ماژول مولد پالس NE555 چیست و چگونه کار می‌کند؟

0
86
ماژول مولد پالس NE555 چیست و چگونه کار می‌کند؟

آی سی تایمر ۵۵۵ یک مدار مجتمع است که در بسیاری از مدارات تایمر، مولد پالس و اسیلاتور استفاده می‌شود. در هسته مرکزی ماژول مولد پالس NE555، آی سی تایمر ۵۵۵ قرار دارد که به عنوان یک مولتی‌ویبراتور آاستابل بسته شده و پالس‌های ۴Hz تا ۱٫۳KHz تولید می‌کند.

در هر پروژه‌ای که به تولید پالس‌های مثبت نیاز است، می‌توان از این مدار که با آی سی ۵۵۵ ساخته می‌شود، استفاده کرد. برای نشان دادن عملکرد مدار، یک LED در خروجی آی سی قرار گرفته است تا وضعیت پالس‌های خروجی قابل مشاهده باشد. در این مدار، فرکانس خروجی پالس‌ها با استفاده از یک پتانسیومتر قابل تنظیم است و مدار می‌تواند با هر ولتاژی بین ۵ تا ۱۵ ولت DC راه‌اندازی شود.

قطعات مورد نیاز

قطعات مورد نیاز برای ساخت مدار ماژول مولد پالس NE555 که شامل آی سی 555، 10 میکرو فاراد، مقاومت یک کیلو اهم، پتانسیومتر 10 کیلو اهم می‌شود.

برای این پروژه به قطعات زیر نیاز داریم:

  • یک آی سی تایمر ۵۵۵
  • یک خازن ۱۰ میکرو فاراد
  • یک مقاومت یک کیلو اهم
  • یک پتانسیومتر ۱۰ کیلو اهم

دیاگرام مدار ماژول مولد پالس NE555

دیاگرام مدار ماژول مولد پالس NE555
دیاگرام مدار ماژول

این مدار بسیار ساده است. به این صورت که با اتصال پایه های ۲ و ۶، یک مدار آاستابل خواهیم داشت. در مدار آاستابل، آی سی تایمر ۵۵۵ به‌صورت مداوم خود را تریگر می‌کند و تا زمانی که به منبع تغذیه متصل است، پالس‌های متوالی یا سیگنال PWM در خروجی تولید می‌کند.

پایه شماره ۳، پایه خروجی است. با تغییر مقدار مقاومت‌های R1، R2 و ظرفیت خازن C3، می‌توان فرکانس پالس‌های خروجی روی پایه شماره ۳ را تغییر داد.

مدار ماژول مولد پالس NE555 چگونه کار می‌کند؟

چگونگی عملکرد مدار ماژول مولد پالس NE555 همراه با فرمول‌های محاسبه زمان شارژ و دشارژ خازن، دوره تناوب، فرکانس خروجی و ضریب وظیفه
طرز کار مدار ماژول

ولتاژ کاری این مدار بین ۵ تا ۱۵ ولت DC است. همان‌طور که قبلا گفته شد، اگر با اتصال پایه‌های ۲ و ۶، آی سی ۵۵۵ در حالت آاستابل قرار گیرد، سیگنال PWM در خروجی آن تولید می‌شود.

در هر سیکل خازن C3 از طریق دو مقاومت R1 و R2 شارژ می‌شود، اما به دلیل اینکه سمت دیگر R2 به پایه ۷ متصل است، دشارژ آن تنها از طریق مقاومت R2 انجام می‌شود.

با تغییر مقادیر R1، R2 و C3، فرکانس پالس‌ خروجی یا ضریب وظیفه موج مربعی خروجی از پایه ۳ تغییر می‌کند.

با تغییر مقدار مقاومت R2 می‌توانیم مدت زمان “صفر” بودن سیگنال خروجی را تغییر دهیم. در این ساختار، مدت زمان “یک” بودن به مقدار R1، مقدار مقاومت سمت چپ پتانسیومتر و خازن C3 وابسته است، در حالی‌که زمان “صفر” بودن به خازن C3 و مقدار مقاومت سمت راست پتانسیومتر وابسته می‌باشد.

محاسبه فرکانس و ضریب وظیفه موج خروجی بر روی کاغذ

حال بیایید فرکانس و ضریب وظیفه موج خروجی را محاسبه کنیم.

