الصفحة الرئيسية مدونة~~إتقان المؤقت 555: المبادئ والأوضاع والتطبيقات والتنفيذ العملي~~

~~على 07/05/2024~~ ~~735~~

إتقان المؤقت 555: المبادئ والأوضاع والتطبيقات والتنفيذ العملي

في هذه المقالة ، نستكشف الموقت 555 ، وهي دائرة متكاملة متكاملة أحدثت ثورة في الأجهزة الإلكترونية عند ظهورها لأول مرة في عام 1971. تشتهر هذه الشريحة بتنوعها وتستخدم في كل شيء من الأدوات المنزلية اليومية إلى تكنولوجيا المركبات الفضائية المتقدمة.نتعمق في المبادئ والهيكل وتطبيقات المؤقت 555 ، مع التركيز بشكل خاص على فائدته في تحقيق التحكم الدقيق والتوقيت في مشاريع الإلكترونيات.

كتالوج

1. فهم الموقت 555

2. مبدأ العمل والهيكل الداخلي لمؤقت 555

3. شرح مفصل لوظائف دبوس الموقت 555

4. إنشاء دائرة LED وميض باستخدام مؤقت 555

5. وضع monostable مع الموقت 555

6. الوضع القابل للضرب وتطبيقاته العملية

7. التطبيقات العملية وتوسيع الناتج الحالي العالي

8. استراتيجيات للتحكم في الأحمال الكبيرة

9. الخلاصة

الشكل 1: 555 مؤقت

فهم الموقت 555

تم تقديمه من قبل Hans Camenzind في عام 1971 ، وهو الموقت 555 ملحوظًا لمقاوماته الثلاثة 5KΩ.تشكل هذه المقاومات مفتاح مقسم الجهد لوظيفة المؤقت ، مما يسمح لها بالتحكم في الفواصل الزمنية بدقة.تلعب هذه الشريحة دورًا مهمًا في مجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية نظرًا لتصميمها البسيط والفعال ، والتي تشمل 8 دبابيس فقط ، إلا أنها تضم حوالي 25 ترانزستورًا ، و 2 ثنائيات ، و 16 مقاومًا.

يعمل الموقت 555 في ثلاث أوضاع: أحادي ، قابل للضرب ، وذات.يخدم كل وضع وظائف مختلفة:

The 555 Timer Is Famous for Its Three 5kΩ Resistors

الشكل 2: يشتهر المؤقت 555 بمقاوماته الثلاثة 5KΩ

• يوفر Monostable Mode نبضًا واحدًا موقوتًا ، وهو مفيد لإنشاء تأخير دقيق.

• يتيح وضع Bistable للموظف التبديل بين حالتين مستقرتين ، مثاليين للمفاتيح والتبديل.

• يولد وضع Astable تذبذبات مستمرة ، وهو مثالي لقيادة إشارات تعديل عرض النبض (PWM) وإنشاء مؤثرات صوتية.

مرونة الشريحة تجعلها مفضلة بين الهواة والمهندسين المحترفين على حد سواء ، التي يتم الاحتفال بها من أجل موثوقيتها وقدرات التوقيت الدقيقة.

عند استخدام مؤقت 555 ، تساعد الدقة في اختيار المقاومات والمكثفات على تحديد فترات التوقيت وإعدادها.على سبيل المثال ، في دائرة وميض بسيطة LED ، يؤدي ضبط هذه المكونات إلى تغيير وتيرة ومدة ومضات LED.يؤثر هذا التعديل على الشكل الموجي لإشارة الخرج والاستقرار الكلي وكفاءة الدائرة.

بالنسبة للمبتدئين ، قد يبدو منحنى التعلم الأولي حادًا ، لا سيما فهم تأثير المقاومات الداخلية 5KΩ على وظيفة المؤقت.ومع ذلك ، فإن التجربة العملية ، مثل تباين المقاومة والسعة لمشاهدة التغييرات الناتجة في الإنتاج ، يمكن أن تعزز الفهم والحدس في تصميم الدائرة.

مبدأ العمل والهيكل الداخلي لمؤقت 555

الموقت 555 عبارة عن دائرة متكاملة مدمجة وفعالة تتكون من 25 ترانزستورات ، و 2 ثنائيات ، و 15 مقاومًا.تعمل هذه العناصر معًا لتشكيل نظام تحكم قوي في التوقيت.هذه الدائرة مبنية حول عدة مكونات رئيسية: مقارنتان ، مقارنات RS ، مقسم للجهد ، ومرحلة إخراج.

الشكل 3: 555 مخطط تخطيطي المؤقت

مقسم الجهد

تم تصميم مقسم الجهد في الموقت 555 من ثلاثة مقاومات 5KΩ محاذاة في السلسلة.يقسم هذا الإعداد جهد الإمداد الوارد إلى فولتيين مرجعيين رئيسيين - 1/3 و 2/3 من الجهد الأولي.هذه النقاط المرجعية جزء لا يتجزأ من آليات التحكم في المؤقت لأنها توفر الجهد المرجعي اللازم للمقارنات.

