10 mạch hẹn giờ tốt nhất sử dụng IC 555

Các mạch được giải thích ở đây là 10 mạch hẹn giờ nhỏ tốt nhất sử dụng chip đa năng IC 555, tạo ra các khoảng thời gian định trước để đáp ứng với các kích hoạt đầu vào tạm thời.

Khoảng thời gian có thể được sử dụng để giữ tải điều khiển rơle BẬT hoặc được kích hoạt trong khoảng thời gian mong muốn và công tắc tự động TẮT khi thời gian trễ đã trôi qua. Khoảng thời gian có thể được thiết lập bằng cách chọn các giá trị thích hợp cho một điện trở bên ngoài, mạng tụ điện.

Mạch bên trong IC 555

Hình ảnh bên dưới đại diện cho sơ đồ bên trong của một IC tiêu chuẩn 555. Chúng ta có thể thấy rằng nó được tạo thành từ 21 bóng bán dẫn, 4 điốt và 15 điện trở.

Giai đoạn liên quan đến ba điện trở 5 kohm hoạt động giống như giai đoạn phân áp tạo ra mức điện áp 1/3 ở đầu vào không đảo của bộ khuếch đại op so sánh kích hoạt và phân chia điện áp 2/3 trên đầu vào đảo ngược của bộ khuếch đại so sánh ngưỡng .

Với các đầu vào kích hoạt này, hai amp op điều khiển giai đoạn flip flop R / S (đặt lại / đặt), điều khiển thêm các điều kiện BẬT / TẮT của giai đoạn đầu ra bổ sung và bóng bán dẫn trình điều khiển Q6

Trạng thái đầu ra của flip flop cũng có thể được thiết lập bằng cách kích hoạt chân đặt lại 4 của IC.

Cách hoạt động của IC 555 hẹn giờ

Khi nào IC 555 được cấu hình ở chế độ hẹn giờ đơn ổn định , chân TRIGGER 2 được giữ ở điện thế mức cung cấp thông qua một điện trở ngoài RT.

Trong tình huống này, Q6 vẫn bão hòa, điều này giữ cho CD tụ điện định thời bên ngoài bị nối đất, khiến chân OUTPUT 3 ở mức logic thấp hoặc 0 V.

Hành động bộ định thời chuẩn của IC 555 được bắt đầu bằng cách đưa xung kích hoạt 0 V vào chân 2. Xung 0V này thấp hơn mức 1/3 của điện áp nguồn DC hoặc Vcc, buộc đầu ra của bộ so sánh kích hoạt thay đổi trạng thái .

Do đó, R / S dep Lê cũng thay đổi trạng thái đầu ra của nó, tắt Q6 và đưa chân OUTPUT 3 lên cao. Với Q6 chuyển đổi TẮT ngắt kết nối ngắn trên CD. Điều này cho phép tụ điện CD sạc qua điện trở định thời RD cho đến khi điện áp trên CD đạt 2/3 mức cung cấp hoặc Vcc.

Ngay sau khi điều này xảy ra, flip flop R / S sẽ trở lại trạng thái trước đó, chuyển ON Q6 và gây ra hiện tượng xả đĩa CD nhanh chóng. Tại thời điểm này, chân đầu ra 3 trở lại trạng thái thấp trước đó một lần nữa. Và đây là cách IC 555 hoàn thành một chu kỳ định thời.

Theo một trong những đặc điểm của IC, sau khi được kích hoạt, nó sẽ ngừng phản hồi với bất kỳ kích hoạt nào tiếp theo, cho đến khi hoàn thành chu kỳ định thời. Nhưng nếu người ta muốn kết thúc chu kỳ định thời, điều này có thể được thực hiện bất cứ lúc nào bằng cách đặt xung âm hoặc 0 V vào chân 4 còn lại.

Xung thời gian được tạo ra ở đầu ra IC hầu hết ở dạng sóng hình chữ nhật có khoảng thời gian được xác định bởi độ lớn của R và C.

Công thức để tính điều này là: tD (thời gian trễ) = 1,1 (giá trị của R x giá trị của C) Nói cách khác khoảng thời gian do IC 555 tạo ra tỷ lệ thuận với tích của R và C.

Biểu đồ sau đây cho thấy biểu đồ của độ trễ thời gian so với điện trở và điện dung bằng cách sử dụng công thức độ trễ thời gian ở trên. Ở đây tD tính bằng mili giây, R tính bằng kilo Ω và C tính bằng μfarads.

Nó cho thấy một loạt các thời gian trễ các đường cong và các giá trị thay đổi tuyến tính đối với các giá trị tương ứng của RT và C.

