Опубликовано

Схема на 555

Какие практические схемы можно сделать на таймере 555

При современном развитии электроники в Китае, купить, кажется, можно все, что душе угодно: начиная от домашних кинотеатров и компьютеров и заканчивая такими простейшими изделиями, как электрические розетки и вилки.

Где-то между ними находятся всевозможные реле времени, мигающие елочные гирлянды, часы с термометрами, регуляторы мощности, терморегуляторы, фотореле и многое другое. Как говорил великий сатирик Аркадий Райкин в монологе про дефицит: «Пусть все будет, но пусть чего-то не хватает!» В общем, не хватает как раз того, что входит в «репертуар» простых радиолюбительских конструкций.

Несмотря на такую конкуренцию со стороны китайской промышленности, интерес самодеятельных конструкторов к этим простым конструкциям не потерян до сих пор. Они продолжают разрабатываться и в ряде случаев находят достойное применение в устройствах малой домашней автоматизации. Многие из этих устройств появились на свет благодаря интегральному таймеру NE555 (отечественный аналог КР1006ВИ1).

Это уже упомянутые фотореле, различные простые системы сигнализации, преобразователи напряжения, ШИМ – регуляторы двигателей постоянного тока и многое другое. Далее будут описаны несколько практических конструкций, доступных для повторения в домашних условиях.

Фотореле на таймере 555

Фотореле, показанное на рисунке 1, предназначено для управления освещением.

Рисунок 1.

Алгоритм управления традиционный: вечером при снижении освещенности лампочка включается. Выключение лампочки происходит утром, когда освещенность достигнет нормального уровня. Схема состоит из трех узлов: измеритель освещенности, узел включения нагрузки и блок питания. Описание работы схемы лучше начать задом – наперед, — блок питания, узел включения нагрузки и измеритель освещенности.

Блок питания

В подобных конструкциях, как раз тот самый случай, когда резонно применить, нарушая все рекомендации техники безопасности, блок питания, не имеющий гальванической развязки от сети. На вопрос, почему такое возможно, ответ будет таков: после настройки устройства никто в него не полезет, все будет находиться в изолирующем корпусе.

Наружных регулировок тоже не предвидится, после настройки останется только закрыть крышку и повесить готовое фотореле на место, пусть себе работает. Конечно, если есть необходимость, то единственную настройку «чувствительность», можно вывести наружу при помощи длинной пластмассовой трубки.

В процессе настройки безопасность можно обеспечить двумя путями. Либо воспользоваться развязывающим трансформатором (трансформатор безопасности) либо запитать устройство от лабораторного блока питания. При этом сетевое напряжение и лампочку можно не подключать, а срабатывание фотоэлемента контролировать по светодиоду LED1.

Схема блока питания достаточно проста. Она представляет мостовой выпрямитель Br1 с гасящим конденсатором C2 на переменное напряжение не менее 400В. Резистор R5 предназначен для сглаживания броска тока через конденсатор C14 (500,0мкФ * 50В) при включении устройства, а также «по совместительству» является предохранителем.

Стабилитрон D1 предназначен для стабилизации напряжения на C14. В качестве стабилитрона подойдет 1N4467 или 1N5022A. Для выпрямителя Br1 вполне подойдут диоды 1N4407 или любой маломощный мост, с обратным напряжением 400В и выпрямленным током не менее 500мА.

Конденсатор C2 следует зашунтировать резистором сопротивлением около 1МОм (на схеме не показан), чтобы после отключения устройства не «щелкало» током: убить, конечно, не убьет, но все же достаточно чувствительно и неприятно.

Узел включения нагрузки

Выполнен с применением специализированной микросхемы КР1182ПМ1А, которая позволяет сделать немало полезных устройств. В данном случае она используется для управления симистором КУ208Г. Лучшие результаты дает импортный «аналог» BT139 – 600: ток нагрузки 16А при обратном напряжении 600В, а ток управляющего электрода намного меньше, чем у КУ208Г (иногда КУ208Г приходится подбирать по этому показателю). BT139 способен выдерживать импульсные перегрузки до 240А, что делает его исключительно надежным при работе в различных устройствах.

Если BT139 установлен на радиаторе, то коммутируемая мощность может достигать 1КВт, без радиатора допустимо управление нагрузкой до 400Вт. В том случае, когда мощность лампочки не превышает 150Вт, можно вполне обойтись без симистора. Для этого правый по схеме вывод лампы La1 следует присоединить непосредственно в выводам 14, 15 микросхемы, а резистор R3 и симистор T1 из схемы исключить.