المقارنات

يتمثل دور المقارنات في التحقق باستمرار من إشارة الدخل الخارجية ، مثل الجهد الذي يدخل من دائرة خارجية ، وقياسه مقابل الفولتية المرجعية المحددة داخليًا (1/3VCC و 2/3VCC).اعتمادًا على ما إذا كان جهد الإدخال يتجاوز أو ينخفض إلى أقل من هذه النقاط المرجعية ، يستجيب المقارنة.يرسل إشارة عالية إذا كان الإدخال أعلى وإشارة منخفضة إذا كانت أقل.هذا المنطق الثنائي ، والمنطق أمر أساسي للأداء الدقيق للجهاز المؤقت.

RS Flip-Flop

تتغذى الإشارة من المقارنات في RS Flip-Flop ، وهي وحدة ذاكرة أساسية تقوم بتبديل حالة الإخراج الخاصة بها بناءً على إشارة المقارنة.في عملية الوضع الأحادي ، يؤدي تشغيل Flip-Flop إلى إعداد الموقت لمدة محددة مسبقًا.

مرحلة الإخراج

تم تصميم مرحلة الإخراج من مؤقت 555 للتواصل مباشرة مع الأحمال المختلفة مثل مصابيح LED أو محركات صغيرة ، معالجة ما يصل إلى 200mA.هذه القدرة تجعل الموقت 555 متعدد الاستخدامات بشكل لا يصدق ، ومناسب لكل من مشاريع الهوايات والتطبيقات الصناعية الأكثر تطلبًا.

نصائح التطبيق العملية

عند استخدام مؤقت 555 ، يعد تحديد المقاومات والمكثفات الخارجية الصحيحة.هذه المكونات حاسمة في تحديد مدة التوقيت وضمان استقرار العملية.على سبيل المثال ، يمتد إرفاق مكثف أكبر إلى دبوس 2 (دبوس الزناد) مدة الموقت.على الرغم من أن هذه التعديلات قد تبدو بسيطة ، إلا أنها تؤثر بشكل كبير على أداء المؤقت.

من خلال فهم هذه العناصر ومعالجتها ، يمكن للمستخدمين تحقيق التحكم الدقيق على فترات زمنية.سواء أكان إنشاء إشارات على مدار الساعة أو تصميم أنظمة تحكم آلية معقدة ، فإن هذه الدقة أمر لا بد منه.كل مكون وكل اتصال مهم ، وضع الأساس لعمليات توقيت موثوقة وفعالة.

شرح مفصل لـ 555 وظائف دبوس المؤقت

المؤقت 555 عبارة عن دائرة متكاملة مكونة من 8 أسنان تستخدم على نطاق واسع من قبل المهندسين والهواة الإلكترونيات لإنشاء مختلف تطبيقات التوقيت والتذبذب.كل دبوس له دور محدد ، أساسي لتنفيذ الدوائر الإلكترونية في العالم الحقيقي بشكل فعال.

الشكل 4: 555 توقيت IC Pinout Diagram

دبوس 1 (الأرض)

يتصل PIN 1 مباشرة بالمحطة السلبية لمصدر الطاقة الخاص بك.من الضروري ضمان اتصال مستقر وموصل على هذا الدبوس ، حيث أن التأريض السيئ يمكن أن يؤدي إلى سلوك الدائرة غير المنتظم أو فشل صريح.الحفاظ على اتصال دون انقطاع هنا هو خطوة رئيسية أثناء الإعداد.

دبوس 2 (الزناد)

يقوم PIN 2 بتنشيط عمليات المؤقت.يؤدي هذا الدبوس إلى إخراج رفيع المستوى عند دبوس 3 كلما انخفض الجهد الخاص به إلى أقل من ثلث جهد العرض.في التطبيقات العملية ، غالبًا ما يقوم المصممون بتوصيل زر أو مستشعر خارجي ، جنبًا إلى جنب مع شبكة مقاوم المقاوم إلى هذا الدبوس ، لتسهيل أوقات البدء التي يبدأها المستخدم.

دبوس 3 (الإخراج)

يعكس هذا الدبوس مباشرة حالة الموقت ، مما يوفر ناتجًا مرتفعًا بالقرب من جهد إمدادات الطاقة (تم تخفيضه بمقدار 1.5 فولت) وإخراج منخفض بالقرب من 0V.قادرة على دعم 100mA إلى 200mA ، يمكن أن يعمل PIN 3 على تشغيل الأجهزة الصغيرة مباشرة ، مثل LEDs أو المرحلات الصغيرة ، دون مكونات إضافية.

دبوس 4 (إعادة تعيين)

يخدم PIN 4 لوقف تشغيل الموقت الحالي.تطبيق إشارة منخفضة على هذا الدبوس يوقف المؤقت وإعادة تعيين الإخراج إلى منخفض.هذه الوظيفة هي المفتاح في التطبيقات التي تتطلب وقفًا فوريًا للتوقيت ، مثل إغلاق السلامة أو أثناء حالة الخطأ.

دبوس 5 (جهد التحكم)

يسمح PIN 5 بضبط جهد العتبة الداخلية عن طريق تطبيق جهد خارجي ، والذي يغير فترة الموقت وتواتره.يثبت هذا التعديل لا يقدر بثمن لضبط تشغيل المؤقت ، وخاصة في الأنظمة التي يكون فيها التوقيت المتغير ضروريًا.

