Απλό κύκλωμα καθυστέρησης χρόνου με χρονοδιακόπτη 555

Σε αυτό το έργο πρόκειται να σχεδιάσουμε ένα κύκλωμα καθυστέρησης Simple Time χρησιμοποιώντας 555 Timer IC. Αυτό το κύκλωμα αποτελείται από 2 διακόπτες, ένας για έναρξη του χρόνου καθυστέρησης και άλλος για επαναφορά. Διαθέτει επίσης ποτενσιόμετρο για τη ρύθμιση της καθυστέρησης χρόνου, όπου μπορείτε να αυξήσετε τη μείωση της καθυστέρησης χρόνου περιστρέφοντας απλώς το ποτενσιόμετρο.

Εδώ χρησιμοποιήσαμε την μπαταρία 9 V και το προαιρετικό ρελέ 5V για την εναλλαγή του φορτίου AC. Ένας ρυθμιστής τάσης 5v χρησιμοποιείται για παροχή τακτικής τροφοδοσίας 5v στο κύκλωμα. Ελέγξτε επίσης το κύκλωμα χρονοδιακόπτη 1 λεπτού χρησιμοποιώντας το 555.

Απαιτούμενα συστατικά:

1. 555 χρονόμετρο IC
2. Αντίσταση - 1k (3)
3. Αντίσταση - 10k
4. Μεταβλητή αντίσταση - 1000k
5. Πυκνωτής - 200uF, 0,01uF
6. LED- Κόκκινο και πράσινο
7. Πλήκτρα - 2

555 IC χρονοδιακόπτη:

Πριν πάμε στη λεπτομέρεια του Time Delay Circuit, πρώτα πρέπει να μάθουμε πρώτα για το 555 Timer IC.

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 έξοδος του συγκριτή δύο συνδέεται με τον πείρο SET του flip-flop. Με το συγκριτή υψηλή έξοδο δύο έχουμε υψηλή τάση στην έξοδο του χρονοδιακόπτη. Εάν αυτός ο πείρος είναι συνδεδεμένος στη γείωση (ή μικρότερος από Vcc / 3), η έξοδος θα είναι πάντα υψηλή.

Pin 3. OUTPUT: Αυτός ο πείρος επίσης δεν έχει ειδική λειτουργία. Αυτός είναι ο πείρος εξόδου όπου είναι συνδεδεμένο το φορτίο.

Pin 4. Επαναφορά: Υπάρχει ένα flip-flop στο χρονοδιακόπτη. Ο πείρος επαναφοράς συνδέεται απευθείας με το MR (Master Reset) του flip-flop. Αυτός ο πείρος συνδέεται στο VCC για να σταματήσει η επαναφορά του σκληρού δίσκου.

Pin 5. Pin ελέγχου: Ο πείρος ελέγχου συνδέεται από τον αρνητικό πείρο εισόδου του συγκριτικού. 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 συγκριτή1. Εάν ο πείρος ελέγχου είναι ανοιχτός. Στη συνέχεια, μια τάση ίση ή μεγαλύτερη από VCC * (2/3) (δηλ. 6V για τροφοδοσία 9V) 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

Pin 8. Ισχύς ή VCC: Συνδέεται με θετική τάση (+ 3,6v έως + 15v).

Εάν θέλετε να μάθετε λεπτομερώς το IC 555, ανατρέξτε στο λεπτομερές άρθρο 555 Timer IC.

Monostable Mode of 555 Timer IC:

Το χρονόμετρο 555 IC έχει ρυθμιστεί στη λειτουργία Monostable για αυτό το κύκλωμα Time Delay. Εδώ εξηγούμε λοιπόν τη λειτουργία Monostable του 555 Timer IC.

Ακολουθεί η εσωτερική δομή του 555 Timer IC:

Η λειτουργία είναι απλή, αρχικά το 555 είναι σε σταθερή κατάσταση, δηλαδή το OUPUT στο PIN 3 είναι χαμηλό. Γνωρίζουμε ότι το μη αναστρέψιμο άκρο του Κάτω Συγκριτή είναι στα 1 / 3Vcc, οπότε όταν εφαρμόζουμε αρνητική τάση (<1 / 3Vcc) στο Trigger PIN 2 συνδέοντάς το στη Γείωση (μέσω ενός διακόπτη κουμπιού PUSH), συμβαίνουν δύο πράγματα:

1. Πρώτον είναι, το χαμηλότερο συγκριτικό γίνεται HIGH και το Flip flop παίρνει Set και παίρνουμε HIGH OUTPUT στο PIN 3
2. Και το δεύτερο είναι ότι το τρανζίστορ Q1 γίνεται απενεργοποιημένο και ο πυκνωτής χρονισμού C1 αποσυνδέεται από τη γείωση και αρχίζει να φορτίζεται μέσω του Resistor R1.

