Преобразователь 555 своими руками

Недорогой преобразователь напряжения в частоту на таймере NE555

Philips NE555 TL071

В 1971 году компания Signetics, позднее инкорпорированная в Philips, впервые представила на рынок ИМС таймера NE555. Производители до сих выпускают эти ИМС в количестве более 1 млрд. в год. Добавив к микросхеме NE555 всего несколько компонентов, вы можете построить простой преобразователь напряжения в частоту ценой менее 50 центов. Кроме таймера схема содержит интегратор Миллера на операционном усилителе TL071 (Рисунок 1).

Рисунок 1.	ИМС таймера NE555 совместно с интегратором Миллера образует преобразователь напряжения в частоту cтоимостью менее 50 центов.

При значениях номиналов элементов, указанных на Рисунке 1, изменению входного напряжения от 0 до –10 В соответствует изменение частоты выходного сигнала от 0 до 1000 Гц. Ток заряда конденсатора C₁ является функцией входного напряжения:

Когда напряжение на конденсаторе C₁ достигнет величины в две трети от напряжения питания V_CC, открывается внутренний разряжающий транзистор ИМС 555, и напряжение на C₁ опускается до уровня, равного одной трети V_CC, то есть, до нижнего порога компаратора. По достижении одной трети этого напряжения внутренний транзисторный ключ закрывается, и конденсатор C₁ вновь начинает заряжаться. Во время заряда C₁ выход NE555 находится в высоком состоянии, а во время разряда – в низком. Если неизменном входном напряжении время заряда C₁ постоянно. Принимая во внимание, что время разряда конденсатора значительно меньше, чем время заряда, для расчета частоты выходного сигнала можно использовать выражение:

Подстроечный резистор P₁ позволяет калибровать соотношение между частотой выходного сигнала и входным напряжением. Поскольку время разряда конденсатора составляет порядка 30 мкс, с увеличением частоты точность преобразования уменьшается. Если откалибровать шкалу так, чтобы входному напряжению –1 В соответствовала частота 100 Гц, а напряжению –10 В – 1000 Гц, то погрешность преобразования в этом диапазоне будет изменяться от 0.3 до 3%. Если же с помощью P₁, выполнить калибровку выходной частоты в середине диапазона входного напряжения на уровне –5 В, то погрешность преобразования будет менее 1.3% во всем диапазоне частот. Для повышения точности следует выбирать конденсатор C₁ с малым тангенсом угла потерь и низкой диэлектрической абсорбцией. Чтобы уменьшить зависимость параметров схемы от температуры, в качестве R₁ следует выбрать резистор с низким ТКС, а подстроечный резистор Р₁ должен быть многооборотным металлокерамическим.

Перевод: В.Рентюк по заказу РадиоЛоцман

Источник

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Преобразователь напряжения на микросхеме 555 — схема и детали

Иногда нужно получить более высокое напряжение, чем дают батарейки или обычный низковольтный БП, намного более высокое. Вариантов схем немало, но самая простая, стабильно работающая и часто повторяемая — флайбек преобразователь на связке таймер 555 + ключевой транзистор с трансформатором. Также понадобятся высоковольтные (на нужное напряжение) конденсаторы. На транзистор нужен небольшой радиатор. Трансформатор можно снять с блока питания ATX.

Схема повышающего преобразователя напряжения питания

Электрическая схема обратноходового преобразователя на рисунке выше. Здесь можно поставить также и дроссель, заменив им трансформатор, а транзистор выбран BUZ21, так как он имеет низкое сопротивление (Рон=0.085 ом), как вариант — BUZ41A.

Выбор и намотка трансформатора

Что касается нахождения оптимального числа витков на ферритовом сердечнике — редакция 2shemi.ru рекомендует вначале собрать схему на испытательной макетной плате. Если это ваш первый флай-бек инвертор, попробуйте сначала взять ферритовый сердечник без воздушного зазора. Начните с 10 или 20 витков. Теперь прикрепите скотч на поверхность феррита. Так получится гораздо более низкая индуктивность и больший ток насыщения. Возможно придется добавить или удалить слои скотча, чтобы получить зазор и индуктивность оптимального значения. Для первичной обмотки используйте 0.5 мм медную проволоку. Когда вы установили нужное число витков на первичке, вторичная обмотка будет состоять из в 10 раз большего количества витков, чем первичная. Для вторичных обмоток используем диаметр 0.15 мм. Советуем обернуть слой изоляционной ленты между двумя слоями обмоток для предотвращения искрения. Трансформатор, который используется тут, имеет количество 22 первичных витков и 220 вторичных.

Да, намотка трансформатора это трудная часть сборки схемы, но главная проблема заключается в том, чтобы найти подходящий ферритовый сердечник, так как не каждый феррит сюда подойдёт. Можете взять Ш-образный ферритовый сердечник 20x20x5 мм от импульсных БП ПК. Или тороидальный, как на фото готового устройства.