دبوس 6 (عتبة)

يراقب PIN 6 مستوى الجهد ويقوم بتبديل الإخراج إلى انخفاض عندما يصل ثلثي جهد العرض.يتم استخدامه بشكل شائع مع PIN 2 لإنشاء فترة التذبذب والتحكم فيها في وضع ASTABLE الخاص بالوقت.

دبوس 7 (التفريغ)

في كل من الأوضاع الموقرة والواحدة ، يقوم PIN 7 بتفريغ المكثف الخارجي المتصاعد.يحدث هذا التفريغ مع تحول المخرجات بين المرتفع والمنخفض ، مما يعزز دقة فترات التوقيت.

PIN 8 (مزود الطاقة VCC)

يتصل PIN 8 بالمحطة الإيجابية لمصدر الطاقة ويقبل عادة الفولتية بين 5 فولت و 15 فولت.ضمان استخدام الجهد الصحيح ضروريًا لمنع أعطال أو أضرار من الجهد الزائد.

الشكل 5: 555 توقيت IC Pinout Diagram

إن الحصول على الكفاءة مع هذه المسامير هو المفتاح لنشر الموقت 555 في المشروع بشكل فعال.هذه المعرفة تعزز إنشاء كل شيء من المفاتيح المتأخرة البسيطة إلى مولدات النبض المعقدة ، مما يضمن تصميم الدوائر الناجح وتنفيذها.

إنشاء دائرة LED واضحة باستخدام مؤقت 555

يعمل المؤقت 555 في وضع ASTable كمذبذب ، حيث يقوم باستمرار بتبديل إخراجه من ارتفاع إلى منخفض.هذا التذبذب مثالي لإنشاء وظائف دورية مثل وميض LED أو إنتاج الأصوات أو التحكم في المحركات.

عند إعداد الدائرة ، تؤثر التعديلات الصغيرة على قيم المقاوم والمكثف على تردد الفلاش واستقرار LED.على سبيل المثال ، تمتد السعة الأعلى على كل من مراحل LED وخارجها ، مما يؤدي إلى نمط وميض أبطأ.وبالمثل ، يساعد اختيار قيمة المقاوم الصحيحة على حماية LED من التيار المفرط ، مما قد يؤدي إلى إتلافها ، مع تحسين كفاءة طاقة الدائرة.

تمنح تجربة هذه الدوائر المبتدئين طريقة عملية لمراقبة تفاعل المكونات الإلكترونية.كما يوضح كيفية إدارة التوقيت في الدوائر باستخدام العناصر الأساسية ، وتعزيز فهم قدرات 555 مؤقتًا وتشجيع المزيد من الاستكشاف في الإلكترونيات.

الشكل 6: دائرة LED

بناء دائرة LED واضحة

يعد تجميع دائرة LED وميض مع جهاز توقيت 555 مشروعًا تمهيديًا ممتازًا لأولئك الجدد في الإلكترونيات.هذه العملية واضحة وتوفر عرضًا واضحًا لوظيفة المؤقت في وضع ASTABLE.أدناه ، ستجد الخطوات التفصيلية والمكونات المطلوبة.

الشكل 7: دائرة LED Flasher

المكونات اللازمة:

• 555 توقيت رقاقة

• قاد

• المقاوم (للحد من التيار إلى LED)

• مكثف (لضبط تردد الفلاش)

• مزود الطاقة (عادة ما بين 5 فولت و 12 فولت)

تعليمات التجميع:

توصيل مصدر الطاقة:

• إرفاق دبوس 8 من الموقت 555 إلى المحطة الإيجابية لمصدر الطاقة الخاص بك.

• توصيل دبوس 1 بالأرض.

تكوين المؤقت:

• لتعيين الموقت 555 لوضع ASTable ، قم بربط دبابيس 2 و 6 معًا.

ضبط تردد الإخراج:

• قم بتوصيل مقاوم واحد من الدبوس 7 إلى دبوس 8. سيؤثر هذا المقاوم على مدى سرعة رسوم المكثف.

• قم بتوصيل مقاوم آخر من الدبوس 7 إلى دبوس 6 ووضع مكثف في سلسلة من الدبوس 6 إلى الأرض.ستحدد القيم المختارة لهذا المقاوم والمكثف مدى سرعة وميض LED.

توصيل LED:

• ربط المحطة الإيجابية لـ LED إلى PIN 3 ، وهو دبوس الإخراج لموقت 555.

• قم بتوصيل المحطة السلبية لـ LED إلى الأرض من خلال المقاوم.يجب اختيار هذا المقاوم بعناية لضمان أن تكون قوية بما يكفي لمنع أي ضرر للمصباح من عدد كبير من التيار.

من خلال هذه الخطوات ، يمكنك إنشاء دائرة لا توضح فقط المبادئ الإلكترونية الأساسية ولكنها تعمل أيضًا كمقدمة عملية للوظائف الديناميكية لموقت 555.

وضع الأحادي مع الموقت 555

يوفر الوضع Monostable ، الذي يشار إليه غالبًا باسم وضع اللقطة الواحدة ، إخراجًا مرتفعًا مستقرًا ومختصرًا من المؤقت 555.هذه الوظيفة مفيدة بشكل خاص لتوليد توقيت الاستخدام الواحد أو إشارات التأخير.تشمل الاستخدامات الشائعة بدء تسلسلات في جرس الباب أو الإنذارات المؤقتة حيث تؤدي الإشارة السريعة إلى عمل أطول.

