Δημιουργήστε ένα απλό push-on push με χρονοδιακόπτη 555

Εάν είστε χόμπι ή ενδιαφέρεστε έντονα για ηλεκτρονικά κυκλώματα, πρέπει να είστε εξοικειωμένοι με το 555 χρονοδιακόπτη IC και τα τρία δημοφιλή κυκλώματά του - Monostable multivibrator, Astable multivibrator και Bistable multivibrator. Μαντέψτε τι, μπορούμε ακόμη να χρησιμοποιήσουμε αυτό το IC ως διακόπτη. Αυτός είναι ο τύπος του κουμπιού που διατηρεί την κατάστασή του, δηλαδή στον πρώτο τύπο, ενεργοποιεί το φορτίο και στο δεύτερο πάτημα απενεργοποιεί το φορτίο. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτό το κύκλωμα σε συνδυασμό με πίνακες ψηφιακής ανάπτυξης όπως το Arduino για το σχεδιασμό κυκλωμάτων όπου πρέπει να ενεργοποιήσουμε τον μικροελεγκτή ανιχνεύοντας έναν μικρό παλμό (όπως ένας αισθητήρας κίνησης).

Σε αυτό το σεμινάριο, θα μάθουμε πώς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα χρονοδιακόπτη 555 ως διακόπτη σε συνδυασμό με ορισμένα συμπληρωματικά στοιχεία. Θα σχεδιάσουμε το κύκλωμα σε ένα breadboard και με τη βοήθεια ενός μπουτόν, θα δείξουμε τη λειτουργία του.

Απαιτούμενα στοιχεία για κύκλωμα χρονιστή 555

Τα εξαρτήματα που απαιτούνται για την κατασκευή ενός απλού διακόπτη push-off παρατίθενται παρακάτω.

• 555 χρονόμετρο IC
• 220KΩ αντιστάσεις * 2
• 100kΩ αντίσταση
• 1KΩ αντίσταση
• Ηλεκτρολυτικός πυκνωτής 1uF
• LED με αντίσταση 220 ohm
• Ρελέ SPDT
• Δίοδος in4007
• Τρανζίστορ BC557 PNP

Εισαγωγή στο 555 Timer IC

Όταν πρόκειται για το σχεδιασμό κυκλωμάτων χρονοδιακόπτη, το πρώτο πράγμα που έρχεται στο μυαλό μας είναι το χρονόμετρο IC 555. Είναι το παλαιότερο κομμάτι της τεχνολογίας και έτσι μπορείτε να βασιστείτε στα τυφλά και το καλύτερο από όλα, είναι προσιτό. Το εσωτερικό κύκλωμα του χρονοδιακόπτη 555 συζητείται παρακάτω:

PIN 1 και PIN 8: Συνδέονται μεταξύ της γείωσης και της Vcc με τρεις αντιστάσεις 5kΩ. Αυτό δίνει επίσης στο IC το εικονικό του όνομα. Αυτές οι αντιστάσεις δημιουργούν ένα κύκλωμα διαίρεσης τάσης με την τιμή 1/3 και 2/3 της τάσης τροφοδοσίας καθώς ο πείρος 1 είναι γείωση και ο πείρος 8 είναι Vcc. Η μη αναστρέψιμη είσοδος (+) ενός συγκριτή συνδέεται με την έξοδο 1/3 του διαχωριστή τάσης και η είσοδος αναστροφής (-) του άλλου συγκριτή συνδέεται με την έξοδο 2/3 του διαχωριστή τάσης.

PIN 2: Είναι ο πείρος σκανδάλης του IC που είναι συνδεδεμένος με την αντίστροφη είσοδο (-) του συγκριτή.

PIN 3: Είναι η έξοδος του IC που συνδέεται μέσω του κυκλώματος οδηγού εξόδου με την έξοδο ενός flip-flop.

PIN 4: Είναι ο πείρος επαναφοράς που συνδέεται με τον πείρο επαναφοράς του flip-flop. Συνδέοντας αυτήν την ακίδα στο έδαφος, μπορούμε να επαναφέρουμε αυτό το IC. Αυτός είναι ο λόγος, βλέπουμε στα περισσότερα 555 κυκλώματα να είναι συνδεδεμένο με Vcc.

PIN 5: Είναι ο πείρος ελέγχου που συνδέεται με την τιμή 2/3 του διαχωριστή τάσης και της εισόδου αναστροφής (-) του συγκριτή. Εάν θέλουμε να αλλάξουμε την τάση αναφοράς, μπορούμε να εφαρμόσουμε εξωτερική τάση μέσω αυτού του πείρου. Γενικά, στα περισσότερα κυκλώματα χρονοδιακόπτη 555, μπορούμε να δούμε ότι αυτός ο πείρος είναι συνδεδεμένος σε έναν πυκνωτή για τη λήψη σταθερής τάσης αναφοράς.

