Hello

Welcome To BOLD

This Awesome Blogger Template is Brought To You By Bthemez, Let's be friends and spread the love
together in the world. #nohomo :P
Join us on

555 timer

تفاصيل الدائرة المتكاملة للمؤقت 555

هي دائر متكاملة يطلق عليها اسم ثلاث خمسات ( 555 ) والاسم او الرقم المطبوع عليها يكون كلأتي
NE555 , NE555N , N555
جميعهم واحد ولكن يختلف الكود حسب نظام الشركة المصنعة



أولا : مقدمة

1- الوصف العام  :

المؤقت 555  هو جهاز على درجة عالية من الاستقرار ويستخدم في توليد فترات ( أزمنة ) تأخيرtime delay  دقيقة أو ذبذبات oscillation .
المؤقت  555 مزود بأطراف إضافية للبدء ( الاشعال – القدح( triggering  وللتصفير( التحريرresetting  ) تستخدم عند الحاجة .
عند العمل بنظام " التأخير الزمني " ( يسمى مذبذب متعدد أحادى الاستقرارmonostable  ) يتم التحكم وبدقة فقط عن طريق دائرة مقاومة ومكثف خارجية .
عند العمل بنظام " المذبذب " ( يسمى مذبذب متعدد عديم الاستقرار astable  ) يتم التحكم في التردد ودورة الخدمة بدقة عن طريق دائرة خارجية مكونة من مقاومتين ومكثف .
يمكن للدائرة البدء أو التحرير نتيجة أشكال الموجة الهابطة .
يمكن لدائرة الخرج أن تعمل كمصب ( تسحب أو تجر ) أو تعمل كمصدر ( تعطى ) بتيار حتى 200mA  كما يمكنها تشغيل الدوائر من النوع TTL  .

2- الخصائص :

·  يمكن للمؤقت  555 العمل كمؤقت أو كمذبذب .
 · في نظام العمل كمؤقت ( والمعروف بالنظام أحادى الاستقرار monostable  ) يعمل المؤقت 555  ببساطة كمؤقت يقوم بتوليد نبضة أو ما يعرف باسم " طلقة واحدة  ". one-shot
·  عند توصيل نبضة بدء ( قدح – إشعال trigger ) إلى طرف البدء فإن خرج المؤقت يتحول من مستوى الجهد لمنخفض إلى مستوى الجهد المرتفع ولفترة زمنية يتم تحديدها بدائرة RC  خارجية .
·  في نظام العمل كمذبذب ( والمعروف باسم النظام عديم الاستقرار astable  أو الحر ) يعمل المؤقت 555  كمولد نبضات مستطيلة حيث يمكن التحكم في الشكل الموجه الناتج ( فترة زمنية منخفضة أو فترة زمنية مرتفعة أو التردد ..) عن طريق دوائر شحن وتفريغ RC  خارجية .
 · المؤقت 555  سهل الاستخدام ( يحتاج إلى قليل من المكونات والحسابات ) ورخيص ويمكن استخدامه في الكثير من التطبيقات المذهلة . على سبيل المثال : توليد نبضات الساعة الرقمية digital clock  و دوائر الفلاشر flasher ودوائر sirens   الإنذار ) ودوائر التوقيت  one-shot timer ودوائر تشغيل المفاتيح الخالية من الارتدادات ( القفزا  bounce-free  ) وتوليد أشكال الموجة المختلفة مثل الشكل الموجه المثلث  triangular والموجة المربعة والمستطيلة .

3- مبادئ عمل المذبذب555  :
الشكل يبين مخطط صندوقي مبسط لما بداخل المؤقت 555 .
الدائرة الكاملة ( بالمكونات الخارجية ) تمثل المؤقت 555  يعمل بنظام المذبذب عديم الاستقرار astable  .