Испытания обратноходового преобразователя

При питании 12 В и 2 А преобразователь при испытаниях заряжает конденсаторы от 0 до 200 В за несколько секунд, но при подключении нагрузки напряжение конечно падает. Печатная плата слишком проста, чтоб травить и сверлить её, поэтому всё паялось на куске универсальной макетки. Если будут помехи другим электронным устройствам — сделайте общий экран и поставьте по питанию дроссель.

Источник

Разнообразие простых схем на NE555

Микросхема NE555 (аналог КР1006ВИ1) — универсальный таймер, предназначена для генерации одиночных и повторяющихся импульсов со стабильными временными характеристиками. Она не дорогая и широко используется в различных радиолюбительских схемах. На ней можно собрать различные генераторы, модуляторы, преобразователи, реле времени, пороговых устройств и прочих узлов электронной аппаратуры…

Размеры для разных типов корпусов

КОРПУС — РАЗМЕРЫ
PDIP (8) — 9.81 мм × 6.35 мм
SOP — (8) — 6.20 мм× 5.30 мм
TSSOP (8) — 3.00 мм× 4.40 мм
SOIC (8) — 4.90 мм× 3.91 мм

Структурная схема NE555

Электрические характеристики

ПАРАМЕТР	УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЙ		SE555			NA555 NE555 SA555			ЕД. ИЗМ.
			MIN	TYP	MAX	MIN	TYP	MAX
Уровень напряжения на выводе THRES	VCC = 15 В	9.4	10	10.6	8.8	10	11.2	В
	VCC = 5 В	2.7	3.3	4	2.4	3.3	4.2
Ток (1) через вывод THRES	30	250	30	250	нA
Уровень напряжения на выводеTRIG	VCC = 15 В	4.8	5	5.2	4.5	5	5.6	В
		TA = от –55°C до 125°C	3	6
	VCC = 5 В	1.45	1.67	1.9	1.1	1.67	2.2
		TA = от –55°C до 125°C	1.9
Ток через вывод TRIG	при 0 В на TRIG	0.5	0.9	0.5	2	мкA
Уровень напряжения на выводе RESET	0.3	0.7	1	0.3	0.7	1	В
	TA = от –55°C до 125°C	1.1
Ток через вывод RESET	при VCC на RESET	0.1	0.4	0.1	0.4	мA
	при 0 В на RESET	–0.4	–1	–0.4	–1.5
Переключающий ток на DISCH в закрытом состоянии	20	100	20	100	нA
Переключающее напряжение на DISCH в открытом состоянии	VCC = 5 В, IO = 8 мA	0.15	0.4	В
Напряжение на CONT	VCC = 15 В	9.6	10	10.4	9	10	11	В
		TA = от –55°C до 125°C	9.6	10.4
	VCC = 5 В	2.9	3.3	3.8	2.6	3.3	4
		TA = от –55°C до 125°C	2.9	3.8
Низкий уровень напряжения на выходе	VCC = 15 В, IOL = 10 мA	0.1	0.15	0.1	0.25	В
		TA = от –55°C до 125°C	0.2
	VCC = 15 В, IOL = 50 мА	0.4	0.5	0.4	0.75
		TA = от –55°C до 125°C	1
	VCC = 15 В, IOL = 100 мА	2	2.2	2	2.5
		TA = от –55°C до 125°C	2.7
	VCC = 15 В, IOL = 200 мA		2.5	2.5
	VCC = 5 В, IOL = 3.5 мA	TA = от –55°C до 125°C	0.35
	VCC = 5 В, IOL = 5 мA	0.1	0.2	0.1	0.35
		TA = от –55°C до 125°C	0.8
	VCC = 5 В, IOL = 8 мA		0.15	0.25	0.15		0.4
Высокий уровень напряжения на выходе	VCC = 15 В, IOH = –100 мA	13	13.3	12.75	13.3	В
		TA = от –55°C до 125°C	12
	VCC = 15 В, IOH = –200 мA		12.5	12.5
	VCC = 5 В, IOH = –100 мA	3	3.3	2.75	3.3
		TA = от –55°C до 125°C	2
Потребляемый ток	Низкий уровень на выходе, без нагрузки	VCC = 15 В	10	12	10	15	мA
		VCC = 5 В	3	5	3	6
	Низкий уровень на выходе, без нагрузки	VCC = 15 В	9	10	9	13
		VCC = 5 В	2	4	2	5

(1) Этот параметр влияет на максимальные значения времязадающих резисторов R_A и R_B в цепи Рис. 12. Для примера, когда V_CC = 5 V R = R_A + R_B ≉ 3.4 МОм, и для V_CC = 15 В максимальное значение равно 10 мОм.

