Η λειτουργία Astable Multivibrator του χρονοδιακόπτη 555 IC ονομάζεται επίσης λειτουργία ελεύθερης λειτουργίας ή αυτόματης ενεργοποίησης. Σε αντίθεση με τη λειτουργία Monostable Multivibrator, δεν έχει σταθερή κατάσταση, έχει δύο σχεδόν σταθερή κατάσταση (HIGH και LOW). Δεν απαιτείται εξωτερική ενεργοποίηση σε λειτουργία Astable, αλλάζει αυτόματα τις δύο καταστάσεις σε ένα συγκεκριμένο διάστημα, δημιουργώντας έτσι μια ορθογώνια κυματομορφή. Αυτή η χρονική διάρκεια της εξόδου ΥΨΗΛΗΣ και ΧΑΜΗΛΗΣ καθορίστηκε από τις εξωτερικές αντιστάσεις (R1 και R2) και έναν πυκνωτή (C1). Η λειτουργία Astable λειτουργεί ως κύκλωμα ταλαντωτή, στο οποίο η έξοδος ταλαντεύεται σε μια συγκεκριμένη συχνότητα και παράγει παλμούς σε μορφή ορθογώνιου κύματος.
Χρησιμοποιώντας 555 χρονοδιακόπτη IC, μπορούμε να δημιουργήσουμε ακριβή χρονική διάρκεια εξόδου ΥΨΗΛΗΣ και ΧΑΜΗΛΗΣ, από μικρο δευτερόλεπτα έως ώρες, γι 'αυτό το 555 είναι πολύ δημοφιλές και ευέλικτο IC. Πριν περάσετε παρακάτω, θα πρέπει να γνωρίζετε σχετικά με το 555 χρονοδιακόπτη IC και τους PIN του, εδώ είναι η σύντομη περιγραφή σχετικά με τους PIN.
Καρφίτσα 1. Γείωση: Αυτός ο πείρος πρέπει να συνδεθεί με τη γείωση.
Καρφίτσα 2. TRIGGER: Η σκανδάλη σέρνεται από την αρνητική είσοδο του συγκριτή δύο. Η χαμηλότερη έξοδος του συγκριτή συνδέεται με τον πείρο SET του flip-flop. Ένας αρνητικός παλμός (<Vcc / 3) σε αυτό το Pin ρυθμίζει το Flip flop και η έξοδος πηγαίνει υψηλή.
Pin 3. OUTPUT: Αυτός ο πείρος επίσης δεν έχει ειδική λειτουργία. Αυτός είναι ο πείρος εξόδου όπου είναι συνδεδεμένο το φορτίο. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ή νεροχύτης και να οδηγήσει έως και 200mA ρεύμα.
Pin 4. Επαναφορά: Υπάρχει ένα flip-flop στο χρονοδιακόπτη. Ο πείρος επαναφοράς συνδέεται απευθείας με το MR (Master Reset) του flip-flop. Πρόκειται για έναν ενεργό χαμηλό πείρο και συνήθως συνδέεται με VCC για την αποφυγή τυχαίας επαναφοράς.
Pin 5. Pin ελέγχου: Ο πείρος ελέγχου συνδέεται από τον αρνητικό πείρο εισόδου του συγκριτικού. Το εύρος παλμού εξόδου μπορεί να ελεγχθεί εφαρμόζοντας τάση σε αυτόν τον ακροδέκτη, ανεξάρτητα από το δίκτυο RC. Κανονικά αυτός ο πείρος τραβιέται προς τα κάτω με έναν πυκνωτή (0,01uF), για να αποφευχθούν ανεπιθύμητες παρεμβολές θορύβου στην εργασία.
Καρφίτσα 6. THRESHOLD: Η τάση πείρου κατωφλίου καθορίζει πότε πρέπει να επαναφέρετε το flip-flop στο χρονόμετρο. Ο πείρος κατωφλίου αντλείται από θετική είσοδο του άνω συγκριτή. Εάν ο πείρος ελέγχου είναι ανοιχτός, τότε μια τάση ίση ή μεγαλύτερη από το VCC * (2/3) θα επαναφέρει το flip-flop. Έτσι, η παραγωγή πηγαίνει χαμηλή.
Καρφίτσα 7. ΑΠΟΡΡΙΨΗ: Αυτός ο πείρος προέρχεται από τον ανοιχτό συλλέκτη τρανζίστορ. Από τότε που το τρανζίστορ (στο οποίο πήρε τον πείρο εκφόρτισης, το Q1) συνδέθηκε η βάση του με το Qbar. Κάθε φορά που η έξοδος μειώνεται ή το flip-flop επανέρχεται, ο πείρος εκφόρτισης τραβιέται στη γείωση και εκφορτώνεται ο πυκνωτής.
Pin 8. Ισχύς ή VCC: Συνδέεται με θετική τάση (+ 3,6v έως + 15v).
Λειτουργία Astable Multivibrator mode of 555 timer IC:
- Όταν αρχικά η τροφοδοσία είναι ενεργοποιημένη, η τάση Pin Trigger είναι κάτω από Vcc / 3, γεγονός που καθιστά την χαμηλότερη έξοδο συγκριτή HIGH και ΡΥΘΜΙΣΕ το flip flop και η έξοδος του 555 chip είναι HIGH.