أخذ المؤقت  555 هذا الاسم بسبب وجود 3  مقاومات قيمة كل منها 5-kΩ  كما في الشكل  .
هذه المقاومات تعمل كمقسم جهد بثلاثة درجات بين جهد المنبع  ( VCC ) والأرضي  .
نتيجة لذلك يكون جهد الطرف العلوي للمقاومة السفلية ( المتصل بطرف الدخل الموجب + للمقارن 2 ) 1 ⁄ 3VCC بينما يكون جهد الطرف العلوي للمقاومة الوسطى ( المتصل بالدخل السالب - للمقارن 1 ) 2 ⁄ 3VCC .
خرج أي مقارن ( مرتفع أم منخفض ) يعتمد على الجهد التماثلي الواصلة إلى دخليه  .
إذا كان الدخل الموجب أكثر إيجابية من دخله السالب فإن مستوى خرجه المنطقي يكون مرتفعا.
والعكس إذا كان الدخل الموجب أقل من الدخل السالب فإن مستوى خرجه المنطقي يكون منخفضا  .
يتم توصيل خرجي المقارنين إلى مدخلي القلاب (الفليب فلوب ( SR flipflop ويسميان مدخل الوضع  set ومدخل التحرير reset  .
حسب حالة المدخلين يكون خرج الفليب فلوب  .

3- التعرف على وظائف أطراف المؤقت 555 :

·  الطرف 1  : الارضى ground
 · الطرف 2  : البدء(القدح – الاشعال ( trigger : الدخل إلى ألمقارن 2  والذي يستخدم في عمل  set للفليب فلوب عندما يعبر جهد الطرف 2  من أكبر من إلى أقل من 1 ⁄ 3VCC  عندئذ يتحول خرج المقارن إلى مرتفع ويقوم بعمل set للفليب فلوب .
 · الطرف 3  : الخرج : output خرج المؤقت 555  عبارة عن مرحلة مكبر عاكس قادر على العمل كمصب ( سحب ) أو كمصدر ( إعطاء ) حوالي 200 mA   مستوى جهد الخرج يعتمد على تيار الخرج ولكنه تقريبا .

·
 الطرف 4  : التصفير : reset  يقوم بعمل  rest أي يكون فعال عندما يكون منخفضActive-low  والذي يجبر الخرج ( معكوس ǭ ) أن يكون مرتفعا وبالتالي يكون الطرف 3 ) الخرج ) منخفضا  .
·  الطرف 5  : جهد التحكم : control يستخدم في تخطى المستوى 2 ⁄ 3VCC  عند الحاجة ولكنه غالبا ما يتم توصيله بالأرضي خلال مكثف إمرار 0.01-μF  للتخلص من التداخلات الناتجة عن مصدر التغذية VCC  توصيل جهد خارجي إلى هذا الطرف يعطى تحكم بوضع مستوى آخر للبدء.
·  الطرف  : العتبة أو الحد threshold  : وهو الدخل إلى المقارن العلوي والذي يستخدم في تحرير  reset الفليب فلوب . عندما يعبر جهد الطرف 6  من أقل من إلى اكبر من  2 ⁄ 3VCC يتحول خرج المقارن العلوي إلى الحالة المرتفعة ويقوم بعمل reset  للفليب فلوب .
 · الطرف 7  : التفريغ discharge : متصل بالمجمع المفتوح للترانزستور NPN  والذي يستخدم في عمل دائرة قصر لتوصيل الطرف 7  بالأرضي عندما يكون معكوس ǭ  مرتفع ( والطرف  3 منخفض ) ويؤدى ذلك إلى تفريغ المكثف .
 · الطرف 8  : جهد التغذية الموجب VCC  : يكون بين  4.5 V و 16 V  للمؤقت  555 المكون من دوائر TTL وقد يصل إلى اقل من  1 V في النوع CMOS  .

