Behärskning av 555 timer: principer, lägen, applikationer och praktisk implementering
I den här artikeln utforskar vi 555 -timern, en seminal integrerad krets som revolutionerade elektroniska enheter vid sin debut 1971. Detta chip är känt för sin mångsidighet och används i allt från vardagliga hushållsartiklar till avancerad rymdskeppsteknik.Vi fördjupar principerna, strukturen och tillämpningarna av 555 -timern, särskilt med fokus på dess användbarhet för att uppnå exakt kontroll och tidpunkt i elektronikprojekt.
Katalog
Bild 1: 555 timer
Förstå 555 timern
555 -timern introducerades av Hans Camenzind 1971 och är anmärkningsvärt för sina tre 5KΩ -motstånd.Dessa motstånd utgör en spänningsdelare nyckel till timerens funktion, vilket gör att den kan kontrollera tidsintervall exakt.Detta chip spelar en viktig roll i ett brett spektrum av elektronisk utrustning på grund av dess enkla men ändå effektiva design, och omfattar endast 8 stift men har cirka 25 transistorer, 2 dioder och 16 motstånd.
555 -timern fungerar i tre lägen: monostable, bistable och astable.Varje läge serverar olika funktioner:
Bild 2: 555 -timern är känd för sina tre 5KΩ -motstånd
• Monostable Mode ger en enda, tidsbestämd puls, användbar för att skapa exakta förseningar.
• Bistable -läge gör det möjligt för timern att växla mellan två stabila tillstånd, idealiska för switchar och växlar.
• Astable -läge genererar kontinuerliga svängningar, perfekta för att driva pulsbreddmodulerade (PWM) -signaler och skapa ljudeffekter.
Chipens flexibilitet gör det till en favorit bland både hobbyister och professionella ingenjörer, firade för dess tillförlitlighet och exakta tidsfunktioner.
När du använder 555 -timern hjälper precision i att välja och ställa in motstånd och kondensatorer att definiera tidsintervall.I en enkel LED -blinkningskrets ändrar till exempel dessa komponenter frekvensen och varaktigheten på LED: s blixtar.Denna justering påverkar vågformen för utgångssignalen och kretsens övergripande stabilitet och effektivitet.
För nybörjare kan den initiala inlärningskurvan verka brant, särskilt förstå effekterna av de interna 5kΩ -motstånden på timerens funktionalitet.Emellertid kan praktisk experiment, såsom varierande motstånd och kapacitans för att bevittna de resulterande förändringarna i produktionen, öka förståelsen och intuitionen i kretsdesign.
Arbetsprincip och intern struktur för 555 timer
555 -timern är en kompakt och effektiv integrerad krets som består av 25 transistorer, 2 dioder och 15 motstånd.Dessa element arbetar tillsammans för att bilda ett robust tidskontrollsystem.Denna krets är byggd kring flera viktiga komponenter: två komparatorer, en RS-flip-flop, en spänningsdelare och ett utgångssteg.
Bild 3: 555 Timer schematiskt diagram
Spänningsdelare
Spänningsdelaren i 555 -timern är utformad från tre 5KΩ -motstånd i linje i serie.Denna inställning delar upp den inkommande matningsspänningen i två viktiga referensspänningar - 1/3 och 2/3 av den initiala spänningen.Dessa referenspunkter är integrerade i timerens styrmekanismer eftersom de levererar den nödvändiga referensspänningen för komparatorerna.
Komparatorer
Komparatorernas roll är att kontinuerligt kontrollera den yttre insignalen, såsom spänningen som kommer in från en extern krets, och mäta den mot de internt inställda referensspänningarna (1/3VCC och 2/3VCC).Beroende på om ingångsspänningen överstiger eller faller under dessa referenspunkter, svarar komparatorn.Den skickar ut en hög signal om ingången är högre och en låg signal om den är lägre.Denna binära, on-off-logik är grundläggande för timerns exakta funktion.
