Building 555 Zamanlayıcı IC Tabanlı Kararsız Multivibratör
Herhangi bir harici tetikleyici kullanılmadan 555 zamanlayıcı entegresi iki durumu arasında geçiş yapabilir. Üç ek harici parça, iki direnç (R 1 ve R 2 ) ve IC 555'i kararsız bir multivibratör devresine dönüştürmek için bir kapasitör (C) eklenebilir. Aşağıdaki devre IC 555'in üç harici parçayla birlikte kararsız bir multivibratör olarak kullanımını göstermektedir.
6 ve 2 numaralı pinler zaten bağlı olduğundan, cihaz otomatik olarak etkinleşecek ve harici bir tetikleme darbesine ihtiyaç duymadan bir osilatör olarak çalışacaktır. V CC Besleme olarak giriş voltajı pin 8'e bağlanır. Yukarıdaki devrede Pin 3 çıkış terminali olduğundan çıkış buradan çekilebilir. Harici sıfırlama pini devredeki pin 4'tür ve bu pin zamanlayıcıyı yeniden başlatabilir ancak genellikle pin 4 V'ye bağlanır. CC Sıfırlama fonksiyonu kullanımda olmadığında.
Eşik voltajı seviyesi, pin 5'te sağlanan kontrol voltajına bağlı olarak dalgalanacaktır. Bunun aksine, pin 5 genellikle terminalden gelen harici gürültüyü filtreleyen bir kapasitör aracılığıyla toprağa bağlanır. Toprak terminali pin 1'dir. R 1 , R 2 ve C, çıkış darbesinin genişliğini kontrol eden zamanlama devresini oluşturur.
Çalışma Prensibi
IC 555'in dahili devresi, R ile kararsız modda görüntülenir. 1 , R 2 ve C'nin tümü RC zamanlama devresinin bir parçası.
Flip-flop ilk olarak kaynağa bağlandığında sıfırlanır, bu da zamanlayıcının çıkışının düşük duruma geçmesine neden olur. Q’ya bağlanması sonucunda deşarj transistörü doyum noktasına itilir. Transistör, IC 555'in Pim 7'sine bağlı olan zamanlama devresi kapasitörü C'nin deşarj olmasına izin verecektir. Zamanlayıcının çıkışı artık ihmal edilebilir düzeydedir. Bu durumda tetikleme voltajı kapasitörde mevcut olan tek voltajdır. Sonuç olarak kapasitör voltajı 1/3 V'un altına düşerse CC , karşılaştırıcı no'yu etkinleştiren referans voltajı. 2, karşılaştırıcının çıkışı no. Deşarj sırasında 2 yüksek olacaktır. Sonuç olarak flip-flop ayarlanacak ve pin 3'teki zamanlayıcı için YÜKSEK bir çıkış üretecektir.
Transistör bu yüksek çıkış tarafından kapatılacaktır. Sonuç olarak, R dirençleri aracılığıyla 1 ve R 2 C kondansatörü şarj olur. Pim 6, kapasitör ile direncin buluştuğu bağlantı noktasına bağlanır, bu nedenle kapasitörün voltajı artık eşik voltajına eşittir. Kapasitör şarj olurken voltajı V'ye doğru katlanarak artar. CC ; 2/3 V'a ulaştığında CC eşik karşılaştırıcısının referans voltajı (karşılaştırıcı 1), çıkışı yükselir.
Bu nedenle flip-flop RESET edilir. Zamanlayıcının çıkışı DÜŞÜK'e düşer. Bu düşük çıkış, kapasitöre bir deşarj yolu sağlayan transistörü yeniden başlatacaktır. Sonuç olarak direnç R 2 C kapasitörünün deşarj olmasına izin verecektir. Böylece döngü devam ediyor.
Sonuç olarak, kapasitör şarj olurken pin 3'te çıkış voltajı yüksektir ve kapasitörün etrafındaki voltaj agresif bir şekilde artar. Buna benzer şekilde pin 3'ün çıkış voltajı düşüktür ve kondansatör boşaldıkça üzerindeki voltaj katlanarak düşer. Çıkış dalga biçimi bir dizi dikdörtgen darbeye benziyor.
Kondansatör Gerilimi ve Çıkış Geriliminin Dalga Şekilleri
Sonuç olarak, R 1 + R 2 şarj kanalındaki toplam direnci temsil eder ve C, şarj süresi sabitini temsil eder. Yalnızca kapasitör R direncinden geçtiğinde 2 deşarj sırasında deşarj olur. R 2 Sonuç olarak C deşarj süresi sabitidir.
