Розглянемо одну з найпопулярніших мікросхем – таймер NE555.
Вона може працювати в двох режимах: моностабільний і автоколивальний.
Моностабільний режим (одновібратор).
За замовчуванням на виході – OUT логічний нуль. За сигналом в довільній формі на вході TRIG, мікросхема генерує одиночний прямокутний імпульс (логічну одиницю) на виході OUT. Тривалість імпульсу визначається зовнішньою RC-ланцюжком з одного конденсатора і резистора за формулою:
T = 1,1 * R * C, де:
- T – час імпульсу в секундах;
- R – опір в Омах;
- С – ємність в Фарадах.
Розглянемо моностобільний режим на прикладі.
Дано:
R = 10 кОм = 10000 Ом.
С = 220 мкФ = 220 * 0,000001 Ф = 0,00022 Ф.
Розв’язок:
T = 1,1 * 10000 * 0,00022 = 2,2 секунди.
Висновок:
При імпульсі довільній формі на вході TRIG, генерується одиночний імпульс прямокутної форми на 2,2 секунди. Моностабільний режим нам не підходить, так як світлодіод зможе моргнути тільки один раз.
Автоколивальний режим (мультивібратор).
Мікросхема видає послідовність прямокутних імпульсів на виході OUT, параметри яких визначаються RC ланцюгом з конденсатора і двох резисторів, за формулами:
f = 1 / 0,693 * C * (R1 + 2 * R2)
t = 1 / f
t = t1 + t2
t1 = 0,693 * C * (R1 + R2)
t2 = 0,693 * C * R2, де:
f – частота імпульсів, Гц
t – період імпульсу, секунди
t1 – довжина імпульсу (логічна одиниця), секунди
t2 – довжина паузи (логічний нуль), секунди
R1, R2 – опір, Ом;
С – ємність, Фаради.
Автоколивальний режим якраз, такий, як нам потрібно. Побудуємо наш Маяк на таймері 555 в режимі мультивібратора. Інтегруємо загальну формулу в нашу схему.
Дано:
R1 = 10 кОм = 10000 Ом
R2 = 100 кОм = 100000 Ом
C1 = 22 мкФ = 0,000022 Ф
Розв’язок:
Частота імпульсів: f = 1 / 0,693 * C1 * (R1 + 2 * R2) = 0,693 * 0,000022 * (10000 + 2 * 100000) = 1 / 3,2 = 0,31 Герц.
Період імпульсу: t = 1 / f = 1 / 0,31 = 3,2 секунди.
Тривалість імпульсу (логічна одиниця): t1 = 0,693 * C1 * (R1 + R2) = 0,693 * 0,000022 * (10000 + 100000) = 1,67 секунди.
Довжина паузи (логічний нуль): t2 = 0,693 * C1 * R2 = 0,693 * 0,000022 * 100000 = 1,52 секунди.
Висновок:
Світлодіод з поточними номіналами RC-ланцюжка буде горіти 1,67 секунди, гаснути на 1,52 секунди і так по колу. Частота мерехтіння світлодіода дорівнює 0,31 Гц, а період 3,2 секунди.
Налаштування
При збільшенні ємності С1 тривалість імпульсів і пауза між ними пропорційно будуть збільшуватися: тобто частота мерехтіння світлодіода буде зменшуватися. А при зменшенні ємності С1 тривалість імпульсів і довжина між ними будуть пропорційно зменшуватися: тобто частота мерехтіння світлодіода буде збільшуватися.
Припустимо замінимо номінал С2 з 22 мкФ на 220 мкФ. В результаті світлодіод буде світитися 16,7 секунди, гаснути на 15,2 секунди і так по колу. При збільшенні опору R2, тривалість імпульсів і пауза між ними будуть НЕ пропорційно збільшуватися. А при зменшенні опору R2, тривалість імпульсів і пауза між ними будуть НЕ пропорційно зменшуватися. Тобто можливо регулювати окремо час включення і виключення світлодіода. Припустимо замінимо номінал R2 з 100 кОм на 10 кОм. В результаті світлодіод буде світитися 0,304 секунди, гаснути на 0,152 секунді і так по колу.
При збільшенні опору R1, довжина імпульсу буде збільшуватися, а пауза між імпульсами залишиться колишньою. Тобто можливість регулювати окремо тільки час включення світлодіода. Припустимо замінимо номінал R3 з 10 кому на 100 кОм. В результаті світлодіод буде горіти 3,05 секунди, гаснути на 1,52 секунди і так по колу.
Довідка
Усередині таймера NE555 знаходиться схема з 23 транзисторів, 16 резисторів і 2 діодів.
Для проходження уроку рекомендуємо використовувати конструктор Омка.
У комплекті є все необхідне!
Залиште свій відгук