RS flip-flop
Signalen från komparatorerna matas in i RS-flip-flop, en grundminnesenhet som växlar ut dess utgångstillstånd baserat på komparatorens signal.I en monostable-läge-operation sätter du ut flip-flopen av timern under en förutbestämd varaktighet.
Framsteg
Utgångssteget för 555 -timern är utformad för att ansluta direkt till och driva olika belastningar som LED -lampor eller små motorer, hantering av upp till 200 mA.Denna kapacitet gör 555 -timern otroligt mångsidig, lämplig för både hobbyprojekt och mer krävande industriella tillämpningar.
Praktiska applikationstips
När du använder 555 -timern är det viktigt att välja rätt externa motstånd och kondensatorer.Dessa komponenter är avgörande för att ställa in tidsvaraktigheten och säkerställa operationens stabilitet.Till exempel förlänger du en större kondensator till stift 2 (triggerpin) timerens varaktighet.Även om dessa justeringar kan verka mindre påverkar de timernas prestanda avsevärt.
Genom att förstå och manipulera dessa element kan användare uppnå exakt kontroll över tidsintervall.Oavsett om du skapar specifika klocksignaler eller utformar komplexa automatiserade styrsystem, är denna precision ett måste.Varje komponent och varje anslutning är viktig och lägger grunden för pålitlig och effektiv tidpunkt.
Detaljerad förklaring av 555 timerstiftfunktioner
555-timern är en 8-stifts integrerad krets som används allmänt av ingenjörer och elektronikhobbyister för att skapa olika tidpunkt- och svängningsapplikationer.Varje stift har en specifik roll, grundläggande för att implementera verkliga elektroniska kretsar effektivt.
Bild 4: 555 Timer IC Pinout -diagram
Stift 1 (mark)
Stift 1 ansluter direkt till den negativa terminalen för din strömförsörjning.Det är absolut nödvändigt att säkerställa en stabil och solid anslutning på denna stift, eftersom dålig jordning kan leda till ojämnt kretsbeteende eller direkt misslyckanden.Att upprätthålla en oavbruten anslutning här är ett viktigt steg under installationen.
Stift 2 (trigger)
Pin 2 aktiverar timerens verksamhet.Denna stift utlöser en högnivåutgång vid stift 3 när dess spänning sjunker under en tredjedel av matningsspänningen.I praktiska tillämpningar ansluter designers ofta en extern knapp eller sensor, tillsammans med ett motståndskortnätverk till denna stift, för att underlätta användarinitierade starttider.
Stift 3 (utgång)
Denna stift återspeglar direkt timerens tillstånd och ger en hög utgång nära strömförsörjningsspänningen (reducerad med en 1,5V -bortfall) och en låg utgång nära 0V.Pin 3 kan driva små enheter direkt, såsom lysdioder eller små reläer, utan ytterligare komponenter.
Stift 4 (återställning)
Stift 4 tjänar till att stoppa timerens nuvarande operation.Tillämpning av en låg signal på denna stift stoppar timern och återställs utgången till låg.Denna funktionalitet är nyckeln i applikationer som kräver ett omedelbart upphörande av tidpunkten, som säkerhetsavstängningar eller under ett feltillstånd.
Stift 5 (styrspänning)
Stift 5 möjliggör justering av den interna tröskelspänningen genom att applicera en extern spänning, som förändrar timerens period och frekvens.Denna justering visar sig vara ovärderlig för finjustering av timerens operation, särskilt i system där variabel tidpunkt är nödvändig.
Stift 6 (tröskel)
Stift 6 övervakar spänningsnivån och växlar utgången till låg när den träffar två tredjedelar av matningsspänningen.Det används vanligtvis med stift 2 för att etablera och kontrollera svängningsperioden i timerens häpnadsväckande läge.
Stift 7 (urladdning)
I både timerens häpnad och monostabla lägen släpper ut den anslutna externa kondensatorn.Denna urladdning sker när utgången förskjuts mellan högt och lågt, vilket förbättrar precisionen för tidsintervall.
Stift 8 (VCC strömförsörjning)
Stift 8 ansluter till den positiva terminalen för strömförsörjningen och accepterar vanligtvis spänningar mellan 5V och 15V.Att säkerställa användning av korrekt spänning är nödvändig för att förhindra fel eller skada från överspänning.
