Простая схема выдержки времени с использованием таймера 555

В этом проекте мы собираемся разработать простую схему с временной задержкой с использованием микросхемы таймера 555. Эта схема состоит из 2 переключателей, один для запуска времени задержки, а другой для сброса. Он также имеет потенциометр для регулировки времени задержки, где вы можете увеличивать или уменьшать время задержки, просто вращая потенциометр.

Здесь мы использовали батарею 9 В и дополнительное реле 5 В для переключения нагрузки переменного тока. Стабилизатор напряжения 5В используется для подачи постоянного напряжения 5В в схему. Также проверьте нашу схему 1-минутного таймера, используя 555.

Обязательные компоненты:

1. 555 таймер IC
2. Резистор- 1к (3)
3. Резистор- 10к
4. Переменный резистор - 1000 кОм
5. Конденсатор - 200 мкФ, 0,01 мкФ
6. Светодиод - красный и зеленый
7. Кнопки - 2

555 Таймер IC:

Прежде чем углубляться в детали схемы временной задержки, сначала нам нужно узнать о микросхеме таймера 555.

Контакт 1. Земля: этот контакт должен быть подключен к земле.

Контакт 2. TRIGGER: Контакт триггера перемещается с отрицательного входа компаратора два. Выход компаратора 2 подключен к выводу SET триггера. При высоком уровне двух выходов компаратора мы получаем высокое напряжение на выходе таймера. Если этот вывод подключен к земле (или меньше Vcc / 3), выход всегда будет высоким.

Вывод 3. ВЫХОД: Этот вывод также не имеет специальной функции. Это выходной контакт, к которому подключена нагрузка.

Контакт 4. Сброс: в микросхеме таймера есть триггер. Вывод сброса напрямую подключен к MR (Master Reset) триггера. Этот вывод подключен к VCC, чтобы триггер не мог выполнить полный сброс.

Вывод 5. Контрольный вывод: Контрольный вывод подключается к отрицательному входному выводу компаратора 1. Обычно этот вывод опускается с помощью конденсатора (0,01 мкФ), чтобы избежать нежелательных шумовых помех при работе.

Вывод 6. ПОРОГ: Пороговое напряжение на выводе определяет, когда следует сбросить триггер в таймере. Пороговый вывод выводится с положительного входа компаратора 1. Если контрольный штифт открыт. Тогда напряжение, равное или превышающее VCC * (2/3) (т.е. 6 В для источника питания 9 В), сбросит триггер. Таким образом, выход становится низким.

Вывод 7. РАЗРЯД: этот вывод выводится из открытого коллектора транзистора. Поскольку транзистор (на котором был взят разрядный вывод, Q1) получил свою базу, подключенную к Qbar. Когда на выходе падает низкий уровень или триггер сбрасывается, разрядный штифт замыкается на массу.

Контакт 8. Power или VCC: он подключен к положительному напряжению (от + 3,6 В до + 15 В).

Если вы хотите подробно изучить микросхему 555, ознакомьтесь с нашей подробной статьей о микросхеме таймера 555.

Моностабильный режим микросхемы таймера 555:

ИС таймера 555 сконфигурирована в моностабильном режиме для этой схемы временной задержки. Итак, здесь мы объясняем моностабильный режим микросхемы таймера 555.

Ниже представлена внутренняя структура микросхемы таймера 555:

Работа проста, изначально 555 находится в стабильном состоянии, т. Е. На ВЫХОДЕ на контакте 3 низкий уровень. Мы знаем, что неинвертирующий конец нижнего компаратора находится на уровне 1/3 В постоянного тока, поэтому, когда мы подаем отрицательное (<1/3 В постоянного тока) напряжение на контакт 2 триггера, подключая его к земле (через кнопочный переключатель PUSH), происходят две вещи:

1. Во-первых, нижний компаратор становится ВЫСОКИМ, флип-флоп устанавливается, и мы получаем ВЫСОКИЙ ВЫХОД на контакте 3.
2. Во-вторых, транзистор Q1 отключается, а конденсатор синхронизации C1 отключается от земли и начинает заряжаться через резистор R1.

Это состояние называется квазиустойчивым и сохраняется некоторое время (T). Теперь, когда конденсатор начинает заряжаться и достигает напряжения чуть выше 2/3 В постоянного тока, напряжение на пороговом контакте 6 становится больше, чем напряжение на инвертирующем конце (2/3 В постоянного тока) верхнего компаратора, снова происходят две вещи:

1. Во-первых, верхний компаратор становится HIGH, триггер получает Reset, а ВЫХОД микросхемы на PIN 3 становится LOW.
2. А во-вторых, транзистор Q2 становится включенным, и конденсатор начинает разряжаться на землю через вывод 7 разряда.

Таким образом, микросхема 555 автоматически возвращается в стабильное состояние (LOW) по истечении времени, определяемого сетью RC. Эту продолжительность квазистабильного состояния можно рассчитать с помощью этого моностабильного калькулятора 555 или по формулам, приведенным ниже:

T = 1,1 * R1 * C1 Секунды, где R1 в Омах, а C1 в фарадах.

Итак, теперь мы видим, что МОНОСТАБИЛЬНЫЙ режим имеет только одно стабильное состояние и требует отрицательного импульса на контакте 2 для перехода в квазиустойчивое состояние. Квази стабильное состояние сохраняется только 1,1 * R1 * C1 секунд, а затем автоматически возвращается в стабильное состояние. При разработке этой схемы помните одну вещь: импульс запуска на контакте 2 должен быть достаточно короче, чем импульс OUPUT, чтобы конденсатор получил достаточно времени для зарядки и разрядки.

Принципиальная электрическая схема:

Ниже приведена принципиальная схема простой схемы задержки с использованием микросхемы 555 IC:

Работа цепи задержки времени:

Вся схема питается от 5В с помощью регулятора напряжения 7805. Первоначально, когда ни одна кнопка не нажата, выход 555 IC остается в НИЗКОМ состоянии, и схема остается в этом состоянии, пока вы не нажмете кнопку START, и конденсатор C1 не останется в разряженном состоянии.

Как мы объяснили выше, временная задержка для квазистабильного состояния (нестабильного) зависит от номинала временного конденсатора и резистора. Когда вы меняете их значение, время задержки для квазистабильного состояния также будет изменено. Здесь синий светодиод светится в квазистабильном состоянии в течение определенного времени, а красный светодиод светится в стабильном состоянии. Итак, мы заменили этот временный резистор на переменный резистор, чтобы мы могли регулировать задержку времени, просто вращая ручку потенциометра на самой плате. Здесь мы также подключили дополнительное реле для включения устройства переменного тока по истечении времени задержки. Изучите здесь интерфейс реле для запуска нагрузок переменного тока.

Когда вы нажимаете кнопку Start, таймер обратного отсчета запускается и включается синий светодиод, и по истечении определенного времени (определяемого формулой T = 1.1 * R1 * C1) таймер 555 переходит в стабильное состояние, где загорается красный светодиод, а синий светодиод выключает. Вы можете увеличивать и уменьшать временную задержку с помощью потенциометра, как показано на видео ниже.