Các chế độ hoạt động của IC 555

Các chế độ hoạt động của IC 555

Chế độ đơn ổn của IC 555

Hoạt động và đầu ra của bộ định thời đơn ổn 555 hoàn toàn giống như những hướng dẫn về bộ đa hài đơn ổn trước đây. Sự khác biệt lần này là hai transistor đã được thay thế bằng IC 555. Hãy xem xét mạch đơn ổn định 555 bên dưới.

Bộ định thời 555 có thể ổn định

Khi một xung âm (0V) được áp dụng cho đầu vào Trigger (chân 2) của bộ dao động 555 bộ so sánh bên trong, (bộ so sánh số 1) sẽ phát hiện đầu vào này và “thiết lập” trạng thái của flip-flop, thay đổi xuất từ ​​trạng thái “THẤP” sang trạng thái “CAO”. Hành động này lần lượt “TẮT” transistor Discharge được kết nối với chân 7, do đó loại bỏ ngắn mạch trên tụ điện định thời bên ngoài, C1 .

Hành động này cho phép tụ điện định thời gian bắt đầu sạc qua điện trở, R1 cho đến khi điện áp trên tụ điện đạt đến giá trị ngưỡng (chân 6) điện áp 2 / 3Vcc được thiết lập bởi mạng phân áp bên trong. Tại thời điểm này, đầu ra của bộ so sánh chuyển sang “CAO” và “đặt lại” flip-flop trở lại trạng thái ban đầu của nó, lần lượt nó sẽ “BẬT” tụ điện phóng điện xuống đất thông qua chân 7. Điều này làm cho đầu ra thay đổi trạng thái của nó trở lại giá trị “LOW” ổn định ban đầu trong khi chờ một xung kích hoạt khác để bắt đầu lại quá trình định thời. Và mạch giống với mạch đa hài đơn ổn trước đây chỉ có trạng thái ổn định.

Chế độ đơn ổn của IC 555 kích hoạt trên một xung chuyển động âm được áp dụng cho chân 2 và xung kích hoạt này phải ngắn hơn nhiều so với độ rộng xung đầu ra cho phép thời gian để tụ điện định thời sạc và sau đó xả hoàn toàn. Sau khi được kích hoạt,IC 555 sẽ vẫn ở trạng thái đầu ra không ổn định “CAO” này cho đến khi hết khoảng thời gian được thiết lập bởi mạng R1 x C1 . Khoảng thời gian mà điện áp đầu ra vẫn ở mức “CAO” hoặc ở mức logic “1”, được cho bởi phương trình hằng số thời gian sau đây.

Trong đó, t tính bằng giây, R tính bằng Ω và C tính bằng Farads.

Ví dụ về IC 555

Cần mạch IC 555 đơn ổn để tạo ra độ trễ thời gian trong mạch. Nếu sử dụng tụ định thời 10uF, hãy tính giá trị của điện trở cần thiết để tạo ra độ trễ thời gian đầu ra tối thiểu là 500ms.

500ms tương tự như nói 0,5s vì vậy bằng cách sắp xếp lại công thức ở trên, chúng tôi nhận được giá trị tính toán cho điện trở, R là:

Do đó, giá trị tính toán cho điện trở định thời cần thiết để tạo ra hằng số thời gian yêu cầu là 500ms là 45,5KΩ . Tuy nhiên, giá trị điện trở 45,5KΩ không tồn tại dưới dạng điện trở giá trị tiêu chuẩn, vì vậy chúng tôi cần chọn điện trở có giá trị ưu tiên gần nhất là 47kΩ , có sẵn trong tất cả các phạm vi dung sai tiêu chuẩn từ E12 (10%) đến E96 (1%), cung cấp cho chúng tôi độ trễ thời gian được tính toán lại mới là 517 mili giây.

