3- مبدأ عمل المؤقت 555 :
الشكل يبين مخطط صندوقى 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 فى الشكل .
هذه المقاومات تعمل كمقسم جهد بثلاثة درجات بين جهد المنبع (VCC) والأرضى .
نتيجة لذلك يكون جهد الطرف العلوى للمقاومة السفلية ( المتصل بطرف الدخل الموجب + للمقارن 2 ) 1⁄3VCC بينما يكون جهد الطرف العلوى للمقاومة الوسطى ( المتصل بالدخل السالب - للمقارن 1) 2⁄3VCC .
خرج أى مقارن (مرتفع أم منخفض) يعتمد على الجهد التماثلى الواصلة الى دخليه .
إذا كان الدخل الموجب أكثر إيجابية من دخله السالب فإن مستوى خرجه المنطقى يكون مرتفعا.
والعكس إذا كان الدخل الموجب أقل من الدخل السالب فإن مستوى خرجه المنطقى يكون منخفضا .
يتم توصيل خرجى المقارنين إلى مدخلى القلاب (الفليب فلوب ) SR flipflop ويسميان مدخل الوضع set ومدخل التحرير reset .
حسب حالة المدخلين يكون خرج الفليب فلوب .
-
3- التعرف على وظائف اطراف المؤقت 555:
· الطرف 1: الارضى ground
· الطرف 2 : البدء(القدح – الاشعال ) trigger: الدخل إلى ألمقارن 2 والذى يستخدم فى عمل set للفليب فلوب عندما يعبر جهد الطرف 2 من أكبر من إلى إقل 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) أوكمصدر (إعطاء) حوالى 200 mA . مستوى جهد الخرج يعتمد على تيار الخرج ولكنه تقريبا
· الطرف 4 : التصفير : reset : يقوم بعمل rest أى يكون فعال عندما يكون منخفض
Active-low والذى يجبر الخرج (معكوس Q) أن يكون مرتفعا وبالتالى يكون الطرف 3 (الخرج) منخفضا .
· الطرف 5 : جهد التحكم : control : يستخدم فى تخطى المستوى 2⁄3VCC عند الحاجة ولكنه غالبا ما يتم توصيله بالارضى خلال مكثف إمرار 0.01-μF ( للتخلص من التداخلات الناتجة عن مصدر التغذية VCC . توصيل جهد خارجى إلى هذا الطرف يعطى تحكم بوضع مستوى آخر للبدء.
· الطرف 6 : العتبة أو الحد threshold : وهو الدخل إلى المقارن العلوى والذى يستخدم فى تحرير reset الفليب فلوب . عندما يعبر جهد الطرف 6 من أقل من ألى اكبر من 2⁄3VCC يتحول خرج المقارن العلوى إلى الحالة المرتفعة ويقوم بعمل reset للفليب فلوب .
· الطرف 7: التفريغ discharge: متصل بالمجمع المفتوح للترانزستور NPN والذى يستخدم فى عمل دائرة قصر لتوصيل الطرف 7 بالأرضى عندما يكون معكوس Q مرتفع (والطرف 3 منخفض) ويؤدى ذلك إلى تفريغ المكثف .
· الطرف 8 : جهد التغذية الموجب VCC : يكون بين 4.5 و 16 V للمؤقت 555 المكون من دوائر TTL وقد يصل الى اقل من 1 V فى النوع CMOS . - ثانيا : انظمة العمل للمؤقت 555
1- نظام العمل كمذبذب عديم الاستقرار astable :
· عند توصيل التغذية إلى الدائرة يكون المكثف غير مشحون .tlow = 0.693 R2C
· هذا يعنى أن جهد الطرف 2 يكون 0V فيجبر خرج المقارن 2 على أن يكون فى مستوى جهد مرتفع .
· وهذا بدوره يقوم بعمل set للفليب فلوب بحيث يكون الخرج المعكوس( رمزه Q وفوقها شرطة) منخفض ويكون خرج المؤقت 555 مرتفع نتيجة لوجود مكبر الخرج العاكس .
· وأيضا ونتيجة لوجود الخرج العاكس منخفضا يكون ترانزستور التفريغ فى 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 ألى 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 ألى 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 بالأرضى ليتم تفريف 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 موجى 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 التى يكون فيها جهد الخرج منخفض (حوالى 0.1V ) تعتمد على قيمة حاصل الضرب R1C ( يعرف بالثابت الزمنى لدائرة التفريغ ) وقيمة مستوى 1⁄3VCC و مستوى 2⁄3VCC .
