Меню

Таймер с раздельной регулировкой скважности



Генератор с независимой регулировкой ширины и частоты импульсов

Texas Instruments LM555

Автоколебательный мультивибратор является популярным источником прямоугольных импульсов, полезным для многих приложений, таких как схемы синхронизации и звуковые извещатели. Один из наиболее распространенных способов генерации прямоугольных сигналов основан на использовании недорогого таймера 555. Иногда возникает необходимость в прямоугольных импульсах с фиксированной частотой, но переменной шириной импульса, или наоборот. Выполнить эти требования с помощью обычной автоколебательной схемы на основе 555 достаточно трудно. На Рисунке 1 показана модификация базовой схемы мультивибратора на таймере 555. Эту схему можно использовать для формирования стабильных импульсов, ширина и частота которых не зависят друг от друга и регулируются с помощью отдельных элементов управления. Выход 3 микросхемы таймера заряжает и разряжает конденсатор C1. Диоды D1 и D2 обеспечивают индивидуальные пути для зарядного и разрядного тока, соответственно. Два времязадающих потенциометра P1 и P2 управляют постоянной времени RC1 в течение циклов заряда и разряда.

Рисунок 1. Регулируя два потенциометра, можно независимо управлять шириной
и частотой импульсов.

При высоком уровне на выводе 3 микросхемы 555 конденсатор заряжается через R2 (часть P1, сопротивление которой зависит от положения движка потенциометра). Когда C1 заряжается до двух третей VCC, напряжение на выводе 3 опускается, и C1 разряжается через D2, P2 (сопротивление R1) и P1 (сопротивление R3). Когда напряжение на C1 достигает одной трети VCC, выходной уровень на выводе 3 вновь становится высоким. Процесс попеременного заряда и разряда С1 периодически повторяется, и результатом является выходной сигнал с требуемой шириной и частотой импульса. Поскольку прямое сопротивление диодов незначительно, ширина импульса равна

Период импульсов (величина, обратная частоте) равен

Таким образом, ширина импульса не зависит от положения движка потенциометра P2, а частота не зависит от положения движка потенциометра P1.

Материалы по теме

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

Источник

ТАЙМЕР ПЕРИОДИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ С РАЗДЕЛЬНОЙ РЕГУЛИРОВКОЙ ПАУЗЫ И РАБОТЫ

В этой статье речь пойдёт об устройстве, которое позволяет в автоматическом режиме коммутировать сетевую нагрузку – периодическом таймере. Применение такие устройства находят самое разнообразное, так как являются простейшими узлами автоматики, позволяющими без применения специальных датчиков, чередуя длительность активного режима и паузы, выставить нужный режим того или иного технологического процесса. Как пример использования таких устройств — обогрев линий водоснабжения и канализации в зимнее время года и многое другое.

Отличается эта схема, от опубликованных ранее на канале, в первую очередь широким диапазоном и большой выдержкой раздельных регулировок для чередования режимов « Пауза » и « Работа ». Схема довольно гибкая и позволяет путём подбора времязадающих цепей задать временные интервалы от единиц минут до нескольких часов. Большая выдержка времени достигнута благодаря применению конденсатора с большой ёмкостью – ионистора – это электролитические конденсаторы с двойным электрическим слоем. Время работы и паузы в устройстве выставляют двумя независимыми регуляторами – переменными резисторами. Схема электрическая принципиальная показана на рисунке ниже.

Схема построена на мультивибраторе – операционном усилителе ( ОУ ) DA1 , который управляет работой генератора импульсов на однопереходном транзисторе VT1 . Этот транзистор открывает симистор VS1 , через который нагрузка подключается к сетевому напряжению. Генератор питается от сети через выпрямитель VD5VD6 и балластный конденсатор C5 , а для питания DA1 дополнительно включен параметрический стабилизатор R7VD1VD2 .

