Building 555 Timer IC-Based Astable Multivibrator
Nang walang paggamit ng anumang mga panlabas na trigger, ang 555 timer IC ay maaaring magpalit-palit sa pagitan ng dalawang estado nito. Tatlong karagdagang panlabas na bahagi, dalawang resistors (R 1 at R 2 ), at isang kapasitor (C) ay maaaring idagdag sa IC 555 upang i-convert ito sa isang astabil multivibrator circuit. Ang circuit sa ibaba ay nagpapakita ng paggamit ng IC 555 bilang isang astable multivibrator kasama ang tatlong panlabas na bahagi.
Dahil nakakonekta na ang mga pin 6 at 2, awtomatikong mag-a-activate ang device at gagana bilang isang oscillator nang hindi nangangailangan ng external na trigger pulse. V CC bilang isang supply input boltahe ay naka-link sa pin 8. Dahil ang Pin 3 sa itaas na circuit ay ang output terminal, ang output ay maaaring iguguhit mula dito. Ang panlabas na reset pin ay pin 4 sa circuit, at ang pin na ito ay maaaring i-restart ang timer ngunit kadalasan, ang pin 4 ay konektado sa V CC kapag hindi ginagamit ang reset function.
Ang antas ng boltahe ng threshold ay magbabago depende sa boltahe ng kontrol na ibinigay sa pin 5. Sa kabaligtaran, ang pin 5 ay madalas na naka-link sa lupa sa pamamagitan ng isang kapasitor, na nagsasala ng panlabas na ingay mula sa terminal. Ang ground terminal ay pin 1. R 1 , R 2 , at C ang bumubuo sa timing circuit, na kumokontrol sa lapad ng output pulse.
Prinsipyo ng Operasyon
Ang panloob na circuit ng IC 555 ay ipinapakita sa astabil mode, na may R 1 , R 2 , at C lahat ay bahagi ng RC timing circuit.
Ang flip-flop ay unang ni-reset kapag nakakonekta sa supply, na nagiging sanhi ng output ng timer na lumipat sa mababang estado. Bilang resulta ng pagsasama sa Q', ang discharge transistor ay itinulak sa saturation point. Papayagan ng transistor ang capacitor C ng timing circuit, na naka-link sa Pin 7 ng IC 555, na ma-discharge. Ang output ng timer ay bale-wala na ngayon. Ang trigger boltahe ay ang tanging boltahe na naroroon sa kabuuan ng kapasitor sa kasong ito. Bilang isang resulta, kung ang boltahe ng kapasitor ay bumaba sa ibaba 1/3 V CC , ang reference na boltahe na nagpapagana ng comparator no. 2, ang output ng comparator no. 2 ay magiging mataas sa panahon ng paglabas. Ang flip-flop ay itatakda bilang resulta, na magbubunga ng HIGH output para sa timer sa pin 3.
Ang transistor ay i-OFF ng mataas na output na ito. Bilang isang resulta, sa pamamagitan ng resistors R 1 at R 2 , nag-charge ang capacitor C. Ang Pin 6 ay konektado sa junction kung saan nagtatagpo ang kapasitor at risistor, samakatuwid ang boltahe para sa kapasitor ay katumbas na ngayon ng boltahe ng threshold. Habang nag-charge ang capacitor, ang boltahe nito ay tumataas nang husto patungo sa V CC ; kapag umabot na sa 2/3 V CC , ang reference na boltahe ng threshold comparator (comparator 1), ang mga spike ng output nito.
Ang flip-flop ay kaya RESET. Bumababa ang output ng timer sa LOW. Ang mababang output na ito ay magsisimulang muli sa transistor, na nagbibigay sa kapasitor ng ruta ng paglabas. Bilang isang resulta, ang risistor R 2 ay magpapahintulot sa capacitor C na mag-discharge. Kaya, ang cycle ay nagpapatuloy.
Bilang isang resulta, habang ang kapasitor ay nagcha-charge, ang output boltahe ay mataas sa pin 3, at ang boltahe sa paligid ng kapasitor ay agresibong tumataas. Katulad nito, mababa ang output boltahe ng pin 3, at habang nag-discharge ang capacitor, ang boltahe nito sa kabuuan nito ay bumabagsak nang husto. Ang output waveform ay mukhang isang serye ng mga rectangular pulse.
Mga waveform ng Capacitor Voltage at Output Voltage
Bilang resulta, si R 1 + R 2 kumakatawan sa kabuuang paglaban sa channel ng pag-charge, at ang C ay kumakatawan sa pare-pareho ang oras ng pagsingil. Lamang kapag ang kapasitor ay dumaan sa risistor R 2 sa panahon ng discharge ay naglalabas ba ito. R 2 Ang C ay ang discharge time constant bilang resulta.
