555 timer (5 / 8 étapes)

Étape 5: 555 Timer : Mode Astable

En mode astable, la sortie de la minuterie 555 est une forme d’onde de pouls continue d’une fréquence spécifique qui dépend des valeurs des deux résistances (R_A et R_B) et condensateur (C) utilisé dans le circuit (fig 1) selon l’équation ci-dessous. Mode astable est étroitement lié au mode monostable (voir étape 2), que vous pouvez voir que le schéma est presque la même. La différence importante est qu’en mode astable, l’ergot est connecté à la broche de seuil ; Cela provoque la sortie de basculer en permanence entre les États de hautes et basses.

Fréquence de sortie = 1 / [0.7* (R_A+ 2 * R_B) * C].
(ne vous inquiétez pas, je démontrerai comment j’ai tiré cette équation bientôt)

La séquence des événements est un peu complexe, donc j’ai il décomposé en 5 étapes :

1. à l’origine il est sans frais sur le condensateur C, donc la tension aux bornes du condensateur est égale à zéro. La tension aux bornes du condensateur C est égale à la tension aux broches 6 (goupille de seuil) et 2 (l’ergot) car ils sont tous reliés. Si au départ les tiges de seuil et de détente sont à la fois à zéro volts ainsi. Cela entraîne la sortie élevée.

2. comme il est expliqué à l’étape 2 de cet Instructable, lorsque l’ergot est faible, il rend la goupille de décharge incapable de vider la charge hors du condensateur. Étant donné que le condensateur que c est en série avec R_A et R_B et SCR est actuellement appliquée, actuel sera traversent les résistances et commencez à accumuler des frais sur le condensateur. Cela provoque la tension bornes du condensateur C d’augmenter selon l’équation suivante :

(Tension aux bornes des condensateurs) = (Vcc - V₀) * (1-e^{-t / [(R_A+ R_B) * C]})
« Tension dans l’ensemble condensateur » correspondant à la tension actuelle bornes du condensateur au temps t, V₀ correspond à la tension initiale bornes du condensateur, SCR est la tension totale appliquée pour les résistances R_AR_Bet le condensateur C

3. lorsque la tension aux bornes du condensateur C est égale à 2/3Vcc il provoque la goupille de seuil d’enregistrer aussi élevé (comme expliqué dans l’étape 1 de cette instructable, cela fait basculer le comparateur fixé sur la broche de seuil à l’intérieur de la 555). Cela achemine la sortie basse et permet à l’axe de la décharge. Le temps que nécessaire pour une tension de 2/3Vcc s’accumuler sur le condensateur est donné par :

2/3 * Vcc = (Vcc - V₀) * (1-e^{-t / [(R_A+ R_B) * C]})
2/3 * Vcc / (Vcc - V₀) = 1- e^{-t / [(R_A+R_B)*C]}
1/3* SCR / (Vcc - V₀) = e^{-t / [(R_A+R_B)*C]}
ln[1/3*Vcc/(Vcc - V₀)] = -t / [(R_A+R_B)*C]
t =-(R_A+ R_B) * C * ln [1/3 * SCR / (Vcc - V₀)]

pour V₀ = 0V, cela sort à :
t = 1.1* (R_A+ R_B) * C secondes

4. avec la broche de décharge a permis, frais commence à s’écouler hors du condensateur, R_Bet finalement dans l’axe de la décharge du 555. Il permet d’abaisser la tension bornes du condensateur comme décrit par l’équation suivante :

(Tension aux bornes des condensateurs) = (tension de crête à travers de condensateur) * (e^{-t / (R_B* C)})
où les bornes du condensateur, la tension de crête a la tension juste avant que la goupille de la décharge a été activée : 2/3Vcc
(Tension aux bornes des condensateurs) = 2/3 * Vcc * (e^{-t / (R_B* C)})

5. une fois que la tension aux bornes du condensateur (et la tension à l’ergot) est égale à 1/3Vcc, l’ergot de l’enregistre comme faible (comme expliqué dans l’étape 1 de cette instructable, cela fait basculer le comparateur attaché à l’ergot à l’intérieur de la 555). Le temps qu’il faut pour cela est résolu ci-dessous. Cela entraîne la sortie haute et qui nous ramène à l’étape 2 (ci-dessus). De là, 2-5 répéter les étapes pour toujours et la sortie commute entre les États de hautes et basses pour produire une onde de pouls continue. Le temps que nécessaire pour qu’il décharge le condensateur de 2/3Vcc à 1/3Vcc est donné ci-dessous :

1/3 * Vcc = 2/3 * Vcc * (e^{-t / (R_B* C)})
1/2 = e^{-t /(R_B*C)}
ln(1/2) = -t / (R_B* C)
t = R -_B*C*ln(1/2)
t = 0,7 * R_B* Csecondes

Pour calculer la fréquence de cette oscillation, nous calculons tout d’abord le temps que le la sortie est dans les États de hautes et basses. La sortie est à l’État haut tandis que les frais de condensateur de 1/3Vcc à 2/3Vcc. Le temps que nécessaire pour charger le condensateur de tension V,₀ à 2/3Vcc est repris ci-dessous :

la sortie est élevée pour :
t =-(R_A+ R_B) * C * ln [1/3 * SCR / (Vcc - V₀)]
à l’étape 3 (voir ci-dessus), nous avons choisi V₀ = 0 tant que nos conditions initiales, mais c’est vrai que pour le premier cycle du mode astable. Pour tous les cycles ultérieurs le condensateur débarqueront seulement à 1/3Vcc avant que la goupille de décharge est désactivée et frais commence à construire sur le condensateur à nouveau. Nous avons donc mis la tension initiale à 1/3Vcc :
t =-(R_A+ R_B) * C * ln [1/3 * SCR / (Vcc - 1/3Vcc)]
t = -(R_A+R_B)*C*ln(1/2)
t = 0.7*(R_A+R_B)*C secondes

Comme nous avons calculé ci-dessus, le résultat est faible pour :
t = 0,7 * R_B* C secondes

La durée totale de l’État haut et bas de la sortie est donc :
0.7*(R_A+R_B)*C + 0.7*R_B*C
0.7*(R_A+2*R_B)*C secondes

La fréquence est alors calculée comme suit :
Fréquence de sortie = 1 / [0.7* (R_A+ 2 * R_B) * C]

Ainsi, en changeant les valeurs des résistances R_A et R_B et le condensateur C, nous pouvons contrôler la fréquence de la sortie. En outre, nous pouvons contrôler la largeur d’impulsion de la sortie (la durée de la hauteur par rapport à la durée de faible) car la durée de l’état élevé dépend aussi bien R_A et R_B, tandis que la durée de l’État faible ne dépend que de R_B. Dans l’étape suivante, je vais vous présenter un circuit d’échantillon pour le mode astable.