Во времязадающей схеме мультивибратора установлен конденсатор большой ёмкости ( ионистор 0,5Ф 6В ) с независимыми цепями заряда – VD3R2R4 и разряда – VD4R3R5 . Этот ионистор заряжается и разряжается не полностью и напряжение на нём варьируется примерно от 4,2 до 5,2 В , которое определено резисторами R1R6 и значением напряжения питания DA1 . Сделано это для того чтобы не превысить номинальное допустимое напряжение на C2 и реализовать малые выдержки времени при низких значениях зарядного и разрядного тока.

Длительность прямоугольный импульсов и пауз между ними, которые вырабатывает мультивибратор, устанавливается переменными резисторами R4 и R5 . При высоком уровне (режим « Run ») на выходе DA1 запускается генератор на VT1 , импульсы с которого поступают на управляющий электрод симистора VS1 , Симистор открывается в начале каждого полупериода сетевого напряжения и подключает нагрузку ( на схеме) к сетевому напряжению.

При низком уровне с выхода DA1 (режим « Pause ») генератор на VT1 перестаёт работать и соответственно симистор VS1 не отпирается – нагрузка обесточена.

Для расчёта временных интервалов следует воспользоваться формулами: для режима « Run » — 0,1(R2+R4)C2 и для режима «Pause» — 0,1(R3+R5)C2 . При указанных номиналах электронных компонентов диапазон установки времени длительности каждого из периодов составляет ≈ от 4 мин. до 7 ч .

По деталям. Максимальный коммутируемый ток составляет 10 А , определяется параметрами симистора VS1 . Теплоотвод для симистора следует использовать если мощность нагрузки превышает 200Вт . Следует обратить внимание на тип балластного конденсатора C5 , который должен быть плёночным на напряжение не ниже 400 В . Однопереходной транзистор VT1 может быть или наш КТ117А-Г (при наличии старых запасов) или его » буржуинский » аналог – 2N6027 , который если покупать, то стоит в два раза дешевле. Возможный вариант односторонней печатной платы из фольгированного стеклотекстолита (доступно скачивание рисунка) показан на рисунке ниже.

Читайте также:  Гражданское законодательство может регулировать

Источник

Генератор импульсов с независимым регулированием частоты и скважности

Не так давно мне потребовалось собрать генератор прямоугольных импульсов со сравнительно мощным выходом и плавным ручным регулированием частоты и скважности. Имея некоторый опыт, я сразу решил, что основой генератора должна стать микросхема-таймер NE555 (КР1006ВИ1). Её выпускают не один десяток лет, она дёшева, надежна, имеет отличные характеристики и легко согласуется с логическими микросхемами структуры КМОП и ТТЛ. Напряжение питания таймера может лежать в пределах от 5 до 15 В, а выход выдерживает ток нагрузки до 200 мА.

К сожалению, поиск в Интернете подходящей схемы генератора не дал результата. Все найденные страдали одним и тем же недостатком — при изменении частоты менялась и скважность выходных импульсов. Или же регулировка скважности плавная, а частота — ступенчатая, с помощью переключателя. В результате нужный генератор был разработан самостоятельно.

Как известно, в таймере NE555 имеются два компаратора напряжения. Порог срабатывания одного из них (условно верхнего) без подключения дополнительных резисторов равен 2/3 напряжения питания, а второго (нижнего) — в два раза меньше. Напряжение на времязадающем конденсаторе при работе генератора колеблется между этими порогами. Для изменения скважности известен классический приём — подать напряжение с выхода микросхемы через разнонаправленные диоды на крайние выводы переменного резистора, регулирующего скважность, а его движок соединить с времязадающим конденсатором. При такой регулировке частота импульсов не изменяется, так как сумма сопротивлений резисторов, через которые заряжается и разряжается конденсатор, остаётся постоянной.

Но как плавно регулировать частоту, не изменяя скважность? Я решил делать это, управляя разностью порогов срабатывания компараторов. Чем она меньше, тем меньше при прочих равных условиях уходит времени на перезарядку конденсатора от одного порога до другого и обратно, тем выше становится частота импульсов.