Bild 5: 555 Timer IC Pinout -diagram
Att få kunskaper med dessa stift är nyckeln till att effektivt distribuera 555 -timern i ett projekt.Denna kunskap främjar skapandet av allt från enkla försenade växlar till komplexa pulsgeneratorer, vilket säkerställer framgångsrik kretsdesign och implementering.
Skapa en blinkande LED -krets med 555 -timern
555 -timern i Astable -läge fungerar som en oscillator och växlar kontinuerligt utgången från hög till låg.Denna svängning är perfekt för att skapa periodiska funktioner som att blinka en LED, producera ljud eller kontrollera motorer.
När du ställer in kretsen påverkar små justeringar av motståndet och kondensatorvärdena LED: s blixtfrekvens och stabilitet.Till exempel utvidgar en högre kapacitans både på och av -faserna på LED, vilket resulterar i ett långsammare blinkande mönster.På liknande sätt är det att välja rätt motståndsvärde att skydda lysdioden från överdriven ström, vilket kan skada det, samtidigt som de optimerar kretsens effekteffektivitet.
Att experimentera med dessa kretsar ger nybörjare ett praktiskt sätt att observera interaktionen mellan elektroniska komponenter.Det visar också hur tidpunkten i kretsar hanteras med hjälp av grundelement, förbättrar deras grepp om 555 timers kapacitet och uppmuntrar ytterligare utforskning inom elektronik.
Bild 6: LED -krets
Bygga en blinkande LED -krets
Montering av en blinkande LED -krets med en 555 timer är ett utmärkt introduktionsprojekt för de nya inom elektronik.Processen är enkel och ger en tydlig demonstration av timerens funktionalitet i Astable -läge.Nedan hittar du de detaljerade stegen och de komponenter som krävs.
Bild 7: LED -flasher -krets
Komponenter behövs:
• 555 timerchip
• LED
• Motstånd (för att begränsa strömmen till lysdioden)
• Kondensator (för att ställa in blixtfrekvensen)
• Strömförsörjning (vanligtvis mellan 5V och 12V)
Monteringsinstruktioner:
Ansluta strömförsörjningen:
• Fäst PIN 8 av 555 -timern till den positiva terminalen för din strömförsörjning.
• Anslut stift 1 till marken.
Konfigurera timern:
• För att ställa in 555 -timern för Astable -läge, länkstift 2 och 6 tillsammans.
Justera utgångsfrekvens:
• Anslut ett motstånd från stift 7 till stift 8. Detta motstånd kommer att påverka hur snabbt kondensatorens laddningar.
• Fäst ett annat motstånd från stift 7 till stift 6 och placera en kondensator i serie från stift 6 till mark.De valda värdena för detta motstånd och kondensator kommer att avgöra hur snabbt lysdioden blinkar.
Anslutning av lysdioden:
• Länk den positiva terminalen för LED till stift 3, som är utgångsstiftet för 555 -timern.
• Anslut den negativa terminalen på lysdioden till marken genom ett motstånd.Detta motstånd bör väljas noggrant för att säkerställa att det är tillräckligt starkt för att förhindra skador på lysdioden från för mycket ström.
Genom dessa steg kan du bygga en krets som inte bara visar grundläggande elektroniska principer utan också fungerar som en praktisk introduktion till de dynamiska funktionerna i 555 -timern.
Monostable Mode med 555 timer
Monostable-läge, ofta kallat enkelskottsläge, ger en stabil, kort hög utgång från 555-timern.Denna funktionalitet är särskilt användbar för att generera engångs- eller fördröjningssignaler.Vanliga användningsområden inkluderar att initiera sekvenser i dörrklockor eller tillfälliga larm där en snabb signal utlöser en längre åtgärd.
I processen att konstruera och testa en monostable krets möjliggör justering av motstånd och kondensatorvärden korrekt kontroll över utgångens varaktighet.Till exempel förlänger att öka kondensatorns storlek den period som utgången förblir hög, vilket är användbart för applikationer som behöver utökade signallängder såsom längre larm.
