Astable Multivibrator trybu 555 timera IC jest również nazywany trybem swobodnego działania lub trybem samoczynnego wyzwalania. W przeciwieństwie do trybu monostabilnego multiwibratora nie ma żadnego stabilnego stanu, ma dwa quasi stabilne stany (WYSOKI i NISKI). W trybie Astable nie jest wymagane zewnętrzne wyzwalanie, automatycznie zamienia swoje dwa stany w określonym przedziale, dzięki czemu generuje prostokątny przebieg. Ten czas trwania wyjścia WYSOKI i NISKI został określony przez rezystory zewnętrzne (R1 i R2) oraz kondensator (C1). Tryb Astable działa jako obwód oscylatora, w którym sygnał wyjściowy oscyluje z określoną częstotliwością i generuje impulsy w postaci fali prostokątnej.
Używając układu scalonego timera 555, możemy wygenerować precyzyjny czas trwania WYSOKIE i NISKIE wyjścia, od mikro sekund do godzin, dlatego 555 jest bardzo popularnym i wszechstronnym układem scalonym. Zanim przejdziesz poniżej, powinieneś wiedzieć o układzie scalonym timera 555 i jego kodach PIN, oto krótki opis jego kodów PIN.
Styk 1. Uziemienie: Ten styk powinien być podłączony do masy.
Pin 2. TRIGGER: Pin wyzwalacza jest przeciągany z ujemnego wejścia komparatora 2. Wyjście dolnego komparatora jest podłączone do pinu SET przerzutnika. Ujemny impuls (<Vcc / 3) na tym pinie ustawia Flip flop i wyjście staje się wysokie.
Styk 3. WYJŚCIE: Ten styk również nie ma specjalnej funkcji. To jest pin wyjściowy, do którego podłączone jest obciążenie. Może być używany jako źródło lub zlew i zasilać prąd do 200 mA.
Pin 4. Reset: W chipie timera znajduje się przerzutnik. Pin resetowania jest bezpośrednio połączony z MR (Master Reset) przerzutnika. Jest to aktywny pin niski i zwykle podłączony do VCC w celu zapobiegania przypadkowemu resetowaniu.
Pin 5. Pin kontrolny: Pin kontrolny jest połączony z ujemnym pinem wejściowym komparatora. Szerokość impulsu wyjściowego może być kontrolowana przez przyłożenie napięcia do tego pinu, niezależnie od sieci RC. Zwykle ten pin jest ściągany kondensatorem (0,01uF), aby uniknąć niepożądanych zakłóceń szumów podczas pracy.
Pin 6. PRÓG: Napięcie progowe określa, kiedy należy zresetować przerzutnik w zegarze. Kołek progowy jest pobierany z dodatniego wejścia górnego komparatora. Jeśli pin sterujący jest otwarty, to napięcie równe lub większe niż VCC * (2/3) zresetuje przerzutnik. Więc wyjście jest niskie.
Pin 7. ROZŁADOWANIE: Ten pin jest wyciągany z otwartego kolektora tranzystora. Ponieważ tranzystor (na którym został wyjęty pin rozładowania, Q1) ma swoją bazę podłączoną do Qbar. Za każdym razem, gdy wyjście jest niskie lub przerzutnik zostaje zresetowany, pin rozładowania jest przyciągany do masy i kondensator się rozładowuje.
Pin 8. Zasilanie lub VCC: Jest podłączony do napięcia dodatniego (+ 3,6 V do + 15 V).
Działanie trybu Astable Multivibrator w układzie scalonym 555 timera:
- Po włączeniu zasilania napięcie wyzwalacza jest niższe niż Vcc / 3, co powoduje, że wyjście dolnego komparatora jest WYSOKIE i USTAWIA przerzutnik, a wyjście układu 555 jest WYSOKIE.