В микросхеме NE555 верхнее пороговое напряжение выведено на вывод 5, а для нижнего внешний вывод, к сожалению, не предусмотрен. Если подключить между выводом 5 и общим проводом переменный резистор, он будет одновременно регулировать оба порособрать генератор прямоугольных импульсов со сравнительно мощным выходом и плавным ручным регулированием частоты и скважности. Имея некоторый опыт, я сразу решил, что основой генератора должна стать микросхема-таймер NE555 (КР1006ВИ1). Её выпускают не один десяток лет, она дё-

га. Однако нижний останется равным половине верхнего, «отдаляясь» от плюса напряжения питания генератора медленнее, чем верхний порог «приближается» к его минусу. Это сказывается на относительной скорости нарастания и спада напряжения на конденсаторе и приводит к изменению скважности импульсов при регулировке частоты.

Проблему удаётся решить, собрав генератор по схеме, изображённой на рисунке. Здесь внутренний нижний компаратор таймера DA2 заменён внешним, собранным на отдельной микросхеме DA1. Его неинвертирую-щий вход соединён с времязадающим конденсатором С1, а к инвертирующему входу подключён делитель напряжения из резисторов R2, R3, R6-R8, задающий порог срабатывания. При разомкнутой цепи переменного резистора R7 или при его очень большом сопротивлении порог срабатывания компаратора DA1 точно такой же, как у отключённого внутреннего компаратора таймера DA2 — 1/3 напряжения питания. Этого равенства добиваются подстроенным резистором R3. Уменьшая сопротивление переменного резистора R7, симметрично относительно половины напряжения питания сближают пороги верхнего компаратора таймера DA2 и внешнего компаратора DA1. В результате частота импульсов растёт, а их скважность, установленная переменным резистором R4, остаётся неизменной.

Нужно сказать, что в первом варианте генератора, схему которого я опубликовал на форуме интернет-портала KAZUS.RU http://kazus.ru/forums/ showthread.php?t=94852, резистор R6 отсутствует. Но, как выяснилось, без него не удаётся добиться полной симметрии порогов, мешает имеющийся внутри таймера соединённый с его выводом 5 делитель напряжения, формирующий из верхнего порога нижний. Резистор R6, сопротивление которого равно сумме сопротивлений резисторов этого делителя, компенсирует его влияние, делая симметричной полную схему формирования порогов.

Субъективно качество балансировки можно оценить, подключив между выводом 3 таймера и общим проводом вольтметр постоянного напряжения. Его показания должны зависеть только от положения переменного резистора R4. При регулировке частоты переменным резистором R7 они изменяться не должны. Этого добиваются с помощью подстроенного резистора R3. Если частота импульсов настолько низка, что стрелка вольтметра колеблется им в такт, следует подключить вольтметр к таймеру через интегрирующую RC-цепь с достаточно большой постоянной времени или временно повысить частоту импульсов, установив конденсатор С1 меньшей ёмкости.

Читайте также:  Как отрегулировать сцепление на уаз фермер

При указанных на схеме номиналах элементов и напряжении питания 15 В переменный резистор R7 регулирует частоту импульсов приблизительно от 50 до 830 Гц. Однако снижение напряжения питания до 5 В ведёт к уменьшению частоты почти в два раза. В связи с этим желательно питать генератор стабилизированным напряжением.

Нагрузочная способность выхода таймера NE555 позволяет напрямую управлять довольно мощными исполнительными устройствами и ключевыми элементами. Это обстоятельство, а также возможность независимого регулирования частоты и скважности может обусловить широкий спектр применения генератора.

Автор: П. Галашевский, г. Херсон, Украина

Мнения читателей

Две микросхемы — уже увеличение габаритов устройства

Михаил / 20.03.2016 — 21:58

2 — инверсный выход, полагаю.

Александр / 20.10.2014 — 20:47

Люди добые допомогите хто чем может : частота нужна до 5 МегаГерц на генераторе прямоугольных импульсов минимальной длительности регулируемой скважности , для управления транзисторным ключём.Дома горы металолома и не знаю что куда и для чего , но радимантажник .Может на транзисторах можно сделать.