· والفترة الزمنية التى يكون فيها جهد الخرج مرتفعا ( حوالى VCC − 1.5 V ) تعتمد على الثابت الزمنى لدائرة الشحن (R1 + R2)C وأيضا على قيمة كل من المستويان 1⁄3VCCو2⁄3VC .
· العلاقات العملية الآتية تعبر عن النتائج :
thigh = 0.693(R1+R2)C
دورة الخدمة : duty cycle :
وهى تعبر عن الجزء من الوقت الذى 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 الدورى) ويساوى مجموع زمن الجهد المنخفض وزمن الجهد المرتفع .
تردد الشكل الموجى فى الخرج : frequency يعطى بالعلاقة :f = 1 / T
· وللعمل السليم والموثوق فيه يجب أن تكون المقاومات فى الحدود بين 10 kΩ و
10 MΩ ومطثف التوقيت بين 100 pF و 1000 μF .
مثال :
· الشكل يبين تغير التردد مع قيم المكونات
-
-
تطبيقات عملية :
التطبيق الاول :
دائرة توليد نبضات نتيجة لقطع مسار شعاع ضوئى بواسطة جسم بإستخدام مصدر ضوئىومقاومة ضوئية LDR :
الدائرة الكهربية :
كما فى الشكل :
عناصر الدائرة :
U1 : دائرة متكاملة للمؤقت 555 .
U2 : دائرة متكاملة طراز 7404 تحتوى على ستة عواكس .
LDR1 : مقاومة قيمتها تعتمد على الضوء الساقط عليها .
R1 : مقاومة متغيرة 1K تساعد فى معايرة حساسية المقاومة الضوئية ومن ثم عمل الدائرة.
R2 : مقاومة كربونية 12K .
R3 : مقاومة كربونية 8.2K .
R4 : مقاومة كربونية 1M .
C1 : مكثف بوليستر سعته 0.22UF ( او 220NF ) .
C2 : مكثف بوليستر او كيميائى سعته 0.47 UF (470 NF ) وجهده 10V .
نظرية العمل :
1- فى الوضع الطبيعى (العادى) فإن الشعاع الضوئى الساقط من المصدر الضوئى يسقط على المقاومة الضوئية LDR1 فتصبح مقاومتها مساوية 100 أوم تقريبا (عند المحاكاة يراعى ذلك ) وبالتالى فان دخل العاكس A يكون منخفضا ومن ثم يصبح خرجه مرتفعا فيشحن المكثف C1ويكون خرج المؤقة 555 منخفضا .
2- بمجرد إنقطاع الشعاع الضوئى الساقط من المصدر الضوئى على المقاومة الضوئية LDR1 تزداد قيمتها لتصبح 1 ميجا اوم ) عند المحاكاة يراعى ذلك ) وبالتالى دخل البوابة العاكسة A يكون مرتفعا وخرجها منخفضا وتعمل الدائرة المكونة من R2 و R3 و C1 كدائرة تفاضلية تنتج نبضة تعتمد على زمن قطع الجسم للشعاع تعمل على بدء تشغيل المؤقت 555 الذى يعمل فى نظام مذبذب متعدد احادى الاستقرار فيعطى فى خرجه (الطرف 3) نبضة مرتفعة ويكون زمن النبضة :
T = 1.1 R4 C2 = 0.55 SEC.
-
التطبيق الثانى :
دائرة إكتشف الحركة Motion Detector :
الدائرة الكهربية :
المكونات :
تنفيذ الدائرة على لوحة التجارب (البريد بورد)
-
التطبيق الثالث :
دائرة مشروع عد الصناديق المارة على سير بحد اقصى 99 وقبل للتوسعة والاستخدماتالمتعددة :
نظرية العمل
1- فى الوضع الطبيعى فإن الشعاع الضوئى الساقط من المصدر الضوئى يسقط على المقاومة الضوئية LDR فتصبح مقاومتها 100 ohm تقريبا وبالتالى يكون دخل العاكس A منخفضا ومن ثم يصبح خرج العاكس عاليا ليشحن المكثف C1 ويكون خرج المؤقت 555 منخفضا (الرجل 3) وبالتالى يصبح خرج العاكس B عاليا .