في عملية بناء واختبار دائرة أحادية ، يسمح ضبط قيم المقاوم والمكثف بالتحكم الدقيق خلال مدة الإخراج.على سبيل المثال ، يمتد زيادة حجم المكثف في الفترة التي يظل فيها الإخراج مرتفعًا ، وهو أمر مفيد للتطبيقات التي تحتاج إلى أطوال إشارة ممتدة مثل الإنذارات الأطول.

الاهتمام بجودة المكونات ، وخاصة آلية الزناد ، هو المفتاح.يمكن أن تؤدي المكونات ذات الجودة المنخفضة إلى تشغيل وتقلل من أداء النظام.بالإضافة إلى ذلك ، يؤثر اختيار السحب المقاوم على استقرار الدائرة.يجب أن يكون كبيرًا بما يكفي للحفاظ على الدبوس 2 في حالة عالية في ظل ظروف طبيعية وصغيرة بما يكفي لتسهيل التحول السريع إلى حالة منخفضة عند التشغيل.

تتيح هذه الإعدادات الموقت 555 من العمل بفعالية في أدوار ما وراء جائزة الأبواب الأساسية أو الإنذارات ، بما في ذلك المهام الدقيقة مثل التحكم في الكاميرا.يعرض هذا التنوع فائدة 555 Timer في المشاريع الإلكترونية المتنوعة.

بناء دائرة في الوضع الأحادي

يتطلب الإعداد لدائرة الوضع monostable اهتمامًا دقيقًا لتكوين الإشارة والتوقيت.إليك دليل خطوة بخطوة لتجميع دائرة أحادية مع جهاز توقيت 555.

الشكل 8: 555 مؤقت في مثال الوضع الأحادي

المكونات المطلوبة:

• 555 مؤقت

• المقاومات (اثنين على الأقل)

• مكثف (يحدد مدة التأخير)

• مفتاح التشغيل (مثل زر)

• جهاز الإخراج (على سبيل المثال ، الجرس أو الصمام)

• مزود الطاقة (عادة من 5 فولت إلى 12 فولت)

تعليمات التجميع:

إنشاء اتصال الطاقة:

• قم بتوصيل الدبوس 8 من الموقت 555 بالمحطة الإيجابية لمصدر الطاقة الخاص بك.

• إرفاق دبوس 1 على الأرض.

تكوين آلية الزناد:

• قم بتوصيل المقاوم السحب إلى الدبوس 2 وقم بتوصيله بمصدر الطاقة الموجب للحفاظ على الدبوس 2 مرتفعًا عادة ، مما يمنع المشغلات العرضية.

• قم بتوصيل الدبوس 2 بالأرض عبر مفتاح تشغيل ، مما يسمح للجهد في الدبوس 2 بالانخفاض لفترة وجيزة عند تنشيط المفتاح ، وبالتالي بدء المؤقت.

تحديد مدة الإخراج:

• ضع المقاوم بين الدبوس 6 (عتبة) و PIN 7 (التفريغ).

• إرفاق مكثف من الدبوس 7 إلى الأرض.تحدد القيم المحددة للمقاوم والمكثف المدة التي يبقى فيها الإخراج مرتفعًا ، مما يدير الانتقال مرة أخرى إلى منخفض بعد التنشيط.

توصيل جهاز الإخراج:

• ربط دبوس 3 بجهاز الإخراج ، مثل الجرس أو الصمام ، مما يتيح له إصدار الصوت أو الضوء على التنشيط.

من خلال اتباع هذه الخطوات ، يمكنك إنشاء دائرة أحادية لا توضح فقط المبادئ الإلكترونية الأساسية ولكن أيضًا تستخدم الوظيفة الديناميكية لموقت 555.

الوضع القابل للضرب وتطبيقاته العملية

يمكّن الوضع القابل للذات رقاقة الموقت 555 للتبديل بين حالتين مستقرتين ، يعمل بشكل مشابه لمفتاح إلكتروني ثنائي الاتجاه.هذا الوضع مثالي للسيناريوهات التي تتطلب مفاتيح بسيطة أو عناصر تحكم منطقية دون وظائف قائمة على الوقت.بشكل شائع ، يتم تطبيقه في أنظمة الأتمتة المباشرة ، وعناصر التحكم المنطقية الروبوت ، وعمليات التبديل المختلفة.

فهم وإعداد الوضع القابل للضرب

يتوقف نجاح استخدام الوضع القابل للذات على الإعداد الدقيق لآلية الزناد والحفاظ على مخرجات مستقرة.تؤثر جودة وإعداد أزرار التحكم بشكل كبير على أداء النظام ، حيث يمكن أن تؤدي الأزرار السفلية إلى التغيرات المتكررة وغير المقصودة.

لتعيين المشغل ، قم بتوصيل دبابيس 2 و 6. إليك المنطق التشغيلي: الضغط على زر يغير الإخراج من حالة إلى أخرى ، ثم يتم الضغط عليه حتى يتم الضغط على الزر مرة أخرى.هذا الإعداد مناسب تمامًا لتصميم دوائر منطقية بسيطة ، مثل تلك المستخدمة لتغيير اتجاه الروبوت أو لتخزين البيانات الأساسية.

