IC 555 oscilatoru, trauksmes un sirēnas shēmas

Šajā amatā mēs uzzināsim, kā izveidot un optimizēt IC 555 pamata oscilatoru shēmas, kuru viļņu formas var vēl uzlabot, lai radītu sarežģītus skaņas efektus, piemēram, marmora trauksmi, policijas sirēnu, sarkanās trauksmes trauksmi, zvaigžņu pārgājiena trauksmi utt.

Pārskats

Pamata režīms, ko parasti izmanto IC 555 oscilatoru izgatavošanai, ir astable shēmas režīms.

Ja paskatāmies uz zemāk redzamo astablo ķēdi, mēs atrodiet pinouts pievienojās šādā veidā:

• 2. sprūda tapa ir īssavienota ar 6. sliekšņa tapu.
• Rezistors R2, kas savienots starp tapu 2 un izlādes tapu 7.

Šajā režīmā, kad tiek darbināta jauda, ​​kondensators C1 eksponenciāli uzlādējas caur rezistoriem R1 un R2. Kad uzlādes līmenis pakāpjas līdz 2/3 barošanas sprieguma līmenim, izlādes tapa 7 kļūst zema. Sakarā ar to, C1 tagad sāk izlādēties eksponenciāli, un, kad izlādes līmenis nokrītas līdz 1/3 barošanas līmenim, tas nosūta sprūdu pie tapas 2.

Kad tas notiek, tapa 7 atkal pagriežas augstu, uzsākot uzlādes darbību uz kondensatora, līdz tas iemāca 2/3 piegādes līmeni. Cikls turpinās bezgalīgi, izveidojot ķēdes astablo režīmu.

Iepriekš minētā astable darbība rada divu veidu svārstības, kas rodas pāri C1 un pāri IC izejas tapai 3. Pāri C1 eksponenciālais sprieguma pieaugums un kritums rada zāģa frekvences parādīšanos.

Iekšējais flip flop reaģē uz šo zāģa frekvenci un pēc tam pārveido taisnstūrveida viļņus IC izejas tapā 3. Tas mums nodrošina vajadzīgās taisnstūra viļņu svārstības IC 3. kontakta izejā.

Tā kā svārstību frekvence pilnībā ir atkarīga no R1, R2 un C1, lietotājs var mainīt šo komponentu vērtības, lai iegūtu vēlamās vērtības svārstību frekvenču ON OFF periodiem, ko sauc arī par PWM vadību vai darba cikla vadību .

Iepriekš redzamajā diagrammā ir parādīta saikne starp R1 un C1.

R2 šeit tiek ignorēts, jo tā vērtība ir nenozīmīgi maza, salīdzinot ar R2.

Kvadrātveida viļņu galvenā shēma, izmantojot IC 555

No iepriekš minētās diskusijas mēs uzzinājām, kā IC 555 var tajā izmantot, lai izveidotu pamata kvadrātviļņu oscilatoru shēmu.

Konfigurācija ļauj lietotājam mainīt R1 un R2 vērtības tieši no 1K līdz daudziem mega omiem, lai iegūtu 3. izvades tapā milzīgu izvēlēto frekvenču un darba ciklu diapazonu.

Tomēr jāatzīmē, ka R1 vērtībai nevajadzētu būt pārāk mazai, jo ķēdes faktisko strāvas patēriņu nosaka R1. Tas notiek tāpēc, ka katra C1 izlādes procesa laikā tapa 7 sasniedz zemes potenciālu, pakļaujot R1 tieši pāri pozitīvajai un iezemētajai līnijai. Ja tā vērtība ir zema, var būt ievērojama strāvas aizplūšana, palielinot ķēdes kopējo patēriņu.

R1 un R2 nosaka arī svārstību impulsu platumu, kas rodas IC 3. tapā. R2 īpaši var izmantot, lai kontrolētu izejas impulsu atzīmes / atstarpes attiecību.