Uppmärksamhet på komponenternas kvalitet, särskilt triggermekanismen, är nyckeln.Komponenter med låg kvalitet kan leda till inkonsekvent utlösning och minska systemets prestanda.Dessutom påverkar valet av pull-up-motstånd kretsstabilitet.Det måste vara tillräckligt stort för att hålla stift 2 vid ett högt tillstånd under normala förhållanden och tillräckligt liten för att underlätta en snabb övergång till ett lågt tillstånd när det utlöses.
Dessa inställningar gör det möjligt för 555 -timern att fungera effektivt i roller utöver grundläggande dörrklockor eller larm, inklusive precisionsuppgifter som att styra kamerablinkar.Sådan mångsidighet visar 555 timers verktyg i olika elektroniska projekt.
Bygga en krets i monostable -läge
Inställningen för en monostable -lägeskrets kräver noggrann uppmärksamhet på signal- och tidskonfiguration.Här är en steg-för-steg-guide för att montera en monostable krets med en 555 timer.
Bild 8: 555 Timer i exempel på monostabla läge
Komponenter krävs:
• 555 timer
• Motstånd (minst två)
• Kondensator (bestämmer fördröjningsvaraktighet)
• Trigger Switch (t.ex. en knapp)
• utgångsenhet (t.ex. summer eller LED)
• Strömförsörjning (vanligtvis 5V till 12V)
Monteringsinstruktioner:
Upprätta kraftanslutning:
• Anslut stift 8 i 555 -timern till den positiva terminalen för din strömförsörjning.
• Fäst stift 1 på marken.
Konfigurera triggermekanismen:
• Fäst ett pull-up-motstånd till stift 2 och anslut det till den positiva strömförsörjningen för att upprätthålla stift 2 vanligtvis högt, vilket förhindrar oavsiktliga triggers.
• Anslut stift 2 till marken via en triggeromkopplare, vilket gör att spänningen vid stift 2 kan sjunka kort när omkopplaren aktiveras och därigenom inleder timern.
Ställa in utgångsvaraktigheten:
• Placera ett motstånd mellan stift 6 (tröskel) och stift 7 (urladdning).
• Fäst en kondensator från stift 7 till mark.De specifika värdena på motståndet och kondensatorn bestämmer hur länge utgången förblir hög och hanterar övergången tillbaka till låg efter aktivering.
Ansluta en utgångsenhet:
• Länkstift 3 till en utgångsenhet, till exempel en summer eller LED, vilket gör att den kan avge ljud eller ljus vid aktivering.
Genom att följa dessa steg kan du skapa en monostable krets som inte bara visar grundläggande elektroniska principer utan också effektivt använder den dynamiska funktionaliteten för 555 -timern.
Bistable -läge och dess praktiska applikationer
Bistable-läge gör det möjligt för 555 timerchipet att växla mellan två stabila tillstånd, som fungerar på samma sätt som en elektronisk tvåvägsbrytare.Detta läge är idealiskt för scenarier som kräver enkla switchar eller logikkontroller utan tidsbaserade funktioner.Vanligtvis tillämpas det i enkla automatiseringssystem, robotslogikkontroller och olika switchoperationer.
Förstå och ställa in det bistable -läget
Framgången med att använda bistable -läge hänger på den exakta inställningen av triggermekanismen och upprätthålla stabila utgångar.Kvaliteten och installationen av kontrollknapparna påverkar systemets prestanda avsevärt, eftersom sämre knappar kan leda till jitter och ofta, oavsiktliga tillståndsförändringar.
För att ställa in avtryckaren, anslut Pins 2 och 6. Här är den operativa logiken: Att trycka på en knapp ändrar utgången från ett tillstånd till ett annat, som sedan håller tills knappen trycks igen.Denna installation är perfekt lämpad för att utforma enkla logiska kretsar, till exempel de som används för att ändra en robotens riktning eller för grundläggande datalagring.