Có thể đặt độ trễ từ 10 µ giây đến 100 µ giây bằng cách chọn các giá trị thích hợp của tụ điện từ 0,001 µF đến 100 µF và điện trở từ 1 k Ω đến 10 meg Ω.

Mạch hẹn giờ IC 555 đơn giản

Hình đầu tiên dưới đây cho thấy cách tạo bộ định thời IC 555 có đầu ra chu kỳ cố định. Ở đây nó được đặt thành 50 giây.

Về cơ bản nó là một thiết kế ổn định IC 555.

Hình bên cạnh cho thấy các dạng sóng thu được trên các sơ đồ chân được chỉ định của vi mạch trong quá trình chuyển mạch.

Các hành động như được mô tả trong hình ảnh dạng sóng bắt đầu ngay sau khi chân TRIGGER 2 được nối đất bằng cách nhấn Công tắc START tạm thời S1.

Điều này ngay lập tức làm cho một xung hình chữ nhật xuất hiện ở chân 3 và đồng thời tạo ra một răng cưa theo cấp số nhân ở chân XÓA 7.

Khoảng thời gian mà xung hình chữ nhật này vẫn hoạt động được xác định bởi các giá trị của R1 và C1. Nếu R1 được thay thế bằng một biến trở, thời gian đầu ra này có thể được đặt theo sở thích của người dùng.

Đèn LED chiếu sáng cho biết việc chuyển đổi BẬT và TẮT của chân ra 3 của IC

Biến trở có thể có dạng chiết áp như trong hình 2 sau đây.

Trong thiết kế này, đầu ra có thể thiết lập để tạo ra khoảng thời gian từ 1,1 giây đến 120 giây thông qua các điều chỉnh khác nhau của nồi R1.

Lưu ý điện trở 10K nối tiếp rất quan trọng vì nó bảo vệ IC khỏi bị cháy trong trường hợp nồi được chuyển về giá trị thấp nhất. Điện trở nối tiếp 10 K cũng đảm bảo giá trị điện trở nhỏ nhất cần thiết để mạch làm việc chính xác ở cài đặt nồi tối thiểu.

Nhấn công tắc điện S1 ngay lập tức cho phép IC bắt đầu trình tự thời gian (chân 3 đi lên cao và đèn LED BẬT), trong khi nhấn nút khởi động lại S2 cho phép kết thúc tức thì hoặc đặt lại trình tự thời gian để chân ra 3 trở về trạng thái 0 V ban đầu (đèn LED TẮT vĩnh viễn)

IC 555 cho phép sử dụng tải có thông số kỹ thuật dòng điện tối đa lên đến 200 mA. Mặc dù những tải này thông thường là loại không cảm ứng, nhưng tải cảm ứng như rơ le cũng có thể được sử dụng trực tiếp hiệu quả trực tiếp qua chân 3 và đất như thể hiện trong sơ đồ sau.

Hình thứ 3 dưới đây chúng ta có thể thấy rằng rơ le có thể được đấu dây qua chân 3 và nối đất, chân 3 và dương. Chú ý đi-ốt tự do được kết nối qua cuộn dây chuyển tiếp, nó rất được khuyến khích để vô hiệu hóa các emfs nguy hiểm trở lại từ cuộn dây chuyển tiếp trong thời gian TẮT công tắc.

Các tiếp điểm chuyển tiếp có thể có dây với tải dự định để BẬT / TẮT chúng theo các khoảng thời gian đã đặt.

Sơ đồ mạch 4rth cho thấy tiêu chuẩn Mạch hẹn giờ điều chỉnh IC 555 có hai bộ dải thời gian và một rơle đầu ra để chuyển đổi tải mong muốn.

Mặc dù sơ đồ có vẻ đúng, mạch cơ bản này thực sự có thể có một vài khía cạnh tiêu cực.

1. Đầu tiên, thiết kế này sẽ xả một số dòng điện liên tục, ngay cả khi đầu ra của mạch ở trạng thái tắt.
2. Thứ hai, vì hai tụ điện C1 và C3 có thông số kỹ thuật dung sai rộng, nên nồi cần được hiệu chuẩn với hai thang đo thiết lập riêng lẻ.

Các lỗi đã thảo luận ở trên thực sự có thể được khắc phục bằng cách cấu hình mạch theo cách sau. Ở đây chúng tôi sử dụng một rơle DPDT cho các thủ tục.

Trong sơ đồ bộ định thời IC 555 thứ 5 này, chúng ta có thể thấy rằng các tiếp điểm rơle được nối song song với công tắc START S1, cả hai đều ở chế độ 'thường mở' và đảm bảo không có dòng chảy trong khi mạch TẮT.

Để bắt đầu chu kỳ định thời, nhấn S1 trong giây lát.

