آی سی تایمر 555 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 555 قرار دارد که به عنوان یک مولتی‌ویبراتور آاستابل بسته شده و پالس‌های 4Hz تا 1.3KHz تولید می‌کند.
در هر پروژه‌ای که به تولید پالس‌های مثبت نیاز است، می‌توان از این مدار که با آی سی 555 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 5 تا 15 ولت DC راه‌اندازی شود.
قطعات مورد نیاز
برای این پروژه به قطعات زیر نیاز داریم:
- یک آی سی تایمر 555
- یک خازن 10 میکرو فاراد
- یک مقاومت یک کیلو اهم
- یک پتانسیومتر 10 کیلو اهم
دیاگرام مدار ماژول مولد پالس NE555
این مدار بسیار ساده است. به این صورت که با اتصال پایه های 2 و 6، یک مدار آاستابل خواهیم داشت. در مدار آاستابل، آی سی تایمر 555 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 3، پایه خروجی است. با تغییر مقدار مقاومت‌های R1، R2 و ظرفیت خازن C3، می‌توان فرکانس پالس‌های خروجی روی پایه شماره 3 را تغییر داد.
مدار ماژول مولد پالس NE555 چگونه کار می‌کند؟
ولتاژ کاری این مدار بین 5 تا 15 ولت DC است. همان‌طور که قبلا گفته شد، اگر با اتصال پایه‌های 2 و 6، آی سی 555 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 7 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 3 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.
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 0.693× (R1 + R2 ) C3 است، محاسبه کنیم. با قرار دادن مقادیر، به زمان 76.23 میلی‌ثانیه می‌رسیم.
حال برای t2 یا زمان تخلیه خازن (صفر بودن خروجی)، باید 0.693 را در مقادیر R2 و C3 ضرب کنیم که 69.3 میلی‌ثانیه را به ما می‌دهد. سپس، دوره تناوب T از جمع t1 و t2 به دست می‌آید که معادل 145.53 میلی‌ثانیه می‌شود. در نتیجه، فرکانس خروجی (f)، 6.871 هرتز خواهد بود که ضریب وظیفه 52.38% 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 100 کیلواهم و مقدار R1 برابر 1 کیلواهم انتخاب شود، روی مقاومت‌های شارژ و دشارژ، بیش از 99% کنترل خواهید داشت.
حداکثر جریان خروجی این آی سی، 200 میلی آمپر است. از این رو برای راه‌اندازی بار با جریان بیشتر تا 1 آمپر باید از ترانزیستوری مانند BD135 استفاده کنیم. برای راه‌اندازی بار با جریان بیش از 1 آمپر، می‌توانید از ترانزیستورهای با جریان بالا مانند TIP31، 2N3055 و… با هیت سینک مناسب استفاده کنید. TIP122 بدون هیت سینک فقط تا 1.5 آمپر جریان می‌دهد، در حالی‌که با وجود هیت سینک مناسب می‌تواند تا 5 آمپر هم جریان دهد. ترانزیستور IRLB8743 برای جریان‌هایی تا حدود 20 آمپر بدون هیت سینک مناسب است.
برد ماژول مولد پالس NE555
شکل نهایی برد به صورت زیر خواهد بود. فایل gerber را نیز می‌توانید دانلود کنید.
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 555 را روی پایه آی سی قرار می‌دهیم.
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.
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 555 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.