در  این ساختار، مقادیر مقاومت ها و خازن به صورت C=10uF و R1=1KΩ، R2=10KΩ است. سایت‌های بسیاری مانند سایت ohmslawcalculator وجود دارد که این محاسبات را به‌صورت آنلاین انجام می‌دهند.

اما ابتدا بیایید مدت زمان t1 یا زمان شارژ خازن را که برابر ۰٫۶۹۳× (R1 + R2 ) C3 است، محاسبه کنیم. با قرار دادن مقادیر، به زمان ۷۶٫۲۳ میلی‌ثانیه می‌رسیم.

حال برای t2 یا زمان تخلیه خازن (صفر بودن خروجی)، باید ۰٫۶۹۳ را در مقادیر R2 و C3 ضرب کنیم که ۶۹٫۳ میلی‌ثانیه را به ما می‌دهد. سپس، دوره تناوب T از جمع t1 و t2 به دست می‌آید که معادل ۱۴۵٫۵۳ میلی‌ثانیه می‌شود. در نتیجه، فرکانس خروجی (f)، ۶٫۸۷۱ هرتز خواهد بود که ضریب وظیفه ۵۲٫۳۸% را به ما می‌دهد.

برای کنترل بیشتر روی شارژ و دشارژ خازن، مقدار مقاومت R2 را بزرگتر از مقاومت R1 انتخاب کنید. برای مثال اگر مقدار مقاومت R2 برابر ۱۰۰ کیلواهم و مقدار R1 برابر ۱ کیلواهم انتخاب شود، روی مقاومت‌های شارژ و دشارژ، بیش از ۹۹% کنترل خواهید داشت.

حداکثر جریان خروجی این آی سی، ۲۰۰ میلی آمپر است. از این رو برای راه‌اندازی بار با جریان بیشتر تا ۱ آمپر باید از ترانزیستوری مانند BD135 استفاده کنیم. برای راه‌اندازی بار با جریان بیش از ۱ آمپر، می‌توانید از ترانزیستورهای با جریان بالا مانند TIP31، ۲N3055 و… با هیت سینک مناسب استفاده کنید. TIP122 بدون هیت سینک فقط تا ۱٫۵ آمپر جریان می‌دهد، در حالی‌که با وجود هیت سینک مناسب می‌تواند تا ۵ آمپر هم جریان دهد. ترانزیستور IRLB8743 برای جریان‌هایی تا حدود ۲۰ آمپر بدون هیت سینک مناسب است.

برد ماژول مولد پالس NE555

بزرگنمایی مدار برد ماژول مولد پالس 555

شکل نهایی برد به صورت زیر خواهد بود. فایل gerber را نیز می‌توانید دانلود کنید.

شکل نهایی برد ماژول

لحیم کاری

بیایید با لحیم‌کاری پایه آی سی روی برد شروع کنیم. پس از آن، پتانسیومتر، مقاومت R1 و خازن C3 را لحیم خواهیم کرد. سپس، آی سی ۵۵۵ را روی پایه آی سی قرار می‌دهیم.

لحیم‌کاری پایه آی سی تایمر 555 بر روی برد
نتیجه نهایی لحیم‌کاری برد ماژول مولد پالس

در نهایت، سه پایه هدر نری را روی برد مونتاژ می‌کنیم.

تست ماژول

اکنون ماژول مولد پالس NE555 آماده است! برای تست آن به خروجی ماژول، یک LED متصل کرده‌ایم که نور آن با تغییر پتانسیومتر، تغییر می‌کند.

ظاهر نهایی برد ماژول و تست آن با led

کاربردهای ماژول

برخی از کاربردهای این ماژول عبارت‌اند از:

  • کنترل سرعت موتورهای DC
  • به عنوان مولد موج مربعی
  • مولد پالس قابل تنظیم برای میکروکنترلر
  • درایو استپ موتور
  • کاربردهای مخابراتی و کدگذاری
  • تولید پالس قابل تنظیم برای کنترل سایر مدارهاچ

در این مقاله با ساخت مدار ماژول مولد پالس NE555، با نحوه عملکرد آی سی ۵۵۵ آشنا شدید. حتما سوالات و نظرات خود را با ما در میان بگذارید. به علاوه، اگر شما هم مانند نویسندگان دیگر سایت، به نوشتن در حوزه الکترونیک علاقه دارید، می‌توانید عضوی از سایت ما باشید و مقالاتتان را با نام خود منتشر کنید.

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید