ИЦ 555 кругови осцилатора, аларма и сирене

У овом посту ћемо научити како да направимо и оптимизујемо основна кола осцилатора ИЦ 555, чији се таласни облици могу даље побољшати за генерисање сложених звучних ефеката као што су звучни сигнал, полицијска сирена, аларм црвене узбуне, звездани трек аларм итд.

Преглед

Основни режим који се обично користи за израду осцилатора ИЦ 555 је режим нестабилног кола.

Ако погледамо стабилни круг приказан доле, ми пронађи пиноуте придружио на следећи начин:

• Окидач 2 је кратко спојен на Тхресхолд пин 6.
• Отпорник Р2 повезан између пина 2 и пражњења 7.

У овом режиму, када се примени снага, кондензатор Ц1 се експоненцијално пуни преко отпорника Р1 и Р2. Када се ниво напуњења пење до 2/3 нивоа напона напајања, доводи до испразњавања осовинице 7. Због тога Ц1 сада почиње да се празни експоненцијално, а када ниво пражњења падне на 1/3 нивоа напајања, шаље окидач на пин 2.

Када се то догоди, пин 7 поново постаје висок иницирајући акцију пуњења на кондензатору док не научи 2/3 ниво напајања. Циклус се наставља бесконачно успостављајући нестабилни режим кола.

Горе наведени рад таблице резултира са две врсте осцилација које се јављају преко Ц1 и преко излазног пина 3 ИЦ. Преко Ц1, експоненцијални пораст и пад напона ствара тестеру која се појављује.

Интерни флип флоп реагује на ову тестеру и претвара се у правоугаоне таласе на излазном пину 3 ИЦ. Ово нам обезбеђује потребне осцилације правоугаоног таласа на излазу ИЦ пина 3.

Будући да фреквенција осциловања у потпуности зависи од Р1, Р2 и Ц1, корисник може да измени вредности ових компонената да добије жељене вредности за ОН ОФФ периоде осцилација, што се назива и ПВМ контрола или контрола радног циклуса .

Графикон изнад даје нам однос између Р1 и Ц1.

Р2 се овде игнорише, јер је његова вредност занемарљиво мала у поређењу са Р2.

Основно коло осцилатора квадратног таласа помоћу ИЦ 555

Из горње дискусије научили смо како се ИЦ 555 може користити у његовом непокретном режиму за стварање основног круга осцилатора квадратних таласа.

Конфигурација омогућава кориснику да мења вредности Р1 и Р2 тачно од 1К до многих мега ома како би добио огроман опсег фреквенција и радних циклуса на излазном пину 3.

Међутим, мора се напоменути да вредност Р1 не би требало да буде премала, јер ефективну потрошњу струје у кругу одређује Р1. То се дешава зато што током сваког процеса пражњења Ц1 пин 7 достиже потенцијал земље подлежући Р1 директно преко позитивне и уземљене линије. Ако је његова вредност ниска, може доћи до значајног одвода струје, што повећава укупну потрошњу круга.

Р1 и Р2 такође одређују ширину осцилаторних импулса произведених на пину 3 ИЦ. Р2 се посебно може користити за контролу односа ознака / размак излазних импулса.

За различите формуле за израчунавање радног циклуса, фреквенције и ПВМ осцилатора ИЦ 555 (непокретљив) могу се проучавати у овом чланку .

Осцилатор променљиве фреквенције помоћу ИЦ 555

Горе објашњено нестабилно коло може се надоградити променљивим уређајем који омогућава кориснику да мења ПВМ и фреквенцију кола по жељи. То се једноставно постиже додавањем потенциометра у серију са отпорником Р2 као што је приказано доле. Вредност Р2 мора бити мала у поређењу са вредношћу пота.

У горе наведеном подешавању, фреквенција осцилација може да варира тачно од 650 Хз, до 7,2 кХз кроз назначене варијације лонца. Овај опсег се може још више повећати и побољшати додавањем прекидача за одабир различитих вредности за Ц1, јер је Ц1 такође директно одговоран за подешавање излазне фреквенције.