ثانيا : أنظمة العمل للمؤقت 555 :

1- نظام العمل كمذبذب عديم الاستقرار astable :



 · عند توصيل التغذية إلى الدائرة يكون المكثف غير مشحون .
·  هذا يعنى أن جهد الطرف 2  يكون 0V  فيجبر خرج المقارن 2  على أن يكون في مستوى جهد مرتفع  .
 · وهذا بدوره يقوم بعمل set  للفليب فلوب بحيث يكون الخرج المعكوس ( رمزه ǭ  ) منخفض ويكون خرج المؤقت 555  مرتفع نتيجة لوجود مكبر الخرج العاكس   .
 · وأيضا ونتيجة لوجود الخرج العاكس منخفضا يكون ترانزستور التفريغ في حالة عدم توصيل  off بما يسمح بشحن المكثف من المنبع VCC  وخلال المقاومة  R1 والمقاومة R2 .
 · عندما يزيد جهد المكثف عن  1 ⁄ 3VCC يتحول خرج المقارن  2 إلى الحالة المنخفضة وهذا ليس له تأثير على الفليب فلوب  .
 · عندما يزيد جهد المكثف عن 2 ⁄ 3VCC  يتحول خرج المقارن  1 إلى الحالة المرتفعة ويقوم بتحرير reset  الفليب فلوب فيجبر الخرج المعكوس على التحول إلى الحالة المرتفعة وتبعا له خرج المؤقت إلى الحالة المنخفضة  .
 · عند هذه النقطة يتحول ترانزستور التفريغ إلى التوصيل on  ويقوم بعمل دائرة قصر لتوصيل الطرف  7 بالأرضي ليتم تفريغ المكثف خلال المقاومة R2  .
 · عندما يهبط جهد المكثف إلى أقل من  1 ⁄ 3VCC يعود خرج المقارن 2  إلى الحالة المرتفعة ويقوم بعمل set  للفليب فلوب ويتحول الخرج المكوس إلى الحالة المنخفضة وخرج المؤقت إلى الحالة المرتفعة  .
 · نتيجة لأن الخرج المعكوس منخفض يتحول الترانزستور إلى حالة الفصل off  بما يسمح للمكثف بالشحن مرة أخرى من جديد .
 · وتتكرر الدورة مرة تلو الأخرى وتكون النتيجة النهائية خرج على هيئة شكل موجه مربع بمستوى جهد تقريبا  VCC 1.5 V -  وفترات مستوى مرتفع ومستوى منخفض  on / off تتحدد تبعا لقيم كل من المكثف  C والمقاومة R1 والمقاومة R2 .
·  الفترة الزمنية التي يكون فيها جهد الخرج منخفض (حوالي 0.1V ) تعتمد على قيمة حاصل الضرب (  R1×C  ) يعرف بالثابت الزمني لدائرة التفريغ وقيمة مستوى  1 ⁄ 3VCC و مستوى 2 ⁄ 3VCC  .
·  والفترة الزمنية التي يكون فيها جهد الخرج مرتفعا حوالي VCC  1.5 V -  تعتمد على الثابت الزمني لدائرة الشحن  ( R1 + R2 ) ×C  وأيضا على قيمة كل من المستويان  1 ⁄ 3VCCو2⁄3VC  .
·  العلاقات العملية الآتية تعبر عن النتائج :
tlow = 0.693 R2C

thigh = 0.693(R1+R2)C
دورة الخدمة : duty cycle

وهى تعبر عن الجزء من الوقت الذي يكون فيه الخرج مرتفعا بالنسبة للزمن الكلى للدورة وتعطى بالعلاقة :
Duty cycle = thigh / ( thigh + tlow ) = thigh / T
حيث  T هو زمن الدورة الواحدة ( يسمى الزمن الدوري ) ويساوى مجموع زمن الجهد المنخفض وزمن الجهد المرتفع .

تردد الشكل الموجه فى الخرج  frequency  يعطى بالعلاقة  :

F = 1 / T
·  وللعمل السليم والموثوق فيه يجب أن تكون المقاومات في الحدود بين 10 kΩ و10 MΩ  ومكثف التوقيت بين  100 pF  و 1000 μF  .