Ikot ng tungkulin
Ang mga pagtutol R 1 at R 2 makakaapekto sa pagsingil gayundin sa mga pare-parehong oras ng paglabas. Ang pagkakaiba-iba sa pare-pareho ng oras ay karaniwang mas malaki kaysa sa pare-pareho ng oras ng paglabas. Ang HIGH output ay patuloy na nagaganap sa mas mahabang panahon kaysa sa LOW output bilang resulta, at ang output waveform ay hindi simetriko kaya Kung ang T ay ang tagal ng isang cycle at ang TON ay ang oras para sa mas mataas na output, kung gayon ang duty cycle ay ibinibigay ng :
Kaya, ang Duty Cycle sa porsyento ay magiging:
Kung saan ang T ay ang kabuuan ng mga oras ng pagsingil at paglabas, T NAKA-ON at T NAKA-OFF , ang sumusunod na equation ay nagbibigay ng halaga ng T NAKA-ON o ang oras ng pagsingil T C :
Ang oras ng paglabas T D , kadalasang kilala bilang T NAKA-OFF , ay binigay ni:
Dahil dito, ang formula para sa tagal ng isang cycle T ay:
Pagpapalit sa formula ng % Duty Cycle:
Ang dalas ay ibinibigay ng:
Application – Pagbuo ng Square Waves
Karaniwang mas mataas sa 50% ang duty cycle ng isang astabil multivibrator. Kapag ang duty cycle ay eksaktong 50%, ang isang astabil multivibrator ay gumagawa ng isang square wave bilang output nito. Ang mga duty cycle na 50% o anumang bagay na mas mababa kaysa doon ay mahirap makuha gamit ang IC 555 na kumikilos bilang isang astabil multivibrator, gaya ng naunang nabanggit. Ang circuit ay kailangang dumaan sa ilang mga pagbabago.
Dalawang diode ang idinagdag, ang isa ay kahanay sa risistor R 2 at ang isa pa sa serye na may risistor R 2 na may katod na konektado sa kapasitor. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng resistors R 1 at R 2 , posibleng gumawa ng duty cycle sa bracket na 5% hanggang 95%. Ang circuit para sa paglikha ng mga square wave na output ay maaaring i-configure tulad ng sa ibaba:
Sa circuit na ito, nagcha-charge ang capacitor habang naglilipat ng kasalukuyang sa pamamagitan ng R 1 , D 1 , at R 2 habang nagcha-charge. Naglalabas ito sa pamamagitan ng D 2 at R 2 kapag naglalabas.
Ang patuloy na oras ng pagsingil, T NAKA-ON = T C , ay maaaring kalkulahin tulad ng sumusunod:
At ito ay kung paano mo nakukuha ang discharge time constant, T NAKA-OFF = T D :
Dahil dito, ang duty cycle D ay tinutukoy ng:
Ang paggawa ng R 1 at R 2 ang katumbas ng halaga ay magreresulta sa isang square wave na may 50% duty cycle.
Ang isang duty cycle na mas mababa sa 50% ay naabot kapag ang R 1 Ang paglaban ay mas mababa kaysa sa R 2 habang karaniwang R 1 at R 2 maaaring mapalitan ng mga potentiometer upang magawa ito. Nang hindi gumagamit ng anumang mga diode, ang isa pang square wave generator circuit ay maaaring itayo gamit ang isang astable multivibrator. R 2 ay konektado sa pagitan ng mga pin 3 at 2, o ang output terminal at ang trigger terminal. Nasa ibaba ang isang diagram ng circuit:
Ang parehong proseso ng pagsingil at pagdiskarga sa circuit na ito ay nagaganap lamang sa pamamagitan ng risistor R 2 . Ang kapasitor ay hindi dapat malantad sa mga koneksyon sa labas kapag nagcha-charge ng risistor R 1 , na dapat itakda sa mataas na halaga. Bilang karagdagan, nagsisilbi itong garantiya na ang kapasitor ay naniningil sa buong potensyal nito (V CC ).
Application – Mga Pagkakaiba-iba ng Posisyon ng Pulse
Dalawang 555 timer IC, na ang isa ay tumatakbo sa astable mode at ang kabaligtaran sa monostable mode, ay nag-aalok ng pulse position modulation. Una, ang IC 555 ay nasa astable mode, ang modulation signal ay nalalapat sa Pin 5 at ang IC 555 ay gumagawa ng pulse-width modulated wave bilang output nito. Ang nagti-trigger na input ng susunod na IC 555, na tumatakbo sa monostable mode, ay tumatanggap ng PWM signal na ito. Ang lokasyon ng mga output pulse ng pangalawang IC 555 ay nag-iiba ayon sa PWM signal, na muling umaasa sa modulating signal.
Nasa ibaba ang circuit configuration para sa pulse position modulator na gumagamit ng dalawang 555 timer integrated circuit.
Ang kontrol na boltahe, na tumutukoy sa pinakamababang boltahe o antas ng threshold para sa unang IC 555, ay inaayos upang lumikha ng UTL (Upper Threshold Level).
Habang nagbabago ang boltahe ng threshold kaugnay ng inilalapat na modulating signal, nagbabago rin ang lapad ng pulso at pagkaantala ng oras. Kapag ang PWM signal na ito ay inilapat upang ma-trigger ang pangalawang IC, ang tanging bagay na magbabago ay ang lokasyon ng output pulse, hindi magbabago ang amplitude o lapad nito.
Konklusyon
Ang 555 Timer ICs ay maaaring gumana bilang isang free-running oscillator o isang astable multivibrator kapag pinagsama sa mga karagdagang bahagi. Ang mga 555 Timer IC sa astable mode ay ginagamit sa iba't ibang uri ng mga aplikasyon mula sa pulse train generation, modulation, at square wave generations.