Променљиви склопови ПВМ осцилатора који користе ИЦ 555

Горња слика показује како а објект са променљивим ознакама простора може се додати било ком основном колу ИЦ 555 са осцилатором кроз неколико диода и потенциометар.

Карактеристика омогућава кориснику да добије било који жељени ПВМ или подесиве периоде ОН ОФФ за осцилације на излазном пину 3 ИЦ.

На левом бочном дијаграму, мрежа која укључује Р1, Д1 и лонац Р3 наизменично пуни Ц1, док лонац Р4, Д2 и Р2 наизменично празни Ц1 кондензатор.

Р2 и Р4 одређују брзину пуњења / пражњења Ц1 и могу се прилагодити одговарајуће за добијање жељеног односа ОН / ОФФ за излазну фреквенцију.

Дијаграм на десној страни приказује положај Р3 померен у серији са Р1. У овој конфигурацији, време пуњења Ц1 је одређено Д1 и његовим серијским отпорником, док лонац омогућава само контролу времена пражњења Ц1, отуда и време ИСКЉУЧЕЊА излазних импулса. Други пот Р3 у основи помаже у промени фреквенције излаза уместо ПВМ-а.

Као алтернатива, као што је приказано на горњим сликама, можда ће бити могуће повезати ИЦ 555 у стабилном режиму за дискретно подешавање односа марка / простор (време укључивања / искључења) без утицаја на осцилаторну фреквенцију.

У овим конфигурацијама дужина импулса инхерентно се повећава како се интервал простора смањује, и обрнуто.

Због тога, укупни период сваког квадратног таласног циклуса остаје константан.

Главна карактеристика ових кола је променљиви радни циклус који се може променити од 1% до 99% уз помоћ датог потенциометра Р3.

На левој бочној слици, Ц1 се наизменично пуни од Р1, горње половине Р3 и Д1, док се празни помоћу Д2, Р2 и доње половине потенциометра Р3. На слици са десне стране, Ц1 се наизменично пуни преко Р1 и Д1 и десне половине потенциометра Р3, а празни се кроз леву половину потенциометра Р3, Д2 и Р2.

У оба наведена примерака вредност Ц1 подешава осцилаторну фреквенцију на око 1,2 кХз.

Како зауставити или покренути / зауставити функцију осцилатора подесивог ИЦ помоћу тастера

Можете покренути ИЦ 555 нестабилни осцилатор на неколико једноставних начина.

То се може учинити помоћу тастера или путем електронског улазног сигнала.

На слици изнад пина 4, који је пин за ресетовање ИЦ, уземљен је кроз Р3, а прекидач пусх-то-ОН повезан је преко позитивне линије напајања.

Пин 4 ИЦ 555 треба минимално 0,7 В да би остао пристрасан и да би функционисање ИЦ остало омогућено. Притисак на дугме омогућава функцију ИЦ стабилног осцилатора, док отпуштањем прекидача уклања се пристраност са пина 4 и функција ИЦ постаје онемогућена.

Ово се такође може применити преко спољног позитивног сигнала на пину 4 са уклоњеним прекидачем и повезаним Р3 као што јесте.

У другој алтернативи, као што је приказано горе, пин 4 ИЦ може се видети трајно пристрасан преко Р3 и позитивног напајања. Овде је тастер повезан преко затича 4 и уземљења. То подразумева да када се притисне тастер, онемогућавају се излазни квадратни таласи ИЦ, што доводи до окретања излаза на 0В.

Отпуштањем дугмета започиње стварање нестабилних квадратних таласа који су нормално преко пина 3 ИЦ.

Исто се може постићи спољно примењеним негативним сигналом или сигналом од 0 В на пину 4 са Р3 повезаним онаквим какав јесте.

Коришћење пина 2 за управљање подесивом фреквенцијом

У нашим ранијим дискусијама сазнали смо како се генерирањем импулса ИЦ 555 може управљати помоћу пина 4.

Сада ћемо видети како се то исто може постићи помоћу пина 2 ИЦ као што је приказано горе.