Utöver enkla elektroniska switchar är det bistabila läget också anpassningsbart för mer komplexa uppgifter som automatiserade kontrollsystem som kräver grundläggande beslutsfattande.Dess enkelhet och tillförlitlighet gör det till ett användbart verktyg i elektronikprojekt.
Konfigurera bistable -läge
I bistable -läge beror 555 timers utgång (antingen hög eller låg) på en extern trigger och förblir oförändrad fram till nästa triggerhändelse.Medan installationen är enkel, hjälper en exakt kretsdesign att säkerställa både stabilitet och lyhördhet.
Bild 9: Exempel Bistable Mode Circuit
Obligatoriska material:
• 555 timerchip
• Motstånd
• Trigger Switch (knapp eller sensorisk enhet)
• Utgångsenheter (lysdioder, elektroniska lås, motorer etc.)
• Strömförsörjning (vanligtvis 5 till 12V)
Byggsteg:
Strömanslutningar:
• Anslut stift 8 till den positiva strömförsörjningen och stift 1 till marken.
Ställ in triggermekanismen:
• Länkstift 2 och stift 6 direkt och genom ett neddragningsmotstånd till marken, vilket säkerställer att stiftet förblir låg utan en trigger-signal.
• Anslut stift 2 och 6 till det positiva tillförseln genom en tryckknapp för aktivering.
Utgångskonfiguration:
• Anslut stift 3 (utgångsstift) till en utgångsenhet som en LED eller en annan styrenhet.
Denna direkta och detaljerade tillvägagångssätt för bistable -läge -konfiguration betonar praktisk hantering och logisk drift, vilket gör den tillgänglig för dem som implementerar eller lär sig om enkla kontrollsystem i elektronik.
Praktiska applikationer och utvidgning av hög strömproduktion
555 -timern kan leverera upp till 200 mA, vilket gör den lämplig för att direkt driva små motorer eller flera LED -lampor.Genom att lägga till externa komponenter som transistorer eller MOSFET: er ökar 555 timers kapacitet, vilket gör att den kan hantera större belastningar i automatiserade styrsystem.
När du väljer en transistor eller MOSFET är det viktigt att säkerställa att den kan hantera den förväntade spänningen och strömmen.För tyngre belastningar kan extra värmeavledning, såsom kylflänsar, vara nödvändig.
Parning av en 555-timer med en transistor eller MOSFET ger användarna större flexibilitet för att hantera högeffektenheter.Denna installation utvidgar 555 timers användning i automatiseringssystem.
Direktdrivbelastning
Grundläggande installation:
LED-sträng: Anslut flera lysdioder till utgångsstift 3, inklusive lämpliga strömbegränsande motstånd för att skydda dem från överström.Till exempel, med en 12V strömförsörjning som kör 10 lysdioder, placera ett 120Ω -motstånd i serie med varje LED.
Små motorer: Anslut en motor direkt till stift 3 om den kräver mindre än 200 mA.Detta enkla tillvägagångssätt fungerar bra inom den nuvarande gränsen.
Utökad krets för större belastningar
Material behövs:
• 555 timerchip
• Lämplig transistor (t.ex. NPN) eller MOSFET
• svänghjuldiod (för induktiva belastningar)
• Kontrollmotstånd
• Strömförsörjning
• Last (t.ex. större motorer eller lysdioder med hög effekt)
Steg för montering:
Transistor Driver Setup:
Placera ett litet motstånd mellan stift 3 och transistorens bas (NPN) eller grind (MOSFET) för att kontrollera grindströmmen.
Anslut samlaren (NPN) eller dränering (MOSFET) till ena sidan av lasten.Anslut den andra sidan av lasten till strömförsörjningens positiva terminal.
Länk emitter (NPN) eller källa (MOSFET) till den negativa effektterminalen.
För induktiva belastningar som stora motorer, tillsätt en svänghjuldiod mellan lasten och transistorn för att skydda från spänningsvågor.
Testning och justeringar:
Kontrollera att alla anslutningar är korrekta innan du startar.
