Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Suurin pieni siru: Intro monipuoliseen 555 ajastimeen

1970-luvulla, kun Silicon Valleyn hedelmällisessä maassa oli juurikaan puoli tusinaa yrityskasveja, yritys, jonka nimi oli Signetics, osti idean Hans Camenzindin nimisestä insinööristä. Se ei ollut läpimurto-käsite, vain 23 transistoria ja joukko vastuksia, jotka toimivat ohjelmoitavana ajastimena. Ajastin olisi monipuolinen, vakaa ja yksinkertainen, mutta nämä hyveet vaikuttivat verrattuna sen ensisijaiseen myyntipisteeseen. Käyttämällä integroitujen piirien kehittyvää teknologiaa, Signetics voisi toistaa koko asia piikirjalla.

Tämä merkitsi jonkin verran käsityötä. Camenzind vietti viikkoja käyttäen taulukkoa ja erityisesti asennetun X-Acto-veitsen kirjoittamaan piirinsä suurelle muovilevylle. Signetiikka pienensi tätä kuvaa valokuvallisesti, syövytti sen pieniin kiekkoihin ja upotti kukin kiekon puoli tuuman suorakulmioon, jossa oli mustaa muovia ja tuotenumero painettu päälle. Näin syntyi 555-ajastin.

Se osoittautui historian menestyksekkäimmäksi siruksi sekä myydyissä yksiköissä (kymmeniä miljardeja ja laskenta) että sen suunnittelun pitkäikäisyydessä (ennallaan lähes 40 vuoteen). 555: tä on käytetty kaikkialla leluista avaruusaluksiin. Se voi tehdä valot vilkkuvat, aktivoida hälytysjärjestelmät, asettaa välilyöntejä piippausten välille ja luoda itse äänimerkit. Tänään voit ostaa yhden sirun verkossa noin 25 senttiin.

Seuraavassa esiteltävässä projektissa voit käyttää 555CN, Fairchild LM555CN tai KA555, Texas Instruments NE555P tai STMicroelectronics NE555N. Tuotemerkki ei vaikuta. Jokainen valmistaja tarjoaa ilmaisen metallioksidin puolijohde- (CMOS) version, kaksoismallin ja vanhan tyylin lisäksi kahdeksan metrin jalkaa, jotka sijaitsevat 1/10 ″: n päässä toisistaan. Useista syistä sinun pitäisi käyttää vanhaa tyyliä.

Ensin näytän, miten 555 voi tehdä LED-salaman päälle ja pois. Sitten mukautan sen luomaan musiikillisen sävyn, ja lopulta yhdistän kolme 555s: n yhdessä luomaan gadgetin, jonka avulla voit asettaa aikarajan muille kuin videopeleille, kuten ruudullinen tai Scrabble. Esiasetetun aikavälin päätyttyä ajastin tekee raivostavan äänen kertomaan tardy-kilpailijalle, että hänen aikansa on päättynyt ja hänen vuoronsa on ohi.

Taustalla oleva viiva on kalibroitu kuusikulmion tuumaa.

Käännä 555-siru Noisemakeriksi

Kuvio 1 esittää ylhäältä katsottuna 555-sirua, jonka tapit on tunnistettu. Sen kehoon leimattu pyöreä merkki on vieressä nasta 1. Kuvio 2 esittää perusvalon vilkkumisen piirin käyttäen 555: n astable-tilaa, mikä tarkoittaa, että Pin 3: n lähtö kääntyy positiivisen ja negatiivisen välillä niin kauan kuin virta kytketään päälle. Syklin aika määräytyy kondensaattorin ja kahden vastuksen avulla. Kondensaattorissa on sähkövarastointikapasiteetti (täten sen nimi), kun taas vastukset vähentävät sähkön virtausta. Jos laitat vastuksen peräkkäin kondensaattorin kanssa, vastus hidastaa kondensaattorin lataus- ja purkausaikoja, mikä tarjoaa yksinkertaisen tavan käyttää sähköä ajan mittaamiseen.

Kun suljet kytkimen S1 piirissä, virta virtaa R1: n ja R2: n läpi ja alkaa asteittain latauskondensaattorin C1. IC1 (555-ajastin) valvoo tätä prosessia. Kun C1 hankkii 2/3 virtapiirin virtaa antavasta positiivisesta jännitteestä, 555 kääntää ulostulonsa nastalta 3 positiivisesta negatiiviseksi ja pakottaa C1 purkautumaan itseään R2: n kautta. Kun C1: n varaus pienenee 2/3: sta 1/3: een, siru kääntyy takaisin alkuperäiseen tilaansa, nollaa lähdönsä negatiivisesta positiiviseen ja toistaa syklin.

Käyttämällä 0,1 mikrokanta (C1F) kondensaattoria C1: lle, 120 kilohm (k resist) vastus R1: lle ja 1 megohm (MΩ) vastus R2: lle, LED vilkkuu noin 5 kertaa sekunnissa. (Piirin muut komponentit eivät vaikuta ajoitukseen: R3 suojaa LEDiä liialliselta virralta, kun taas C2 suojaa 555 ajastinta satunnaisesta sähköisestä kohinasta.)

Näin kuvassa 2 olevan LED-valonheittimen piirin tulisi näyttää leipäkorttiin liitetyistä komponenteista.