Када се притисне С1, пин 2 се изненада примењује са потенцијалом уземљења, што доводи до пада напона на Ц1 испод 1/3 Вцц. Као што знамо да када се напон пин 2 или ниво наелектрисања на Ц1 држи испод 1/3 Вцц, излазни пин 3 трајно иде високо.

Стога притиском на С1 долази до пада напона на Ц1 испод 1/3 Вцц присиљавајући излазни пин 3 да иде високо све док С1 остаје притиснут. Ово спречава нормалан рад нестабилних осцилација. Када се тастер отпусти, функција астбале се враћа у нормалне услове. Таласни облик на десној страни препознаје одзив пина 3 на притисак дугмета.

Горе наведени поступак се може такође контролисати помоћу спољног дигиталног кола кроз диоду Д1. Негативна логика на катоди диоде покреће горе наведене радње, док позитивна логика нема ефекта и омогућава функцијама астабла да врате нормалан рад.

Како модулирати ИЦ 555 осцилатор

Пин 5, који је контролни улаз ИЦ 555, један је од важних и корисних пиноутс ИЦ-а. Омогућава кориснику модулацију излазне фреквенције ИЦ једноставно применом подесивог нивоа једносмерне струје на пин # 5.

Повећавање истосмерног потенцијала доводи до пропорционалног повећања ширине импулса излазне фреквенције, док смањење једносмерног потенцијала доводи до пропорционалног сужења ширине импулса фреквенције. Ови потенцијали требају бити стриктно унутар 0В и пуног нивоа Вцц.

На горњој слици подешавање лонца генерише променљиви потенцијал на пину 5 што доводи до тога да се ширина излазног импулса фреквенције осциловања мења у складу с тим.

Будући да модулација доводи до промене ширине излазног импулса, она такође утиче на фреквенцију, јер је Ц1 приморан да мења своје периоде пуњења / пражњења у зависности од подешавања лонца.

Када се променљиви наизменични напон који има амплитуду између 0В и Вцц примени на пину 5, излазни ПВМ или ширина импулса такође прати променљиву амплитуду наизменичног напона генеришући непрекидни низ ширења и сужавања импулса на пину 3.

Сигнал наизменичне струје такође се може користити за модулацију, једноставним интегрисањем пина 5 са ​​спољним наизменичним напоном преко кондензатора од 10 уФ.

Израда аларма и сирена помоћу ИЦ 555

Свестрана прилагодљива осцилаторна конфигурација ИЦ 555 омогућава нам да је применимо за израду различитих врста сирена и алармних кругова. То постаје могуће јер је нестабилна основа у основи генератор таласних облика и може се прилагодити за генерисање различитих врста звучних таласних облика, налик звуковима аларма и сирена.

На горњој слици можемо видети ИЦ 555 конфигурисан као монотон фреквенције 800 Хз круг аларма .

Звучник може имати било коју вредност импеданце због присуства тренутног граничног отпора Рк. Сигурна вредност може бити око 70 Охма 1 вата.

За прављење круга аларма са непрекидним тоном велике снаге, надограђујемо горњи склоп помоћу драјвера транзистора снаге К1 и снажнијег звучника, као што је приказано доле:

Будући да дизајн може произвести високи ниво мрешкања, укључени су Д1 и Ц3 да би се спречило ометање мрешкања у функционисању ИЦ 555.

Диоде Д2 и Д3 су укључене да неутралишу индуктивне преклопне шиљке генерисане из завојнице звучника и да заштите транзистор К1 од оштећења.

Импулсни круг аларма ИЦ 555

Претходни монотони аларм од 800 Хз могао би се претворити у импулснији импулсни аларм од 800 Хз додавањем још једног стабилног мултивибратора са кругом тонских генератора као што је приказано доле.

Већ смо проучавали како се пин 5 може користити за контролу ширине импулса ИЦ 555.

Овде је ИЦ 2 конфигурисан као коло осцилатора од 1 Хз због чега пин 5 ИЦ 1 наизменично постаје низак при брзини од 1 Хз. То заузврат доводи до сужавања ширине импулса пин 3 800 Хз до мере која скоро ИСКЉУЧУЈЕ К1. Ово ствара звучни ефекат оштрог импулса од 1 Хз на звучнику.

