IC 555 osciliatorių, signalizacijos ir sirenos grandinės

Šiame įraše sužinosime, kaip sukurti ir optimizuoti pagrindines IC 555 osciliatoriaus grandines, kurių bangos gali būti dar labiau patobulintos, kad būtų sukurti sudėtingi garso efektai, tokie kaip marmurinė signalizacija, policijos sirena, raudonojo pavojaus signalas, žygio žvaigždėje žadintuvas ir kt.

Apžvalga

Pagrindinis režimas, kuris paprastai naudojamas gaminant IC 555 osciliatorius, yra astable grandinės režimas.

Jei pažvelgsime į žemiau pavaizduotą nepriekaištingą grandinę, mes suraskite pinouts prisijungė tokiu būdu:

• 2 paleidiklio kaištis sutrumpintas iki 6 slenksčio kaiščio.
• Rezistorius R2, sujungtas tarp 2 kaiščio ir išleidimo kaiščio 7.

Šiame režime, kai naudojama galia, kondensatorius C1 eksponentiškai įkraunamas per rezistorius R1 ir R2. Kai įkrovimo lygis pakyla iki 2/3 maitinimo įtampos lygio, išleidimo kaištis 7 tampa žemas. Dėl to C1 dabar pradeda eksponentiškai iškrauti, o iškrovos lygiui nukritus iki 1/3 tiekimo lygio, 2 kaištelyje siunčiamas paleidiklis.

Kai taip atsitinka, kaištis 7 vėl pasisuka aukštai, pradedant kondensatoriaus įkrovimo veiksmus, kol jis mokys 2/3 tiekimo lygio. Ciklas tęsiasi be galo nustatydamas nuostabų grandinės režimą.

Aukščiau pateiktas nuostabaus rezultato rezultatas yra dviejų tipų svyravimai, atsirandantys per C1 ir per IC išėjimo kaištį 3. Visoje C1 eksponentinis įtampos kilimas ir kritimas sukuria pjūklo dažnį.

Vidinis šlepetė reaguoja į šiuos pjūklo dantų dažnius ir tada paverčia stačiakampėmis bangomis IC išėjimo kaištyje 3. Tai suteikia mums reikalingus stačiakampio formos bangų virpesius IC kaiščio 3 išėjime.

Kadangi virpesių dažnis visiškai priklauso nuo R1, R2 ir C1, vartotojas gali pakeisti šių komponentų vertes, kad gautų norimas virpesių dažnių ON OFF laikotarpių vertes, kurios taip pat vadinamos PWM valdymu arba darbo ciklo valdymu .

Aukščiau pateiktame grafike pateikiamas ryšys tarp R1 ir C1.

R2 čia nepaisoma, nes jo vertė yra nežymiai maža, palyginti su R2.

Pagrindinė kvadratinių bangų osciliatoriaus grandinė naudojant IC 555

Iš pirmiau pateiktos diskusijos mes sužinojome, kaip IC 555 galima naudoti jos režimu, norint sukurti pagrindinę kvadratinių bangų osciliatoriaus grandinę.

Konfigūracija leidžia vartotojui keisti R1 ir R2 reikšmes nuo 1K iki daugelio mega omų, kad gautų didžiulį pasirinktų dažnių ir darbo ciklų diapazoną 3 išvesties kaištyje.

Tačiau reikia pažymėti, kad R1 vertė neturėtų būti per maža, nes efektyvų grandinės srovės suvartojimą nustato R1. Taip atsitinka todėl, kad kiekvieno C1 išleidimo proceso metu kaištis 7 pasiekia žemės potencialą, veikdamas R1 tiesiai per teigiamą ir įžemintą. Jei jo vertė yra maža, gali būti didelis srovės nutekėjimas, padidinantis bendrą grandinės suvartojimą.

R1 ir R2 taip pat nustato virpesių impulsų, generuojamų IC 3 kaištelyje, plotį. R2 gali būti naudojamas išvesties impulsų žymės / erdvės santykiui valdyti.