مثال  :


  · الشكل يبين تغير التردد مع قيم المكونات

2- نظام عمل المؤقت 555  كمذبذب متعدد أحادى الاستقرار Monostable :

·  الشكل يبين طريقة توصيل المؤقت  555 كمذبذب متعدد أحادى الاستقرار ( توليد نبضة واحدة تسمى طلقة واحدة one-shot  ) .
·  المذبذب أحادى الاستقرار له حالة استقرار واحدة وهذا يعنى أنه لتحويل ( تغيير ) حالة الخرج نحتاج إلى توصيل نبضة بدء ( قدح – إشعال ( trigger خارجية .

1- الحالة الابتدائية للدائرة (قبل توصيل نبضة البدء) :
·  يكون الخرج منخفضا .
 · وترانزستور التفريغ موصل  on مما يجعل جهد الطرف 7  هو جهد الأرضي وبالتالي يحافظ على المكثف في حالة عدم شحن .
 · الطرف  2 يكون جهده مرتفعا عن طريق مقاومة الجذب إلى أعلا 10K  .

2- عند توصيل نبضة سالبة إلى طرف البدء  2 يجبر المقارن  2 ليكون خرجه موجب فيقوم بعمل set  فليب فلوب ونتيجة لذلك يكون خرجه ( معكوس ǭ ) سالب وهذا يؤدى إلى جعل الخرج مرتفع ( لوجود مكبر الخرج العاكس ) .
3- نتيجة لذلك يتحول ترانزستور التفريغ إلى القطع ويسمح بشحن المكثف  C خلال المقاومة  R1 بدءا من الصفر متجها إلى VCC .
4- وعند وصول جهد المكثف إلى  2 ⁄ 3VCC يتحول خرج المقارن  1 إلى الحالة المرتفعة ويقوم بعمل  reset الفليب فلوب نتيجة لذلك يتحول الخرج إلى الحالة المنخفضة كما يقوم بتحويل ترانزستور التفريغ إلى حالة التوصيل  on ليسمح بالتفريغ السريع للمكثف في اتجاه0V   يظل الخرج على هذه الحالة المنخفضة حتى وصول نبضة بدء ثانية  .

الخلاصة  :

دائرة المذبذب المتعدد أحادى الاستقرار لها حالة استقرار واحدة أي أن الخرج يكون 0V  عمليا  0.1 V تقريبا  حتى وصول نبضة بدء سالبة إلى الطرف  2 يمكن تنفيذ ذلك عن طريق توصيل الطرف 2  لحظيا بالأرضي باستخدام مفتاح ضاغط بين الطرف  2 والأرضي مثلا .
بعد وصول نبضة البدء يتحول الخرج إلى الحالة المرتفعة  حوالي VCC − 1.5 V  ولمدة زمنية تحدد ( تضبط ) بقيم الدائرة R1C  .

وبدون الدخول في التفاصيل فإن عرض نبضة الخرج المرتفع تساوى ( 1.1× R1 ×C  ) ويجب عمليا أن تكون المقاومة  R1 في الحدود من 10 kΩ  إلى10 MΩ  والمكثف في الحدود من 100pF إلى 1000 μF .

مثال    :


DATA SHEET FOR 555 Timer



Share this:

ABOUTME

Hi all. This is deepak from Bthemez. We're providing content for Bold site and we’ve been in internet, social media and affiliate for too long time and its my profession. We are web designer & developer living India! What can I say, we are the best..

    Blogger Comment
    Facebook Comment

1 التعليقات:

  1. شكرا لك على المعلومات الغنية
    هذا يعتمد على algebre de boole المعقدة بحيث تكون النتيجة 1 او0، وهذا نظام يستعمل في اغلب الانظمة اليوم.
    بارك الله فيك اخي
    اتمنى زيارة برامج تايمز http://progstimes.blogspot.com
    تحياتي

    ردحذف

تعليقك يدل علي وجودك