Варбле Хе-Хав алармни круг

Ако желите да претворите претходни дизајн у звучни сигнал који пробија ухо, то можете учинити једноставном заменом Д1 диоде отпорником од 10 К као што је откривено у горњем дијаграму. Познати и као хев-хав аларми, они се обично користе у европским возилима за хитне случајеве.

Знамо да се пин 5 може користити са спољним високим / ниским сигналом за модулацију излаза пин 3 са одговарајућом ширином / сужавањем ширине импулса. Алтернативно високо ниско напајање од 1 Хз на пину 5 ИЦ2 приморава напон излазног пина # 3 ИЦ 1 да генерише симетрично променљиву фреквенцију која варира од 500 Хз до 440 Хз. То доводи до тога да звучник генерише потребан оштар звук високог звука аларма брзином од 1 Хз.

Израда полицијске сирене

ИЦ 555 се такође може користити за прављење савршено имитирајућег круга полицијске сирене као што је горе показано.

Струјни круг је дизајниран да произведе типичан вапај који се често чује у полицијским сиренама.

Овде је ИЦ2 повезан као нискофреквентни осцилатор са фреквенцијом подешеном на 6 секунди УКЉ.

Полазна експоненцијална таласна рампа генерисана преко његовог Ц1 доводи се у базу К1 конфигурисане као емитер фолловер .

Фреквенција ИЦ1 је постављена на 500 Хз што постаје његова централна фреквенција.

Полако растућа и опадајућа рампа у основи К1 следи на његовом емитеру и модулира пин 5 ИЦ1. Спора рампа узрокује наизменичне циклусе спорог пораста напона током 3 секунде, а спорог распадајућег напона током 3 секунде на пину 5. Због овог пина 3 фреквенција и ПВМ такође модулирају у складу с тим генеришући звучни ефекат полицијске сирене.

Црвени алармни круг аларма Стар Трек

Коначно коло на листи је још један врло занимљив генератор звучних ефеката који користи стабилни осцилатор ИЦ 555. То је генератор звука аларма за црвену узбуну, који се назива и звездани трек аларм због своје честе употребе у популарној ТВ серији звезданих стаза.

Типично, црвени звук аларма започиње нискофреквентним тоном, који се диже до високофреквентне ноте у брзом распону од око 1,15 секунди, и прекида се за 0,35 секунди, и поново расте од ниске до високе фреквенције, а циклус наставља да даје звук упозорења за упозорење о црвеном упозорењу у звезданим стазама.

Баш као и претходни кругови звука аларма и сирене, и ово коло понавља понављање секвенце све док остаје укључено.

ИЦ 2 је овде конфигурисан као несиметрично коло осцилатора. Кондензатор Ц1 се наизменично пуни кроз елементе Р1 и Д1, а наизменично се празни кроз Р2.

Ово ствара брзо растуће и бледеће наборе пиле на кондензатору Ц1. Овај сигнал за појачавање усмерава се сљедбеником емитора и примењује као модулациони напон на контролни улазни пин 5 ИЦ1 преко Р7.

Због пиласте природе, овај таласни облик доводи до тога да се излазна фреквенција пина 3 ИЦ1 постепено подиже за полако распадајући део таласног облика, а затим брзо опада током урушавања дела таласног облика.

Током сваког одлазећег дела циклуса таласног облика, одговарајући правоугаони импулс са пина 3 ИЦ2 тренутно искључује К2, што заузврат доводи до тога да се пин2 ИЦ2 спушта. Ово прекида излаз Ц2 и пораст тона на звучнику, стварајући необичан звучни ефекат аларма црвене звезде.

Враћам теби

Па, ово су били неки наговештаји у вези са коришћењем ИЦ 555 за стварање корисних кола осцилатора аларма и сирене. Да ли имате још неки занимљив генератор звучних ефеката који користи ИЦ 555? Ако то учините, овде наведите детаље, радо ћемо их уврстити у горњу листу.