Поехали дальше. Микросхема КР1182ПМ1А управляется через выводы 5 и 6: когда они замкнуты лампа погашена. Тут может быть обычный контактный выключатель, правда, работающий наоборот, — выключатель замкнут, а лампа погашена. Так намного проще запомнить эту «логику».

Если этот контакт разомкнуть, то начинает заряжаться конденсатор C13 и, по мере возрастания напряжения на нем, плавно возрастает яркость свечения лампы. Для ламп накаливания это очень актуально, поскольку увеличивает срок их службы.

Подбором резистора R4 можно регулировать степень заряда конденсатора C13 и яркость свечения лампы. В случае использования энергосберегающих ламп конденсатор C13 можно не ставить, как собственно и саму КР1182ПМ1А. Но об этом будет сказано ниже.

Теперь приближаемся к главному. Вместо реле, просто из стремления избавиться от контактов, управление было поручено транзисторному оптрону АОТ128, который с успехом можно заменить импортным «аналогом» 4N35, правда, при такой замене номинал резистора R6 следует увеличить до 800КОм…1МОм, поскольку при 100КОм импортный 4N35 работать не будет. Проверено практикой!

Если транзистор оптрона будет открыт, его переход К-Э, подобно контакту, замкнет выводы 5 и 6 микросхемы КР1182ПМ1А и лампа будет выключена. Чтобы открыть этот транзистор требуется засветить светодиод оптрона. В общем, получается все наоборот: светодиод погашен, а лампа светит.

Измеритель освещенности

На основе 555 получается очень просто. Для этого достаточно на входы таймера подключить соединенные последовательно фоторезистор LDR1 и подстроечный резистор R7, с его помощью настраивается порог срабатывания фотореле. Гистерезис переключения (темно — светло) обеспечивается самим таймером, его входными компараторами. Помните, эти «волшебные» цифры 1/3U и 2/3U?

Если фотодатчик находится в темноте, его сопротивление велико, поэтому напряжение на резисторе R7 низкое, что приводит к тому, что на выходе таймера (вывод 3) устанавливается высокий уровень и светодиод оптрона погашен, а транзистор закрыт. Следовательно, лампочка будет включена, как было написано ранее в подзаголовке «Узел включения нагрузки».

В случае освещения фотодатчика его сопротивление становится маленьким, порядка нескольких КОм, поэтому напряжение на резисторе R7 возрастает до 2/3U, и на выходе таймера появляется низкий уровень напряжения, — светодиод оптрона засветился, а лампа–нагрузка погасла.

Вот тут кто-то может скажет: «Сложновато будет!». Но почти всегда все можно упростить до предела. Если предполагается зажигать энергосберегающие лампы, то плавное включение не требуется, и можно использовать обычное реле. А кто сказал, что только лампы и только включать?

Если реле имеет несколько контактов, то можно делать что душе угодно, и не только включать, но и выключать. Такая схема показана на рисунке 2 и в особых комментариях не нуждается. Реле подбирается из условий, чтобы ток катушки был не более 200мА при рабочем напряжении 12В.

Рисунок 2.

Схемы предварительной установки

В некоторых случаях требуется что-либо включать с некоторой задержкой относительно включения питания устройства. Например, сначала подать напряжение на логические микросхемы, и через некоторое время питание выходных каскадов.

Такие задержки реализуются на таймере 555 достаточно просто. Схемы таких задержек и временные диаграммы работы показаны на рисунках 3 и 4. Пунктирной линией показаны напряжения источника питания, а сплошной на выходе микросхемы.

Рисунок 3. После включения питания на выходе с задержкой появляется высокий уровень.

Рисунок 4. После включения питания на выходе с задержкой появляется низкий уровень.

Чаще всего такие «установщики» используются как составные части более сложных схем.

Устройства сигнализации на таймере 555

Сигнализатор уровня жидкости

Схема сигнализатора представляет собой автоколебательный мультивибратор, с которым мы уже давно познакомились.

Рисунок 5.

В емкость с водой, например, бассейн погружены два электрода. Пока они находятся в воде, сопротивление между ними невелико (вода хороший проводник), поэтому конденсатор C1 зашунтирован, напряжение на нем близко к нулю. Также нулевое напряжение на входе таймера (выводы 2 и 6), следовательно на выходе (вывод 3) установится высокий уровень, генератор не работает.