إلى جانب المفاتيح الإلكترونية البسيطة ، يكون الوضع القابل للضرب قابلًا للتكيف أيضًا مع المهام الأكثر تعقيدًا مثل أنظمة التحكم الآلية التي تتطلب اتخاذ القرارات الأولية.بساطتها وموثوقيتها تجعلها أداة مفيدة في مشاريع الإلكترونيات.

تكوين الوضع القابل للضرب

في الوضع القابل للضرب ، يعتمد إخراج الموقت 555 (إما مرتفعًا أو منخفضًا) على مشغل خارجي ولا يزال دون تغيير حتى حدث المشغل التالي.على الرغم من أن الإعداد واضح ومباشر ، إلا أن تصميم الدائرة الدقيق يساعد على ضمان الاستقرار والاستجابة.

الشكل 9: مثال دائرة الوضع القابل للضرب

المواد المطلوبة:

• 555 توقيت رقاقة

• المقاوم

• مفتاح التشغيل (زر أو جهاز حسي)

• أجهزة الإخراج (LEDs ، الأقفال الإلكترونية ، المحركات ، إلخ)

• مزود الطاقة (عادة من 5 إلى 12 فولت)

خطوات البناء:

اتصالات الطاقة:

• قم بتوصيل الدبوس 8 بمصدر الطاقة الإيجابي والدبوس 1 إلى الأرض.

تعيين آلية الزناد:

• ربط الدبوس 2 و PIN 6 مباشرة ومن خلال المقاوم المنسدلة إلى الأرض ، مما يضمن أن يبقى الدبوس منخفضًا بدون إشارة تشغيل.

• قم بتوصيل المسامير 2 و 6 إلى العرض الإيجابي من خلال زر الضغط للتنشيط.

تكوين الإخراج:

• قم بتوصيل PIN 3 (دبوس الإخراج) بجهاز إخراج مثل LED أو وحدة تحكم أخرى.

يؤكد هذا النهج المباشر والمفصل لتكوين الوضع القابل للضرب على التعامل العملي والتشغيل المنطقي ، مما يجعله في متناول أولئك الذين ينفذون أو التعلم عن أنظمة التحكم البسيطة في الإلكترونيات.

التطبيقات العملية وتوسيع الناتج الحالي العالي

يمكن أن يوفر المؤقت 555 ما يصل إلى 200mA ، مما يجعله مناسبًا لتشغيل محركات صغيرة مباشرة أو عدة مصابيح LED.من خلال إضافة مكونات خارجية مثل الترانزستورات أو MOSFETs ، تزداد قدرة الموقت 555 ، مما يسمح لها بالتعامل مع الأحمال الأكبر في أنظمة التحكم الآلية.

عند اختيار ترانزستور أو MOSFET ، من الضروري التأكد من أنه يمكنه التعامل مع الجهد والتيار المتوقع.بالنسبة للأحمال الثقيلة ، قد يكون تبديد الحرارة الإضافي ، مثل أحواض الحرارة ، ضروريًا.

يمنح إقران جهاز توقيت 555 مع ترانزستور أو MOSFET المستخدمين مرونة أكبر لإدارة الأجهزة عالية الطاقة.يوسع هذا الإعداد استخدام الموقت 555 في أنظمة التشغيل الآلي.

تحميل محرك الأقراص المباشر

الإعداد الأساسي:

سلسلة LED: قم بتوصيل عدة مصابيح LED إلى دبوس الإخراج 3 ، بما في ذلك المقاومات المناسبة للحد من التيار لحمايتها من التيار الزائد.على سبيل المثال ، مع قيادة إمدادات الطاقة 12 فولت 10 مصابيح LED ، ضع مقاومًا 120Ω في سلسلة مع كل LED.

المحركات الصغيرة: قم بتوصيل محرك مباشرة إلى دبوس 3 إذا كان يتطلب أقل من 200 مللي أمبير.هذا النهج المباشر يعمل بشكل جيد ضمن الحد الحالي.

الدائرة الموسعة للأحمال الكبيرة

المواد اللازمة:

• 555 توقيت رقاقة

• الترانزستور المناسب (على سبيل المثال ، NPN) أو MOSFET

• الصمام الثنائي دولاب الموازنة (للأحمال الاستقرائية)

• السيطرة على المقاوم

• مزود الطاقة

• التحميل (على سبيل المثال ، المحركات الأكبر أو المصابيح العالية للطاقة)

خطوات التجميع:

إعداد برنامج تشغيل الترانزستور:

ضع مقاومًا صغيرًا بين الدبوس 3 وقاعدة الترانزستور (NPN) أو البوابة (MOSFET) للتحكم في التيار البوابة.

قم بتوصيل جامع (NPN) أو التصريف (MOSFET) بجانب واحد من الحمل.قم بتوصيل الجانب الآخر من الحمل بمحطة مزود الطاقة الإيجابية.

ربط باعث (NPN) أو المصدر (MOSFET) إلى محطة الطاقة السلبية.

بالنسبة للأحمال الاستقرائية مثل المحركات الكبيرة ، أضف الصمام الثنائي دولاب الموازنة بين الحمل والترانزستور للحماية من جهد الجهد.

