IC 555 ostsillaatori, alarmi ja sireeni ahelad

Selles postituses õpime, kuidas luua ja optimeerida põhilisi IC 555 ostsillaatori ahelaid, mille lainekuju saab veelgi täiustada selliste keeruliste heliefektide loomiseks nagu marmoralarm, politseisireen, punase häire alarm, tähe trekihäire jne.

Ülevaade

Põhirežiim, mida tavaliselt kasutatakse IC 555 ostsillaatorite valmistamiseks, on astable režiim.

Kui vaatame allpool näidatud astable ahelat, siis me leia pinouts liidetud järgmiselt:

• Käivitusnõel 2 on lühistatud lävepoldini 6.
• Takisti R2, mis on ühendatud tihvti 2 ja tühjendustihvti 7 vahele.

Selles režiimis laadib kondensaator C1 võimsuse rakendamisel eksponentsiaalselt takistite R1 ja R2 kaudu. Kui laengu tase tõuseb kuni toitepinge 2/3-ni, põhjustab tühjendustihvt 7 madala taseme. Seetõttu alustab C1 nüüd eksponentsiaalselt tühjendamist ja kui tühjenemistase langeb 1/3-ni varustustasemeni, saadab päästik 2-ndale.

Kui see juhtub, pöördub tihvt 7 uuesti kõrgeks, käivitades kondensaatori laadimistoimingu, kuni see õpetab 2/3-i toitetaset. Tsükkel jätkub lõpmatuseni, luues vooluahela ergastava režiimi.

Ülaltoodud astable töö põhjustab kahte tüüpi võnkeid, mis toimuvad üle C1 ja üle IC väljundpistiku 3. Üle C1 tekitab pinge eksponentsiaalne tõus ja langus saehammasageduse ilmumise.

Sisemine klapp reageerib nendele saehammasagedusele ja muundub seejärel ristkülikukujulisteks laineteks IC väljundnõelal 3. See annab meile nõutavad ristkülikukujulised laine võnkumised IC tihvti 3 väljundis.

Kuna võnkesagedus sõltub täielikult R1-st, R2-st ja C1-st, on kasutajal võimalik muuta nende komponentide väärtusi, et saada soovitud väärtused võnkesageduste ON OFF perioodide jaoks, mida nimetatakse ka PWM-i juhtimiseks või töötsükli juhtimiseks .

Ülaltoodud graafik annab meile R1 ja C1 vahelise seose.

R2 eiratakse siin, kuna selle väärtus on võrreldes R2-ga tühiselt väike.

Ruutlaine põhiostsillaatori ahel, kasutades IC 555

Ülaltoodud arutelust saime teada, kuidas IC 555 saab selles suurepärases režiimis kasutada põhiruutlaine ostsillaatori ahela loomiseks.

Konfiguratsioon võimaldab kasutajal muuta R1 ja R2 väärtusi vahemikus 1K kuni paljude megaohmideni, et saada väljundnõelale 3 tohutu valik valitavaid sagedusi ja töötsükleid.

Siiski tuleb märkida, et R1 väärtus ei tohiks olla liiga väike, kuna vooluahela efektiivse voolutarbimise määrab R1. See juhtub seetõttu, et iga C1 tühjendusprotsessi ajal saavutab tihvt 7 maapotentsiaali, allutades R1 otse üle positiivse ja maandusjoone. Kui selle väärtus on madal, võib voolu märkimisväärne äravool, mis suurendab vooluahela üldist tarbimist.

R1 ja R2 määravad ka IC tihvti 3 tekitatud võnkepulsside laiuse. Spetsiifiliselt R2 saab kasutada väljundimpulsside märgi / ruumi suhte kontrollimiseks.

IC 555 ostsillaatori töötsükli, sageduse ja PWM arvutamise erinevate valemite jaoks (astable) saab uurida selles artiklis .

Muutuva sagedusega ostsillaator IC 555 abil

Eespool selgitatud astable-ahelat saab täiendada muutuva seadmega, mis võimaldab kasutajal vastavalt soovile muuta PWM-i ja ka vooluahela sagedust. Seda tehakse lihtsalt potentsiomeetri lisamisega takisti R2 abil järjestikku, nagu allpool näidatud. R2 väärtus peab olema väike võrreldes poti väärtusega.

Ülaltoodud seadistustes saab võnkumissagedust näidatud poti variatsioonide kaudu vahetada vahemikus 650 Hz kuni 7,2 kHz. Seda vahemikku saab veelgi suurendada ja suurendada, lisades lüliti C1 erinevate väärtuste valimiseks, kuna C1 vastutab otseselt ka väljundsageduse määramise eest.