Įvairioms formulėms, skirtoms apskaičiuoti IC 555 osciliatoriaus darbo ciklą, dažnį ir PWM galima nagrinėti šiame straipsnyje .

Kintamo dažnio osciliatorius naudojant IC 555

Aukščiau paaiškinta astable grandinė gali būti atnaujinta naudojant kintamą įrangą, kuri leidžia vartotojui keisti PWM ir grandinės dažnį, kaip pageidaujama. Tai paprasčiausiai daroma pridedant potenciometrą nuosekliai su rezistoriumi R2, kaip parodyta žemiau. R2 vertė turi būti maža, palyginti su puodo verte.

Pirmiau pateiktoje sąrankoje svyravimų dažnį galima keisti tiesiai nuo 650 Hz iki 7,2 kHz, naudojant nurodytus puodo svyravimus. Šis diapazonas gali būti dar labiau padidintas ir padidintas pridedant jungiklį skirtingoms C1 reikšmėms pasirinkti, nes C1 taip pat yra tiesiogiai atsakingas už išėjimo dažnio nustatymą.

Kintamos PWM osciliatoriaus grandinės, naudojant IC 555

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta, kaip a kintamo ženklo erdvės santykis per porą diodų ir potenciometrą galima pridėti prie bet kurios pagrindinės IC 555 astable osciliatoriaus grandinės.

Ši funkcija leidžia vartotojui gauti bet kokį norimą PWM arba reguliuojamą ON OFF periodą svyravimams IC išvesties kaištyje 3.

Kairiosios pusės diagramoje tinklas, apimantis R1, D1 ir puodą R3, pakaitomis įkrauna C1, o puodas R4, D2 ir R2 pakaitomis išleidžia C1 kondensatorių.

R2 ir R4 nustato C1 įkrovimo / iškrovimo greitį ir gali būti tinkamai sureguliuoti, norint gauti norimą išėjimo dažnio ON / OFF santykį.

Dešinės pusės schema rodo R3 padėtį, pasislinkusią nuosekliai su R1. Šioje konfigūracijoje C1 įkrovimo laiką nustato D1 ir jo nuoseklusis rezistorius, o puodas leidžia valdyti tik C1 išleidimo laiką, taigi ir išėjimo impulsų išjungimo laiką. Kitas indas R3 iš esmės padeda pakeisti išvesties dažnį vietoj PWM.

Arba, kaip parodyta aukščiau esančiuose paveiksluose, taip pat gali būti įmanoma prijungti IC 555 astabiliuoju režimu, kad būtų galima diskretiškai koreguoti ženklo / erdvės (įjungimo laiko / išjungimo laiko) santykį, nepaveikiant virpesių dažnio.

Šiose konfigūracijose impulsų ilgis savaime didėja mažėjant erdvės intervalui ir atvirkščiai.

Dėl to kiekvieno kvadratinių bangų ciklo bendras laikotarpis išlieka pastovus.

Pagrindinis šių grandinių bruožas yra kintamas darbo ciklas, kurį galima keisti nuo 1% iki 99%, naudojant pateiktą potenciometrą R3.

Kairiosios pusės paveiksle C1 pakaitomis įkraunamas R1, viršutine R3 puse ir D1, o išleidžiamas naudojant D2, R2 ir apatinę potenciometro R3 pusę. Dešinės pusės paveiksle C1 pakaitomis įkraunamas per R1 ir D1 bei dešiniąją potenciometro R3 pusę, ir jis išleidžiamas per kairįjį potenciometrą R3, D2 ir R2.

Abiejuose aukščiau pateiktuose rodikliuose C1 vertė svyravimo dažnį nustato maždaug 1,2 kHz.

Kaip pristabdyti arba paleisti / sustabdyti IC stabilaus osciliatoriaus funkciją paspaudus mygtuką

Keletu paprastų būdų galite įjungti / išjungti IC 555 astable osciliatorių.