- Αυτό κάνει το τρανζίστορ Q1 OFF, επειδή το Qbar, Q '= 0 εφαρμόζεται απευθείας στη βάση του τρανζίστορ Καθώς το τρανζίστορ είναι ΑΝΕΝΕΡΓΟ, ο πυκνωτής C1 ξεκινά τη φόρτιση και όταν φορτίζεται σε τάση πάνω από την Vcc / 3, τότε η χαμηλότερη έξοδος του συγκριτή γίνεται LOW (Ο ανώτερος συγκριτής είναι επίσης στο LOW) και η έξοδος Flip flop παραμένει η ίδια με την προηγούμενη (έξοδος 555 παραμένει ΥΨΗΛΟ).
- Τώρα, όταν η φόρτιση του πυκνωτή φτάνει σε τάση άνω των 2 / 3Vcc, τότε η τάση του μη αναστρέψιμου άκρου (Threshold PIN 6) γίνεται υψηλότερη από το αντίστροφο άκρο του συγκριτή. Αυτό καθιστά την έξοδο του συγκριτικού ανώτερου HIGH και επαναφέρει το Flip flop, η έξοδος των 555 chip γίνεται ΧΑΜΗΛΗ.
- Μόλις η έξοδος των 555 get LOW σημαίνει Q '= 1, τότε το τρανζίστορ Q1 γίνεται ON και βραχυκυκλώνει τον πυκνωτή C1 στη Γείωση. Έτσι ο πυκνωτής C1 ξεκινά να αποφορτίζεται στη γείωση μέσω του PIN εκφόρτισης 7 και της αντίστασης R2.
- Καθώς η τάση του πυκνωτή πέφτει κάτω από τα 2/3 Vcc, η έξοδος του άνω συγκριτή γίνεται χαμηλή, τώρα το SR Flip flop παραμένει στην προηγούμενη κατάσταση καθώς και οι δύο συγκριτές είναι χαμηλοί.
- Κατά την εκφόρτιση, όταν η τάση του πυκνωτή μειώνεται κάτω από το Vcc / 3, αυτό κάνει την Κάτω έξοδο συγκριτή HIGH (ο επάνω συγκριτής παραμένει LOW) και Ρυθμίζει ξανά το flip flop και η έξοδος 555 γίνεται ΥΨΗΛΗ.
- Το τρανζίστορ Q1 γίνεται OFF και πάλι ο πυκνωτής C1 αρχίζει να φορτίζει.
Αυτή η φόρτιση και εκφόρτιση του πυκνωτή συνεχίζεται και παράγεται ένα ορθογώνιο ταλαντωμένο κύμα εξόδου για. Ενώ ο πυκνωτής παίρνει φόρτιση, η έξοδος 555 είναι ΥΨΗΛΗ, και ενώ ο πυκνωτής λαμβάνει έξοδο εκφόρτισης θα είναι χαμηλή. Επομένως, αυτό ονομάζεται λειτουργία Astable επειδή καμία από τις καταστάσεις δεν είναι σταθερή και το 555 αλλάζει αυτόματα την κατάστασή του από HIGH σε LOW και LOW σε HIGH, οπότε ονομάζεται Ελεύθερος πολυβιβαστής λειτουργίας.
Τώρα η διάρκεια OUTPUT HIGH και OUTPUT LOW καθορίζεται από τους αντιστάτες R1 & R2 και τον πυκνωτή C1. Αυτό μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τους παρακάτω τύπους:
Υψηλή ώρα (δευτερόλεπτα) T1 = 0,693 * (R1 + R2) * C1
Χαμηλός χρόνος (δευτερόλεπτα) T2 = 0,693 * R2 * C1
Χρονική περίοδος T = Υψηλή ώρα + Χαμηλή ώρα = 0,693 * (R1 + 2 * R2) * C1
Συχνότητα f = 1 / Χρονική περίοδος = 1 / 0,693 * (R1 + 2 * R2) * C1 = 1,44 / (R1 + 2 * R2) * C1
Κύκλος λειτουργίας: Ο κύκλος λειτουργίας είναι ο λόγος του χρόνου για τον οποίο η έξοδος είναι ΥΨΗΛΗ προς το συνολικό χρόνο.
Κύκλος εργασίας%: (Χρόνος ΥΨΗΛΟΣ / Συνολικός χρόνος) * 100 = (T1 / T) * 100 = (R1 + R2) / (R1 + 2 * R2) * 100
Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον 555 Timer Astable Calculator για να υπολογίσετε τις παραπάνω τιμές.
Εδώ είναι η πρακτική επίδειξη του Astable mode του 555 timer IC, όπου έχουμε συνδέσει ένα LED στην έξοδο του 555 IC. Σε αυτό το κύκλωμα 555 ασυμπίεστης πολλαπλής δόνησης, το LED θα ανάβει και θα σβήνει αυτόματα με συγκεκριμένη διάρκεια. Ο χρόνος ON, OFF, Frequency κ.λπ. μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τους παραπάνω τύπους.
Η παραπάνω εικόνα δείχνει το διάγραμμα κυκλώματος πολλαπλών δονητών 555 χρονοδιακόπτη. Μπορείτε να βρείτε πολλά κυκλώματα και εφαρμογές χρησιμοποιώντας αστάθεια λειτουργία σε κυκλώματα χρονοδιακόπτη 555.