Dažādām formulām IC 555 oscilatora (astable) darba cikla, frekvences un PWM aprēķināšanai var izpētīt šajā rakstā .

Mainīgas frekvences oscilators, izmantojot IC 555

Iepriekš izskaidroto astablo ķēdi var uzlabot ar mainīgu iespēju, kas ļauj lietotājam mainīt PWM un arī ķēdes frekvenci pēc vēlēšanās. Tas tiek vienkārši izdarīts, pievienojot potenciometru virknē ar rezistoru R2, kā parādīts zemāk. R2 vērtībai jābūt mazai, salīdzinot ar pot vērtību.

Iepriekš iestatītajā režīmā svārstību frekvenci var mainīt tieši no 650 Hz līdz 7,2 kHz, izmantojot norādītās pot variācijas. Šo diapazonu var vēl vairāk palielināt un uzlabot, pievienojot slēdzi dažādu vērtību izvēlei C1, jo C1 ir tieši atbildīgs arī par izejas frekvences iestatīšanu.

Mainīgas PWM oscilatoru shēmas, izmantojot IC 555

Iepriekš redzamais attēls parāda, kā a mainīgas atzīmes telpas attiecība caur pāris diodēm un potenciometru var pievienot jebkurai IC 555 pamata astabilizatora ķēdei.

Šī funkcija ļauj lietotājam iegūt jebkuru vēlamo PWM vai regulējamu ON OFF periodu svārstībām IC izejas tapā 3.

Kreisās puses diagrammā tīkls, kurā iesaistīti R1, D1 un katls R3, pārmaiņus uzlādē C1, savukārt katls R4, D2 un R2 pārmaiņus izlādē C1 kondensatoru.

R2 un R4 nosaka C1 uzlādes / izlādes ātrumu, un tos var atbilstoši pielāgot, lai iegūtu vēlamo ieslēgšanas / izslēgšanas attiecību izejas frekvencei.

Labās puses diagramma parāda R3 pozīciju, kas pārvietota virknē ar R1. Šajā konfigurācijā C1 uzlādes laiku nosaka D1 un tā sērijas rezistors, savukārt katls ļauj kontrolēt tikai C1 izlādes laiku, līdz ar to izejas impulsu izslēgšanas laiku. Otrs katls R3 būtībā palīdz mainīt izejas biežumu PWM vietā.

Alternatīvi, kā parādīts iepriekšējos attēlos, var būt iespējams arī pieslēgt IC 555 astablo režīmā, lai diskrēti pielāgotu atzīmes / atstarpes (ieslēgšanas laiks / izslēgšanas laiks) attiecību, neietekmējot svārstību frekvenci.

Šajās konfigurācijās impulsu garums pēc būtības palielinās, samazinoties telpas intervālam, un otrādi.

Sakarā ar to katra kvadrātveida viļņu cikla kopējais periods paliek nemainīgs.

Šo ķēžu galvenā iezīme ir mainīgais darba cikls, kuru ar norādītā potenciometra R3 palīdzību var mainīt tieši no 1% līdz 99%.

Kreisajā pusē attēlā C1 pārmaiņus uzlādē R1, R3 augšējā puse un D1, kamēr to izlādē ar D2, R2 un potenciometra R3 apakšējo pusi. Labajā pusē attēlā C1 pārmaiņus uzlādē caur R1 un D1 un potenciometra R3 labo pusi, un tas tiek izvadīts caur kreisās puses potenciometru R3, D2 un R2.

Abos iepriekšminētajos modeļos C1 vērtība svārstību frekvenci iestata aptuveni 1,2 kHz.

Kā apturēt vai sākt / apturēt IC astable oscilatora funkciju ar spiedpogu

Dažos vienkāršos veidos varat ieslēgt / izslēgt IC 555 astable oscilatoru.

To var izdarīt, izmantojot spiedpogas vai izmantojot elektronisko ievades signālu.