Tai galima padaryti naudojant mygtukus arba per elektroninį įvesties signalą.

Aukščiau esančiame paveiksle 4 kaištis, kuris yra IC atstatymo kaištis, yra įžemintas per R3, o teigiamas maitinimo laidas yra prijungtas „push-to-ON“ jungiklis.

IC 555 4 kaiščiui reikia mažiausiai 0,7 V, kad jis liktų neobjektyvus ir kad IC veiktų. Paspaudus mygtuką, įjungiama „IC“ astable osciliatoriaus funkcija, o atleidus jungiklį pašalinamas poslinkis iš 4 kaiščio ir „IC“ funkcija išjungiama.

Tai taip pat gali būti įgyvendinta per išorinį teigiamą signalą 4 kaištyje, kai jungiklis yra nuimtas ir R3 prijungtas taip, kaip yra.

Pagal kitą alternatyvą, kaip parodyta aukščiau, IC 4 kaištis gali būti matomas nuolatinis šališkas per R3 ir teigiamą tiekimą. Čia mygtukas sujungtas per kaištį 4 ir įžemintą. Tai reiškia, kad paspaudus mygtuką, išjungiamos IC išėjimo kvadratinės bangos, todėl išvestis pasisuka 0 V.

Atleidus mygtuką, pradedamos generuoti stačiakampės kvadratinės bangos paprastai per 3 IC kaištį.

Tą patį galima pasiekti naudojant išoriškai pritaikytą neigiamą signalą arba 0 V signalą 4 kaištyje, kai R3 prijungtas taip, kaip yra.

2 kaiščio naudojimas stabiliam dažniui valdyti

Ankstesnėse diskusijose mes sužinojome, kaip IC 555 pulso generavimą galima valdyti per 4 kaištį.

Dabar pamatysime, kaip tą patį galima pasiekti naudojant 2 IC kaištį, kaip parodyta aukščiau.

Paspaudus S1, kaištis 2 staiga įjungiamas su įžeminimo potencialu, todėl C1 įtampa nukrenta žemiau 1/3 Vcc. Kaip žinome, kad kai kaiščio 2 įtampa arba įkrovos lygis per C1 laikomas žemiau 1/3 Vcc, išėjimo kaištis 3 visam laikui pakyla aukštai.

Todėl paspaudus S1, C1 įtampa nukrenta žemiau 1/3 Vcc, todėl išvesties kaištis 3 eina aukštai, kol S1 lieka prispaustas. Tai slopina normalią svyruojančių virpesių veikimą. Kai atleidžiamas mygtukas, grąžinamųjų bangų funkcija grąžinama į įprastas sąlygas. Dešinėje pusėje esanti bangos forma patvirtina 3 kaiščio reakciją paspaudus mygtuką.

Pirmiau minėtą operaciją taip pat galima valdyti naudojant išorinę skaitmeninę grandinę per diodą D1. Neigiama diodo katodo logika inicijuoja pirmiau minėtus veiksmus, o teigiama logika neturi jokio poveikio ir leidžia astalo funkcijoms atkurti įprastą veikimą.

Kaip moduliuoti IC 555 osciliatorių

5 kaištis, kuris yra IC 555 valdymo įvestis, yra vienas iš svarbių ir naudingų IC kontaktų. Tai palengvina vartotojui moduliuoti IC išėjimo dažnį paprasčiausiai pritaikant reguliuojamą nuolatinės srovės lygį ant kaiščio Nr. 5.

Didėjantis nuolatinės srovės potencialas lemia tai, kad išėjimo dažnio impulso plotis proporcingai didėja, o mažinant nuolatinės srovės potencialą dažnio impulso plotis proporcingai siaurėja. Šie potencialai turėtų būti griežtai 0 V ir viso Vcc lygio ribose.

Aukščiau pateiktame paveiksle puodo reguliavimas generuoja kintantį potencialą 5 kaište, dėl kurio atitinkamai keičiasi virpesių dažnio išėjimo impulso plotis.

