрическим контактом переключается (ON), Входное напряжение положительное или логическая «1» на контрольный штифт. Контакт 13, 5, 6 или 12.

Если контакт управления на массу. Переключатель выключен (OFF). Переключает каждый, чтобы отделить работу независимо друг от друга, а не сортировать.
И входящий (IN), и выходной (OUT) могут быть взаимозаменяемы.

Поэтому разумно переключить значение C значений. При входном сигнале на логику цифровых схем, двоичный код «0» на «1».

Когда я включаю управление либо логической «1», либо электрическим контактом переключателя, то постукиваю по нему. Конденсатор, подключенный к контактному переключателю, подключен к контактам 2 и 6 микросхемы IC1. Для определения частоты с помощью VR1, R1 и R2.

Иногда это может быть управляющая логика «1», а не контакт. Делает так, чтобы конденсатор был подключен параллельно, а не как вариант. Вместимость будет увеличена. Введение C вместе. Схема может уменьшить или увеличить значение R1, R2. Или для удобства можно вообще отрегулировать сопротивление VR1. Импульс сигнала отправляется на контакт 3 выходного сигнала IC1. Чтобы войти в схему, такую ​​как схема подсчета, разделить или подключиться к динамику. Издавать звук или сигнал.

Цепь звукового сигнала опасности с использованием IC-555

Генератор тональных импульсов с использованием LM555

Генератор раздражающих высокочастотных шумов с использованием IC-555

1. Аудиогенератор, управляемый светом
2. Прослушивание схемы азбуки Морзе

---

Использование микросхемы таймера 555 в специальных или необычных схемах

---

который специально разработан для получения точных и стабильных C-R — определенные временные периоды для использования в различных моностабильных генераторах однократных импульсов и нестабильных генераторах прямоугольных импульсов. Модель 555 также очень универсальна и может использоваться во множестве специальных или необычных приложений. Некоторые из них включают триггеры Шмитта, генераторы кода Морзе, электронные дверные зуммеры, тестеры непрерывности, сигнальные инжекторы, метрономы, светодиодные мигалки и сигналы тревоги, а также таймеры с длительным периодом.

 

ТРИГГЕРЫ ШМИТТА

Модель 555 можно использовать в качестве триггера Шмитта путем замыкания контактов 2 (триггер) и 6 (порог) вместе и подачи входных сигналов непосредственно на эти точки, как показано на функциональной схеме и схеме в . Рисунок 1 .

РИСУНОК 1. Функциональная блок-схема (внутри двойных линий) микросхемы таймера 555 с внешними соединениями для использования в качестве простого, но полезного триггера Шмитта.

Действия IC таковы, что (как показано Рисунок 1 формы входных и выходных сигналов) когда входное напряжение поднимается выше 2/3 В _cc , выход IC переключается на низкий уровень и остается в этом состоянии до тех пор, пока входное напряжение не упадет ниже 1/3 В _cc , после чего выход переключается на высокий уровень и остается в нем до тех пор, пока входное напряжение снова не превысит 2/3 В _cc . Разница между этими двумя уровнями срабатывания называется значением гистерезиса и в данном случае равна 1/3 В _см3 ; это большое значение гистерезиса делает схему полезной в приложениях формирования сигнала с подавлением шума / пульсаций.

РИСУНОК 2.   555 синусоидальный/квадратный преобразователь Шмитта с дополнительным подавлением радиопомех через C3.

На рис. 2 показана базовая схема Шмитта, модифицированная для использования в качестве высокопроизводительного синусоидального/прямоугольного преобразователя, который можно использовать на входных частотах примерно до 150 кГц. Делитель потенциала R1-R2 смещает контакты 2 и 6 до значения покоя 1/2 В _cc (т. е. посередине между верхним и нижним значениями триггера), и синусоидальный вход накладывается на эту точку через C1; прямоугольные сигналы берутся с контакта 3. Резистор R3 изолирует входной сигнал от эффектов переключения 555. На диаграмме показано, как можно получить опциональное подавление радиопомех с помощью C3.

РИСУНОК 3.   Релейный переключатель с минимальным люфтом, активируемый темнотой.

На рис. 3 показано реле 555, используемое в качестве релейного переключателя с минимальным люфтом (нулевым гистерезисом), активируемого в темное время суток, с делителем потенциала, зависящим от освещенности, RV1-LDR, подключенным к его входной клемме. Значения RV1 и LDR примерно равны при среднем уровне освещения при переключении. Эта схема действует как быстрый компаратор, а не как истинный триггер Шмитта, поскольку контакт 6 подключен к высокому уровню через R1, а светочувствительный делитель потенциала RV1-LDR применяется только к контакту 2. Обратите внимание, что эта схема нуждается в хорошей развязке питания, которая обеспечивается через C2.

РИСУНОК 4.  Альтернативные входные цепи для Рисунка 3, обеспечивающие активацию с помощью (a) света, (b) пониженной температуры и (c) перегрева.