PIN 6: Συνδέεται με την είσοδο μη αναστροφής (+) του κυκλώματος σύγκρισης του οποίου η έξοδος είναι συνδεδεμένη με τον πείρο επαναφοράς του flip-flop.

PIN 7: Είναι ο πείρος εκφόρτισης που συνδέεται με τον συλλέκτη του BJT.

Πώς λειτουργεί ένας διακόπτης μανδάλωσης χρονοδιακόπτη 555;

Οι PIN 2 και 6 του 555-timer είναι οι σκανδάλες και οι ακίδες κατωφλίου αντίστοιχα. Σε αυτό το κύκλωμα, θα παρακολουθούμε την τάση σε αυτούς τους ακροδέκτες. Όταν η τάση στον ακροδέκτη 2 πηγαίνει κάτω από το 1/3 της τάσης τροφοδοσίας, αυτός ο πείρος ενεργοποιεί την έξοδο (ακίδα 3) και όταν η τάση στον ακροδέκτη 6 πηγαίνει κάτω από τα 2/3 της τάσης τροφοδοσίας, αυτός ο πείρος απενεργοποιεί την έξοδο (ακίδα 3).

Διάγραμμα κυκλώματος του κυκλώματος μανδάλωσης χρονοδιακόπτη 555

Το σχήμα του διακόπτη απενεργοποίησης με χρονοδιακόπτη 555 δίνεται παρακάτω.

Στο κύκλωμα, οι ακίδες 2 και 6 είναι συνδεδεμένοι και οι ακίδες 4 και 8 είναι επίσης συνδεδεμένοι. Η έξοδος του κυκλώματος διαχωριστή τάσης συνδέεται με τον ακροδέκτη 6 του IC. Μία αντίσταση του κυκλώματος διαχωριστή τάσης συνδέεται μέσω πυκνωτή 1uF στον πείρο εξόδου 3 μέσω της αντίστασης 100k. Ένα μπουτόν συνδέεται μεταξύ του ακροδέκτη 2 και του θετικού ακροδέκτη του πυκνωτή. Ένα LED συνδέεται επίσης μέσω της τρέχουσας περιοριστικής αντίστασης στην έξοδο του IC.

Λειτουργία του κυκλώματος διακόπτη Push-on Push-off

Δύο αντιστάσεις 220KΩ δημιουργούν ένα κύκλωμα διαχωριστή τάσης. Η έξοδος αυτού του κυκλώματος διαχωριστή τάσης τροφοδοτείται στον ακροδέκτη 6 του IC. Όταν ενεργοποιούμε αρχικά το κύκλωμα, ο διαχωριστής τάσης βρίσκεται σε ισορροπημένη κατάσταση, οπότε η έξοδος είναι OFF. Όταν πατάμε το κουμπί, ο πυκνωτής αρχίζει να φορτίζει μέσω της αντίστασης R3 και έτσι το R3 αντλεί περισσότερο ρεύμα που δημιουργεί μια μη ισορροπημένη κατάσταση. Αυτό δημιουργεί την αλλαγή τάσης στον ακροδέκτη 2, ο οποίος με αποτέλεσμα ενεργοποιεί την έξοδο. Τώρα, όταν πατήσουμε ξανά το κουμπί, ο πείρος 6 ανιχνεύει την τάση τροφοδοσίας του φορτισμένου πυκνωτή. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την απενεργοποίηση της εξόδου.

Δοκιμή του κυκλώματος μανδάλωσης χρονοδιακόπτη 555

Δημιούργησα το κύκλωμα στο breadboard, το βίντεο του οποίου είναι διαθέσιμο στο τέλος του άρθρου. Επίσης, οι εικόνες που σχετίζονται με το κύκλωμα δίνονται παρακάτω.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Αυτό είναι ένα ψηφιακό κύκλωμα και έτσι λειτουργεί σε λογικά επίπεδα. Ελέγχετε πάντα την τιμή των αντιστάσεων που χρησιμοποιούνται στο διαχωριστικό τάσης, καθώς μπορεί να διαφέρει ανάλογα με την ανοχή των αντιστάσεων και, εάν είναι δυνατόν, χρησιμοποιήστε αντιστάσεις υψηλής ακρίβειας. Εκτός από αυτό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν κεραμικό πυκνωτή 0.1uF παράλληλα με το διακόπτη, εάν υπάρχει κάποιο πρόβλημα στη λειτουργία του κυκλώματος.

Έτσι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το IC 555-timer ως διακόπτη. Εάν έχετε αμφιβολίες σχετικά με το κύκλωμα, μπορείτε να τις δημοσιεύσετε στην ενότητα σχολίων παρακάτω.