Nếu sự chênh lệch thời gian 17ms (500 – 517ms) này là không thể chấp nhận được thì thay vì một điện trở định thời đơn lẻ, hai điện trở có giá trị khác nhau có thể được kết nối nối tiếp với nhau để điều chỉnh độ rộng xung đến giá trị mong muốn chính xác hoặc một giá trị tụ điện định thời khác được chọn.

Bây giờ chúng ta biết rằng độ trễ thời gian hoặc độ rộng xung đầu ra của bộ định thời đơn ổn định 555 được xác định bởi hằng số thời gian của mạng RC được kết nối . Nếu cần thời gian trễ kéo dài trong 10 giây, không phải lúc nào cũng nên sử dụng tụ điện định thời giá trị cao vì chúng có thể lớn về mặt vật lý, đắt tiền và có dung sai giá trị lớn, ví dụ: ± 20%.

Một giải pháp thay thế là sử dụng một tụ điện định thời giá trị nhỏ và một điện trở có giá trị lớn hơn nhiều lên đến khoảng 20MΩ để tạo ra độ trễ thời gian cần thiết. Cũng bằng cách sử dụng một tụ điện định thời có giá trị nhỏ hơn và các giá trị điện trở khác nhau được kết nối với nó thông qua một công tắc xoay nhiều vị trí, chúng tôi có thể tạo ra một mạch dao động định thời đơn ổn định 555 có thể tạo ra độ rộng xung khác nhau tại mỗi vòng xoay của công tắc, chẳng hạn như mạch định thời đơn ổn định 555 hiển thị bên dưới.

Chúng tôi có thể tính toán thủ công các giá trị của R và C cho các thành phần riêng lẻ được yêu cầu như chúng tôi đã làm trong ví dụ trên. Tuy nhiên, việc lựa chọn các thành phần cần thiết để có được độ trễ thời gian mong muốn đòi hỏi chúng ta phải tính toán với kilohm’s (KΩ), Megaohm’s (MΩ), microfarad’s (μF) hoặc picafarad’s (pF) và rất dễ bị trễ thời gian đó là một hệ số của mười hoặc thậm chí một trăm.

Chúng ta có thể đơn giản bằng cách sử dụng một loại biểu đồ được gọi là “Nomograph” đó sẽ giúp chúng ta tìm ra tần số phù hợp cho các kết hợp hoặc trị giá cả khác nhau R và C . Ví dụ,

Nomograph

Vì vậy, bằng cách chọn các giá trị thích hợp của C và R trong phạm vi tương ứng từ 0,001uF đến 100uF và 1kΩ đến 10MΩ, chúng ta có thể đọc trực tiếp tần số đầu ra dự kiến ​​từ biểu đồ nomograph, do đó loại bỏ bất kỳ sai số nào trong tính toán. Trong thực tế, giá trị của điện trở định thời cho bộ định thời 555 đơn ổn không được nhỏ hơn 1kΩ hoặc lớn hơn 20MΩ.

Chế độ lưỡng ổn của IC 555 (Flip-flop)

Mạch lưỡng ổn dùng IC 555 là một trong những mạch đơn giản nhất chúng ta có thể xây dựng bằng cách sử dụng IC 555. Cấu hình lưỡng ổn này không sử dụng bất kỳ mạng định thời RC nào để tạo ra dạng sóng đầu ra nên không cần phương trình để tính khoảng thời gian của mạch. Hãy xem xét mạch bên dưới.

Việc chuyển đổi dạng sóng đầu ra được thực hiện bằng cách điều khiển các đầu vào trigger và reset của bộ định thời 555 được giữ ở mức “CAO” bởi hai điện trở kéo lên, R1 và R2 . Bằng cách sử dụng đầu vào kích hoạt (chân 2) “LOW”, chuyển ở vị trí Set, thay đổi trạng thái đầu ra thành trạng thái “CAO” và bằng cách lấy đầu vào đặt lại (chân 4) “LOW”, chuyển sang vị trí Reset, thay đổi đầu ra vào trạng thái “THẤP”.