Эксплуатационные характеристики

ПАРАМЕТР		УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЙ (2)	SE555			NA555 NE555 SA555			ЕД. ИЗМ.
			МИН.	ТИП.	МАКС.	МИН.	ТИП.	МАКС.
Начальная погрешность

интервалов времени (3) Каждый таймер, моностабильный (4) T_A = 25°C 0.5 1.5 (1) 1 3 % Каждый таймер, астабильный (5) 1.5 2.25 Температурный коэффициент временного интервала Каждый таймер, моностабильный (4) T_A = MIN to MAX 30 100 (1) 50 ppm/
°C Каждый таймер, астабильный (5) 90 150 Изменение временного интервала от напряжения питания Каждый таймер, моностабильный (4) T_A = 25°C 0.05 0.2 (1) 0.1 0.5 %/V Каждый таймер, астабильный (5) 0.15 0.3 Время нарастания выходного импульса C_L = 15 пФ,
T_A = 25°C 100 200 (1) 100 300 нс Время спада выходного импульса C_L = 15 пФ,
T_A = 25°C 100 200 (1) 100 300 нс

(1) Соответствуют стандарту MIL-PRF-38535, эти параметры не проходили производственные испытания.

(2) Для условий указанных как Мин. и Макс. , используют соответствующее значение, указанное в рекомендуемых условиях эксплуатации.

(3) Погрешность интервала времени определяется как разность между измеренным значением и средним значением случайной выборки из каждого процесса .

(4) Значения указаны для моностабильной схемы со следующими значениями компонентов R_A = 2 от кОм до 100 кОм, C = 0.1 мкФ.

(5) Значения указаны для астабильной схемы со следующими значениями компонентов R_A = 1 от кОм до 100 кОм, C = 0.1 мкФ.

Металлодетектор на одной микросхеме

Диаметр катушки 70-90 мм, 250-290 витков провода в лаковой изоляции (ПЭЛ, ПЭВ…), диаметром 0,2-0,4 мм.

Вместо динамика можно использовать наушники или пьезоизлучатель.

Схема простая и предназначена рекомендована начинающим радиолюбителям. Так как схема данного металлодектора простая, поэтому и расстояние обнаружения металла тоже будет небольшое.

Видео работы этого металлодетектора

Преобразователь напряжения с 12В на 24В

Анимация игрушек

Совместно со счётчиком 4017 и 555 можно сделать «бегущий огонь» для анимации какой нибудь игрушки или сувенира. При включении питания начинает работать генератор на 555 всего несколько минут, затем выключается. При этом ток потребления падает — батареек хватит на долго. Время выставляется переменным резистором 500 кОм.

Генератор, управляемый светом

Темно- детектор с LM555 . Эта схема будет генерировать звук когда свет падает на фотодатчик Cds .

Эта схема генерирует сигнал тревоги, когда на ЛДР датчик попадает свет солнца, огня или лампы . А на 555 собран мультивибратор частотой генерации около 1 кГц при обнаружении света . Датчика при воздействии света замыкает цепь и 555 генерирует колебания около 1 кГц через открытый транзистор BC158 .

Музыкальная клавиатура

Очень простой музыкальный инструмент (клавиатуру) для воспроизведения музыки можно сделать с помощью чипа 555. Можно собрать необычный музыкальный инструмент на фото выше. В качестве клавиатуры используется графит и лист бумаги с нотами представлены как дырки в бумаге.

Такая же схема, но с обычными резисторами и кнопками.

Таймер на 10 минут

Запускается таймер кнопкой S1 после 10 мин. попеременно мигают светодиоды LED1 и LED2. Время задаётся резистором 550 кОм и конденсатором 150 мкф.

Имитатор сигнализации автомобиля

Светодиод мигает, как будто в автомобиле установлена сигнализация. Светодиод установить на видном месте. Воришка увидит, что машина под сигнализацией и обойдёт её стороной 🙂

Простой имитатор полицейской сирены

Схема собрана на макетной плате.

На двух NE555 можно сделать простой генератор полицейской сирены. Рекомендуются Вам сделать следующее параметры таймера R1=68 кОм (timer №1) настроен в режим медленной генерации и таймер с R4=10 кОм (timer №2) настроен в режиме быстрой генерации. М ожете изменять характеристики время таймера. Выходная частота изменяется посредством цепи резисторов R1, R2 и C1 для компонент timer №1 и R4, R5 и С3 для timer №2.

Похожая схема ниже с транзистором на выходе :

Звуковой генератор уровня жидкости

Вы можете использовать эту схему контроля уровня воды для сигнализации в любом месте как индикатор уровня воды, например в резервуарах , баках, бассейнах или в любом другом месте .

Это далеко не все возможности микросхемы-таймера. Посмотрите также видео работы микросхемы.

Источник