Attēlā virs tapas 4, kas ir mikroshēmas atiestatīšanas tapa, ir iezemēts caur R3, un pāri pozitīvai padeves līnijai ir pievienots slēdzis “push-to-ON”.

IC 555 4. kontaktam ir jābūt vismaz 0,7 V, lai tas būtu neobjektīvs un saglabātu iespējotu IC darbību. Nospiežot pogu, tiek iespējota IC astable oscilatora funkcija, savukārt, atlaižot slēdzi, tiek noņemta novirze no 4. tapas un IC funkcija tiek atspējota.

To var arī īstenot, izmantojot ārēju pozitīvu signālu 4. tapā ar noņemtu slēdzi un R3 pieslēgtu, kā tas ir.

Citā alternatīvā, kā parādīts iepriekš, IC 4. tapu var redzēt pastāvīgi neobjektīvi, izmantojot R3 un pozitīvo padevi. Šeit spiedpoga ir savienota pāri tapai 4 un zemei. Tas nozīmē, ka, nospiežot pogu, tiek atspējoti IC izejas kvadrātveida viļņi, izraisot izejas pagriezienu 0V.

Atbrīvojot spiedpogu, sākas strauju kvadrātveida viļņu ģenerēšana parasti IC 3. tapā.

To pašu var panākt, izmantojot ārēji lietotu negatīvu signālu vai 0 V signālu 4. tapā ar R3 pieslēgumu, kāds tas ir.

2. tapas izmantošana stabilas frekvences kontrolei

Iepriekšējās diskusijās mēs uzzinājām, kā IC 555 impulsu ģenerēšanu var kontrolēt, izmantojot 4. kontaktu.

Tagad mēs redzēsim, kā to pašu var sasniegt, izmantojot IC 2. tapu, kā parādīts iepriekš.

Nospiežot S1, tapa 2 pēkšņi tiek pielietota ar iezemējuma potenciālu, izraisot sprieguma C1 kritumu zem 1/3 Vcc. Kā mēs zinām, ka tad, kad 2. kontakta spriegums vai uzlādes līmenis visā C1 tiek turēts zem 1/3 Vcc, izejas kontakts 3 pastāvīgi paaugstinās.

Tāpēc, nospiežot S1, sprieguma kritums visā C1 zem 1/3 Vcc liek izejas tapai 3 iet augstu, kamēr S1 paliek nospiests. Tas kavē normālu svārstību darbību. Kad spiedpoga tiek atlaista, astbale funkcija tiek atjaunota normālos apstākļos. Viļņu forma labajā pusē apstiprina tapas 3 reakciju uz spiedpogas nospiešanu.

Iepriekš minēto darbību var arī kontrolēt, izmantojot ārēju digitālo ķēdi caur diode D1. Negatīva loģika pie diodes katoda sāk iepriekš minētās darbības, savukārt pozitīva loģika neietekmē un ļauj astaba funkcijām atjaunot normālu darbību.

Kā modulēt IC 555 oscilatoru

5. kontakts, kas ir IC 555 vadības ieeja, ir viens no svarīgiem un noderīgiem IC stiprinājumiem. Tas atvieglo lietotājam modulēt IC izejas frekvenci, vienkārši piemērojot regulējamu līdzstrāvas līmeni tapā # 5.

Palielinoties līdzstrāvas potenciālam, izejas frekvences impulsa platums proporcionāli palielinās, savukārt līdzstrāvas potenciāla pazemināšana izraisa frekvences impulsa platuma proporcionālu šaurumu. Šiem potenciāliem jābūt stingri 0V un pilna Vcc līmenī.

Iepriekš redzamajā attēlā katla pielāgošana rada mainīgu potenciālu pie tapas 5, kas attiecīgi svārstību frekvences izejas impulsa platumam mainās.

Tā kā modulācija izraisa izejas impulsa platuma maiņu, tā ietekmē arī frekvenci, jo C1 ir spiests mainīt uzlādes / izlādes periodus atkarībā no katla iestatījuma.