Görev döngüsü
Dirençler R 1 ve R 2 şarjı ve deşarj süresi sabitlerini etkiler. Zaman sabitindeki değişim tipik olarak boşaltma zaman sabitinden daha büyüktür. Sonuç olarak YÜKSEK çıkış, DÜŞÜK çıkıştan daha uzun bir süre boyunca oluşmaya devam eder ve çıkış dalga biçimi simetrik değildir; dolayısıyla T bir döngünün süresi ve TON daha yüksek çıkışın süresi ise görev döngüsü şu şekilde verilir: :
Yani yüzde olarak Görev Döngüsü şöyle olacaktır:
T, şarj ve deşarj sürelerinin toplamı olduğunda, T AÇIK ve T KAPALI , aşağıdaki denklem T değerini sağlar AÇIK veya şarj süresi T C :
Deşarj süresi T D , genellikle T olarak bilinir KAPALI , tarafından verilmektedir:
Sonuç olarak, bir T döngüsü süresi için formül şöyledir:
% Görev Döngüsü formülünde ikame:
Frekans şu şekilde verilir:
Uygulama – Kare Dalgaların Oluşturulması
Kararsız bir multivibratörün görev döngüsü genellikle %50'den yüksektir. Görev döngüsü tam olarak %50 olduğunda, kararsız bir multivibratör, çıkışı olarak bir kare dalga üretir. Daha önce de belirtildiği gibi, IC 555'in kararsız bir multivibratör görevi görmesi ile %50 veya daha düşük görev döngülerine ulaşmak zordur. Devrenin bazı değişikliklerden geçmesi gerekiyor.
Biri direnç R'ye paralel olmak üzere iki diyot eklenir 2 ve diğeri R direnciyle seri olarak 2 katot kapasitöre bağlı. R dirençlerini değiştirerek 1 ve R 2 %5 ila %95 aralığında bir görev döngüsü oluşturmak mümkündür. Kare dalga çıkışı oluşturmaya yönelik devre aşağıdaki gibi yapılandırılabilir:
Bu devrede kapasitör R üzerinden akım aktarırken şarj olur. 1 , D 1 ve R 2 şarj sırasında. D aracılığıyla deşarj olur 2 ve R 2 boşaltırken.
Şarj süresi sabiti, T AÇIK = T C , aşağıdaki gibi hesaplanabilir:
Ve bu şekilde deşarj süresi sabitini elde edersiniz, T KAPALI = T D :
Sonuç olarak görev döngüsü D şu şekilde belirlenir:
R yapmak 1 ve R 2 eşit değerde ise %50 görev döngüsüne sahip bir kare dalga elde edilecektir.
R olduğunda %50'den daha az bir görev döngüsüne ulaşılır. 1 direnci R'den düşük 2 normalde R iken 1 ve R 2 Bunu başarmak için potansiyometreler ile değiştirilebilir. Herhangi bir diyot kullanmadan, kararsız bir multivibratör kullanılarak başka bir kare dalga üreteci devresi oluşturulabilir. R 2 pin 3 ve 2 veya çıkış terminali ile tetikleme terminali arasına bağlanır. Aşağıda devrenin bir diyagramı verilmiştir:
Bu devredeki hem şarj hem de deşarj işlemleri yalnızca R direnci üzerinden gerçekleşir. 2 . R direnci tarafından şarj edilirken kapasitör dış bağlantılara maruz bırakılmamalıdır. 1 yüksek bir değere ayarlanması gerekir. Ek olarak, kapasitörün tam potansiyeline kadar şarj edilmesini garanti etmeye yarar (V CC ).
Uygulama – Darbe Pozisyonu Değişimleri
Biri kararsız modda, diğeri tek kararlı modda çalışan iki adet 555 zamanlayıcı IC, darbe konumu modülasyonu sunar. İlk olarak, IC 555 kararsız moddadır, modülasyon sinyali Pim 5'e uygulanır ve IC 555, çıkışı olarak darbe genişliği modülasyonlu bir dalga üretir. Tek kararlı modda çalışan bir sonraki IC 555'in tetikleme girişi bu PWM sinyalini alır. İkinci IC 555'in çıkış darbelerinin konumu, yine modülasyon sinyaline bağlı olan PWM sinyaline göre değişir.
Aşağıda iki adet 555 zamanlayıcı entegre devresini kullanan bir darbe konum modülatörünün devre konfigürasyonu verilmiştir.
İlk IC 555 için minimum voltajı veya eşik seviyesini belirleyen kontrol voltajı, UTL'yi (Üst Eşik Seviyesi) oluşturacak şekilde ayarlanır.
Eşik voltajı uygulanan modülasyon sinyaline göre değiştikçe darbe genişliği ve zaman gecikmesi de değişir. Bu PWM sinyali ikinci entegreyi tetiklemek için uygulandığında değişecek olan tek şey çıkış darbesinin konumu olacaktır, ne genliği ne de genişliği değişmeyecektir.
Çözüm
555 Zamanlayıcı IC'leri, ek bileşenlerle birleştirildiğinde serbest çalışan bir osilatör veya kararsız bir multivibratör olarak işlev görebilir. Kararsız moddaki 555 Zamanlayıcı IC'leri, darbe katarı üretimi, modülasyon ve kare dalga nesilleri arasında değişen çok çeşitli uygulamalarda kullanılır.