Muutuvad PWM-ostsillaatorahelad, kasutades IC 555

Ülaltoodud joonis näitab, kuidas a muutuva märgiga ruumi suhte võimalus saab paari dioodi ja potentsiomeetri kaudu lisada igasse põhikiirgusega IC 555 astable ostsillaatori vooluahelasse.

See funktsioon võimaldab kasutajal saada kõik soovitud PWM või reguleeritavad ON OFF perioodid võnkumiste jaoks IC väljundnõelal 3.

Vasakpoolses skeemis laadib R1, D1 ja pott R3 hõlmav võrk vaheldumisi C1, samal ajal kui pott R4, D2 ja R2 tühjendab C1 kondensaatorit vaheldumisi.

R2 ja R4 määravad C1 laengu / tühjenemise määra ja neid saab sobivalt reguleerida, et saada väljundsageduse jaoks soovitud ON / OFF suhe.

Parempoolne skeem näitab R3 asendit R1-ga järjestikku. Selles konfiguratsioonis fikseeritakse C1 laadimisaeg D1 ja selle jadatakisti abil, samal ajal kui pott võimaldab juhtida ainult C1 tühjenemisaega, seega väljundimpulsside väljalülitusaega. Teine pott R3 aitab sisuliselt muuta väljundi sagedust PWM-i asemel.

Alternatiivselt, nagu on näidatud ülaltoodud joonistel, võib olla võimalik ühendada ka IC 555 astabrežiimis märgi / ruumi (ON aeg / OFF aeg) suhte diskreetseks reguleerimiseks võnkesagedust mõjutamata.

Nendes konfiguratsioonides suureneb impulsside pikkus olemuslikult, kui ruumide intervall väheneb, ja vastupidi.

Seetõttu jääb iga ruutlaine tsükli kogu periood püsivaks.

Nende vooluahelate peamine omadus on muutuv töötsükkel, mida saab antud potentsiomeetri R3 abil varieerida otse vahemikus 1–99%.

Vasakpoolsel joonisel laadib C1 vaheldumisi R1, R3 ülemine pool ja D1, samal ajal kui see tühjendatakse D2, R2 ja potentsiomeetri R3 alumise poolega. Parempoolsel joonisel laetakse C1 vaheldumisi R1 ja D1 ning potentsiomeetri R3 parema poole kaudu ja see tühjeneb läbi potentsiomeetri vasaku poole R3, D2 ja R2.

Mõlemas ülaltoodud astabelis seab C1 väärtus võnkesageduseks umbes 1,2 kHz.

Kuidas peatada või käivitada / peatada IC astable ostsillaatori funktsioon nupuga

IC 555 astable ostsillaatori saab sisse / välja lülitada mõnel lihtsal viisil.

Seda saab teha kas nuppude abil või läbi elektroonilise sisendsignaali.

Ülaloleval joonisel on tihvti 4, mis on mikrolülituse lähtestustihvt, maandatud R3 kaudu ja positiivse toiteliini kaudu on ühendatud sisselülitamise lüliti.

IC 555 tihvt 4 vajab minimaalset 0,7 V, et jääda erapoolikuks ja hoida IC funktsioneerimist. Nupu vajutamine võimaldab IC astable ostsillaatori funktsiooni, samal ajal kui lüliti vabastamisel eemaldatakse tihvt 4 tihvtist ja IC funktsioon keelatakse.

Seda saab rakendada ka tihvti 4 välise positiivse signaali kaudu, mille lüliti on eemaldatud ja R3 on ühendatud nii, nagu see on.

Teises ülaltoodud alternatiivis võib IC-kontakti 4 näha R3 ja positiivse toite kaudu püsivalt kallutatud. Siin on surunupp ühendatud läbi tihvti 4 ja maandatud. See tähendab, et kui nuppu vajutatakse, blokeeritakse IC väljundi ruutlained, mille tulemusel pöördub väljund 0V.

Surunupu vabastamine alustab astmeliste ruudulainete tekitamist tavaliselt IC tihvti 3 kohal.

Sama võib saavutada väliselt rakendatava negatiivse signaali või 0 V signaali abil kontaktil 4, kui R3 on ühendatud.

Astme 2 kasutamine stabiilse sageduse juhtimiseks

Oma varasemates aruteludes saime teada, kuidas IC 555 impulsi genereerimist saaks juhtida tihvti 4 kaudu.

Nüüd näeme, kuidas sama saab saavutada IC-i tihvti 2 kaudu, nagu eespool näidatud.