Следопыт. / 12.10.2014 — 14:42

Тоже нужен ген.пр.имп. Пол интернета перевернул, изготовил по рекомендуемым схемам три ген. и ничего путнего из них не выдавил, получаю на выходе, самое лучшее трапецию со скругленными углами, либо узор отдаленно напоминающий ее. Схемы я конечно читаю, но в электронике не совсем силен. Но когда смотрю на подобные схемы появляется мысль, что их выкладывают на форум вообще дилетанты. Думаю придется обратить внимание на более сложные схемы.

владимир / 14.04.2014 — 09:34

в80годы была публикация цыфрового фильтра построенного наттл логике к155ла3 суть втом что любая частота есть опроксимация длительности имея двапараметра длительности можно фиксировать скважность меняя эти параметры можно управлять скважностью причем изменение частоты не приводитк изменению скважности схема состоит из двух корпусов ла 3 и ви1 как задающий гениратор с уважением ко всем кто творит внастоящее время работаю над темой влияние низких потенциалов на рост растений вчасности картофеля за 20 дней урожай 300килограм с1кв метра в теплице яживу вказахстане 87013535332 звоните

алексей / 25.02.2014 — 15:20

мое мнение , если бы открытие нижнего компаратора происходило быстрей или медленней тогда бы при обычном запуске таймера импульсы были бы уже не симметричны , а такого же не происходит . я собирал данный девайс который на сайте ,но увы он близко не рабочий . на частое 400 герц при регулировки скважности частота уходит на 100 герц вверх или вниз . проверено на мультиметре и на осциллографе .

Алексей / 20.02.2014 — 20:09

собрал данный генератор . ничего подобного что скважность независимая с частотой. при регулировки скважности частота разъезжаетсяесли частота 500 герц то она уезжает на 100 . или этонормально ?

Алекс / 10.01.2013 — 00:21

«К сожалению, поиск в Интернете подходящей схемы генератора не дал результата. Все найденные страдали одним и тем же недостатком — при изменении частоты менялась и скважность выходных импульсов.»»Но как плавно регулировать частоту, не изменяя скважность?» (скорее всего на высоких частотах?)а меня наоборот проблемка — меняешь скважность — идут изменения в частоте (один резистор через два встречных диода на 55 микрухе) в пределах нескольких десятков герцНапример, при меандре — 8Гц, ползунок влево — 18Гц, вправо — 25Гц. В данной схеме такая проблема решена?СПСБ.

Олег / 01.11.2012 — 13:42

Не работает. При регулировке скважности частота «уходит», или может так и было задумано?. И зачем «Выход 2» ?

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Источник

Применение Таймера 555 в Регуляторе Мощности

Приветствую всех читателей канала! В сегодняшней статье рассмотрим схему и конструкцию регулятора мощности с цифровым широтноимпульсным управлением на основе таймера 555 -серии. Сразу может возникнуть вопрос: а зачем это вообще нужно? « Огород городить », так сказать… Без лишних вступлений сразу поясню преимущества данного схемного решения: 1. полный диапазон регулировки мощности в нагрузки — от до 100 % ; 2. отсутствие помех, создаваемых регулятором; 3. экономичность управления и собственного потребления схемы.

Мощность выходного сигнала таймеров 555 -серии или нашего КР1006ВИ1 достаточна для непосредственного управления такими тиристорами, у которых открывающий ток не превышает 200 мА . И на их основе можно реализовать режим управления тиристором, приближающийся к наиболее экономичному — импульсному, когда открывающий ток спадает до нуля сразу после открывания тиристора.

Читайте также:  Ока регулировка рулевой рейки без снятия

В рассматриваемой схеме, регулировка мощности в нагрузке осуществляется за счёт изменения числа целых полупериодов выпрямленного сетевого напряжения. Само устройство предназначено для работы с активной нагрузкой — инерционным нагревательным элементом.

За формирование импульсов управления, которые открывают тиристор VS1 отвечает таймер DD2 . А сигнал, разрешающий его работу, формирует генератор прямоугольных импульсов на таймере DD1 . Частота импульсов равна примерно 5 Гц . Скважность, от которой зависит мощность, потребляемая нагрузкой, можно изменять переменным резистором R1 . При крайнем левом по схеме положении его движка нагрузка полностью отключена, а при крайнем правом — включена на полную мощность.