Under testningen, observera belastningssvar och kontrollera transistorn för överhettning.Om överdriven värme upptäcks, överväg att installera kylflänsar.
Strategier för att kontrollera större belastningar
För att hantera belastningar som överträffar 200MA behöver 555 -timern en extern transistor för att öka sin drivkraft.NPN -transistorer eller MOSFET: er används ofta för detta ändamål.De hanterar inte bara motorer med hög effekt eller omfattande LED-remsor effektivt utan säkerställer också kretsstabilitet.Nedan finns detaljerade instruktioner för att genomföra dessa åtgärder, tillsammans med viktiga operativa överväganden.
Obligatoriskt material
• 555 timerchip
• NPN -transistor eller MOSFET
• Motstånd (för bas eller grind)
• svänghjuldiod (för induktiva belastningar)
• Högeffektbelastning (t.ex. motor- eller LED-remsa)
• Strömförsörjning (matchande belastning och transistorspänning/strömbehov)
Implementeringssteg
Anslut 555 timer:
Konfigurera 555 -timern baserat på det avsedda applikationsläget, som monostable eller häpnad.
Välj och ställa in transistorn:
För en NPN -transistor.Länk ut utgångsstiftet (stift 3) för 555 -timern till transistorns bas med ett motstånd mellan 1 kΩ och 10kΩ för att begränsa basströmmen.
För en Mosfet.Anslut 555 timers utgång till MOSFET-grinden via ett högre motstånd, vanligtvis 10 kΩ till 100 kΩ, eftersom MOSFET: er är spänningsdrivna.
Anslut lasten:
Fäst transistorens samlare (NPN) eller dränering (MOSFET) till ena änden av lasten.
Anslut lastens andra ände till den positiva strömförsörjningsterminalen.
Om lasten är induktiv (som en motor), tillsätt en svänghjuldiod mellan lasten och transistorn.Dioden bör möta mittemot strömförsörjningen för att skydda mot spänningsspänningar.
Testa och justera:
Kontrollera anslutningar noggrant innan du startar kretsen.
Observera lastens svar och övervaka transistorn för överhettning.Om det blir för varmt, använd en kylfläns för att förhindra skador.
Viktiga överväganden under drift:
Transistorval: Välj en transistor med lämplig maximal ström, spänningskapacitet och på tröskel.MOSFET: er fungerar i allmänhet bäst för högströmsanvändning på grund av deras låga motstånd.
Motståndsberäkning: Beräkna noggrant bas- eller grindmotståndet för att säkerställa transistorn korrekt på 555 timerutgången.
Värmeavledning: Högeffektbelastningar genererar betydande värme, så applicera lämpliga kylningsåtgärder som kylflänsar för att upprätthålla prestanda och undvika skador.
Efter dessa steg kan du använda 555 -timern för att effektivt hantera stora belastningar utöver 200 mA.Denna konfiguration breddar 555 timers funktioner, vilket gör att den kan vara effektiv i olika automatiserings- och kontrollscenarier.
Slutsats
Den här artikeln gav en detaljerad analys av 555 -timerens operation och varför den är så allmänt använt.555 timers multifunktionalitet och tillförlitlighet gör det ovärderligt för både elektronikentusiaster och ingenjörer, vilket visar dess oöverträffade värde i komplexa elektroniska system.Praktiska kretskonstruktioner som sträcker sig från enkla experiment till intrikata automatiseringsapplikationer visar dess flexibilitet och högströms utgångsfunktioner.Läsarna bör nu vara välbevandrade i 555 timers funktionalitet och kan med säkerhet tillämpa denna kunskap på verkliga projekt.Genom att utnyttja kreativitet kan de ta itu med praktiska utmaningar och bidra till den pågående innovationen inom elektronisk teknik.
Vanliga frågor [FAQ]
1. Hur fungerar en 555 timer i en krets?
555 -timern är en mångsidig integrerad krets med tre huvudlägen: Astable, Monostable och Bistable.Här är en förenklad förklaring:
Nyckelkomponenter:
Chipet innehåller två spännings komparatorer, en SR-flip-flop, ett utgångssteg och en urladdningstransistor.