- Powoduje to wyłączenie tranzystora Q1, ponieważ Qbar, Q '= 0 jest bezpośrednio przyłożone do bazy tranzystora. Gdy tranzystor jest wyłączony, kondensator C1 zaczyna się ładować, a gdy zostanie naładowany do napięcia wyższego niż Vcc / 3, wówczas wyjście dolnego komparatora staje się LOW (górny komparator jest również na LOW), a wyjście Flip flop pozostaje takie samo jak poprzednie (wyjście 555 pozostaje WYSOKA).
- Teraz, gdy ładowanie kondensatora osiągnie napięcie powyżej 2/3 Vcc, wówczas napięcie na końcu nieodwracającym (PIN 6 progowy) staje się wyższe niż na końcu odwracającym komparatora. To sprawia, że wyjście górnego komparatora jest WYSOKIE i resetuje klapkę, wyjście chipa 555 staje się NISKIE.
- Gdy tylko wyjście 555 otrzyma LOW oznacza Q '= 1, wtedy tranzystor Q1 zostanie włączony i zewrze kondensator C1 do masy. Zatem kondensator C1 zaczyna rozładowywać się do ziemi przez wyładowczy PIN 7 i rezystor R2.
- Gdy napięcie kondensatora spada poniżej 2/3 Vcc, wyjście górnego komparatora staje się LOW, teraz SR Flip flop pozostaje w poprzednim stanie, ponieważ oba komparatory są LOW.
- Podczas rozładowywania, gdy napięcie kondensatora spadnie poniżej Vcc / 3, powoduje to WYSOKIE wyjście komparatora dolnego (górny komparator pozostaje NISKI) i ponownie ustawia przerzutnik, a wyjście 555 staje się WYSOKIE.
- Tranzystor Q1 wyłącza się i ponownie rozpoczyna się ładowanie kondensatora C1.
To ładowanie i rozładowywanie kondensatora jest kontynuowane i generowana jest prostokątna oscylująca fala wyjściowa. Podczas ładowania kondensatora moc wyjściowa 555 jest WYSOKA, a podczas ładowania kondensatora moc wyjściowa będzie NISKA. Nazywa się to więc trybem Astable, ponieważ żaden ze stanów nie jest stabilny i 555 automatycznie zamienia swój stan z WYSOKI na NISKI i NISKI na WYSOKI, więc nazywa się to swobodnie działającym multiwibratorem.
Teraz czas trwania OUTPUT HIGH i OUTPUT LOW jest określany przez rezystory R1 i R2 oraz kondensator C1. Można to obliczyć za pomocą poniższych wzorów:
Najwyższy czas (sekundy) T1 = 0,693 * (R1 + R2) * C1
Niski czas (sekundy) T2 = 0,693 * R2 * C1
Okres T = Czas górny + Czas niski = 0,693 * (R1 + 2 * R2) * C1
Częstotliwość f = 1 / Okres czasu = 1 / 0,693 * (R1 + 2 * R2) * C1 = 1,44 / (R1 + 2 * R2) * C1
Cykl pracy: Cykl pracy to stosunek czasu, w którym moc wyjściowa jest WYSOKA, do całkowitego czasu.
Cykl pracy%: (czas WYSOKI / całkowity czas) * 100 = (T1 / T) * 100 = (R1 + R2) / (R1 + 2 * R2) * 100
Możesz również użyć tego 555 Timer Astable Calculator do obliczenia powyższych wartości.
Oto praktyczna demonstracja trybu Astable układu scalonego timera 555, w którym podłączyliśmy diodę LED do wyjścia układu scalonego 555. W tym stabilnym obwodzie multiwibratora 555 dioda LED będzie się włączać i wyłączać automatycznie z określonym czasem trwania. Czas włączenia, czas wyłączenia, częstotliwość itp. Można obliczyć przy użyciu powyższych wzorów.
Powyższy rysunek przedstawia schemat obwodu astabilnego multiwibratora z zegarem 555. Możesz znaleźć wiele obwodów i aplikacji używających trybu astabilnego w obwodach timera 555.