Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Automatyczny dozownik z układem scalonym LM555

Article Image
Elmax
Timer 555 jest stosowany od wielu lat i nadal cieszy się dużą popularnością. Swą popularność zawdzięcza temu, iż jest on bardzo elastyczny w aplikacjach, gdy w jakiś sposób trzeba odmierzać czas. Łatwo na nim wykonać nie tylko timer, lecz także oscylator, dzielnik częstotliwości, modulator FM, generator przebiegu trójkątnego i wiele innych. Układ NE555 może pracować zasadniczo w jednym z trzech trybów: jako przerzutnik monostabilny, bistabilny i astabilny (czyli jako generator pojedynczego impulsu, klasyczny przerzutnik mogący dowolnie długo pozostawać w jednym z dwóch stanów oraz multiwibrator).

W bieżącym artykule zaproponowano wykorzystanie timera 555 w jeszcze inny sposób. Można to nazwać czwartym trybem pracy, gdzie układ odmierza zadany czas od włączenia zasilania. Jedynym sposobem na sprowokowanie układu do odmierzenia kolejnego impulsu, jest chwilowy zanik napięcia zasilania. Można pomyśleć, iż da się to zrealizować uzbrajając układ scalony do konfiguracji pracy monostabilnej. Jeśli wykorzystamy wyzwalanie na wejściu Trigger i przytrzymamy to wejście w stanie niskim, wtedy na wyjściu Q dostaniemy permanentny stan wysoki (możesz to sprawdzić doświadczalnie). Tutaj nie wykorzystujemy pinów 5 i 7. Pin 5 często bywa pozostawiony „w powietrzu”, natomiast wyprowadzenie 7 to Discharge, wyjście przewidziane do rozładowywania kondensatora zastosowanego w roli odmierzania czasu. 

Ta nowa konfiguracja timera 555 może mieć wiele zastosowań. Na przykład do wykonania systemu alarmowego dla samochodu, włączenia komputera w aucie, lub np. takiego urządzenia jak dozownik mydła w umywalkach publicznych czy dozownik żelu antybakteryjnego.

Wyjaśnienie pracy timera w proponowanym „nowym trybie”

Cechą charakterystyczną, oprócz braku wykorzystania wyjścia Discharge, jest zwarcie ze sobą wejść 2 i 6 (Trigger i Threshold). Czynnikiem decydującym o długości odmierzanego impulsu jest stała czasowa iloczynu R×C widocznego na schemacie rezystora R i kondensatora C. Tuż po włączeniu zasilania, kondensator C jest „pusty” (rozładowany). To skutkuje stanem niskim na obu wejściach: Trigger i Threshold. Oprócz „uzbrojenia” timera 555, trzeba się też odwołać do jego struktury wewnętrznej. Są tu dwa komparatory, których wyjścia stanowią wejścia Set i Reset przerzutnika RS. Komparator Resetu ma wejście odwracające na potencjale 2/3 zasilania Vcc. Jeśli wejście nieodwracające ma napięcie bliskie zeru, wówczas wyjście komparatora przyjmuje stan niski (nieaktywny dla Resetu przerzutnika). Teraz przyjrzyjmy się jak wygląda sytuacja na komparatorze ustawiającym (Set) przerzutnik RS. Tutaj wejście nieodwracające jest na potencjale 1/3 zasilania Vcc. Jeśli wejście „minus” ma napięcie niższe od 1/3 Vcc, wówczas wyjście tego komparatora przyjmuje stan wysoki (aktywny). Taka sytuacja ma miejsce  po włączeniu zasilania (gdy C jest zupełnie rozładowany). Zatem, włączenie zasilania skutkuje ustawieniem przerzutnika RS. Na wyjściu Q zostanie wystawiony stan wysoki. Ten stan potrwa tak długo, aż kondensator C naładuje się do 2/3 napięcia Vcc (jeśli ładowanie jest od 0 V, to czas ten wyniesie R×C×ln3 czyli ok. 1,1 RC – przypis red.). Kondensator C ładowany jest asymptotycznie do napięcia zasilania. Zatem jeśli przekroczy próg 2/3 zasilania, wyjście wróci do stanu niskiego i jest to stan stabilny. W klasycznym generatorze pojedynczego impulsu jak i w konfiguracji multiwibratora wykorzystuje się wyjście DIS. Tutaj, jedynym sposobem ponownego ustawienia przerzutnika RS jest ponowny zanik zasilania.

Zanik zasilania musi trwać co najmniej tak długo, aż C rozładuje się do 1/3 Vcc. Tutaj nie przewidziano żadnego obwodu rozładowującego ten kondensator. Trzeba zatem bazować na jego samorozładowaniu, ew. na rezystancji widzianej z węzła „noga 2 i 6” gdy brak jest zasilania; kluczowe znaczenie będzie miał fakt, czy brak zasilania oznacza zwarcie, czy wysoką impedancję na linii Vcc; tu raczej trzeba liczyć na samorozładowanie, które czasem może potrwać długo. Jeśli C nie rozładuje się do napięcia bliskiego zeru, to odmierzony kolejny impuls (po włączeniu zasilania) będzie krótszy. Najkrótszy będzie, gdy kondensator C zdąży się rozładować tylko trochę poniżej 1/3 Vcc, i będzie to wówczas czas RC×ln2. Czyli ok. 0,69 RC. Wobec wartości 1,1 RC (ln3×RC; gdy C jest zupełnie rozładowany) jest to skrócenie do 63%. – przypis redakcji EdW.

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Firma:
Tematyka materiału: dispenser, NE555, dozownik płynów, dozownik mydła
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2024
Udostępnij
Zobacz wszystkie quizy
Quiz weekendowy
Edukacja
1/10 Jak działa rezystor LDR?
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"