Kad 5. tapā tiek izmantota mainīga maiņstrāva ar amplitūdu starp 0 V un Vcc, izeja PWM vai impulsa platums seko arī mainīgajai maiņstrāvas amplitūdai, radot nepārtrauktu paplašināšanas un sašaurināšanas impulsu tapu 3.

Maiņai var izmantot arī maiņstrāvas signālu, vienkārši integrējot tapu 5 ar ārējo maiņstrāvu, lai gan 10uF kondensators.

Modinātāju un sirēnu izgatavošana ar IC 555

IC 555 daudzpusīgā astable oscilatoru konfigurācija ļauj mums to ieviest dažāda veida sirēnu un trauksmes ķēžu veidošanai. Tas kļūst iespējams, jo astable būtībā ir viļņu formas ģenerators, un to var pielāgot dažāda veida skaņas viļņu formu ģenerēšanai, kas līdzinās trauksmes un sirēnu skaņām.

Iepriekš redzamajā attēlā mēs varam redzēt IC 555, kas konfigurēts kā 800 Hz frekvences monotons trauksmes shēma .

Skaļrunim var būt jebkura pretestības vērtība pašreizējās ierobežojošās pretestības Rx klātbūtnes dēļ. Droša vērtība varētu būt aptuveni 70 omi 1 vats.

Lai izveidotu lieljaudas nepārtraukta signāla trauksmes ķēdi, mēs jauninām iepriekš minēto ķēdi, izmantojot jaudas tranzistora draiveri Q1 un jaudīgāku skaļruni, kā parādīts zemāk:

Tā kā konstrukcija var radīt augstu pulsācijas sprieguma līmeni, D1 un C3 ir iekļauti, lai novērstu pulsācijas traucējumus IC 555 darbībā.

Diodes D2 un D3 ir iekļautas, lai neitralizētu induktīvās komutācijas tapas, kas rodas no skaļruņu spoles, un lai pasargātu tranzistoru Q1 no bojājumiem.

Impulsu IC 555 trauksmes ķēde

Iepriekšējo 800 Hz monotonu trauksmi varēja pārveidot par vairāk intresrējošu impulsa 800 Hz trauksmi, pievienojot vēl vienu astabilu multivibratoru ar toņu ģeneratora ķēdi, kā parādīts zemāk.

Mēs jau esam izpētījuši, kā tapu 5 var izmantot, lai kontrolētu IC 555 impulsa platumu.

Šeit IC 2 ir konfigurēts kā 1 Hz oscilatora ķēde, kas izraisa IC 1 tapas 5 pārmaiņus zemu pie 1 Hz frekvences. Tas savukārt izraisa tapas 3 800 Hz impulsa platuma samazināšanos tādā mērā, ka gandrīz izslēdzas Q1. Tas skaļrunī rada 1Hz asu pulsējošu trauksmes efektu.

Warm He-Haw trauksmes shēma

Ja vēlaties pārveidot iepriekšējo dizainu par ausu caurdurošu marmora trauksmi, to varat izdarīt, vienkārši nomainot D1 diode ar 10 K rezistoru, kā parādīts iepriekšējā diagrammā. Tos sauc arī par he-haw signalizāciju, tos parasti izmanto Eiropas operatīvajos transportlīdzekļos.

Mēs zinām, ka tapu 5 var izmantot ar ārēju augstu / zemu signālu, lai modulētu tapas 3 izeju ar atbilstošu paplašinošu / sašaurinātu impulsa platumu. 1 Hz aizstājējs ar zemu padevi IC2 5. kontaktā piespiež IC 1 izejas tapas # 3 spriegumu, lai radītu simetriski mainīgu frekvenci, kas mainās no 500 Hz līdz 440 Hz. Tas liek skaļrunim radīt nepieciešamo asu liela skaļuma marmora trauksmes skaņu ar 1 Hz frekvenci.