Điều này ngay lập tức cấp nguồn cho IC 555. Khi bắt đầu, C2 có thể được dự kiến ​​sẽ được phóng điện hoàn toàn. Do đó, một kích hoạt BẬT công tắc âm được tạo ra ở chân 2 của IC, khởi động chu kỳ định thời và rơle RY1 sẽ BẬT.

Các tiếp điểm rơle được kết nối song song với S1 cho phép IC 555 tiếp tục được cấp điện ngay cả khi đã nhả S2.

Khi hết khoảng thời gian đã đặt, rơ le sẽ ngừng hoạt động và các tiếp điểm của nó trở về vị trí N / C ngắt nguồn điện khỏi toàn bộ mạch.

Đầu ra thời gian trễ của mạch về cơ bản được xác định bởi giá trị R1 và chiết áp R5, cùng với các giá trị của C1 hoặc C2 và tùy thuộc vào vị trí của công tắc chọn S3 a.

Đã nói điều này, chúng ta cũng phải lưu ý rằng thời gian cũng bị ảnh hưởng bởi cách điều chỉnh chiết áp R6 và R7.

Chúng được chuyển qua công tắc S3 b và tích hợp với chân điện áp ĐIỀU KHIỂN 5 của vi mạch.

Các chiết áp này được sử dụng để ngắt hiệu quả điện áp bên trong của IC 555, nếu không có thể làm nhiễu loạn thời gian đầu ra của hệ thống.

Do cải tiến này, mạch giờ đây có thể hoạt động với độ chính xác cao nhất ngay cả với tụ điện có mức dung sai không phù hợp .

Hơn nữa, tính năng này cũng cho phép mạch hoạt động với thang đo thời gian duy nhất được hiệu chỉnh để đọc hai phạm vi thời gian riêng lẻ theo vị trí của công tắc bộ chọn.

Để thiết lập mạch định thời IC 555 chính xác ở trên, ban đầu phải điều chỉnh R5 ở dải cực đại. Sau đó, S3 có thể được chọn vào vị trí 1.

Tiếp theo, điều chỉnh R6 để có thang đầu ra thời gian BẬT 10 giây với một số thử nghiệm và lỗi. Thực hiện theo các quy trình tương tự đối với lựa chọn vị trí 2, thông qua nồi R7 để nhận được thang đo chính xác trong 100 giây

Bộ hẹn giờ cho đèn xe hơi

Đơn giản thứ 6 này đèn pha ô tô Bộ hẹn giờ dựa trên IC 555 ngăn đèn pha ô tô tắt ngay khi bộ phận đánh lửa được TẮT.

Thay vào đó, đèn pha được phép duy trì chiếu sáng trong một số thời gian trễ đặt trước, khi người lái xe khóa đánh lửa ô tô và đi về phía đích có thể là nhà riêng hoặc văn phòng của anh ta. Điều này cho phép chủ sở hữu nhìn thấy đường đi và đi vào đích một cách thoải mái với khả năng chiếu sáng rõ ràng từ đèn pha.

Sau đó, khi thời gian trễ trôi qua, mạch IC 555 sẽ tắt đèn pha.

Làm thế nào nó hoạt động

Khi công tắc đánh lửa S2 được BẬT, rơle RY1 cấp điện qua D3. Rơ le cho phép hoạt động của đèn pha thông qua các tiếp điểm rơ le phía trên và công tắc S1, để đèn pha hoạt động bình thường thông qua S1.

Tại thời điểm này, tụ điện C3 liên kết với chân 2 của IC vẫn phóng điện hoàn toàn vì cả hai dây dẫn của nó đều ở điện thế dương.

Tuy nhiên, khi TẮT công tắc đánh lửa S2, tụ điện C3 chịu điện thế chạm đất qua cuộn dây rơle, đột ngột làm xuất hiện kích âm ở chân 2.

Điều này kích hoạt ON chân 3 đầu ra IC 555, và cho phép rơle tiếp tục được cấp điện ngay cả khi đánh lửa đã TẮT. Tùy thuộc vào các giá trị của các thành phần thời gian R1 và C1, rơ le vẫn được cung cấp năng lượng để giữ đèn pha BẬT (trong 50 giây), cho đến khi hết khoảng thời gian và chân 3 của IC TẮT ngắt nguồn điện cho rơ le và đèn.

Mạch không tạo ra bất kỳ sự can thiệp nào đối với hoạt động bình thường của đèn pha khi xe đang chạy.

Mạch hẹn giờ thứ 7 tiếp theo được hiển thị bên dưới cũng là bộ hẹn giờ đèn pha ô tô được điều khiển bằng tay thay vì công tắc đánh lửa.

