10 лучших схем таймера с использованием IC 555

Описанные здесь схемы представляют собой 10 лучших схем малых таймеров, использующих универсальную микросхему IC 555, которая генерирует заранее определенные временные интервалы в ответ на мгновенные входные триггеры.

Временные интервалы можно использовать для сохранения нагрузка, управляемая реле ВКЛ или активируется на желаемое время и автоматическое выключение по истечении периода задержки. Временной интервал можно установить, выбрав соответствующие значения для внешнего резистора, конденсаторной сети.

Внутренняя схема IC 555

На изображении ниже представлена ​​внутренняя схема стандартной микросхемы IC 555. Мы видим, что она состоит из 21 транзистора, 4 диодов и 15 резисторов.

Каскад, включающий три резистора 5 кОм, работает как каскад делителя напряжения, который выдает 1/3 уровня напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя триггерного компаратора и деление напряжения 2/3 на инвертирующем входе операционного усилителя порогового компаратора. .

С помощью этих триггерных входов два операционных усилителя управляют каскадом триггера R / S (сброс / установка), который дополнительно управляет условиями включения / выключения дополнительного выходного каскада и транзистора Q6.

Состояние выхода триггера также можно установить, запустив контакт 4 сброса микросхемы.

Как работают таймеры IC 555

Когда IC 555 настроен в режиме моностабильного таймера. , контакт 2 TRIGGER удерживается под напряжением уровня питания через внешний резистор RT.

В этой ситуации Q6 остается насыщенным, что приводит к замыканию внешнего синхронизирующего конденсатора CD на землю, в результате чего на выводе 3 OUTPUT должен быть низкий логический уровень или уровень 0 В.

Стандартное действие таймера IC 555 инициируется путем подачи триггерного импульса 0 В на вывод 2. Этот импульс 0 В, находящийся ниже 1/3 уровня напряжения питания постоянного тока или Vcc, вынуждает выход триггерного компаратора изменять состояние. .

Благодаря этому R / S резкий поворот также изменяет свое выходное состояние, отключая Q6 и устанавливая на выводе 3 ВЫХОДНОЙ сигнал высокий уровень. При выключении Q6 отключает короткое замыкание на CD. Это позволяет конденсатору CD заряжаться через синхронизирующий резистор RD до тех пор, пока напряжение на CD не достигнет 2/3 уровня питания или Vcc.

Как только это происходит, триггер R / S возвращается в свое предыдущее состояние, включая Q6 и вызывая быструю разрядку CD. В этот момент выходной контакт 3 снова возвращается в свое ранее низкое состояние. Вот так IC 555 завершает временной цикл.

Согласно одной из характеристик, IC после срабатывания перестает реагировать на любые последующие срабатывания, пока цикл синхронизации не завершится. Но если кто-то хочет прервать цикл отсчета времени, это можно сделать в любой момент, подав отрицательный импульс или 0 В на остальной вывод 4.

Синхронизирующий импульс, генерируемый на выходе IC, в основном имеет форму прямоугольной волны, временной интервал которой определяется величинами R и C.

Формула для его расчета: tD (временная задержка) = 1,1 (значение R x значение C) Другими словами, временной интервал, создаваемый IC 555, прямо пропорционален произведению R и C.

На следующем графике показано построение зависимости времени задержки от сопротивления и емкости с использованием приведенной выше формулы временной задержки. Здесь tD выражается в миллисекундах, R - в килоомах, а C - в мкфарадах.

Он показывает диапазон временная задержка кривые и линейно изменяющиеся значения относительно соответствующих значений RT и C.

Можно установить задержки в диапазоне от 10 мкс до 100 мкс, выбрав соответствующие значения конденсаторов от 0,001 мкФ до 100 мкФ и резисторов от 1 кОм до 10 мОм.

Простые схемы таймера IC 555

На первом рисунке ниже показано, как сделать таймер IC 555 с фиксированным периодом на выходе. Здесь он установлен на 50 секунд.

По сути, это моностабильная конструкция IC 555.

На следующем рисунке показаны формы сигналов, полученные на указанных выводах ИС во время процесса переключения.

Действия, описанные на изображении сигнала, инициируются, как только контакт 2 TRIGGER заземляется при нажатии мгновенного переключателя START S1.

Это мгновенно вызывает появление прямоугольного импульса на выводе 3 и одновременно генерирует экспоненциальную пилу на выводе 7 DISCHARGE.

Период времени, в течение которого этот прямоугольный импульс остается активным, определяется значениями R1 и C1. Если R1 заменить на переменный резистор, этот выходной момент может быть установлен в соответствии с предпочтениями пользователя.

Свечение светодиода указывает на включение и выключение выходного контакта 3 микросхемы.

Переменный резистор может быть выполнен в виде потенциометр как показано на следующем рисунке 2.