Policijas sirēnas izgatavošana

IC 555 var izmantot arī, lai izveidotu perfektu policijas imēnu imitāciju, kā parādīts iepriekš.

Kontūra ir paredzēta, lai radītu tipisku vaimanu skaņu, ko parasti dzird policijas sirēnās.

Šeit IC2 ir savienots kā zemas frekvences oscilators ar frekvenci, kas iestatīta 6 sekunžu ON OFF ātrumā.

Lēnā eksponenciālā trīsstūra viļņu rampa, kas izveidota visā tās C1, tiek padota Q1 pamatnē, kas konfigurēta kā izstarotājs sekotājs .

IC1 frekvence ir iestatīta uz 500 Hz, kas kļūst par tās centrālo frekvenci.

Lēnām pieaugošā un krītošā rampa Q1 pamatnē seko pie tā izstarotāja un modulē IC1 tapu 5. Lēna rampa izraisa pārmaiņus lēna augoša sprieguma ciklus 3 sekundes un lēnu sabrukšanas spriegumu 3 sekundes uz tapas 5. Pateicoties šai tapai 3 frekvence un PWM arī attiecīgi modulējas, radot vaimanājošās policijas sirēnas skaņas efektu.

Sarkanā trauksmes Star Trek trauksmes shēma

Saraksta pēdējā shēma ir vēl viens ļoti interesants skaņas efektu ģenerators, izmantojot IC 555 astable oscilatoru. Tas ir sarkanās trauksmes trauksmes skaņas ģenerators, ko sauc arī par zvaigžņu pārgājiena trauksmi, jo to bieži izmanto populārajā TV sērijā zvaigžņu pārgājienā.

Parasti sarkanā trauksmes trauksmes skaņa tiek aktivizēta ar zemas frekvences signālu, kas ātri sasniedz aptuveni 1,15 sekundes līdz augstfrekvences piezīmei un tiek pārtraukta uz 0,35 sekundēm un atkal paaugstinās no zemas uz augstu frekvenci, un cikls turpina izraisīt zvaigžņu pārgājiena sarkanās trauksmes signālu.

Tāpat kā iepriekšējās trauksmes un sirēnas skaņas shēmas, arī šī shēma turpina atkārtot secību, kamēr tā paliek barota.

IC 2 šeit ir konfigurēts kā nesimetriska oscilatora ķēde. Kondensators C1 tiek pārmaiņus uzlādēts caur elementiem R1 un D1, un pārmaiņus tiek izlādēts caur R2.

Tas rada ātri augošus un izgaistošus zāģa zobu plusus pāri kondensatoram C1. Šo rampas signālu buferē emitētāja sekotājs un pielieto kā modulējošu spriegumu IC1 vadības ieejas tapai 5 caur R7.

Zāģa zobu rakstura dēļ šī viļņa forma IC1 tapas 3 izejas frekvence pakāpeniski palielinās viļņa lēni bojājošajai daļai un pēc tam ātri pazeminās viļņa formas sabrukšanas laikā.

Katrā viļņu formas cikla sabrukšanas posmā atbilstošais taisnstūra impulss no IC2 3. tapas uzreiz izslēdzas Q2, kas savukārt izraisa IC2 tapas 2 pazemināšanos. Tas pārtrauc skaļruņa C2 izvadi un pieaugošo signālu, izraisot savdabīgo sarkanās trauksmes zvaigznes pārgājiena trauksmes skaņas efektu.

Atpakaļ pie jums

Šie bija daži padomi par to, kā izmantot IC 555, lai izveidotu noderīgas trauksmes un sirēnas oscilatoru ķēdes. Vai jums ir kāds cits interesants skaņas efektu ģenerators, izmantojot IC 555? Ja jūs to darāt, lūdzu, sniedziet sīkāku informāciju šeit, mēs ar prieku to iekļausim iepriekš minētajā sarakstā.