Если уровень воды почему-то упадет и электроды окажутся в воздухе, сопротивление между ними увеличится, в идеале просто обрыв, и конденсатор C1 шунтироваться не будет. Поэтому наш мультивибратор заработает, — на выходе появятся импульсы.

Частота этих импульсов зависит от нашей фантазии и от параметров RC цепи: это будет либо мигающая лампочка, либо противный писк динамика. Попутно с этим можно включить долив воды. Чтобы избежать перелива и вовремя отключить насос к устройству необходимо добавить еще один электрод и подобную же схему. Тут уже читателю можно поэкспериментировать.

Простейшая сигнализация

Рисунке 6.

При нажатии на концевой выключатель S2 на выходе таймера появляется напряжение высокого уровня, и останется таковым даже если S2 отпустить и больше не удерживать. Из этого состояния устройство можно вывести только нажатием на кнопку «Сброс».

Пока на этом остановимся, может кому потребуется время, чтобы взять паяльник и попробовать спаять рассмотренные устройства, исследовать, как они работают, хотя бы поэкспериментировать с параметрами RC цепей. Послушать, как пищит динамик или мигает светодиод, сравнить, что дают расчеты, намного ли практические результаты отличаются от расчетных.

В следующей статье мы рассмотрим ШИМ – регуляторы, преобразователи напряжения, а также драйверы для управления транзисторами MOSFET.

ПРОДОЛЖЕНИЕ СТАТЬИ: Преобразователи напряжения на таймере 555

Борис Аладышкин

РадиоКот >Статьи >

Теги статьи: NE555ТеорияПрактикаДобавить тег

Теория и практика применения таймера 555.Часть вторая.

Часть вторая. Практическая.

В этой части мы продолжим ездить по вашим мозгам на таймере 555, однако уже с практической точки зрения — рассмотрим конкретные схемы включения микросхемы.
Итак,
Схема 1:

Эта штуковина начинает работать (пищать) если по каким-то причинам станет вдруг темно. То есть, на фоторезистор LDR1 перестанет попадать свет или световой поток уменьшится до некоего критического уровня.
Схема 2:

Эта схема предназначена для раздражения слухового нерва в том случае, если напряжение на входе «Контроль» упадет ниже 9 вольт.
Схема 3:

Простейший вид узла сигнализации. Если датчик S2 замкнется, на выходе таймера появится высокий уровень и останется таковым, даже если датчик вернется в исходное состояние. Вернуть низкий уровень на выход микросхемы можно кнопкой «Сброс».
Схема 4:

Аналогична Схеме 1, правда можно подстраивать частоту тона пищания резистором R2.
Схема 5:

Метроном. Издает мерное тикание, чтобы начинающие музыканты не сбивались с ритма, ну или хорошо спали. Частота тиков подстраивается резистором R1.
Схема 6:

10-минутный таймер. Запускается нажатием на кнопку «Сброс-запуск», при этом загорается светодиод HL2, например — зеленый. По истечении временного интервала, загорится светодиод HL1, например — красный. Интервал можно подстроить резистором R4.
Схема 7:

Триггер Шмидта. Полезная вещь, если вам необходимо получить прямоугольные импульсы из синусоидального сигнала, даже искаженного и зашумленного.
Схема 8:

Генератор повышенной точности и стабильности. Частота подстраивается резистором R1. Диоды — любые германиевые. Можно также применить диоды Шоттки.
Схема 9:

Детектор пропущенных импульсов. Может пригодиться. Транзистор можно заменить на отечественный КТ3107.
Схема 10:

Твухтональная сирена. Занятная схема для экспериментов с включением двух таймеров сразу.

Ну пока все.
Вопросы, как обычно, складываем .

Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

73 2 0
22 4 1

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Несколько схем выключателей на имс NE555

0 / 5

Подробности Просмотров: 1962 Понравилась статья — поделись с друзьями 0

На рисунке 1 показана схема электронного выключателя с псевдосенсорным управлением при помощи двух кнопок. При нажатии на кнопку S1 подает напряжение высокого логического уровня на вывод 6 D1. При этом микросхема переходит в стабильное состояние с логическим нулем на выходе. Ток поступает на обмотку реле К1 и оно своими контактами включает нагрузку или выполняет переключение, соответствующее обмотке реле под током.


