555 Ρυθμιζόμενος ΧΡΟΝΟΔΙΑΚΟΠΤΗΣ (Μέρος-1): 4 Βήματα

2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-23 14:39

Ε, παιδιά!

Μάθετε πώς μπορείτε να δημιουργήσετε έναν ακριβή ρυθμιζόμενο χρονοδιακόπτη με μεταβλητή καθυστέρηση από 1 - 100 δευτερόλεπτα που χρησιμοποιούν 555 IC. Ο χρονοδιακόπτης 555 έχει διαμορφωθεί ως Monostable Multivibrator.

Το παραπάνω σχήμα δείχνει ένα σχηματικό χαρτί 555 ρυθμιζόμενου χρονοδιακόπτη. Το 555 είναι μια εξαιρετικά σταθερή συσκευή που δημιουργεί ακριβείς χρονικές καθυστερήσεις ή ταλαντώσεις. Παρέχονται πρόσθετα τερματικά για ενεργοποίηση ή επαναφορά εάν είναι επιθυμητό. Στη λειτουργία χρονικής καθυστέρησης, ο χρόνος ελέγχεται με ακρίβεια από μία εξωτερική αντίσταση και έναν πυκνωτή. Το κύκλωμα μπορεί να ενεργοποιηθεί και να μηδενιστεί σε πτώση κυματομορφών και η έξοδος του κυκλώματος μπορεί να προέλθει ή να βυθιστεί έως 200mA ή να οδηγήσει το κύκλωμα TTL.

Στη λειτουργία Monostable, ο χρονοδιακόπτης LM555 λειτουργεί ως γεννήτρια παλμών μιας βολής. Οι παλμοί είναι όταν ο χρονοδιακόπτης LM555 λαμβάνει ένα σήμα στην είσοδο σκανδάλης που πέφτει κάτω από το 1/3 της παροχής τάσης. Το πλάτος του παλμού εξόδου καθορίζεται από τη σταθερά χρόνου ενός δικτύου RC. Ο παλμός εξόδου τελειώνει όταν η τάση στον πυκνωτή ισούται με τα 2/3 της τάσης τροφοδοσίας. Το πλάτος του παλμού εξόδου μπορεί να επεκταθεί ή να μειωθεί ανάλογα με την εφαρμογή προσαρμόζοντας τις τιμές R και C.

Βήμα 1: Απαιτούμενο υλικό

Έχουν χρησιμοποιηθεί τα ακόλουθα συστατικά:

1. Χρονοδιακόπτης X1 IC 555

2. Αντίσταση X2 3KΩ

3. Αντίσταση X4 10KΩ

4. Ποτενσιόμετρο X1 1MΩ

5. Δίοδος X2 IN4004

6. X2 Tactile Momentary Push Button

7. Διακόπτης διαφάνειας X1 SPDT

8. Πυκνωτής X2 100uF

9. Πυκνωτής X2 0.1uF (100nF)

10. Τερματικό βίδας X1 2 ακίδων

11. Τερματικό βιδών X1 3 ακίδων

12. Ρελέ X1 12VDC

13. Προσαρμογέας X1 12VDC

14. LED X1 5mm

Βήμα 2: Σχήμα κυκλώματος & εργασίας

Το παραπάνω σχήμα δείχνει το σχηματικό κύκλωμα ενός ρυθμιζόμενου χρονοδιακόπτη 555. Το LM555 έχει μέγιστη τυπική τάση τροφοδοσίας 16V ενώ το πηνίο οπλισμού του ρελέ είναι ενεργοποιημένο στα 12V. Ως εκ τούτου, ένα τροφοδοτικό 12V χρησιμοποιείται για την ελαχιστοποίηση του αριθμού των εξαρτημάτων, όπως οι γραμμικοί ρυθμιστές τάσης. Όταν ενεργοποιείται ο πείρος 2 του LM555 (βραχυκυκλώνοντάς τον στο έδαφος) μέσω του στιγμιαίου διακόπτη S1, ξεκινά ο χρονοδιακόπτης.

