555 oscilator je jednostavan kolo koje koristi 555 tajmer IC u astabilnom režimu da stvori stabilan visok i nizak izlaz bez spoljnog okidača. Korisno je za generisanje impulsa, vreme i kontrolu talasnog oblika. Takođe pokazuje kako punjenje i pražnjenje u kondenzatoru utiču na frekvenciju i radni ciklus. Ovaj članak jasno objašnjava ove detalje.
555 oscilator Pregled
555 oscilator je kolo izgrađen oko 555 tajmer IC u astabilnom režimu da proizvede kontinuirani tok impulsa. U ovom režimu, izlaz se automatski menja između HIGH i LOW, tako da kolo nastavlja da radi bez spoljnog okidača.
Njegova privlačnost dolazi iz jednostavnog dizajna. Standardni 555 oscilator može biti izgrađen sa samo dva otpornika i jednim kondenzatorom, dok i dalje omogućava laku kontrolu frekvencije i vremena impulsa.
555 oscilator Operacija
555 oscilator radi punjenjem i pražnjenjem tajming kondenzator između dva nivoa napona unutar čipa. Ovi nivoi su postavljeni na oko 1/3 i 2/3 napona napajanja. Unutar 555 tajmera su komparatori, flip-flop, tranzistor pražnjenja i razdjelnik napona. Ovi delovi kontrolišu kada se izlaz prebacuje i kada kondenzator počne da se puni ili prazni.
Operativni ciklus prati ponavljajuću sekvencu. Tajming kondenzator prvo puni preko spoljnih otpornika. Kada napon kondenzatora poraste na približno dve trećine VCC, komparator praga resetuje unutrašnji flip-flop i izlaz menja stanje. Istovremeno, tranzistor za pražnjenje se uključuje i počinje da ispušta kondenzator prema zemlji. Kada napon kondenzatora padne na oko jedne trećine VCC, komparator okidača ponovo postavlja flip-flop, isključujući tranzistor pražnjenja i omogućavajući kondenzatoru da ponovo počne da se puni. Ovaj kontinuirani proces punjenja i pražnjenja proizvodi periodični talasni oblik impulsa na izlazu i rastući i padajući napon preko vremenskog kondenzatora.
555 Astable Podešavanje kola
U standardnom astabilnom podešavanju, 555 tajmer nastavlja da se prebacuje sam i proizvodi kontinuirani izlazni signal. To se dešava zato što je kolo uređeno tako da se vremenski kondenzator više puta puni i prazni bez spoljnog okidača.
Glavni pin veze su:
• Pin 1: uzemljenje
• Pin 8: napon napajanja
• Pin 4: reset, vezan za VCC kada se ne koristi
• Pin 3: izlaz
• Pin 2 i Pin 6: povezani
• Pin 7: ispusni pin
• Pin 5: kontrolni napon, često povezan sa malim kondenzatorom za bolju stabilnost
Vremenski delovi su jednostavno povezani:
• R1 ide od VCC do pin 7
• R2 ide od pina 7 do pinova 2 i 6
• C ide od pinova 2 i 6 do masa
U ovom kolu, kondenzator se puni kroz R1 i R2 zajedno. Zatim se ispušta kroz R2. Svaki put kada napon kondenzatora dostigne jedan od nivoa unutrašnjeg praga, izlaz menja stanje. Ova ponavljajuća radnja stvara astabilan izlazni talasni oblik.
555 Oscilator Tajming Kontrola
Tajming 555 oscilatora zavisi od dva otpornika, R1 i R2, i jednog kondenzatora, C. Ova tri dela kontrolišu koliko dugo izlaz ostaje VISOK, koliko dugo ostaje NISKO i koliko često se ciklus ponavlja. Promenom njihovih vrednosti, frekvencija i radni ciklus se mogu podesiti.
Glavne vremenske jednačine su:
• VISOKO vreme
tHIGH = 0.693 × (R1 + R2) × C
• NISKO vreme
tLOW = 0.693 × R2 × C
• Ukupan period
T = 0.693 × (R1 + 2R2) × C
• Frekvencija
f ≈ 1 / [0.693 × (R1 + 2R2) × C]
• Radni ciklus
D = (R1 + R2) / (R1 + 2R2)
Ove jednačine opisuju kako parametri oscilatora utiču na ponašanje kola. Povećanje vrednosti R1, R2 ili C povećava RC vremensku konstantu, što smanjuje frekvenciju oscilacija. Nasuprot tome, smanjenje ovih vrednosti rezultira većom radnom frekvencijom. VISOKO vreme izlaznog talasnog oblika određuje i R1 i R2 zajedno sa kondenzatorom C, dok je NISKO vreme određeno samo R2 i C tokom faze pražnjenja kondenzatora.