В этой конструкции выход может быть настроен на создание периодов времени от 1,1 секунды до 120 секунд посредством различных регулировок потенциометра R1.

Обратите внимание на резистор 10 кОм, который очень важен, поскольку он предохраняет ИС от возгорания в случае, если горшок установлен на минимальное значение. Резистор серии 10 кОм также обеспечивает минимальное значение сопротивления, необходимое для правильной работы схемы при минимальной настройке потенциометра.

Нажатие на выключатель S1 на мгновение позволяет ИС начать временную последовательность (вывод 3 становится высоким и загорается светодиод), в то время как нажатие кнопки сброса S2 позволяет мгновенно завершить или сбросить временную последовательность, так что выходной вывод 3 возвращается в исходное состояние 0 В (светодиод выключается постоянно)

IC 555 позволяет использовать нагрузки с максимальным током до 200 мА. Хотя эти нагрузки обычно являются неиндуктивными, индуктивная нагрузка, такая как реле, также может эффективно использоваться непосредственно между контактом 3 и землей, как показано на следующих схемах.

На третьем рисунке ниже мы видим, что реле можно подключить к контакту 3 и земле, а также контакту 3 и плюсу. Обратите внимание на диод свободного хода, подключенный к катушке реле, он настоятельно рекомендуется для нейтрализации опасных противо-ЭДС от катушки реле в моменты выключения.

В контакты реле могут быть подключены с предназначенной нагрузкой для их включения / выключения в соответствии с заданными временными интервалами.

На 4-й принципиальной схеме показан стандартный Схема регулируемого таймера IC 555 имеющий два набора временных диапазонов и выходное реле для переключения желаемой нагрузки.

Хотя схема выглядит правильно, у этой базовой схемы может быть несколько отрицательных аспектов.

1. Во-первых, эта конструкция будет постоянно потреблять некоторый ток, даже когда выход схемы находится в выключенном состоянии.
2. Во-вторых, поскольку два конденсатора C1 и C3 имеют широкий диапазон допусков, потенциалы необходимо откалибровать с помощью двух отдельных шкал настройки.

Обсуждаемые выше недостатки можно фактически преодолеть, сконфигурировав схему следующим образом. Здесь мы используем реле DPDT для процедур.

На этой диаграмме 5-го таймера IC 555 мы видим, что контакты реле соединены параллельно с переключателем START S1, которые оба находятся в «нормально разомкнутом» режиме, и гарантируют отсутствие утечки тока, пока цепь выключена.

Чтобы инициировать цикл отсчета времени, кратковременно нажимают S1.

Это мгновенно приводит в действие IC 555. С самого начала можно ожидать, что C2 будет полностью разряжен. Из-за этого на выводе 2 ИС создается отрицательный триггер включения, который инициирует цикл синхронизации, и реле RY1 включается.

Контакты реле, подключенные параллельно к S1, позволяют IC 555 оставаться под напряжением даже после отпускания S2.

По истечении установленного периода времени реле деактивируется, и его контакты возвращаются в положение N / C, отключая питание от всей цепи.

Выходной сигнал временной задержки схемы в основном определяется значениями R1 и потенциометра R5, а также значениями C1 или C2 и в зависимости от положения селекторного переключателя S3a.

Сказав это, мы также должны отметить, что время дополнительно зависит от того, как настраиваются потенциометры R6 и R7.

Они переключаются с помощью переключателя S3b и интегрированы с контактом 5 напряжения CONTROL IC.

Эти потенциометры предназначены для эффективного шунтирования внутреннего напряжения IC 555, которое в противном случае могло бы нарушить синхронизацию выходного сигнала системы.

Благодаря этому усовершенствованию схема теперь может работать с максимальной точностью даже при конденсаторы, имеющие несовместимые уровни допуска .

Кроме того, эта функция также позволяет схеме работать с одиночной шкалой синхронизации, откалиброванной для считывания двух отдельных диапазонов синхронизации в соответствии с положением селекторного переключателя.

Для настройки указанной выше точной схемы таймера IC 555 необходимо сначала настроить R5 на максимальный диапазон. После этого S3 можно выбрать в положение 1.

Затем отрегулируйте R6, чтобы получить 10-секундную шкалу выходного сигнала включения с помощью проб и ошибок. Выполните те же процедуры для выбора позиции 2 через горшок R7 для получения точной шкалы 100 секунд.

Таймеры для автомобильных фар

Это шестой простой фара автомобиля Таймер на основе IC 555 предотвращает выключение автомобильных фар при выключении зажигания.

Вместо этого фары могут оставаться включенными в течение некоторой заданной задержки, как только водитель заблокирует зажигание автомобиля и идет к месту назначения, которым может быть его дом или офис. Это позволяет владельцу видеть путь и комфортно входить в пункт назначения при видимом освещении от фар.