Ο χρονοδιακόπτης παράγει έναν παλμό εξόδου με μια χρονική περίοδο ON που καθορίζεται από το δίκτυο RC, δηλαδή t = 1.1RC. Σε αυτή την περίπτωση, η σταθερή τιμή του πυκνωτή είναι 100uF. Η τιμή του R αποτελείται από μια αντίσταση 10ΚΩ σε σειρά με ένα ποτενσιόμετρο 1ΜΩ. Μπορούμε να αλλάξουμε το ποτενσιόμετρο για να αλλάξουμε τη χρονική περίοδο του παλμού εξόδου.

Για παράδειγμα, εάν το ποτενσιόμετρο έχει οριστεί σε 0Ω, η τιμή του R είναι ίση με 10KΩ. Επομένως t = 1,1 x 10K x 100u = 1 δευτερόλεπτο.

Αλλά αν το δοχείο έχει οριστεί σε 1MΩ, η τιμή του R είναι ίση με 1MΩ + 10KΩ = 1010KΩ. Επομένως t = 1,1 x 1010K x 100u = 100 δευτερόλεπτα.

Όταν ενεργοποιείται ο πείρος 4 του LM555 (βραχυκυκλώνοντάς τον στο έδαφος) μέσω του στιγμιαίου διακόπτη S2, το χρονόμετρο επαναφέρεται.

Όταν ξεκινά ο χρονοδιακόπτης, το ρελέ ενεργοποιείται. Ως εκ τούτου, το τερματικό Common (COM) του ρελέ είναι βραχυκυκλωμένο στο τερματικό Normally Open (NO). Σε αυτόν τον ακροδέκτη μπορεί να συνδεθεί φορτίο υψηλής ισχύος, όπως μια λάμπα ή αντλία νερού. Ένα τρανζίστορ Q1 λειτουργεί ως διακόπτης και διασφαλίζει ότι παρέχεται επαρκές ρεύμα κίνησης στο ρελέ. Η δίοδος D1 λειτουργεί ως δίοδος flyback που προστατεύει το τρανζίστορ Q1 από αιχμές τάσης που προκαλούνται από το πηνίο του ρελέ.

Το LED2 ανάβει για να δείξει πότε είναι ενεργοποιημένο το ρελέ. Το LED1 υποδεικνύει ότι το κύκλωμα είναι ενεργοποιημένο. Ένας διακόπτης SP3 S3 χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση του κυκλώματος. Οι πυκνωτές C2 και C4 χρησιμοποιούνται για το φιλτράρισμα του θορύβου στη γραμμή τροφοδοσίας.

Βήμα 3: Σχεδιασμός PCB

Το σχήμα δείχνει το κύκλωμα PCB Design του 555 ρυθμιζόμενου χρονοδιακόπτη χρησιμοποιώντας το λογισμικό Eagle.

Παράμετρος που εξετάζεται για το σχεδιασμό PCB:

1. Το πάχος του πλάτους ίχνους είναι τουλάχιστον 8 mil.

2. Το χάσμα μεταξύ επιπέδου χαλκού και ίχνους χαλκού είναι τουλάχιστον 8 εκατ.

3. Το κενό μεταξύ ενός ίχνους προς ανίχνευση είναι τουλάχιστον 8 εκατομμύρια.

4. Το ελάχιστο μέγεθος τρυπανιού είναι 0,4 mm

5. Όλα τα κομμάτια που έχουν τρέχουσα διαδρομή χρειάζονται παχύτερα ίχνη.

Βήμα 4: Κατασκευή PCB

Μπορείτε να σχεδιάσετε το PCB Schematic με οποιοδήποτε λογισμικό, όπως σας βολεύει. Εδώ έχω το δικό μου σχέδιο και αρχείο Gerber. Αφού δημιουργήσετε το αρχείο Gerber, μπορείτε να το στείλετε στον κατασκευαστή. Προτείνω προσωπικά τα LionCircuits.

Ανεβάζω τα αρχεία μου Gerber στην ηλεκτρονική τους πλατφόρμα και λαμβάνω μια άμεση προσφορά για να κάνω μια ηλεκτρονική παραγγελία. Χρεώνουν λιγότερο για τα πρωτότυπα και λαμβάνω τα PCB μου σε μόλις 6 ημέρες.

Μείνετε συντονισμένοι παιδιά! Θα δημοσιεύσω το δεύτερο μέρος αυτού του οδηγού όταν λάβω τους πίνακες μου.