В таком состоянии схема будет находиться неограниченное время. Чтобы выключить реле нужно нажать кнопку S2. При этом схема перейдет в противоположное состояние. На выходе микросхемы установится напряжение высокого уровня и реле выключится. Это состояние так же будет держаться неограниченное время. Входы компараторов микросхемы NE555 выполнены на полевых транзисторах, поэтому обладают большим входным сопротивлением. Если сопротивления подтягивающих резисторов увеличить до нескольких мегаом, то управлять переключателем можно будет сенсорно.

На рисунке 2 показана именно такая схема. Сенсоры Е1 и Е2 — металлические к которым нужно прикасаться. При прикосновении на входы микросхемы поступают наводки переменного тока и радиопомехи, которые есть в теле любого человека, находящего в помещении с электропроводкой. Практически они воспринимаются входами микросхемы как импульсы. Это приводит к переключению так же, как это происходит в схеме на рисунке 1.
При прикосновении к сенсору Е1 реле включается, при прикосновении к сенсору Е2 — выключается.

На рисунке 3 показана схема задержанного выключателя на NE555. Управление производится кнопкой S1. А время задается RC-цепью R1-C3. При нажатии кнопки S1 на вывод 2 D1 поступает напряжение низкого уровня. Это запускает одновибратор. На выходе устанавливается напряжение высокого уровня. Поступает ток на обмотку реле К1 и его контакты переключаются.
В таком состоянии схема будет находится столько времени, сколько задано цепью R1-C3. При указанных на схеме номиналах это время около 2 минут. Увеличить или уменьшить время можно соответствующим изменением емкости СЗ или сопротивления R1.
Затем схема вернется в исходное положение и напряжение на выходе снизится до низкого уровня. Реле выключится.
Если нужно чтобы схема работала наоборот, то есть, реле выключалось на некоторое время, и включалось спустя заданное время, нужно изменить подключение реле на выходе микросхемы на такое, как показано на рисунках 1 и 2. То есть, подключить его не между выходом и минусом питания, а между выходом и плюсом питания.

Вариант схемы, показанной на рисунке 3, но с регулировкой времени в очень широких пределах, показан на рисунке 4.

Время регулируется переменным резистором R1, при емкости СЗ 1000 мкФ максимальное время составляет около 12 часов.
Если нужно чтобы схема работала наоборот, то есть, реле выключалось на некоторое время, и включалось спустя заданное время, нужно изменить подключение реле на выходе микросхемы на такое, как показано на рисунках 1 и 2. То есть, подключить его не между выходом и минусом питания, а между выходом и плюсом питания.

На рисунке 5 показана схема Акустического выключателя. Функции пусковой кнопки здесь возложены на акустический датчик, состоящий из электретного микрофона М1 и усилительного каскада на транзисторах VT1 и VT2. При наличии достаточно громкого шума, такого как хлопок в ладоши, громко произнесенное слово и др., на коллекторе VT2 возникают импульсы, по размаху соответствующие логическим. Это приводит к запуску одно-вибратора, время которого установлено RC-цепью R1-C3.
При возникновении звукового сигнала достаточной громкости реле К1 включается и остается включенным некоторое время, заданное цепью R1-C3.
Если нужно чтобы схема работала на-оборот, то есть, реле выключалось на некоторое время, и включалось спустя заданное время, нужно изменить подключение реле на выходе микросхемы на такое, как показано на рисунках 1 и 2. То есть, подключить его не между выходом и минусом питания, а между выходом и плюсом питания.
Во всех схемах автор использовал реле Tyco PE014012 с обмоткой на 12 В сопротивлением 680 Ом. Можно использовать другие реле с обмоткой сопротивлением не менее 120 Ом (максимальный ток выхода микросхемы NE555 составляет 0,1 А). Диоды 1N4148 можно заменить практически любыми, например, КД503, КД522, КД521, КД105, КД103, КД102, КД209, 1N4004 и тому подобное. Диод здесь нужен для гашения выброса отрицательного ЭДС самоиндукции, которое возникает на индуктивности обмотки реле. Электролитические конденсаторы, работающие во время задающих цепях (СЗ) должны быть высокого качества, с очень небольшим током утечки. В противном случае схема может не заработать.
Стригунов В. П.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *