Ρυθμιζόμενος διακόπτης ρελέ χρονοδιακόπτη 555 - Monostable Multivibrator Circuit: 7 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Μάθετε πώς μπορείτε να δημιουργήσετε έναν ακριβή ρυθμιζόμενο χρονοδιακόπτη με μεταβλητή καθυστέρηση από 1 - 100 δευτερόλεπτα που χρησιμοποιεί το 555 IC. Ο χρονοδιακόπτης 555 έχει διαμορφωθεί ως Monostable Multivibrator. Το φορτίο εξόδου οδηγείται από τον διακόπτη ρελέ ο οποίος με τη σειρά του ελέγχεται από το κύκλωμα χρονοδιακόπτη.

Δεδομένου ότι το έργο περιλαμβάνει μόνο τη συναρμολόγηση ενός απλού κυκλώματος ακολουθώντας το σχηματικό, θα χρειαστεί μόνο μία ώρα για να γίνει.

Μην ξεχάσετε να εγγραφείτε για περισσότερα έργα: YouTube

Βήμα 1: Μέρη & εργαλεία

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ:

• 1x 555 AliExpress
• 2x 3KΩ Resistor AliExpress
• Αντίσταση 4x 10KΩ AliExpress
• 1x 1MΩ Ποτενσιόμετρο AliExpress
• 1x IN4004 Δίοδος AliExpress
• 2x Tactile Momentary Push Button AliExpress
• 2x 5mm LED AliExpress
• 2x 100uF Πυκνωτής AliExpress
• 2x 0.1uF (100nF) Πυκνωτής AliExpress
• 1x 2 Pin Screw Terminal AliExpress
• 1x τερματικό βίδας 3 ακίδων AliExpress
• 1x 12VDC ρελέ AliExpress
• Προσαρμογέας 1x 12VDC AliExpress
• 1x διακόπτης διαφάνειας SPDT AliExpress
• 1x PCB AliExpress

Εργαλεία:

• Συγκολλητικό σίδερο AliExpress
• Συγκολλητικό καλώδιο AliExpress
• Mini PCB Hand Drill + Bits AliExpress
• Wire Cutter AliExpress
• Wire Stripper AliExpress
• Συγκόλληση βοηθητικών χεριών AliExpress

Μπορείτε επίσης να αγοράσετε το PCB: PCBWay

Βήμα 2: 555 Εξηγήθηκε

Το 555 είναι μια εξαιρετικά σταθερή συσκευή για τη δημιουργία ακριβών χρονικών καθυστερήσεων ή ταλαντώσεων. 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 το κύκλωμα εξόδου μπορεί να προέλθει ή να βυθιστεί έως 200mA ή να οδηγήσει κυκλώματα 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.

Ο εξωτερικός πυκνωτής εκφορτίζεται αρχικά από ένα τρανζίστορ μέσα στο χρονόμετρο. Κατά την εφαρμογή ενός αρνητικού παλμού σκανδάλης μικρότερου από 1/3 VCC στον πείρο 2, ρυθμίζεται το εσωτερικό flip-flop το οποίο απελευθερώνει το βραχυκύκλωμα στον πυκνωτή και οδηγεί την έξοδο σε υψηλά επίπεδα. Η τάση στον πυκνωτή αυξάνεται στη συνέχεια εκθετικά για περίοδο t = 1.1RC, στο τέλος της οποίας η τάση ισούται με 2/3 VCC. Ο εσωτερικός συγκριτής επαναφέρει στη συνέχεια το flip-flop το οποίο με τη σειρά του εκφορτίζει τον πυκνωτή και οδηγεί την έξοδο στην χαμηλή του κατάσταση.

Βήμα 3: Σχηματικό κύκλωμα

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 στη γείωση) 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 στη γείωση) μέσω του στιγμιαίου διακόπτη S2, ο χρονοδιακόπτης 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.

Eagle Schematic: GitHub

Βήμα 4: Κατασκευή PCB

Εκτιμώμενος χρόνος: 30 λεπτά

• Παραγγείλετε PCB: PCBWay
• Διάταξη πίνακα Eagle PCB: GitHub
• Εκτυπώσιμο PDF: GitHub

Κατασκεύασα τον πίνακα χρησιμοποιώντας τη μέθοδο σιδήρου.

Διάτρησα τέσσερις οπές στερέωσης σε κάθε γωνία με διάμετρο 3mm.

Το μέγεθος του PCB είναι 10cm X 5cm.

Βήμα 5: Συναρμολόγηση κυκλωμάτων

Εκτιμώμενος χρόνος: 30 λεπτά

Τοποθετήστε και κολλήστε όλα τα εξαρτήματα στο PCB. Διπλός έλεγχος στοιχείων με πολικότητες. Τέλος, κολλήστε τον προσαρμογέα τροφοδοσίας στο PCB.

Μόλις συγκολληθεί κάθε στοιχείο στο PCB, μπορείτε να συνδέσετε το φορτίο στους ακροδέκτες του ρελέ.

Βήμα 6: Ξεκινήστε και επαναφέρετε το χρονόμετρο

Συνδέσα μια ενδεικτική λυχνία 24VDC στους ακροδέκτες Common & Normally Open του ρελέ. Όταν ο χρονοδιακόπτης είναι ενεργοποιημένος, οι ακροδέκτες βραχυκυκλώνονται ολοκληρώνοντας έτσι το κύκλωμα.

Μπορείτε να αλλάξετε το Ποτενσιόμετρο για να ρυθμίσετε και να ρυθμίσετε την χρονική καθυστέρηση.

Ο στιγμιαίος διακόπτης S1 χρησιμοποιείται για την εκκίνηση του χρονοδιακόπτη. Ο χρονοδιακόπτης μπορεί να μηδενιστεί κατά τη διάρκεια του κύκλου χρονισμού πατώντας το στιγμιαίο διακόπτη S2.

Βήμα 7: Υποστηρίξτε αυτά τα έργα

• YouTube: Electro Guruji
• Instagram: @electroguruji
• Twitter: ElectroGuruji
• Facebook: Electro Guruji
• Οδηγίες χρήσης: ElectroGuruji

Είστε μηχανικός ή χόμπι που έχει μια εξαιρετική ιδέα για ένα νέο χαρακτηριστικό σε αυτό το έργο; Maybeσως έχετε μια καλή ιδέα για διόρθωση σφαλμάτων; Μη διστάσετε να πάρετε τα σχήματα από το GitHub και να το τσιμπήσετε. Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις/αμφιβολίες σχετικά με αυτό το έργο, αφήστε τις στην ενότητα σχολίων και θα προσπαθήσω να απαντήσω.