الاختبار والتعديلات:

تحقق من أن جميع الاتصالات صحيحة قبل التشغيل.

أثناء الاختبار ، راقب استجابة الحمل وتحقق من الترانزستور لارتفاع درجة الحرارة.إذا تم اكتشاف الحرارة المفرطة ، فكر في تثبيت أحواض الحرارة.

استراتيجيات للتحكم في الأحمال الكبيرة

لإدارة الأحمال التي تتجاوز 200MA ، يحتاج المؤقت 555 إلى ترانزستور خارجي لتعزيز قوتها في القيادة.عادة ما تستخدم ترانزستورات NPN أو MOSFETs لهذا الغرض.إنهم لا يتعاملون فقط مع محركات الطاقة العالية أو شرائط LED واسعة النطاق بشكل فعال ولكن أيضًا ضمان استقرار الدائرة.فيما يلي تعليمات مفصلة حول تنفيذ هذه التدابير ، إلى جانب الاعتبارات التشغيلية الرئيسية.

المواد المطلوبة

• 555 توقيت رقاقة

• NPN Transistor أو MOSFET

• المقاوم (للقاعدة أو البوابة)

• الصمام الثنائي دولاب الموازنة (للأحمال الاستقرائية)

• حمولة الطاقة العالية (على سبيل المثال ، محرك أو شريط LED)

• مزود الطاقة (مطابقة الحمل والجهد الترانزستور/احتياجات الحالية)

خطوات التنفيذ

قم بتوصيل مؤقت 555:

قم بتكوين مؤقت 555 بناءً على وضع التطبيق المقصود ، مثل Monostable أو Astable.

حدد وإعداد الترانزستور:

لترانزستور NPN.ربط دبوس الإخراج (دبوس 3) من المؤقت 555 بقاعدة الترانزستور باستخدام المقاوم بين 1KΩ و 10KΩ للحد من التيار الأساسي.

ل mosfet.قم بتوصيل ناتج الموقت 555 ببوابة MOSFET عبر مقاومة أعلى ، وعادة ما تكون من 10KΩ إلى 100KΩ ، نظرًا لأن MOSFETs مدفوعة بالجهد.

قم بتوصيل الحمل:

قم بتوصيل جامع الترانزستور (NPN) أو التصريف (MOSFET) إلى نهاية واحدة من الحمل.

قم بتوصيل الطرف الآخر من الحمل بمحطة تزويد الطاقة الإيجابية.

إذا كان الحمل استقرائيًا (مثل المحرك) ، فأضف صمامًا ثنائي دولاب الموازنة بين الحمل والترانزستور.يجب أن يواجه الصمام الثنائي عكس إمدادات الطاقة للحماية من الجهد.

اختبار وضبط:

تحقق من الاتصالات بعناية قبل تشغيل الدائرة.

راقب استجابة الحمل ومراقبة الترانزستور لارتفاع درجة الحرارة.إذا كان الجو حارًا جدًا ، فاستخدم بالارتداد الحراري لمنع الضرر.

الاعتبارات الرئيسية أثناء التشغيل:

اختيار الترانزستور: اختر ترانزستور مع الحد الأقصى المناسب الحالي ، وسعة الجهد ، والعودة.تعمل MOSFETs بشكل عام بشكل أفضل للاستخدام العالي في الوقت الحالي بسبب انخفاض المقاومة.

حساب المقاوم: احسب بعناية المقاوم القاعدة أو البوابة لضمان استجابة الترانزستور بشكل صحيح لمخرج مؤقت 555.

تبديد الحرارة: تولد الأحمال ذات الطاقة العالية حرارة كبيرة ، لذلك قم بتطبيق مقاييس التبريد المناسبة مثل أحواض الحرارة للحفاظ على الأداء وتجنب الأضرار.

باتباع هذه الخطوات ، يمكنك استخدام الموقت 555 لإدارة الأحمال الكبيرة بكفاءة تتجاوز 200mA.يوسع هذا التكوين إمكانيات 555 مؤقتًا ، مما يتيح أن يكون فعالًا في سيناريوهات الأتمتة والتحكم المختلفة.

خاتمة

قدمت هذه المقالة تحليلًا مفصلاً لعملية الموقت 555 ولماذا يتم استخدامها على نطاق واسع.إن متعدد الوظائف وموثوقيته في المؤقت 555 يجعلها لا تقدر بثمن لعشاق ومهندسي الإلكترونيات على حد سواء ، مما يدل على قيمته التي لا مثيل لها في الأنظمة الإلكترونية المعقدة.تُظهر تصميمات الدوائر العملية التي تتراوح من تجارب بسيطة إلى تطبيقات الأتمتة المعقدة مرونتها وقدراتها العالية على الإخراج.يجب أن يكون القراء الآن على دراية جيدة في وظيفة المؤقت 555 ويمكنهم تطبيق هذه المعرفة بثقة على المشاريع في العالم الحقيقي.من خلال تسخير الإبداع ، يمكنهم مواجهة التحديات العملية والمساهمة في الابتكار المستمر في التكنولوجيا الإلكترونية.