Впоследствии, когда период задержки истекает, схема IC 555 выключает фары.

Как это устроено

Когда переключатель зажигания S2 включен, реле RY1 срабатывает через D3. Реле позволяет управлять фарами через верхние контакты реле и переключатель S1, так что фары работают нормально через S1.

В этот момент конденсатор C3, связанный с выводом 2 ИС, остается полностью разряженным, потому что оба его вывода находятся под положительным потенциалом.

Однако, когда ключ зажигания S2 выключен, конденсатор C3 подвергается воздействию потенциала земли через катушку реле, что внезапно вызывает появление отрицательного триггера на контакте 2.

Это запускает выходной контакт 3 IC 555 и позволяет реле оставаться под напряжением, даже если зажигание выключено. В зависимости от значений компонентов синхронизации R1 и C1, реле остается включенным, сохраняя включенными фары (в течение 50 секунд), до тех пор, пока, наконец, не истечет период времени и контакт 3 IC не отключится, отключив питание реле и освещения.

Схема не создает помех обычному функционированию фар во время движения автомобиля.

Следующая 7-я схема таймера, показанная ниже, также является таймером автомобильных фар, который управляется вручную, а не переключателем зажигания.

В схеме используется реле DPDT с двумя наборами контактов. Моностабильное действие IC 555 запускается кратковременным нажатием S1. Это активирует реле, и оба контакта перемещаются вверх и соединяются с положительным источником питания.

Правая пара контактов включает фары, а левые контакты питают цепь IC 555. C3 вызывает мгновенное появление отрицательного импульса на выводе 2, который запускает режим счета IC, а вывод 3 становится высоким, фиксируя реле.

Теперь фары включены. В зависимости от значений R1 и C1 выход контакта 3 поддерживает реле и фары включенными (в данном случае в течение 50 секунд), пока C1 не зарядится до 2/3 Vcc, установив низкий уровень на контакте 3 и выключив реле. и фары.

Таймер освещения крыльца на 1 минуту

Эта 8-я схема показывает простой свет крыльца схема таймера, которую можно активировать на минуту только в ночное время. В дневное время Сопротивление LDR становится низким, что сохраняет свое соединение с R5 высоким.

Из-за этого нажатие S1 не влияет на вывод 2 микросхемы. Однако с наступлением темноты сопротивление LDR становится бесконечным, достигая почти 0 В на стыке R4 и R5.

В этом состоянии, когда переключатель S1 нажат, вызывает отрицательный триггер на контакте 2 IC 555, который активирует контакт 3 на высокий уровень, а также включает реле. Свет на крыльце с контактами реле загорается.

Схема остается включенной около 1 минуты, пока C1 не зарядится до 2/3 напряжения постоянного тока. Теперь микросхема сбрасывается до низкого уровня на поворотном контакте 3, обесточивая реле и выключая свет крыльца.

Переключатель S1 может быть в виде небольшого скрытого переключателя возле дверной ручки / петли или под ковриком, который активируется, когда владелец наступает на коврик.

Приложение тахометра

Схема моностабильного таймера с использованием IC 555 также может быть эффективно реализована для создания схема тахометра который предоставит пользователю точную информацию о частоте и времени работы двигателя.

Частота, поступающая от двигателя, сначала преобразуется в прямоугольную волну правильного размера через RC-дифференциатор, а затем подается на контакт № 2 моностабильного устройства.

Схема дифференциатора преобразует передний или задний фронт прямоугольного сигнала в соответствующие импульсы запуска.

9-я практическая схема ниже показывает, как RC-цепь и транзистор преобразуют любой входной сигнал с любой амплитудой в правильно сформированные прямоугольные волны для генерации идеальных запускающих импульсов, переключения между полным уровнем Vcc IC и землей.

Вывод

Во всех схемах, представленных до сих пор, 555 работает как моностабильный (однократный) генератор периода синхронизации. Необходимые триггерные сигналы подаются на контакт 2 TRIGGER, а на выходной контакт 3 подается синхронизированный импульс.

Во всех конструкциях сигнал, подаваемый на вывод TRIGGER 2, имеет соответствующие размеры, чтобы сформировать импульс с отрицательной границей.

Это обеспечивает переключение амплитуды триггера с уровня «выключено», превышающего 2/3 напряжения питания, на значение «включено» ниже 1/3 уровня питания.

Срабатывание одноразового моностабильного срабатывания микросхемы фактически происходит, когда потенциал на выводе 2 понижается до 1/3 от уровня напряжения питания.

Для этого требуется, чтобы ширина импульса запуска на выводе 2 была больше 100 наносекунд, но меньше, чем импульс, который должен появиться на выводе 3.

Это позволяет убедиться в том, что триггерный импульс исчез по истечении установленного периода моностабильности.