IC 555 này sẽ duy trì ở một trong hai trạng thái vô thời hạn và do đó nó có thể lưỡng ổn và nó sẽ ổn định ở cả hai trạng thái, “CAO” và “THẤP”. Đầu vào ngưỡng (chân 6) được kết nối với đất để đảm bảo rằng nó không thể thiết lập lại mạch như trong ứng dụng định thời bình thường.

Đầu ra IC 555

Chúng tôi không thể kết thúc bài hướng dẫn này mà không thảo luận gì đó về khả năng chuyển đổi và truyền động của bộ định thời 555.

Đầu ra (chân 3) của bộ định thời 555 tiêu chuẩn hoặc bộ định thời 556, có khả năng “Sink” hoặc “Source” dòng tải lên đến tối đa 200mA, đủ để điều khiển trực tiếp các bộ chuyển đổi đầu ra như rơle , đèn dây tóc, động cơ LED hoặc loa, v.v., với sự hỗ trợ của điện trở nối tiếp hoặc đi-ốt bảo vệ.

Khả năng này của bộ định thời 555 đối với cả dòng điện “Sink” (hấp thụ) và “source” (nguồn cung cấp) có nghĩa là thiết bị đầu ra có thể được kết nối giữa đầu ra của bộ định thời 555 và nguồn cung cấp để làm sink dòng tải hoặc giữa đầu ra và nối đất để tạo nguồn dòng tải. Ví dụ.

Sink và Source cho đầu ra bộ định thời 555

Trong mạch đầu tiên ở trên, đèn LED được kết nối giữa nguồn dương (+ Vcc) và chân đầu ra 3. Điều này có nghĩa là dòng điện sẽ “Sink” (hấp thụ) hoặc chảy vào đầu ra bộ định thời 555 và đèn LED sẽ “BẬT” khi đầu ra là “THẤP”.

Mạch thứ hai ở trên cho thấy rằng đèn LED được kết nối giữa chân đầu ra 3 và đất (0v). Điều này có nghĩa là dòng điện sẽ Source hoặc chảy ra khỏi đầu ra của bộ định thời 555 và đèn LED sẽ “BẬT” khi đầu ra là “CAO”.

Khả năng của bộ định thời 555 vừa Sink vừa Source dòng tải đầu ra của nó có nghĩa là cả hai đèn LED có thể được kết nối với đầu ra cùng một lúc nhưng chỉ một đèn LED sẽ được chuyển sang “BẬT” tùy thuộc vào trạng thái đầu ra là “CAO” hay “ THẤP”. Mạch bên dưới cho thấy một ví dụ về điều này. hai đèn LED sẽ được chuyển sang “BẬT” và “TẮT” tùy thuộc vào đầu ra. Điện trở, R được sử dụng để giới hạn dòng LED dưới 20mA.

Chúng tôi đã nói trước đó rằng dòng điện đầu ra tối đa để Sink hoặc Source cho dòng tải qua chân 3 là khoảng 200mA ở điện áp cung cấp tối đa và giá trị này là quá đủ để điều khiển hoặc chuyển đổi IC logic khác, đèn LED hoặc đèn nhỏ, v.v. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta muốn chuyển đổi hoặc điều khiển các thiết bị công suất cao hơn như động cơ, nam châm điện, rơ le hoặc loa. Chúng ta sẽ cần sử dụng một Transistor để khuếch đại đầu ra bộ định thời 555 nhằm cung cấp công suất đủ cao để truyền tải.

IC 555 với đầu ra được điều khiển bằng transistor

Transistor trong hai ví dụ trên, có thể được thay thế bằng MOSFET Công suất hoặc transistor Darlington nếu dòng tải cao. Khi sử dụng tải điện cảm như động cơ, rơ le hoặc nam châm điện, bạn nên kết nối trực tiếp điốt  freewheeling qua các đầu của tải để hấp thụ mọi điện áp ngược do thiết bị cảm ứng tạo ra khi thiết bị cảm ứng thay đổi trạng thái.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button