Mạch sử dụng một rơ le DPDT có hai bộ tiếp điểm. Hành động đơn ổn của IC 555 được bắt đầu bằng cách nhấn S1 trong giây lát. Điều này cung cấp năng lượng cho rơle và cả hai tiếp điểm di chuyển lên trên và kết nối với nguồn cung cấp tích cực.

Cặp tiếp điểm bên phải kích hoạt đèn pha, trong khi cặp tiếp điểm bên trái cấp nguồn cho mạch IC 555. C3 gây ra xung âm tạm thời xuất hiện ở chân 2, kích hoạt chế độ đếm của IC, và chân 3 trở thành chốt cao ON rơ le.

Đèn pha hiện được BẬT. Tùy thuộc vào các giá trị của R1 và C1, đầu ra chân 3 giữ cho rơ le và đèn pha hoạt động (trong trường hợp này là 50 giây), cho đến khi C1 sạc đến 2/3 Vcc, chuyển chân 3 xuống mức thấp và tắt rơ le và đèn pha.

Hẹn giờ ánh sáng hiên 1 phút

Mạch thứ 8 này cho thấy ánh sáng hiên đơn giản mạch hẹn giờ có thể được kích hoạt trong một phút chỉ vào ban đêm. Vào ban ngày, Kháng LDR trở nên thấp và giữ cho đường giao nhau của nó với R5 cao.

Do đó, việc nhấn S1 không ảnh hưởng đến chân 2 của IC. Tuy nhiên, khi bóng tối phủ xuống, sức đề kháng của LDR tăng lên vô hạn, phát triển gần 0 V tại điểm giao nhau của R4 và R5.

Trong điều kiện này, khi công tắc S1 được nhấn, sẽ gây ra kích hoạt âm ở chân 2 của IC 555, kích hoạt chân 3 lên mức cao và cũng BẬT rơle. Đèn hiên gắn tiếp điểm rơ le sáng.

Mạch vẫn được kích hoạt trong khoảng 1 phút, cho đến khi C1 sạc đến 2/3 Vcc. Lúc này IC sẽ đặt lại ở chân rẽ 3 ở mức thấp và tắt nguồn cho rơ le và TẮT đèn hiên.

Công tắc S1 có thể ở dạng một công tắc nhỏ ẩn gần tay nắm cửa / bản lề hoặc dưới tấm lót, kích hoạt khi chủ nhân bước lên tấm lót.

Ứng dụng máy đo tốc độ

Một mạch hẹn giờ ổn định đơn sử dụng IC 555 cũng có thể được thực hiện một cách hiệu quả để tạo ra một mạch đo tốc độ sẽ cung cấp cho người dùng thông tin chính xác về tần số và thời gian của động cơ.

Đầu tiên, tần số đến từ động cơ được chuyển đổi thành sóng vuông có kích thước tốt thông qua mạng phân biệt RC và sau đó được đưa đến chân số 2 của monostable.

Mạng phân biệt biến đổi các cạnh đầu hoặc cuối của tín hiệu sóng vuông thành các xung kích hoạt thích hợp.

Một mạch thực hành thứ 9 dưới đây cho thấy cách mạng RC và một bóng bán dẫn chuyển đổi bất kỳ tín hiệu đầu vào nào với bất kỳ biên độ nào thành các sóng vuông hình thành tốt để tạo ra các xung kích hoạt lý tưởng, chuyển đổi giữa mức Vcc đầy đủ của IC và mặt đất.

Phần kết luận

Trong tất cả các mạch được trình bày cho đến nay, 555 hoạt động như một bộ tạo khoảng thời gian ổn định (một lần). Các tín hiệu kích hoạt cần thiết được đưa đến chân TRIGGER 2 và một xung định thời ở chân ra 3 được phân phối.

Trong tất cả các thiết kế, tín hiệu được áp dụng tại chân TRIGGER 2 được định kích thước thích hợp để tạo thành xung biên âm.

Nó đảm bảo rằng biên độ kích hoạt chuyển từ mức 'tắt' cao hơn 2/3 điện áp nguồn sang giá trị 'bật' thấp hơn 1/3 mức cung cấp.

Việc kích hoạt IC one shot monostable thực sự xảy ra khi điện thế ở chân 2 được kéo xuống 1/3 mức điện áp nguồn.

Điều này yêu cầu độ rộng xung kích hoạt tại chân 2 phải cao hơn 100 nano giây nhưng thấp hơn xung dự định xuất hiện ở chân đầu ra 3.

Điều này chắc chắn rằng việc loại bỏ xung kích hoạt vào thời điểm khoảng thời gian ổn định đơn lẻ đã đặt trôi qua.