Prosty obwód opóźnienia czasowego wykorzystujący timer 555

W tym projekcie zamierzamy zaprojektować prosty obwód opóźnienia czasowego wykorzystujący układ scalony 555 timera. Obwód ten składa się z 2 przełączników, jednego do uruchamiania czasu opóźnienia, a drugiego do resetowania. Posiada również potencjometr do regulacji opóźnienia czasowego, w którym można zwiększyć lub zmniejszyć opóźnienie, po prostu obracając potencjometr.

Tutaj zastosowaliśmy baterię 9 V i opcjonalny przekaźnik 5 V do przełączania obciążenia AC. Regulator napięcia 5 V służy do regularnego zasilania obwodu 5 V. Sprawdź również nasz 1-minutowy obwód timera przy użyciu 555.

Wymagane komponenty:

1. Układ scalony timera 555
2. Rezystor - 1k (3)
3. Rezystor - 10k
4. Rezystor zmienny - 1000k
5. Kondensator - 200uF, 0,01uF
6. LED- czerwony i zielony
7. Przyciski - 2

555 Timer IC:

Zanim przejdziemy do szczegółów obwodu opóźnienia czasowego, najpierw musimy dowiedzieć się o układzie scalonym timera 555.

Styk 1. Uziemienie: Ten styk powinien być podłączony do masy.

Pin 2. TRIGGER: Pin wyzwalacza jest przeciągany z ujemnego wejścia komparatora 2. Wyjście komparatora dwa jest podłączone do pinu SET przerzutnika. Przy wysokim wyjściu komparatora dwa otrzymujemy wysokie napięcie na wyjściu timera. Jeśli ten pin jest podłączony do masy (lub mniej niż Vcc / 3), wyjście będzie zawsze wysokie.

Styk 3. WYJŚCIE: Ten styk również nie ma specjalnej funkcji. To jest pin wyjściowy, do którego podłączone jest obciążenie.

Pin 4. Reset: W chipie timera znajduje się przerzutnik. Pin resetowania jest bezpośrednio połączony z MR (Master Reset) przerzutnika. Ten pin jest podłączony do VCC, aby przerzutnik nie mógł się zresetować.

Pin 5. Pin kontrolny: Pin kontrolny jest połączony z ujemnym pinem wejściowym komparatora. 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 komparatora1. Jeśli kołek sterujący jest otwarty. Następnie napięcie równe lub większe niż VCC * (2/3) (tj. 6 V dla zasilania 9 V) 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 ściągany do masy.

Pin 8. Zasilanie lub VCC: Jest podłączony do napięcia dodatniego (+ 3,6 V do + 15 V).

Jeśli chcesz poznać szczegółowo układ 555 IC, zapoznaj się z naszym szczegółowym artykułem na temat układu 555 Timer IC.

Tryb monostabilny układu scalonego timera 555:

555 Timer IC jest skonfigurowany w trybie monostabilnym dla tego obwodu opóźnienia czasowego. Więc tutaj wyjaśniamy tryb monostabilny układu scalonego 555 Timer.

Poniżej znajduje się wewnętrzna struktura układu scalonego 555 Timer:

Obsługa jest prosta, początkowo 555 jest w stanie stabilnym, tj. OUPUT na PIN 3 jest niski. Wiemy, że nieodwracający koniec dolnego komparatora jest pod napięciem 1 / 3Vcc, więc kiedy przyłożymy ujemne (<1 / 3Vcc) napięcie do wyzwalacza PIN 2, podłączając go do masy (przez przełącznik przycisku PUSH), zachodzą dwie rzeczy:

1. Po pierwsze, dolny komparator staje się WYSOKI, a Flip flop zostaje ustawiony i otrzymujemy WYSOKI WYJŚCIE na PIN 3.
2. Drugą rzeczą jest to, że tranzystor Q1 wyłącza się, a kondensator czasowy C1 zostaje odłączony od masy i zaczyna ładować przez rezystor R1.

Stan ten nazywany jest stanem quasi-stabilnym i utrzymuje się przez pewien czas (T). Teraz, gdy kondensator zaczyna się ładować i osiąga napięcie nieco większe niż 2/3 Vcc, napięcie na PIN 6 progowym staje się większe niż napięcie na końcu odwracającym (2/3 Vcc) górnego komparatora, znowu dzieje się dwie rzeczy:

1. Po pierwsze, górny komparator staje się WYSOKI i Flip flop zostaje zresetowany, a WYJŚCIE chipa na PIN 3 staje się NISKIE.
2. Po drugie, tranzystor Q2 zostaje włączony, a kondensator zaczyna rozładowywać się do masy, poprzez wyładowanie PIN 7.

Tak więc układ 555 automatycznie powraca do stanu stabilnego (LOW) po czasie określonym przez sieć RC. Ten czas trwania stanu quasi-stabilnego można obliczyć za pomocą tego kalkulatora monostabilnego 555 lub można go obliczyć za pomocą wzorów podanych poniżej:

T = 1,1 * R1 * C1 Sekundy, w których R1 znajduje się w OHM, a C1 w Faradach.

Więc teraz widzimy, że tryb MONOSTABILNY ma tylko jeden stabilny stan i wymaga ujemnego impulsu na PIN 2, aby przejść do stanu quasi stabilnego. Stan quasi-stabilny pozostaje tylko przez 1,1 * R1 * C1 sekund, a następnie automatycznie przechodzi z powrotem do stanu stabilnego. Podczas projektowania tego obwodu pamiętaj o jednej rzeczy, że impuls wyzwalający na pinie 2 musi być na tyle krótszy do impulsu OUPUT, aby kondensator miał wystarczająco dużo czasu na naładowanie i rozładowanie.

Schemat obwodu:

Poniżej znajduje się schemat obwodu prostego obwodu opóźniającego wykorzystującego układ 555:

Działanie obwodu opóźnienia czasowego:

Cały obwód zasilany jest napięciem 5V za pomocą regulatora napięcia 7805. Początkowo, gdy żaden przycisk nie jest wciśnięty, wyjście układu 555 IC pozostaje NISKIE, a obwód pozostaje w tym stanie, aż do naciśnięcia przycisku START i kondensatora C1 pozostanie w stanie rozładowanym.

Jak wyjaśniliśmy powyżej, opóźnienie czasowe dla stanu quasi-stabilnego (niestabilnego) zależy od wartości Kondensator czasowy i rezystor. Po zmianie wartości tych wartości opóźnienie czasowe dla stanu quasi-stabilnego również ulegnie zmianie. Tutaj niebieska dioda LED świeci w stanie quasi-stabilnym przez określony czas, a czerwona dioda LED świeci w stanie stabilnym. Więc tutaj zastąpiliśmy ten rezystor czasowy rezystorem zmiennym, dzięki czemu możemy regulować opóźnienie czasowe po prostu obracając pokrętło potencjometru na samej płytce. Tutaj również podłączyliśmy opcjonalny przekaźnik do wyzwalania urządzenia AC po pewnym czasie. Dowiedz się tutaj, jak podłączyć przekaźnik do wyzwalania obciążeń AC.

Po naciśnięciu przycisku Start rozpoczyna się odliczanie czasu i włącza się niebieska dioda LED, a po określonym czasie (określonym wzorem T = 1,1 * R1 * C1) zegar 555 przechodzi w stan stabilny, w którym włącza się czerwona dioda LED i niebieska dioda LED wyłącza. Możesz zwiększać i zmniejszać opóźnienie czasowe za pomocą potencjometru, jak pokazano na poniższym filmie.