Oletetaan, että käytät 1μF: n kondensaattoria 0,1 µF: n kondensaattorin sijasta C1: nä. Nyt jokainen sykli kestää 10 kertaa niin kauan. Päinvastoin, jos käytät C1: n kondensaattoria 0,01μF, syklit ovat 1/10 niin kauan. Voit myös muuttaa ajoitusta säätämällä vastusarvoja. R1 + R2: n arvo vaikuttaa "päälle" -jaksoon, kun taas R2 yksin määrittää "off" -jakson.

Korkealla resistanssilla ja pienellä kondensaattorilla 555 kiertyy hyvin nopeasti - helposti tarpeeksi nopeasti, jotta sen pulssit voisivat tehdä musiikillisia ääniä kaiuttimen kautta. Kuvio 3 esittää piirin modifioidun version. LED ja sen sarjan vastus on korvattu erilaisella vastuksella, kondensaattorilla C3 ja L1, 1 ″ RadioShack-pienoiskaiuttimella. (Huomautus: Et voi ajaa täysikokoista kaiutinta 555-ajastimella, ellet lisää vahvistinta.) Varmista, että päivität R1: n, R2: n ja C1: n arvot, jotka on muutettu 555: n nopeuttamiseksi. Nyt kun kytket virran, sinun pitäisi kuulla matalaa dronea.

Lisää toinen 555, kun haluat laukaista Noisemakerin kiinteän aikavälin ajaksi

Meillä on noisemaker; nyt meidän on käynnistettävä se kiinteäksi ajaksi. Tämä voidaan tehdä toisella 555: llä, joka on kytketty monostabiiliin tilaan, mikä tarkoittaa, että se lähettää vain yhden pulssin. Kuvio 4 esittää sen lisäämisen piiriin. S2 on painike, vaikka voit improvisoida vain koskettamalla 2 johtoa yhdessä. Kun näin tapahtuu, IC2 lähettää yhden pulssin, joka kestää noin 1 sekunnin. Tämä valaisee D2: n, LED-valon, antamaan visuaalisen vahvistuksen. Pulssi kulkee myös D1: n, signaalidiodin läpi, ja aktivoi IC1: n, joka tekee äänen kuten aikaisemmin, paitsi että C4 pidentää sitä ja aiheuttaa sen vähenemään taajuudella, jolloin syntyy groaning-vaikutus.

Varmista, että tämä piirin versio toimii ennen kuin jatkat.

Lisää kolmas odotusajaksi 555

Meillä on noisemaker, joka voidaan laukaista kiinteälle aikavälille; nyt meidän on mitattava aikajakso ennen äänen esiintymistä. Kolmas 555-ajastin voi asettaa tämän odotusajan, jos säädämme sitä korkeamman arvon vastuksilla ja suuremmalla kondensaattorilla.

Kuviossa 5 C7 ladataan potentiometrin P1 kautta (muuttuva vastus). Voit säätää P1: tä säätämällä odotusaikaa ja lisäämällä C7: n arvoa, jotta aikaväli on pidempi. Aikavälin lopussa ulostulo nastassa 3 menee negatiiviseksi. Tämä muodostaa yhteyden IC2: n laukaisutappiin ja kertoo lähettävänsä sen lyhyen pulssin, joka kertoo IC1: n äänen.

Piirin todellinen versio kuviossa 5. Ylempi siru mittaa aikaväliä (käyttämällä kiinteää vastusta, joka on korvattu potentiometrillä P1). Punainen LED vilkkuu samaan aikaan, kun ääni syntyy 1 ″: n kaiuttimen kautta (sirun vasemmalla puolella).

Huomaa, että S2 on siirretty niin, että se ohjaa IC3: ta. Kun käytät piiriä aikarajan asettamiseen pelin aikana, osoita S2 kunkin henkilön vuoron alussa.

Joten piiri ei tee kovaa ääntä, jos pelaaja siirtyy sallitun ajan kuluessa, peruutus-nollauspainike, S3, on lisätty. Painat tätä painiketta, kun pelaaja tekee liikkeen. Sen vieressä oleva NC kertoo, että se on normaalisti suljettu painike. Jotta voisit irrottaa virtalähteen, kun gadgetia ei käytetä, tarvitset edelleen virtakytkimen S1.

Mitä seuraavaksi?

Voit korvata muita komponentteja ajoitusvastusten sijasta, jotta 555 käyttäytyy mielenkiintoisilla tavoilla. Kuviossa 3, jos käytät termistoria tai fotoresistoria R2: n sijasta, voit ohjata äänitaajuutta lämmöllä tai valolla. Fotoresistori ja 555 monostabiilissa tilassa voivat toimia liiketunnistimena. Hae makezine.com-sivustosta "555" tai tutustu Doctronicsiin vielä lisää projektiideoita varten.

Hans Camenzind ei koskaan kuvitellut, että hänen ajastimestaan ​​tulisi tällainen yleismaailmallinen apuohjelma. Hänen mielestään 555: n sisäinen muotoilu ei ole erityisen tyylikäs ja sen olisi pitänyt antaa vuosikymmeniä sitten uudistus. Suunnittelun tyylikkyys voi olla suuri juttu insinööreille, mutta loppukäyttäjille hyödyllisyys on yleensä tärkeämpää. 555 on yksinkertainen, tarkka ja vankka, sietäen monenlaisia ​​virtalähteitä ja kykenee ajamaan paitsi LEDejä ja kaiuttimia myös releitä ja jopa pieniä moottoreita.

25 senttiä, se on enemmän kuin tarpeeksi.

Osake

Jättänyt Kommenttia