Kadangi dėl moduliacijos keičiasi išėjimo impulsų plotis, tai taip pat turi įtakos dažniui, nes C1 yra priverstas keisti įkrovimo / iškrovimo periodus, priklausomai nuo puodo nustatymo.

Kai kintama kintamoji srovė, kurios amplitudė yra nuo 0 V iki Vcc, yra naudojama 5 kaištyje, išėjimo PWM arba impulso plotis taip pat seka kintamą kintamosios srovės amplitudę, generuodamas nepertraukiamą platėjančių ir siaurėjančių impulsų traukinį 3.

Kintamosios srovės signalas taip pat gali būti naudojamas moduliavimui, paprasčiausiai integruojant 5 kaištį su išorine kintamąja srove, nors ir 10uF kondensatoriumi.

Signalų ir sirenų gaminimas naudojant IC 555

IC 555 universali astabiliojo osciliatoriaus konfigūracija leidžia mums tai įgyvendinti įvairių tipų sirenoms ir pavojaus grandinėms gaminti. Tai tampa įmanoma, nes astable iš esmės yra bangos formos generatorius ir gali būti pritaikytas generuoti įvairių tipų garso bangų formas, panašias į pavojaus ir sirenos garsus.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje matome IC 555, sukonfigūruotą kaip 800 Hz dažnio monotonas aliarmo grandinė .

Garsiakalbis gali turėti bet kokią impedanso vertę dėl to, kad yra srovės ribinė varža Rx. Saugi vertė gali būti apie 70 omų 1 vatas.

Norėdami sukurti didelės galios nuolatinio signalo signalizacijos grandinę, mes atnaujiname pirmiau pateiktą grandinę per galios tranzistoriaus tvarkyklę Q1 ir galingesnį garsiakalbį, kaip parodyta žemiau:

Kadangi konstrukcija gali sukelti aukštą bangų tūrio lygį, įtraukiami D1 ir C3, kad būtų išvengta pulsacijos trukdžių IC 555 veikimui.

Diodai D2 ir D3 yra įtraukti siekiant neutralizuoti indukcinius perjungimo šuolius, susidariusius iš garsiakalbio ritės, ir apsaugoti tranzistorių Q1 nuo pažeidimų.

Impulsinė IC 555 aliarmų grandinė

Ankstesnį 800 Hz monotoninį pavojaus signalą galima paversti labiau intresuojančiu impulsiniu 800 Hz pavojaus signalu, pridedant kitą stabilų multivibratorių su tonų generatoriaus grandine, kaip parodyta žemiau.

Mes jau ištyrėme, kaip kaištį 5 galima naudoti kontroliuojant IC 555 pulso plotį.

Čia IC 2 sukonfigūruotas kaip 1 Hz osciliatoriaus grandinė, dėl kurios IC 1 kaištis 5 pakaitomis mažėja 1 Hz dažniu. Savo ruožtu 3 800 kaiščio impulso plotis siaurėja tiek, kad beveik išjungia Q1. Tai sukuria 1Hz aštrių impulsų pavojaus efektą garsiakalbyje.

„Warm He-Haw“ signalizacijos grandinė

Jei norite paversti ankstesnį dizainą į ausį veriantį marmurinį pavojaus signalą, galite tai padaryti tiesiog pakeisdami D1 diodą 10 K rezistoriumi, kaip parodyta aukščiau pateiktoje diagramoje. Jie taip pat žinomi kaip „he-haw alarm“, dažniausiai naudojami Europos greitosios pagalbos automobiliuose.

Mes žinome, kad kaištis 5 gali būti naudojamas su išoriniu aukšto / žemo signalo signalu moduliuojant kaiščio 3 išvestį su atitinkamu platėjančio / siaurėjančio impulso pločiu. 1 Hz pakaitinis didelis žemas maitinimas IC2 5 kontakte priverčia IC 1 išėjimo kaiščio Nr. 3 įtampą generuoti simetriškai kintantį dažnį, kintantį nuo 500 Hz iki 440 Hz. Tai sukelia garsiakalbį reikiamo aštraus didelio garsinio marmuro pavojaus signalo garsu 1 Hz dažniu.

