Els circuits que s’expliquen aquí són 10 millors circuits de temporitzador petit que fan servir el versàtil xip IC 555, que genera intervals de temps predeterminats en resposta als activadors d’entrada momentània.
Els intervals de temps es poden utilitzar per mantenir un relé controlat de càrrega ACTIVAT o activat durant el temps desitjat i un interruptor automàtic OFF un cop transcorregut el període de retard. Es pot establir l'interval de temps seleccionant els valors adequats per a una resistència externa, una xarxa de condensadors.
IC 555 Circuit intern
La imatge que es mostra a continuació representa l'esquema intern d'un IC 555 estàndard. Podem veure que està format per 21 transistors, 4 díodes i 15 resistències.
L'etapa que inclou els tres resistors de 5 kohm funciona com una etapa de divisió de tensió que produeix 1 / 3r nivell de voltatge a l'entrada no inversora del comparador de disparadors amplificador operatiu i una divisió de voltatge 2/3 a l'entrada inversora del comparador de llindars operador amplificador .
Amb aquestes entrades de disparador, els dos amplificadors operatius controlen l'estadi de xanclet R / S (reset / set), que controla encara més les condicions ON / OFF de l'etapa de sortida complementària i del transistor de control Q6
L'estat de sortida del xanclet també es pot configurar activant el pin de restabliment 4 de l'IC.
Com funcionen els temporitzadors IC 555
Quan IC 555 està configurat en mode de temporitzador monoestable , el pin TRIGGER 2 es manté al nivell de subministrament potencial a través d'una resistència externa RT.
En aquesta situació, Q6 roman saturat, cosa que manté el CD del condensador de temporització extern curt a terra, cosa que provoca que el pin 3 de SORTIDA tingui un nivell lògic baix o 0 V.
L'acció del temporitzador estàndard de l'IC 555 s'inicia introduint un impuls de disparador de 0 V al pin 2. Aquest pols de 0V que es troba per sota del nivell 1/3 de la tensió d'alimentació de CC o Vcc, obliga la sortida del comparador de disparadors a canviar d'estat. .
A causa d'això, el R / S xancletes també canvia el seu estat de sortida, apagant Q6 i augmentant el pin OUTPUT 3. En apagar Q6, desconnecta el curt de CD. Això permet que el condensador CD es carregui a través de la resistència de temporització RD fins que la tensió del CD assoleixi el 2 / 3er nivell de subministrament o Vcc.
Tan bon punt això passa, el xanclet R / S torna al seu estat anterior, engegant Q6 i provocant una ràpida descàrrega del CD. En aquest instant, el pin de sortida 3 torna al seu estat baix anterior una vegada més. I és així com l'IC 555 completa un cicle de sincronització.
Segons una de les característiques del CI, un cop activat deixa de respondre a qualsevol activador posterior, fins que es completa el cicle de sincronització. Però si es vol acabar el cicle de temporització, es pot fer en qualsevol moment aplicant un pols negatiu o 0 V al pin 4 de repòs.
El pols de temps generat a la sortida de IC és majoritàriament en forma d’ona rectangular l’interval de temps del qual està definit per les magnituds de R i C.
La fórmula per calcular-ho és: tD (retard de temps) = 1,1 (valor de R x valor de C) En altres paraules, l'interval de temps produït per IC 555 és directament proporcional al producte de R i C.
El gràfic següent mostra el traçat del retard de temps versus la resistència i la capacitat utilitzant la fórmula de retard de temps anterior. Aquí tD és en mil·lisegons, R és en quilo Ω i C en μfarads.
Mostra una gamma de temps de retard corbes i els valors que canvien linealment respecte als valors corresponents de RT i C.
És possible establir retards que oscil·len entre 10 µsegons i 100 µsegons seleccionant valors adequats de condensadors de 0,001 µF a 100 µF i resistències d’1 k Ω a 10 meg Ω.
Circuits simples de temporitzador IC 555
La primera figura següent mostra com fer un temporitzador IC 555 amb una sortida de període fix. Aquí es posa a 50 segons.
Bàsicament és un disseny monoestable IC 555.
La figura adjunta mostra les formes d'ona obtingudes a través dels pinouts indicats del CI durant el procés de commutació.
Les accions descrites a la imatge de forma d'ona s'inicien tan aviat com el pin 2 de TRIGGER es posa a terra amb la pressió del commutador d'arrencada S1 momentani.
Això fa que aparegui instantàniament un pols rectangular al pin 3 i generi simultàniament una dent de serra exponencial al pin 7 de DESCÀRREGA.
El període de temps durant el qual aquest pols rectangular roman actiu està determinat pels valors de R1 i C1. Si R1 se substitueix per una resistència variable, aquest temps de sortida es podria establir segons les preferències de l'usuari.
La il·luminació LED indica el commutament ON i OFF del pin de sortida 3 de l'IC
La resistència variable pot tenir la forma de potenciòmetre tal com es mostra a la següent figura 2.
En aquest disseny, la sortida es pot configurar per produir períodes de temps des d’1,1 segons fins a 120 segons mitjançant diferents ajustos del pot R1.