Kui S1 vajutatakse, rakendatakse tihvt 2 ootamatult maapotentsiaaliga, põhjustades pinge C1 languse alla 1/3 Vcc. Kuna me teame, et kui tihvti 2 pinge või laengu tase üle C1 hoitakse allpool 1/3 Vcc, läheb väljundpistik 3 püsivalt kõrgeks.

Seetõttu põhjustab S1 vajutamine pingelanguse üle C1 alla 1/3 Vcc, mis sunnib väljundtappi 3 minema kõrgele seni, kuni S1 jääb vajutatuks. See pärsib astabiiluvate võnkumiste normaalset tööd. Kui surunupp vabastatakse, taastatakse astbal funktsioon taas tavapärastesse oludesse. Paremal küljel olev lainekuju kinnitab tihvti 3 reageerimist surunupu vajutamisele.

Eespool nimetatud toimingut saab samuti juhtida välise digitaalse vooluahela abil dioodi D1 kaudu. Dioodi katoodi negatiivne loogika käivitab ülaltoodud toimingud, samal ajal kui positiivsel loogikal pole mingit mõju ja see võimaldab astabeli funktsioonidel taastada oma normaalse töö.

Kuidas moduleerida IC 555 ostsillaatorit

Tihvt 5, mis on IC 555 juhtimissisend, on üks olulistest ja kasulikest IC-i pistikutest. See hõlbustab kasutajal IC väljundsageduse moduleerimist, rakendades reguleeritavat alalisvoolu taset tihvtile nr 5.

Suurenev alalisvoolu potentsiaal põhjustab väljundsageduse impulsi laiuse proportsionaalse suurenemise, samas kui alalisvoolu potentsiaali langetamine muudab sageduse impulsi laiuse proportsionaalselt kitsamaks. Need potentsiaalid peaksid olema rangelt 0V ja kogu Vcc tasemel.

Ülaltoodud joonisel genereerib poti reguleerimine tihvti 5 juures erineva potentsiaali, mis põhjustab võnkesageduse väljundimpulsi laiuse vastavalt.

Kuna modulatsioon põhjustab väljundimpulsi laiuse muutumise, mõjutab see ka sagedust, kuna C1 on sunnitud muutma oma laadimis- / tühjenemisperioode sõltuvalt poti seadistusest.

Kui tihvti 5 rakendatakse muutuvat vahelduvvoolu, mille amplituud on 0 V ja Vcc vahel, järgib ka väljund PWM või impulsi laius muutuvat vahelduvvoolu amplituudi, tekitades tihvti 3 laienevate ja kitsenevate impulsside pideva rongi.

Moduleerimiseks võib kasutada ka vahelduvvoolu signaali, lihtsalt integreerides tihvti 5 välise vahelduvvooluga 10uF kondensaatoriga.

Äratuste ja sireenide valmistamine IC 555 abil

IC 555 mitmekülgne astable ostsillaatori konfiguratsioon võimaldab meil seda rakendada erinevat tüüpi sireenide ja häireahelate valmistamiseks. See saab võimalikuks, kuna astable on põhimõtteliselt lainekuju generaator ja seda saab kohandada erinevat tüüpi heli lainekujude genereerimiseks, mis sarnanevad alarmi ja sireenide helidega.

Ülaltoodud joonisel näeme IC 555, mis on konfigureeritud 800 Hz sagedusmonotoonina häireahel .

Kõlaril võib olla mis tahes impedantsi väärtus voolu piirava takistuse Rx olemasolu tõttu. Ohutu väärtus võib olla umbes 70 oomi 1 vatt.

Suure võimsusega pideva tooni häireahela loomiseks uuendame ülaltoodud vooluahelat toitetransistori draiveri Q1 ja võimsama valjuhääldi kaudu, nagu allpool näidatud:

Kuna disain võib tekitada kõrge pulsatsiooni volati, on D1 ja C3 kaasatud, et vältida pulsatsioonihäireid IC 555 toimimises.

Dioodid D2 ja D3 on lisatud kõlarimähise tekitatud induktiivsete lülituspiikide neutraliseerimiseks ja transistori Q1 kaitsmiseks kahjustuste eest.

Impulss-IC 555 häiresüsteem

Eelmise 800 Hz monotoonse häire võiks muuta intresreteerivaks impulssiga 800 Hz häireks, lisades tooni generaatori ahelaga teise astabilise multivibraatori, nagu allpool näidatud.

Oleme juba uurinud, kuidas tihvti 5 saab kasutada IC 555 impulsi laiuse reguleerimiseks.

Siin on IC 2 konfigureeritud 1 Hz ostsillaatorahelaks, mis põhjustab IC 1 tihvti 5 vaheldumisi madalaks muutumise 1 Hz sagedusel. See omakorda põhjustab tihvti 3 800 Hz impulsi laiuse kitsenemise, mis peaaegu lülitab Q1 välja. See tekitab valjuhääldis 1Hz terava impulssiga häireefekti.

