555 monostabiele multivibrator

ONDERDELEN EN MATERIALEN

• Eén 9V-batterij
• Batterijclip (Radio Shack-catalogus # 270-325)
• Minihaakclips (gesoldeerd aan batterijclip, Radio Shack-catalogus # 270-372)
• Een horloge met een secondewijzer/display of een stopwatch
• Een draad, 11/2” tot 2” (3,8 mm tot 5 mm) lang, dubbelgevouwen (weergegeven als rode draad in afbeelding)
• U1 - 555 timer-IC (Radio Shack-catalogus # 276-1723)
• D1 - Rode lichtgevende diode (Radio Shack-catalogus # 276-041 of gelijkwaardig)
• D2 - Groene lichtgevende diode (Radio Shack-catalogus # 276-022 of gelijkwaardig)
• R1,R2 - 1 KΩ 1/4W weerstanden
• Rt - 27 KΩ 1/4W weerstand
• Rt - 270 KΩ 1/4W weerstand
• C1,C2 - 0,1 µF condensator (Radio Shack-catalogus 272-1069 of gelijkwaardig)
• Ct - 10 µF condensator (Radio Shack-catalogus 272-1025 of gelijkwaardig)
• Ct - 100 µF condensator (Radio Shack-catalogus 272-1028 of gelijkwaardig)

KRUISVERWIJZINGEN

Lessen in elektrische circuits , Volume 1, hoofdstuk 13:"Elektrische velden en capaciteit"

Lessen in elektrische circuits , Volume 1, hoofdstuk 13:"Condensatoren en calculus"

Lessen in elektrische circuits , Volume 1, hoofdstuk 16:"Spanning- en stroomberekeningen"

Lessen in elektrische circuits , Volume 1, hoofdstuk 16:"Oplossen voor onbekende tijd"

Lessen in elektrische circuits , Volume 4, hoofdstuk 10:“Monostabiele multivibrators”

LEERDOELSTELLINGEN

• Ontdek hoe een monostabiele multivibrator werkt
• Leer een praktische toepassing voor een RC-tijdconstante
• De 555-timer gebruiken als een monostabiele multivibrator

SCHEMATISCH DIAGRAM

ILLUSTRATIE

INSTRUCTIES

Dit is een van de meest elementaire 555-circuits. Dit circuit maakt deel uit van deze chips-datasheet, compleet met de wiskunde die nodig is om te ontwerpen volgens specificatie, en is een van de redenen waarom een ​​555 een timer wordt genoemd.

De groene LED op de afbeelding licht op wanneer de 555-uitgang hoog is (d.w.z. geschakeld naar Vcc), en de rode LED licht op wanneer de 555-uitgang laag is (geschakeld naar aarde).

Deze specifieke monostabiele multivibrator (ook bekend als monostabiel of timer) is geen hertriggerbaar type.

Dit betekent dat als het eenmaal is geactiveerd, het verdere invoer negeert tijdens een timingcyclus, met één uitzondering, die in de volgende paragraaf zal worden besproken.

De timer start wanneer de ingang laag wordt of naar het grondniveau wordt geschakeld en de uitgang hoog wordt.

U kunt dit bewijzen door de in de afbeelding getoonde rode draad tussen massa en punt B aan te sluiten, los te koppelen en weer aan te sluiten.

Het is een illegale voorwaarde voor de invoer om laag te blijven voor dit ontwerp na de time-out.

Om deze reden zijn R3 en C1 toegevoegd om een ​​signaalconditioner te creëren, die alleen randactivering mogelijk maakt en de illegale invoer voorkomt.

U kunt dit bewijzen door de rode draad tussen aarde en punt A aan te sluiten.

De timer start wanneer de draad tussen deze twee punten in het protoboard wordt gestoken en negeert verdere contacten.

Als u de timer-ingang dwingt om na de time-out laag te blijven, blijft de uitgang hoog, ook al is de timer afgelopen. Zodra deze grond is verwijderd, gaat de timer omlaag.

Rt en Ct werden geselecteerd voor een timingduur van 3 seconden. Je kunt dit verifiëren met een horloge, 3 seconden is lang genoeg om langzame mensen het ook daadwerkelijk te kunnen meten.

Probeer Rt en Ct om te wisselen met de 27 KO-weerstand en de 100 µF-condensatoren. Aangezien het antwoord op de formule hetzelfde is, zou er geen verschil moeten zijn in hoe het werkt.

Probeer vervolgens Rt om te wisselen met de 270 KO-weerstand, aangezien de RC-tijdconstante nu 10 keer groter is, zou je in de buurt van 30 seconden moeten komen.

De weerstand en condensator hebben respectievelijk een tolerantie van respectievelijk 5% en 20%, dus de berekende tijden die u meet, kunnen tot 25% variëren, hoewel dit meestal veel dichterbij zal zijn.

Een andere leuke eigenschap van de 555 is zijn immuniteit voor de voedingsspanning.

Als u de 9V-batterij zou verwisselen met een 6V- of 12-batterij, zou u identieke resultaten moeten krijgen, hoewel de intensiteit van het LED-licht zal veranderen.

C2 is eigenlijk niet nodig. De 555 IC heeft deze optie voor het geval de timer wordt gebruikt in een omgeving met veel ruis op de voedingslijn.

U kunt het verwijderen en geen verschil merken. De 555 zelf is een bron van ruis, aangezien de transistoren aan beide zijden van de uitgang gedurende een zeer korte tijd beide geleiden, waardoor een stroomstoot (gemeten in nanoseconden) van de voeding ontstaat.

WERKING THEORIE

Als je naar het getoonde functionele schema kijkt, kun je zien dat pin 7 een transistor is die naar aarde gaat.

Deze transistor is gewoon een schakelaar die normaal geleidt totdat pin 2 (die is aangesloten via de comparator C1, die de interne flip-flop voedt) laag wordt gebracht, waardoor de condensator Ct kan beginnen met opladen.

Pin 7 blijft uit totdat de spanning op Ct wordt opgeladen tot 2/3 van de voedingsspanning, waar de timer afloopt en pin 7-transistor weer wordt ingeschakeld, de normale toestand in dit circuit.

De onderstaande afbeelding toont de volgorde van schakelen, waarbij rood de hogere spanningen is en groen aarde (0 volt), met het spectrum ertussenin, aangezien dit in wezen een analoog circuit is.

Deze grafiek toont de laadcurve over de Ct.

Figuur 1 is het start- en eindpunt voor dit circuit, waar het wacht op een trigger om een ​​timingcyclus te starten.

Op dit punt staat de pin 7-transistor aan, waardoor de condensator Ct ontladen blijft.

Afbeelding 2 laat zien wat er gebeurt als de 555 een trigger ontvangt en de sequentie begint.

Ct heeft geen tijd gehad om spanning te accumuleren, maar het opladen is begonnen.

Afbeelding 3 toont het opladen van de condensator, gedurende deze tijd bevindt het circuit zich in een stabiele configuratie en is de output hoog.

Afbeelding 4 toont het circuit dat midden in het uitschakelen zit wanneer het de time-out bereikt.

De condensator is opgeladen tot 67%, de bovengrens van het 555-circuit, waardoor de interne flip-flop van status verandert.

Zoals te zien is, is de transistor nog niet geschakeld, wat Ct zal ontladen als dat wel het geval is.

Afbeelding 5 toont het circuit nadat het tot rust is gekomen, wat in principe hetzelfde is als weergegeven in Afbeelding 1.

GERELATEERDE WERKBLAD:

• Timercircuits