Padaryti policijos sireną

IC 555 taip pat gali būti naudojamas puikiai imituojančiai policijos sirenos grandinei, kaip parodyta aukščiau.

Grandinė sukurta taip, kad skleistų tipišką aimaną, dažniausiai girdimą policijos sirenose.

Čia IC2 yra prijungtas kaip žemo dažnio osciliatorius, kurio dažnis nustatytas 6 sekundžių ON OFF dažniu.

Lėtas eksponentinis trikampio bangos rampas, sukurtas per jo C1, tiekiamas Q1, sukonfigūruoto kaip pagrindas, pagrindu skleidėjo pasekėjas .

IC1 dažnis nustatomas 500 Hz, kuris tampa jo centriniu dažniu.

Lėtai kylanti ir krentanti rampa Q1 bazėje eina po jos spinduolio ir moduliuoja IC1 5 kaištį. Lėtas rampa sukelia pakaitinius lėtai kylančios įtampos ciklus 3 sekundes ir lėtą skilimo įtampą 3 sekundes ant kaiščio 5. Dėl šio kaiščio 3 dažnio ir PWM taip pat moduliuoja, generuodamas raudantį policijos sirenos garso efektą.

„Red Alert Star Trek“ aliarmo grandinė

Paskutinė sąrašo grandinė yra dar vienas labai įdomus garso efektų generatorius, naudojantis IC 555 astable osciliatorių. Tai raudonojo pavojaus signalo garso generatorius, taip pat vadinamas „Žvaigždžių žygio“ pavojaus signalu dėl to, kad dažnai naudojamas populiariame TV seriale „Žygis žyge“.

Paprastai raudonas pavojaus signalo garsas skamba žemo dažnio tonu, kuris pakyla iki aukšto dažnio pastabos per greitai maždaug 1,15 sekundės, nutrūksta 0,35 sekundės ir vėl pakyla nuo žemo iki aukšto, ir ciklas toliau kyla žvaigždžių žygio raudonos pavojaus signalas.

Kaip ir ankstesnės pavojaus ir sirenos garso grandinės, ši grandinė taip pat nuolat kartoja seką tol, kol ji lieka maitinama.

IC 2 čia sukonfigūruotas kaip nesimetriška osciliatoriaus grandinė. Kondensatorius C1 pakaitomis įkraunamas per elementus R1 ir D1 ir pakaitomis iškraunamas per R2.

Tai sukuria greitai kylančius ir nykstančius pjūklo pliusus per kondensatorių C1. Šį spinduliavimo signalą buferizuoja emiterio sekėjas ir kaip moduliuojančią įtampą IC1 valdymo įvesties kaiščiui 5 per R7.

Dėl pjūklo prigimties ši bangos forma sukelia kaiščio 3 IC1 išėjimo dažnį palaipsniui didėjant lėtai nykstančiai bangos daliai, o tada greitai krenta griūvančios bangos formos metu.

Kiekvieno bangos formos ciklo skilimo metu atitinkamas stačiakampis impulsas iš IC2 3 kaiščio akimirksniu išsijungia Q2, o tai savo ruožtu sukelia IC2 kaiščio žemą lygį. Tai nutraukia C2 išvestį ir kylantį garsiakalbio toną, sukeldamas savitą raudonos pavojaus žvaigždės žygio aliarmo garso efektą.

Atgal į jus

Na, tai buvo keletas patarimų, kaip naudoti IC 555 kuriant naudingas pavojaus ir sirenos osciliatorių grandines. Ar turite kitų įdomių garso efektų generatorių, naudojančių IC 555? Jei tai padarysite, pateikite išsamią informaciją čia, mes mielai ją įtrauksime į aukščiau pateiktą sąrašą.