Warm He-Haw alarmi ahel

Kui soovite eelmise kujunduse teisendada kõrva läbistavaks marmorhäireks, saate seda teha, asendades D1 diood 10 K takistiga, nagu on näidatud ülaltoodud skeemil. Tuntud ka kui he-haw alarm, kasutatakse neid tavaliselt Euroopa alarmsõidukites.

Me teame, et tihvti 5 saab kasutada välise kõrge / madala signaaliga tihvti 3 väljundi moduleerimiseks vastava laieneva / kitseneva impulsi laiusega. 1 Hz vahelduvvoolu madal madal toiteallikas IC2 kontaktil 5 sunnib IC 1 väljundnõela # 3 pinget genereerima sümmeetriliselt muutuva sageduse, mis varieerub vahemikus 500 Hz kuni 440 Hz. See tekitab kõlaril vajaliku terava marmorist häire heli 1 Hz sagedusega.

Politseisireeni tegemine

IC 555 saab kasutada ka politsei sireeniringluse ideaalseks jäljendamiseks, nagu eespool näidatud.

Vooluring on loodud politsei sireenides tavaliselt kuuldava tüüpilise hädakisa tekitamiseks.

Siin on IC2 ühendatud madalsagedusliku ostsillaatorina, mille sagedus on seatud 6 sekundiks ON OFF-kiirusel.

Selle C1 ulatuses genereeritud aeglase eksponentsiaalse kolmnurga laineraam suunatakse Q1 alusele, mis on konfigureeritud kui kiirgaja jälgija .

IC1 sageduseks on seatud 500 Hz, mis muutub selle kesksageduseks.

Aeglaselt tõusev ja langev kaldtee Q1 põhjas järgneb selle emitterile ja moduleerib IC1 tihvti 5. Aeglane kaldtee põhjustab aeglase tõusva pinge vahelduvaid tsükleid 3 sekundi jooksul ja aeglast lagunevat pinget 3 sekundit tihvti 5. Tänu sellele tihvtile 3 sagedus ja PWM moduleerivad ka vastavalt, tekitades hädaldava politsei sireeni heliefekti.

Red Alert Star Treki häire ahel

Loendi viimane vooluahel on veel üks väga huvitav heliefektide generaator, mis kasutab astableid IC 555. See on punase häirega alarmi heligeneraator, mida kutsutakse ka tähe trekihäireks, kuna seda kasutatakse sageli populaarses teleseriaalis.

Tavaliselt käivitub punane alarmi heli madala sagedusega tooniga, mis tõuseb umbes 1,15 sekundi jooksul vahemikku kõrge sageduse noot ja katkestab 0,35 sekundit ning tõuseb uuesti madalalt sagedusele ja tsükkel põhjustab jätkuvalt tähekäigu punase alarmi heli.

Täpselt nagu eelmised alarmi- ja sireenihelilülitused, kordab ka see vooluring järjestust seni, kuni see jääb toiteks.

IC 2 on siin konfigureeritud mittesümmeetriliseks ostsillaatori vooluringiks. Kondensaator C1 laaditakse vaheldumisi läbi elementide R1 ja D1 ning tühjendatakse vaheldumisi läbi R2.

See tekitab kondensaatoril C1 kiiresti kerkivad ja hääbuvad saehambaplussid. Selle kiirgussignaali puhverdab emitteri jälgija ja rakendatakse moduleeriva pingena R1 kaudu IC1 juhtimissisendi tihvti 5.

Saehamba olemuse tõttu põhjustab see lainekuju IC1 tihvti 3 väljundsageduse järkjärgulist suurenemist lainekuju aeglaselt laguneva osa jaoks ja langeb seejärel kiiresti lainekuju variseva osa ajal.

Lainekujunduse tsükli igas lagunevas osas lülitub vastav ristkülikukujuline impulss IC2 tihvtilt 3 koheselt VÄLJAS Q2, mis omakorda põhjustab IC2 tihvti 2 madala taseme. See katkestab kõlari C2 väljundi ja tõusva tooni, tekitades omapärase punase hoiatustähe treki alarmi heliefekti.

Tagasi sulle

Noh, need olid mõned näpunäited selle kohta, kuidas IC 555 kasutada kasulike häire- ja sireeni ostsillaatorahelate loomiseks. Kas teil on mõni muu huvitav heliefektide generaator, mis kasutab IC 555? Kui te seda teete, esitage üksikasjad siin, lisame selle hea meelega ülaltoodud loendisse.