Вышеупомянутая схема может работать как световой (а не темный) переключатель, поменяв местами положения RV1 и LDR, как показано на рис. 4(a), или может работать как переключатель, активируемый температурой, с использованием термистора NTC вместо LDR, как показано на рисунках 4(b) 9 .0004 и 4(с) ; во всех случаях LDR или термистор должны иметь сопротивление в диапазоне от 470R до 10K при требуемом уровне включения.

НЕСТАБИЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Нестабильный мультивибратор 555 очень универсален и может использоваться во многих приложениях, представляющих интерес как для любителей, так и для профессиональных пользователей. На рисунках 5 с по 11 показаны примеры типичных нестабильных гаджетов 555.

РИСУНОК 5.   Генератор кода с переменным тоном и громкостью.

На рис. 5 показан тренировочный генератор азбуки Морзе с переменной частотой от 300 Гц до 3 кГц с помощью регулятора TONE RV1. Громкость телефона регулируется через RV2, и телефоны могут иметь любое сопротивление от нескольких Ом и выше. Схема потребляет нулевой ток покоя, когда ключ Морзе открыт.

РИСУНОК 6. Электронный «дверной зуммер». C1 имеет низкий импеданс линии питания и обеспечивает достаточную выходную мощность привода.

РИСУНОК 7.   Тестер непрерывности.

На рис. 7 показан тестер непрерывности, который издает звуковой сигнал, только если сопротивление между тестовыми щупами меньше нескольких Ом. Нестабильный работает, только если контакт 4 смещен выше 700 мВ; обычно этот контакт заземлен через R2, поэтому нестабильность отключена; для работы нестабильных двух щупов необходимо закоротить вместе, подключив R2 к выходу генератора опорного напряжения R3-ZD1 через RV2. При использовании RV2 уравновешивается таким образом, что в этих условиях едва достигается нестабильная работа, и прекращается, если сопротивление между датчиками превышает несколько Ом. Обратите внимание, что цепь потребляет несколько мА всякий раз, когда SW1 замкнут, даже если датчики разомкнуты.

РИСУНОК 8.   Сигнальный инжектор.

На рис. 8 показан инжектор сигналов, который полезен для тестирования цепей ЗЧ и ВЧ. Нестабильный работает на базовой частоте в несколько сотен Гц, когда PB1 замкнут; Однако прямоугольная форма выходного сигнала очень богата гармониками, и их можно обнаружить на частотах до десятков МГц на радиоприемнике. Уровень подачи сигнала регулируется через RV1.

РИСУНОК 9. Схема метронома.

На рис. 9 показан метроном, в котором частота «тиков» изменяется от 30 до 120 ударов в минуту с помощью RV1, а громкость регулируется с помощью RV2. Эта схема представляет собой модифицированную версию стандартной нестабильной схемы, в которой основная синхронизирующая цепь управляется от вывода 3 микросхемы. Когда на выходе переключается высокий уровень, C1 быстро заряжается через D1-R1, генерируя короткий (несколько мс) «тиковый» импульс. Когда выход снова переключается на низкий уровень, C1 разряжается через RV1-R2, создавая период «выключения» до 2 с (= 30 ударов в минуту). Выходные импульсы подаются на небольшой динамик через регулятор громкости RV2 и буфер Q1.

СВЕТОДИОДНЫЕ МИГАЛКИ И СИГНАЛЫ СИГНАЛИЗАЦИИ

На рисунках 10 с по 12 показаны нестабильные 555, используемые в светодиодных мигалках, в которых светодиоды имеют одинаковое время включения и выключения. С показанными значениями компонентов каждая схема работает примерно с одной вспышкой в ​​секунду.

РИСУНОК 10. Светодиодная мигалка с «несимметричным» выходом.

Схема Рис. 10 имеет «несимметричный» выход. Между выходом ИС и землей можно поместить один светодиод или цепочку последовательно соединенных светодиодов, и все светодиоды будут включаться или выключаться одновременно; R3 устанавливает ток включения светодиодов. Большинство светодиодов падают примерно на 2 В во включенном состоянии, поэтому несколько светодиодов могут быть соединены последовательно в цепь, которая питается от источника питания 15 В.

РИСУНОК 11. Светодиодная мигалка с «двухсторонним» выходом.

Рисунок 11 аналогичен предыдущему, но имеет «двустороннее» подключение выхода, при котором все «верхние» светодиоды горят, а «нижние» выключены, и наоборот. R3 устанавливает ток включения нижних светодиодов, а R4 — верхних.

РИСУНОК 12. Автоматический (срабатывающий в темное время суток) светодиодный сигнализатор.

На рис. 12 показаны базовые Рисунок 10 Схема мигалки модифицирована для автоматического включения в темноте. R4-R5-LDR-RV1 используются в качестве светочувствительного моста Уитстона, который используется для активации нестабильности 555 через детектор баланса Q1 и контакт 4 RESET микросхемы. В условиях яркого освещения LDR имеет низкое сопротивление, поэтому переход база-эмиттер Q1 имеет обратное смещение, и на контакте 4 появляется менее 700 мВ, поэтому нестабильность отключена. Но в темных условиях сопротивление LDR высокое, а Q1 смещен, генерируя более 700 мВ на контакте 4 и включая нестабильность. LDR должен давать сопротивление в диапазоне от 470R до 10K на уровне включения в темноте, а RV1 настроен так, чтобы нестабильность как раз активировалась при этом условии.