Ingångar och interna signaler:
Trigger och tröskelingångar:
Två huvudsakliga ingångsstift får spänningsignaler.
Styrspänningsingång:
Modifierar den interna referensspänningen.
Intern operation:
Comparators övervakar avtryckare och tröskelstiftens spänningsnivåer mot en intern referens.
När triggerspänningen är under en tredjedel av tillförselspänningen ställer den nedre komparatorn SR-vipp-flop för att mata ut en hög signal.
Om tröskelspänningen överstiger två tredjedelar av matningsspänningen återställer den övre komparatorn vippan, vilket resulterar i en låg utgång.
Urladdningstransistor:
Ansluten till stift 7 styrs urladdningstransistorn av flip-flop.
I Astable -läge släpper den intermittent en tidskondensator, vilket skapar en repetitiv svängning.
I monostable -läge släpper det ut kondensatorn när utgången går lågt.
2. Exempel på en 555 timerapplikation
Ett populärt bruk för 555 -timern i Astable -läge är att skapa en LED -flaskkrets:
Kretsinställning:
Ett motstånd, en tidskondensator och en LED behövs.
Drift:
Kondensatorn laddas genom ett motstånd.
När spänningen når två tredjedelar av tillförselspänningen utlöses urladdningsstiftet, släpper ut kondensatorn och återställer cykeln.
Denna cykel gör att lysdioden blinkar vid en frekvens bestämd av motståndet och kondensatorvärdena.
3. Hur man gör en enkel 555 timerkrets
Här är en steg-för-steg-guide för att montera en Astable 555 Timer Circuit:
Samla komponenter:
• 555 timer ic
• Två motstånd (R1 och R2)
• En elektrolytisk kondensator (C1)
• Strömförsörjning (5-15V)
• LED
• Anslutande ledningar
Kretsmontering:
Anslut stift 8 (VCC) till den positiva strömförsörjningen.
Anslut stift 1 (GND) till marken.
Placera motståndet R1 mellan stiften 8 och 7.
Anslut motståndet R2 mellan stift 7 och 6.
Fäst kondensator C1 mellan stift 6 och mark.
Bind Pin 4 (återställning) till VCC.
Valfritt mark stift 5 (styrspänning) genom en 0,01 uF -kondensator.
Anslut stift 3 (utgång) till LED: s positiva ben via ett strömbegränsande motstånd och mal sedan det andra benet.
Justera tidpunkten:
Beräkna svängningsfrekvensen med:
Frekvens = 1,44 / ((R1 + 2 * R2) * C1)
Testa kretsen:
Ström upp kretsen.Lysdioden ska börja blinka.
Ändra motstånd och kondensatorvärden för att modifiera den blinkande hastigheten.
4. Förstå spänningskontroll i en 555 timerkrets
Spänningen i en 555 timerkrets ställs främst in i dess applikationsläge, såsom astable eller monostable.Vanligtvis är spänningsområdet från 4,5 volt till 15 volt, beroende på matningsspänningen (VCC).Utgången fluktuerar mellan nästan 0 volt (mark) och nära VCC.Under drift hanterar kretsen tidsintervall genom att variera spänningen över en tidskondensator.För mer avancerad kontroll kan en extern spänning appliceras för att finjustera svängningsfrekvensen, en metod som ofta kallas spänningsstyrd svängning (VCO).
5. Den vanligaste användningen av 555 timer idag
Idag används 555 -timern främst som oscillator eller pulsgenerator, särskilt för att generera klockpulser i digitala kretsar.Det är nyckeln till att skapa exakta fyrkantiga vågsignaler som behövs för timing- och kontrollapplikationer.Dessutom används den allmänt i pulsbreddmodulering (PWM) -kretsar.Denna applikation är avgörande för att justera lysdiodernas ljusstyrka eller styra motorhastigheter, vilket möjliggör ett brett utbud av hastighetsinställningar och ljusintensiteter.