الأسئلة المتداولة [الأسئلة الشائعة]

1. كيف يعمل مؤقت 555 في الدائرة؟

الموقت 555 عبارة عن دائرة متكاملة متعددة الاستخدامات مع ثلاث أوضاع رئيسية: ASTable و Monostable و Bistable.إليك تفسير مبسط:

المكونات الرئيسية:

تتضمن الشريحة مقارنتين للجهد ، و SR Flip-Flop ، ومرحلة الإخراج ، وترانزستور التفريغ.

المدخلات والإشارات الداخلية:

مدخلات الزناد والعتبة:

اثنين من دبابيس الإدخال الرئيسية تتلقى إشارات الجهد.

التحكم في إدخال الجهد:

يعدل الجهد المرجعي الداخلي.

العملية الداخلية:

تراقب المقارنات مستويات الجهد الدبابيس الزناد وعتبة ضد مرجع داخلي.

عندما يكون جهد الزناد أقل من ثلث جهد الإمداد ، يعين المقارنة السفلية نقاط الوجه SR لإخراج إشارة عالية.

إذا تجاوز جهد العتبة ثلثي جهد الإمداد ، فإن المقارنة العلوية يعيد تعيين Flip-Flop ، مما أدى إلى انخفاض الناتج.

ترانزستور التفريغ:

متصل بـ PIN 7 ، يتم التحكم في ترانزستور التفريغ بواسطة Flip-Flop.

في وضع ASTable ، يقوم بتصريف مكثف توقيت بشكل متقطع ، مما يخلق تذبذبًا متكررًا.

في وضع Monostable ، يقوم بتصريف المكثف عندما ينخفض الإخراج.

2. مثال على تطبيق 555 مؤقت

الاستخدام الشائع لمؤقت 555 في وضع Astable هو إنشاء دائرة LED Flasher:

إعداد الدائرة:

هناك حاجة إلى مقاوم ، مكثف توقيت ، و LED.

عملية:

يتقاضى المكثف من خلال المقاوم.

بمجرد أن يصل الجهد إلى ثلثي جهد الإمداد ، يتم تشغيل دبوس التفريغ ، وتفريغ المكثف وإعادة ضبط الدورة.

تجعل هذه الدورة وميض LED بتردد تحدده قيم المقاوم والمكثف.

3. كيفية صنع دائرة مؤقت 555 بسيطة

إليك دليل خطوة بخطوة لتجميع دائرة مؤقت 555:

جمع المكونات:

• 555 Timer IC

• مقاومان (R1 و R2)

• مكثف كهربائي واحد (C1)

• مزود الطاقة (5-15 فولت)

• قاد

• ربط الأسلاك

مجموعة الدائرة:

قم بتوصيل PIN 8 (VCC) بمصدر الطاقة الإيجابي.

توصيل دبوس 1 (GND) بالأرض.

ضع المقاوم R1 بين دبابيس 8 و 7.

توصيل المقاوم R2 بين دبابيس 7 و 6.

نعلق مكثف C1 بين الدبوس 6 والأرض.

TIE PIN 4 (إعادة تعيين) إلى VCC.

اختياريا ، دبوس الأرض 5 (جهد التحكم) من خلال مكثف 0.01 µF.

قم بتوصيل الدبوس 3 (الإخراج) بالساق الإيجابي لـ LED عبر المقاوم الذي يحد من التيار ، ثم قم بتثبيت الساق الأخرى.

ضبط التوقيت:

احسب تردد التذبذب باستخدام:

التردد = 1.44 / ((R1 + 2 * R2) * C1)

اختبار الدائرة:

قم بتشغيل الدائرة.يجب أن يبدأ LED في الوميض.

تغيير قيم المقاوم والمكثف لتعديل معدل الوميض.

4. فهم التحكم في الجهد في دائرة مؤقت 555

يتم تعيين الجهد في دائرة مؤقت 555 في المقام الأول بواسطة وضع التطبيق الخاص به ، مثل Astable أو Monostable.عادةً ما يكون نطاق الجهد من 4.5 فولت إلى 15 فولت ، اعتمادًا على جهد العرض (VCC).يتقلب الناتج بين ما يقرب من 0 فولت (الأرض) وقريبة من VCC.أثناء التشغيل ، تدير الدائرة فترات التوقيت عن طريق تغيير الجهد على مكثف توقيت.لتحكم أكثر تقدماً ، يمكن تطبيق جهد خارجي لضبط تردد التذبذب ، وغالبًا ما يشار إلى الطريقة باسم التذبذب الذي يسيطر عليه الجهد (VCO).

5. الاستخدام الأكثر شيوعًا لمؤقت 555 اليوم

اليوم ، يتم استخدام الموقت 555 في الغالب كمذبذب أو مولد النبض ، خاصة لتوليد نبضات على مدار الساعة في الدوائر الرقمية.هذا هو المفتاح في إنشاء إشارات موجة مربعة دقيقة للتطبيقات والتحكم في التوقيت.بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه على نطاق واسع في دوائر تعديل عرض النبض (PWM).يعد هذا التطبيق أمرًا بالغ الأهمية لضبط سطوع LEDs أو التحكم في سرعات المحرك ، مما يتيح مجموعة واسعة من إعدادات السرعة وكثافة الضوء.