Αυτή η κατάσταση ονομάζεται σχεδόν σταθερή κατάσταση και παραμένει για κάποιο χρονικό διάστημα (T). Τώρα, όταν ο πυκνωτής αρχίζει να φορτίζει και φτάνει στην τάση λίγο μεγαλύτερη από 2/3 Vcc, η τάση στο Threshold PIN 6 γίνεται μεγαλύτερη από την τάση στο αντίστροφο άκρο (2 / 3Vcc) του Ανώτερου συγκριτή, συμβαίνουν και πάλι δύο πράγματα:

1. Πρώτον, το Ανώτερο συγκριτικό γίνεται HIGH και το Flip flop παίρνει Resets και το OUTPUT του chip στο PIN 3 γίνεται ΧΑΜΗΛΟ.
2. Και δεύτερον, το τρανζίστορ Q2 ενεργοποιείται και ο πυκνωτής ξεκινά να αποφορτίζεται στο έδαφος, μέσω του PIN εκφόρτισης 7.

Έτσι, το 555 IC επιστρέφει αυτόματα στη σταθερή κατάσταση (LOW) μετά το χρόνο που καθορίζεται από το δίκτυο RC. Αυτή η διάρκεια της σχεδόν σταθερής κατάστασης μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας αυτόν τον υπολογισμό 555 Monostable ή μπορεί να υπολογιστεί με τους παρακάτω τύπους:

T = 1.1 * R1 * C1 Δευτερόλεπτα όπου το R1 είναι στο OHM και το C1 στο Farads.

Τώρα λοιπόν μπορούμε να δούμε ότι η λειτουργία MONOSTABLE έχει μόνο μία σταθερή κατάσταση και απαιτεί αρνητικό παλμό στο PIN 2, για τη μετάβαση σε σχεδόν σταθερή κατάσταση. Η σχεδόν σταθερή κατάσταση παραμένει μόνο για 1,1 * R1 * C1 δευτερόλεπτα και μετά επανέρχεται αυτόματα σε σταθερή κατάσταση. Θυμηθείτε ένα πράγμα, ενώ σχεδιάζετε αυτό το κύκλωμα, ότι ο παλμός ενεργοποίησης στο PIN 2 πρέπει να είναι αρκετά μικρότερος από τον παλμό OUPUT, έτσι ώστε ο πυκνωτής να έχει αρκετό χρόνο για φόρτιση και εκφόρτιση.

Διάγραμμα κυκλώματος:

Ακολουθεί το διάγραμμα κυκλώματος για απλό κύκλωμα καθυστέρησης χρησιμοποιώντας 555 IC:

Λειτουργία κυκλώματος καθυστέρησης χρόνου:

Ολόκληρο το κύκλωμα τροφοδοτείται από 5V χρησιμοποιώντας ρυθμιστή τάσης 7805. Αρχικά όταν δεν πατηθεί κανένα κουμπί, η έξοδος του IC 555 παραμένει ΧΑΜΗΛΗ και το κύκλωμα παραμένει σε αυτήν την κατάσταση, έως ότου πατήσετε το κουμπί ΕΚΚΙΝΗΣΗΣ και ο πυκνωτής C1 παραμένει σε κατάσταση εκφόρτισης.

Όπως εξηγήσαμε παραπάνω, η χρονική καθυστέρηση για την σχεδόν σταθερή κατάσταση (ασταθής) εξαρτάται από την τιμή Πυκνωτής χρονισμού και αντίσταση. Καθώς αλλάζετε την τιμή αυτών, η χρονική καθυστέρηση για σχεδόν σταθερή κατάσταση θα αλλάξει επίσης. Εδώ το μπλε LED ανάβει σε σχεδόν σταθερή κατάσταση για τον συγκεκριμένο χρόνο και το κόκκινο LED ανάβει σε σταθερή κατάσταση. Εδώ λοιπόν έχουμε αντικαταστήσει αυτήν την αντίσταση χρονισμού με τη μεταβλητή αντίσταση, έτσι ώστε να μπορούμε να προσαρμόσουμε την καθυστέρηση χρόνου περιστρέφοντας ακριβώς το κουμπί ποτενσιόμετρου στον ίδιο τον πίνακα. Εδώ έχουμε συνδέσει επίσης ένα προαιρετικό ρελέ για ενεργοποίηση της συσκευής AC μετά από μια χρονική καθυστέρηση. Μάθετε εδώ για διασύνδεση Ρελέ για ενεργοποίηση φορτίων AC.

Όταν πατάτε το κουμπί Έναρξη, ξεκινά ο χρονοδιακόπτης αντίστροφης μέτρησης και το μπλε LED ανάβει και μετά τη συγκεκριμένη ώρα (ορίζεται από τον τύπο T = 1.1 * R1 * C1) ο χρονοδιακόπτης 555 πηγαίνει σε σταθερή κατάσταση, όπου το κόκκινο LED ανάβει και το μπλε LED κλείνει. Μπορείτε να αυξήσετε και να μειώσετε τη χρονική καθυστέρηση χρησιμοποιώντας το ποτενσιόμετρο, όπως φαίνεται στο παρακάτω βίντεο.