6. Fördelar med att använda en 555 timer
Mångsidighet: 555 -timern kan arbeta i flera konfigurationer, såsom att generera kontinuerliga svängningar i häpnadsväckande läge eller producera en enda puls i monostable -läge.
Användarvänlighet: Det kräver endast en handfull externa komponenter för att fungera, förenkla design- och monteringsprocessen för många projekt.
Prisvärdhet: På grund av sin låga kostnad är 555 -timern tillgänglig för både hobbyister och professionella projekt, vilket gör det till en häftklammer i elektroniska enheter.
Stabil prestanda: Timern upprätthåller en stabil utgång, som inte lätt påverkas av temperaturförändringar, vilket säkerställer tillförlitlig drift i olika miljöer.
Hög utgångsström: Den kan direkt driva enheter med strömmar upp till 200 mA, vilket gör att den kan strömma lysdioder, små motorer och andra komponenter utan ytterligare hårdvara.
Precision: Tidsintervallen är mycket exakta och kan enkelt justeras med externa motstånd och kondensatorer, vilket ger flexibilitet inom tidsintervallet och precisionen.
7. Hur fungerar en 555 monostable krets?
En 555 timer i monostable -läge producerar en enda puls av en specifik längd.Här är en detaljerad förklaring:
Utlöser kretsen:
Ursprungligen sitter kretsen i ett stabilt tillstånd där utgången (stift 3) är låg.
När en kort, lågspänningssignal (under en tredjedel av tillförselspänningen) når avtryckstiftet (stift 2), startar timern och får utgången att växla till hög.
Timing pulsen:
Varaktigheten för den höga utgångspulsen beror på ett yttre motstånd (R) mellan VCC och urladdningsstiftet (stift 7), såväl som en kondensator (C) mellan tröskelstiftet (stift 6) och mark.
När utgången är hög börjar kondensatorn ladda genom motståndet.
Avsluta pulsen:
När kondensatorn laddas och dess spänning når två tredjedelar av matningsspänningen, vänder den interna tröskelkomponatorn utgången tillbaka till lågt, släpper ut kondensatorn och återställer kretsen.
Nyckelkomponenter:
Motstånd (R): styr hastigheten med vilken kondensatorn laddas.
Kondensator (C): Butiker laddar och bestämmer pulsvaraktigheten.
Pulsvaraktighetsformel:
T = 1,1 × r × c
8. Vad är ett alternativ till en 555 timerkrets?
Olika alternativ till 555 timer inkluderar:
Mikrokontroller:
Flexibel och programmerbar för flera tidsfunktioner.
Specialiserad timer ICS:
CD4538: erbjuder två precisionsmonostabla multivibratorer.
NE566: En spänningsstyrd oscillator.
Diskreta komponenter:
Transistorbaserade oscillatorer: Använder diskreta transistorer och passiva komponenter för timing.
RC -oscillatorer: Enkla kretsar med motstånd och kondensatorer, vanligtvis parade med förstärkare.
9. Hur ställer du in frekvensen på en 555 timer?
För att justera frekvensen för en 555 -timer i Astable -läge (kontinuerlig svängning) måste du ändra värdena på två motstånd och en kondensator.
Kretsanslutning:
Motstånd R1: Anslut mellan VCC och urladdningsstiftet (stift 7).
Motstånd R2: Anslut mellan stift 7 och tröskelstiftet (stift 6).
Kondensator C: Anslut mellan stift 6 och mark.
Ta utgången från stift 3.
Beräkna frekvens:
Frekvens (Hz) = 1,44 / ((R1 + 2 × R2) × C)
Beräkna arbetscykel:
Tullcykel (D) = R2 / (R1 + 2 × R2)
Justera motstånd:
För att öka frekvensen: minska motståndet för R1 och R2.
Till lägre frekvens: Öka värdena på R1 och R2.
Exempelberäkning:
Om R1 är 10kΩ, är R2 20KΩ och C är 0,01 uF, är frekvensen:
F = 1,44 / ((10K + 2 × 20K) × 0,01 uF) ≈ 2,4 kHz
Ändra värdena på R1 eller R2 för att nå önskad frekvens.