Fixeu-vos en la resistència de la sèrie 10K, que és molt important, ja que protegeix l'IC de la crema en cas que l'olla es converteixi en el seu valor més baix. La resistència de la sèrie 10 K també garanteix el valor de resistència mínim requerit per al funcionament correcte del circuit a la configuració mínima de la pota.
Prement el botó interruptor S1 permet momentàniament a l’IC iniciar la seqüència de sincronització (el pin 3 s’encén i el LED s’encén), mentre es prem el botó de reinici S2 permet finalitzar instantàniament o restablir la seqüència de temporització de manera que el pin de sortida 3 torna a la seva situació original de 0 V apagat permanentment)
L'IC 555 permet l'ús de càrregues amb especificacions de corrent màximes de fins a 200 mA. Tot i que aquestes càrregues normalment no són tipus inductives, una càrrega inductiva com un relé també es pot utilitzar de manera efectiva directament a través del pin 3 i terra, tal com es mostra als diagrames següents.
A la tercera figura següent, podem veure que el relé es pot connectar a través del pin 3 i terra, i, pin 3 i positiu. Fixeu-vos en el díode de roda lliure connectat a la bobina del relé; és molt recomanable neutralitzar els perillosos emfs posteriors de la bobina del relé durant els moments d’APAGADA.
El es poden connectar els contactes de retransmissió amb una càrrega prevista per activar-los / desactivar-los en resposta als intervals de temps establerts.
El quart diagrama de circuits mostra l'estàndard Circuit de temporitzador regulable IC 555 amb dos conjunts de rangs de temps i un relé de sortida per alternar la càrrega desitjada.
Tot i que l'esquema sembla correcte, aquest circuit bàsic pot tenir alguns aspectes negatius.
- En primer lloc, aquest disseny drenarà una mica de corrent contínuament, fins i tot mentre la sortida del circuit estigui en estat apagat.
- En segon lloc, atès que els dos condensadors C1 i C3 tenen una àmplia especificació de tolerància, les potències es calibren amb dues escales de configuració individuals.
Es poden superar els defectes comentats anteriorment mitjançant la configuració del circuit de la següent manera. Aquí fem servir un relé DPDT per als procediments.
En aquest cinquè diagrama de temporitzador IC 555 podem veure que els contactes del relé s’uneixen en paral·lel amb l’interruptor START S1, que es troben en mode “obert normalment” i garanteix que no hi hagi cap drenatge de corrent mentre el circuit està DESACTIVAT.
Per iniciar el cicle de temporització, S1 es prem momentàniament.
Això alimenta instantàniament l'IC 555. Al principi, es pot esperar que C2 estigui completament descarregat. A causa d'això, es crea un activador d'interruptor negatiu en el pin 2 de l'IC, que inicia el cicle de sincronització i el relé RY1 s'encén.
Els contactes de relés que estan connectats en paral·lel amb S1 permeten que l'IC 555 continuï alimentat fins i tot després de l'alliberament de S2.
Quan transcorre el període de temps establert, el relé es desactiva i els seus contactes tornen a la posició N / C desconnectant l'alimentació de tot el circuit.
La sortida de retard de sincronització del circuit està bàsicament determinada pels valors R1 i potenciòmetre R5, juntament amb els valors de C1 o C2, i en funció de la posició del selector S3 a.
Dit això, també hem de tenir en compte que el temps també es veu afectat per la manera com s’ajusten els potenciòmetres R6 i R7.
Es commuten mitjançant l’interruptor S3b i s’integren amb el pin de tensió CONTROL 5 de l’IC.
Aquests potenciòmetres s’introdueixen per derivar eficaçment la tensió interna de l’IC 555, que d’una altra manera podria alterar el temps de sortida del sistema.
Gràcies a aquesta millora, el circuit ara pot funcionar amb la màxima precisió, fins i tot amb condensadors amb nivells de tolerància inconsistents .
A més, la característica també permet que el circuit funcioni amb una escala de cronometratge solitària calibrada per llegir dos rangs de cronometratge individuals segons el posicionament del selector.
Per configurar el circuit de temporitzador IC 555 precís anterior, cal ajustar inicialment R5 al seu rang màxim. Després d'això, S3 es pot seleccionar a la posició 1.
A continuació, ajusteu R6 per obtenir una escala de sortida de sincronització de 10 segons amb algun assaig i error. Seguiu els mateixos procediments per a la selecció de la posició 2, a través del pot R7 per obtenir una escala precisa de 100 segons
Temporitzadors per a llums de cotxes
Aquest 6è senzill far de cotxe El temporitzador basat en IC 555 impedeix que els fars del cotxe s’apaguin tan bon punt s’encengui el contacte.
En canvi, es permet que els fars es mantinguin il·luminats durant un cert retard predeterminat, una vegada que el conductor el bloquegi encès del cotxe i marxa cap al seu destí, que pot ser la seva llar o oficina. Això permet al propietari veure el camí i entrar còmodament a la destinació amb una il·luminació visible des dels fars.
Posteriorment, quan transcorre el període de retard, el circuit IC 555 apaga els fars.