Вышеупомянутый метод обеспечивает точное стробирование и может использоваться для автоматической активации множества других 555 нестабильных цепей, для создания различных звуковых сигналов тревоги и релейных импульсов и т. д. Поменяв местами положения LDR и RV1 или заменив LDR термистором NTC , эти схемы можно сделать автоматически активными, когда уровни освещенности или температуры превышают заданные пределы. На рисунках 13 от до 15 показаны практические примеры таких схем.

РИСУНОК 13. Импульс реле, активируемый теплом/светом.

Схема Рисунок 13 обеспечивает автоматическую тепловую или световую активацию импульсного реле, которое включается и выключается с частотой один раз в секунду при активации. Реле может быть любого типа на 12 В с сопротивлением катушки более 60 Ом, а его контакты могут использоваться для включения внешних устройств с электрическим питанием, таких как освещение, сирены, звуковые сигналы и т. д.

РИСУНОК 14. /легкая монотонная (800 Гц) сигнализация средней мощности.

На рис. 14 показана автоматическая тепловая или световая активация монотонного генератора сигналов тревоги, который при активации генерирует сигнал тревоги частотой 800 Гц мощностью несколько ватт в восьмиомном динамике. Обратите внимание, что высокий выходной ток схемы может вызвать модуляцию линии питания, поэтому D1 и C3 используются для защиты схемы от эффектов пульсации, а D2 и D3 ограничивают пики индуктивного переключения динамика и, таким образом, защищают выходной транзистор Q2 от повреждения.

РИСУНОК 15. Альтернативные схемы датчиков для использования с рис. 13 или 14, для включения через (a) темнота, (b) свет, (c) пониженная температура или (d) перегрев -температура.

На рисунке 15 показана альтернативная схема датчика, которую можно использовать для автоматической активации цепей Рисунок 13 или 14 . Для светочувствительной работы датчик должен быть LDR; для чувствительной к температуре активации это должен быть термистор NTC; в любом случае чувствительный элемент должен иметь сопротивление в диапазоне от 470R до 10K при желаемом уровне срабатывания.

ДОЛГОПЕРИОДНЫЕ ТАЙМЕРЫ

Микросхема 555 может быть использована для создания отличного таймера с ручным запуском реле, когда он подключен в моностабильном режиме или режиме генератора импульсов, но не может обеспечить точные периоды времени, превышающие несколько минут, поскольку для этого пришлось бы использовать электролитический времязадающий конденсатор высокой емкости, а они имеют очень широкие пределы допуска (обычно от -50% до +100%) и большие и непредсказуемые токи утечки.

РИСУНОК 16. Метод получения 60-минутного периода времени от 555 IC.

Отличный способ получения очень длинных, но точных периодов времени показан (в форме блок-схемы) на Рисунке 16 , на котором показана конструкция 60-минутного таймера с релейным управлением. Здесь 555 подключен как нестабильный 2,28 Гц, в котором используется стабильный полиэфирный времязадающий конденсатор, а его выход подается на драйвер реле через 14-ступенчатый двоичный делитель, который дает общий коэффициент деления 16 384. Действие делителя таково, что (если его выходной регистр установлен в ноль в начале отсчета ввода) его выход переключается в высокий уровень при поступлении 8192-й нестабильный импульс и снова становится низким при поступлении 16 382-го импульса, завершая, таким образом, цикл счета. Таким образом, схема, показанная на рис. 16, работает следующим образом:

Временная последовательность инициируется нажатием кнопочного выключателя PB1, таким образом подключая питание схемы, активируя нестабильную работу и (через C2-R3) устанавливая счетчик на «нулевой счет». и понизив его выход и включив реле; когда реле включается, его контакты RLA/1 замыкаются и шунтируют PB1, сохраняя, таким образом, соединение питания, когда PB1 отпускается. Это состояние сохраняется до 819Приходит 2-й нестабильный импульс, в этот момент на выходе счетчика появляется высокий уровень и реле отключается, тем самым размыкая контакты RLA/1 и прерывая питание цепи. После этого рабочий цикл завершается. Обратите внимание, что нестабильный режим работает с периодом, который составляет всего 1/8192 от конечного периода синхронизации, т. е. в данном случае 0,44 секунды, и что этот период можно легко получить без использования электролитического конденсатора синхронизации.

РИСУНОК 17. Двухдиапазонный (1-10 минут и 10-100 минут) таймер с релейным выходом.

На рис. 17 показан описанный выше метод, используемый для создания практического таймера с релейным выходом, который охватывает от одной минуты до 100 минут в двух перекрывающихся диапазонах декад.