6. مزايا استخدام مؤقت 555

براعة: يعد الموقت 555 قادرًا على التشغيل في تكوينات متعددة ، مثل توليد التذبذبات المستمرة في وضع ASTable أو إنتاج نبضة واحدة في وضع Monostable.

سهولة الاستخدام: لا يتطلب سوى حفنة من المكونات الخارجية للعمل ، وتبسيط عملية التصميم والتجميع للعديد من المشاريع.

القدرة على تحمل التكاليف: نظرًا لتكلفة منخفضة ، يمكن الوصول إلى الموقت 555 لكل من الهواة والمشاريع المهنية ، مما يجعله عنصرًا أساسيًا في الأجهزة الإلكترونية.

الأداء المستقر: يحافظ المؤقت على إخراج مستقر ، والذي لا يتأثر بسهولة بالتغيرات في درجة الحرارة ، مما يضمن تشغيل موثوق به عبر بيئات مختلفة.

تيار الناتج المرتفع: يمكنه قيادة الأجهزة مباشرة مع التيارات التي تصل إلى 200 مللي أمبير ، مما يتيح لها تشغيل LEDs ، والمحركات الصغيرة ، والمكونات الأخرى دون أجهزة إضافية.

الدقة: فترات التوقيت دقيقة للغاية ويمكن تعديلها بسهولة مع المقاومات والمكثفات الخارجية ، مما يوفر المرونة في نطاق التوقيت والدقة.

7. كيف تعمل الدائرة أحادية 555؟

ينتج مؤقت 555 في الوضع الأحادي نبضًا واحدًا بطول معين.إليك شرح مفصل:

تشغيل الدائرة:

في البداية ، تقع الدائرة في حالة مستقرة حيث يكون الإخراج (PIN 3) منخفضًا.

عندما تصل إشارة قصيرة ، منخفضة الجهد (أقل من ثلث جهد الإمداد) إلى دبوس الزناد (دبوس 2) ، يبدأ المؤقت ، مما تسبب في تحول الإخراج إلى ارتفاع.

توقيت النبض:

تعتمد مدة نبض الإخراج العالي على المقاوم الخارجي (R) بين VCC ودبوس التفريغ (PIN 7) ، وكذلك مكثف (C) بين دبوس العتبة (دبوس 6) والأرض.

بمجرد ارتفاع الإخراج ، يبدأ المكثف في الشحن عبر المقاوم.

إنهاء النبض:

مع وصول رسوم المكثف والجهد إلى ثلثي جهد الإمداد ، يقلب المقارنة العتبة الداخلية الإخراج مرة أخرى إلى منخفض ، مما يؤدي إلى تفريغ المكثف وإعادة ضبط الدائرة.

المكونات الرئيسية:

المقاوم (ص): يتحكم في معدل رسوم المكثف.

مكثف (ج): شحن المتاجر وتحدد مدة النبض.

صيغة مدة النبض:

T = 1.1 × R × C

8. ما هو بديل لدائرة الموقت 555؟

تشمل بدائل مختلفة لموقت 555:

متحكمون:

مرنة وقابلة للبرمجة لوظائف التوقيت المتعددة.

ICS مؤقت متخصص:

CD4538: يقدم اثنين من الدقة monostable متعددة.

NE566: مذبذب يسيطر عليه الجهد.

مكونات منفصلة:

مؤشرات التذبذب القائمة على الترانزستور: تستخدم الترانزستورات المنفصلة والمكونات السلبية للتوقيت.

مذبذبات RC: دوائر بسيطة مع المقاومات والمكثفات ، المقترنة عادة مع مكبرات الصوت.

9. كيف يمكنك ضبط التردد على مؤقت 555؟

لضبط تردد جهاز توقيت 555 في وضع ASTable (التذبذب المستمر) ، ستحتاج إلى تغيير قيم مقاومات ومكثف.

اتصال الدائرة:

المقاوم R1: الاتصال بين VCC ودبوس التفريغ (دبوس 7).

المقاوم R2: الاتصال بين الدبوس 7 ودبوس العتبة (دبوس 6).

مكثف C: الاتصال بين الدبوس 6 والأرض.

خذ الإخراج من الدبوس 3.

حساب التردد:

التردد (هرتز) = 1.44 / (R1 + 2 × R2) × C)

حساب دورة العمل:

دورة العمل (D) = R2 / (R1 + 2 × R2)

ضبط المقاومات:

لزيادة التردد: تقليل مقاومة R1 و R2.

لخفض التردد: زيادة قيم R1 و R2.

مثال الحساب:

إذا كان R1 10KΩ ، R2 هو 20KΩ ، و C هو 0.01µF ، فإن التردد هو:

F = 1.44 / ((10K + 2 × 20K) × 0.01µF) ≈ 2.4 كيلو هرتز

تغيير قيم R1 أو R2 للوصول إلى التردد المطلوب.

معلومات عنا

ALLELCO LIMITED

Allelco هو شهرة واحدة شهيرة موزع خدمة المشتريات للمكونات الإلكترونية الهجينة ، ملتزمة بتوفير خدمات شاملة لشراء وسلسلة التوريد لصناعات التصنيع والتوزيع الإلكترونية العالمية ، بما في ذلك أفضل 500 مصانع OEM والوسطاء المستقلين.
قراءة المزيد