Когда на выходе DD1 высокий уровень напряжения, в нагрузку поступает пульсирующее напряжение частотой 100 Гц с диодного моста VD5 . При смене уровня на низкий DD1 , тиристор VS1 полностью закрыт и напряжение в нагрузку не поступает.

Сами микросхемы питаются от параметрического стабилизатора R6R7VD3 на 6,8 В. Но выход регулятора мощности гальванически связан с сетью, поэтому при его сборке, наладке и эксплуатации необходимо соблюдать меры техники безопасности.

Регулятор собран на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, рисунок которой можно скачать по ссылке . При эксплуатации регулятора с нагрузкой мощность которой превышает 200 Вт , тиристор VS1 необходимо крепить к теплоотводу. Максимально возможная мощность нагрузки — 2 кВт . Правильно собранная схема в наладке не нуждается.

Источник

Таймер, позволяющий независимо регулировать длительность

Всем здравствуйте. В домашнем хозяйстве для нужд небольших автоматических систем часто используются различные типы схем синхронизации. Это может быть выбор одного периода времени или циклическое определение последовательных состояний активности и не активности контролируемого устройства.

В этой статье представлен таймер, который позволяет независимо регулировать продолжительность активного состояния выхода и интервал между последовательными состояниями. Полная схема описанного таймера времени представлена на рисунке.

В основе схемы используется микросхема CD4541, два реле малой мощности и несколько пассивных компонентов. Микросхема CD4541 представляет собой программируемый таймер, включающий 16-ступенчатый двоичный счетчик, тактовый генератор, работающий с одним внешним конденсатором и двумя резисторами, и схему, которая устанавливает состояние выхода после включения и цепи логического выхода.

Если вход AR (авто сброс) подключен к земле (состояние) логический 0), счетчик инициализируется после каждого включения питания. Когда питание включено, состояние счетчика сбрасывается после подачи логического сигнала 1 на вход MR (Master Reset). Генератор на схеме, показанной на рисунке, генерирует прямоугольные импульсы с частотой, зависящей от внешних компонентов, в основном C tci R tc и в меньшей степени от Rs Частота определяется соотношением:

При условии, что Rs> 10k. Внутренние условия микросхемы 4541 означают, что частота генерации не должна превышать 100 кГц. Микросхема 4541 может работать с внешним генератором внешний сигнал подключается к входу RS (3). Входы A (12) и B (13) микросхемы 4541 (на схеме) используются для 2-битной адресации одного из четырех промежуточных выходов.

В представленном на схеме оба входных адреса находятся в высоком состоянии, а коэффициент деления составляет 65 536. Вход SEL (9) используется для выбора активного состояния выхода Q (8). Если на этом входе присутствует низкое логическое состояние, то на выходе Q возникает низкий уровень, и после подсчета назначенного количества импульсов появляется высокий логический уровень.

Таймер активируется после подключения его к источнику питания +12В. Затем запускается тактовый генератор. В схеме, представленной на рисунке, в генерации участвуют следующие элементы C1, R4, R1 и P1 в меньшей степени, R3. Частота генерации может регулироваться потенциометром P1, а диапазон регулирования частоты находится в диапазоне примерно 10-650 Гц (период от 1,5 до 100 мс).

После подсчета запрограммированного количества импульсов (65 536), которое может длиться от 100 секунд до 2 часов, выходной сигнал меняется с низкого на высокий и через транзисторы T1 и T2 активирует реле K1 и K2. Реле K1 включает управляемое устройство, а K2 вызывает изменение временных составляющих тактового генератора. Теперь в процессе генерации используются C1, R4, R2 и P2. Частота генерации, в зависимости от положения ползунка потенциометра P2, находится в диапазоне 20-2000 Гц (период от 0,5 до 50 мс).

Это соответствует продолжительности активного состояния на выходе примерно от 30 секунд до 1 часа. Диапазоны регулировки длительности отдельных состояний выхода устройства могут быть изменены путем выбора других значений компонентов C1, R1, R2, P1, P2 и R4. На рисунке показана монтажная плата и расположение компонентов на плате.

Источник

Adblock
detector