Com funciona
Quan l’interruptor d’encesa S2 està engegat, el relé RY1 s’energia mitjançant D3. El relé permet fer les operacions dels fars a través dels contactes del relé superior i del commutador S1, de manera que els fars funcionin normalment a través de S1.
En aquest moment, el condensador C3 associat amb el pin 2 de l'IC roman completament descarregat perquè els seus conductors tenen el potencial positiu.
Tanmateix, quan l’interruptor d’encesa S2 està apagat, el condensador C3 està sotmès a un potencial de terra a través de la bobina del relé, cosa que provoca de sobte un disparador negatiu al pin 2.
Això s'activa al pin de sortida 3 de l'IC 555 i permet que el relé es mantingui energitzat encara que el contacte estigui apagat. Depenent dels valors dels components de temporització R1 i C1, el relé es manté en energia mantenint els fars encesos (durant 50 segons), fins que finalment transcorri el període de temps i el pin 3 de l’IC s’APAGA desactivant el relé i els llums.
El circuit no crea interferències amb el funcionament habitual dels fars mentre el cotxe està en marxa.
El següent circuit de set temporitzadors que es mostra a continuació també és un temporitzador de fars de cotxes que es controla manualment en lloc del commutador d’encesa.
El circuit utilitza un relé DPDT que té dos conjunts de contactes. L'acció monoestable IC 555 s'inicia prement S1 momentàniament. Això dinamitza el relé i els dos contactes es mouen cap amunt i es connecten amb el subministrament positiu.
El parell de contactes del costat dret activa els fars, mentre que els contactes del costat esquerre alimenten el circuit IC 555. El C3 fa que aparegui un pols negatiu momentani al pin 2 que activa el mode de recompte de l'IC i el pin 3 es converteix en un bloqueig elevat del relé.
Ara els fars estan engegats. Depenent dels valors de R1 i C1, la sortida del pin 3 manté el relé i els fars encesos (durant 50 segons en aquest cas), fins que el C1 es carrega fins a 2 / 3r Vcc, girant el pin 3 baix i apagant el relé. i els fars.
Temporitzador de llum de porxo d’1 minut
Aquest 8è circuit mostra llum de porxo senzilla circuit de temporitzador que només es pot activar durant un minut durant la nit. Durant el dia el Resistència LDR es fa baix que manté la seva unió amb R5 alta.
A causa d’això, prémer S1 no té cap efecte al pin 2 de l’IC. Tanmateix, quan cau la foscor, la resistència LDR és infinita, desenvolupant gairebé 0 V a la unió de R4 i R5.
En aquesta condició, quan es prem l’interruptor S1, es produeix un activador negatiu al pin 2 de l’IC 555, que activa el pin 3 a alt i també activa el relé. La llum del porxo connectada amb els contactes del relé s’il·lumina.
El circuit es manté activat durant aproximadament 1 minut, fins que C1 es carrega al 2 / 3r Vcc. Ara l'IC es restableix al pas de gir 3 baix i desconnecta el relé i apaga la llum del porxo.
L'interruptor S1 pot tenir la forma d'un petit interruptor ocult a prop del mànec de la porta o de la frontissa, o sota la catifa que s'activa quan el propietari trepitja la catifa.
Aplicació del tacòmetre
També es pot implementar un circuit de temporitzador monoestable que utilitzi IC 555 per fer un circuit del tacòmetre que proporcionarà a l’usuari informació precisa sobre la freqüència i la sincronització del motor.
La freqüència d'entrada del motor es converteix primer en ona quadrada ben dimensionada a través d'una xarxa diferenciadora de RC i després s'alimenta al pin número 2 del monoestable.
La xarxa diferenciadora transforma les vores anteriors o finals del senyal d'ona quadrada en polsos d'activació adequats.
Un novè circuit pràctic següent mostra com una xarxa RC i un transistor converteixen qualsevol senyal d’entrada amb qualsevol amplitud en ones quadrades ben formades per generar polsos d’activació ideals, canviant entre el nivell IC Vcc complet i el sòl.
Conclusió
En tots els circuits presentats fins ara, el 555 funciona com un generador de període de temps monoestable (d'una sola tirada). Els senyals d’activació necessaris s’alimenten al pin 2 TRIGGER i es lliura un pols temporitzat al pin 3 de sortida.
En tots els dissenys, el senyal aplicat al pin 2 de TRIGGER es dimensiona adequadament per formar un pols de vores negatives.
Assegura que l'amplitud del disparador canvia d'un nivell 'off' superior a 2/3 de la tensió d'alimentació a un valor 'on' inferior a 1/3 del nivell d'alimentació.
El desencadenament de la IC monostable es produeix realment quan el potencial del pin 2 es redueix a 1/3 del nivell de tensió d'alimentació.
Això requereix que l'amplada del polsador del disparador al pin 2 sigui superior a 100 nanosegons, però inferior al pols que es pretén que aparegui al pin 3 de sortida.
Això determina l’eliminació del pols de desencadenament en el moment que transcorre el període monoestable establert.
Anterior: Circuit de simulador de so de la rialla Següent: Circuits d’oscil·lador, alarma i sirena IC 555