Ovaj deo kola objašnjava kako 555 oscilator postavlja svoju izlaznu brzinu i oblik impulsa.
| Cilj dizajna | Šta prilagoditi |
|---|---|
| Niža frekvencija | Povećajte R1, R2 ili C |
| Viša frekvencija | Smanjite R1, R2 ili C |
| Duži VISOKI puls | Povećajte R1 ili R2 |
| Duži NIZAK puls | Povećanje R2 |
| Kraći NIZAK puls | Smanjite R2 |
555 Ograničenje radnog ciklusa
U standardnom 555 astabilnom kolu, radni ciklus ostaje iznad 50% jer se kondenzator puni i prazni različitim putevima. Tokom punjenja, struja teče kroz R1 i R2 paralelno. Tokom pražnjenja, struja teče samo kroz R2. To čini vreme punjenja dužim od vremena pražnjenja, tako da izlaz ostaje VISOK duže nego što ostaje NIZAK.
Ovo utiče na talasni oblik na nekoliko načina:
• VISOKI puls je širi od NISKOG pulsa
• Izlaz nije ravnomerno izbalansiran
• Osnovni krug ne može dati pravi 50% radni ciklus sam po sebi
Ovo je ugrađena karakteristika standardnog rasporeda kola. Da biste dobili niži radni ciklus ili ravnomerniji izlaz, vremenska putanja se mora promeniti.
555 Podešavanje radnog ciklusa
Ako standardni KSNUMKS kolo ne proizvede željeni oblik impulsa, putevi punjenja i pražnjenja mogu se modifikovati. Ovo omogućava da se radni ciklus približi KSNUMKS% ili niže. Cilj je da se kontroliše koliko dugo se kondenzator puni i koliko dugo se prazni.
Jedna metoda koristi diodu za odvajanje trenutne putanje. Sa ovim podešavanjem, kondenzator može da se puni kroz jedan put i pražnjenje kroz drugi. Ovo daje veću kontrolu nad visokim i niskim vremenima i omogućava niži radni ciklus.
Drugi metod koristi modifikovani aranžman kola tako da se kondenzator puni i prazni kroz odgovarajuće puteve. Ovo može da proizvede izlaz sa radnim ciklusom blizu 50%. Daje ravnomerniji talasni oblik od standardnog astabilnog kola.
| Izlazni cilj | Preporučeni pristup |
|---|---|
| Osnovna generacija impulsa | Standardni astabilni krug |
| Blizu 50% radnog ciklusa | Uravnotežen aranžman punjenja i pražnjenja |
| Ispod 50% radnog ciklusa | Diode-assisted timing circuit |
555 Oscilator Aplikacije
LED Flashers
555 oscilator može uključiti i isključiti LED na stalnom brzinom. Brzina treperi zavisi od tajming otpornika i kondenzatora vrednosti.
Sirene
555 oscilator može generisati ponavljajući signal za vožnju sirene. Izlazna frekvencija utiče na to kako se zvuk proizvodi.
Tonski generatori
Kolo može generisati audio signale kvadratnih talasa za jednostavan izlaz zvuka. Promena vremenskih delova menja frekvenciju tona.
Pulsni satovi
555 oscilator može da obezbedi stabilan tok impulsa za tajming ili brojanje kola. Svaki izlazni ciklus se računa kao jedan sat impulsa.
Jednostavna PVM kontrola
Izlaz se može podesiti za promenu širine impulsa, što omogućava osnovnu kontrolu modulacije širine impulsa. Ovo je korisno kada je potrebno da se menja vreme i vreme.
Test kola
555 oscilator može poslužiti kao jednostavan izvor signala za proveru odziva kola. Obezbeđuje ponovljeni izlaz koji se može meriti ili posmatrati.
Tajming Demonstracije
Kolo se često koristi da pokaže kako tajming i oscilacije funkcionišu u osnovnoj elektronici. Pomaže objasniti punjenje, pražnjenje i generisanje impulsa na jednostavan način.
Zaključak
555 oscilator pokazuje kako mali tajming kolo može da proizvede stabilan, podesiv impulsni izlaz sa samo nekoliko delova. Promenom vrednosti otpornika i kondenzatora, kolo može da kontroliše frekvenciju, VISOKO vreme, NISKO vreme i radni ciklus. Njegov rad, vremenska ograničenja, faktori stabilnosti, aplikacije i koraci za rešavanje problema pomažu da se objasni kako kolo funkcioniše i kako da zadrži svoj izlaz tačan i stabilan.
Često postavljana pitanja [FAK]
Koji napon treba 555 oscilator?
Standardni 555 oscilator radi od 4.5 V do 16 V. CMOS 555 često može raditi na nižim naponima.
Koliko brzo može pokrenuti 555-oscilator?
Standardni 555 tajmer može da radi od veoma niskih frekvencija do oko 100-300 kHz. CMOS verzije često mogu raditi brže.
Šta kondenzator treba koristiti za tajming?
Keramički ili filmski kondenzator je bolji za stabilno vreme. Elektrolitički kondenzatori su manje precizni i mogu se više kretati.
Može li 555 oscilator voziti opterećenje direktno?
Da, može direktno voziti mala opterećenja kao što su LED diode, zujalice ili logički ulazi. Teži opterećenja će možda trebati fazu vozača.
Da li temperatura utiče na 555 oscilator?
Da. Temperatura može neznatno promeniti vrednosti otpornika i kondenzatora, pomerajući frekvenciju.
Može li 555 oscilator da se kontroliše drugim signalom?
Da. Može se pokrenuti, zaustaviti ili podesiti pomoću igle kao što su resetovanje ili kontrola napona.