2- بمجرد مرور الصندوق على السير ينقطع مسار الشعاع الضوئى الساقط على LDR فتزداد مقاومته لتصبح 1Mohm ويصبح دخل العاكس A عاليا وبالتالى يصبح خرجه منخفضا وينتج عن هذا التغير نبضة يتم تشكيلها بدائرة التفاضل C1 و R3 .
ويعتمد زمن النبضة على زمن قطع الصندوق لمسار الشعاع الضوئى .
3- تخرج نبضة عالية من المخرج 3 للمؤقت 555 والذى يعمل كمذبذب احادى الاستقرار (أى يعطى نبضة واحدة) وزمن هذه النبضة يساوى:
T = 1.1 R4 C24- يقوم العاكس B بعكس هذه النبضة لتصبح نبضة منخفضة .
T = 0.55 sec
5- تصل هذه النبضة لمدخل النبضات (الرجل 14) للعداد الاول فيصبح العدد الثنائى الخارج من العداد 1 ويظهر على شاشة العرض الرقمية الأولى (آحاد أو اليمين ) فى حين يظهر على شاشة العرض الرقمية الثانية (أو اليسرى أو المئات) 0 وهذا يكافىء العدد العشرى 01 .
6- كلما إنقطع مسار الشعاع الضوئى نتيجة لمرور أحد الصناديق إزداد العدد المعروض على الوحدتين الرقميتين بمقدار 1 علما بأن أقصى عدد يظهر على وحدات العرض الرقمية هو 99 .
7- يمكن تحرير الدائرة فى أى لحظة وذلك لتصفير وحدتى العرض الرقميتين بواسطة المفتاح الضاغط S1 فعند الضغط عليه تصبح مداخل التحرير عالية فيصبح خرج العدادين أصفار ويكون العدد المعروض 00 .
ملاحظة :
الجدير بالذكر أنه يمكن تنفيذ دائرة لعد الصناديق المارة عل سير بحد اقصى 9999 بعمل إمتداد أو توسعة أو تكرار للعدادات كما يمكن تطبيق هذه الدائرة على تطبيقات كثيرة مماثلة مع الأخذ فى الاعتبار نوع حساس الدخل .
-
التطبيق الرابع
مؤقت تشغيل on لفترة باستخدام المؤقت 555
و يسمى تأخير الفصل off delay :
الوظيفة :
الدائرة تقوم بتشغيل الليد لفترة زمنية محددة يمكن التحكم فيها .
الدائرة الكهربية :
المكونات :
Components
SW1 = Toggle Switch
Switch = (PTM)
R1 = 470 ohm
R2 = 33k ohm
R3 = 1k ohm
VR1 = 100k ohm
C1 = 2200mF
IC1 = 555 Timer
LED = 5mm Standard LED
طريقة العمل :
تسمى هذه الدائرة للمؤقت 555 بأحادى الاتزان Monostable .
وهذا يعنى أنه عند إطلاق أو إشعال أو بدء أو قدح triggered المؤقت فإن طرف الخرج 3 سوف يصبح مرتفعا (9V) لفترة زمنية محددة وبالتالى يضىء الليد فى هذه الفترة .
طريقة بدء الدائرة :
أعتبر أن الطرف 2 والزز الضاغط مفتوح .
الجهد على الطرف 2 يكون 9V .
عند الضغط على الزر الضاغط وغلقه يصبح جهد الطرف 2 بجهد 0V وإذا ماتحرر الزر يعود الجهد مرة اخرى إلى 9V اى بمعنى آخر تتولد نبضة سالبة على الطرف 2 .
النبضة السالبة على الطرف 2 تسبب إشعال أو بدء المؤقت ويصبح جهد طرف الخرج 3 مرتفع لفترة يمكن التحكم فيها وضبطها عن طريق كل من VR1 و C1 .
الفترة الزمنية للجهد المرتفع تحسب من العلاقة :T =1.1 x VR1 x C1 seconds
فى هذه الحالة إذا أخذنا VR1 بالقيمة العظمى لها أى 100k ohm والمكثف بالقيمة 2200mFفإن إكبر زمن يكونT = 1.1 x 100,000 x 0.002200 seconds = 242 seconds
وهو زمن إضاءة الليد .
يمكن تقليل الزمن إما بتقليل VR1أو بتقليل C1 .
لاحظ أنه تم إهمال R3 فى الحسابات لأن قيمتها صغيرة نسبيا . -
عداد تصاعدى / تنازلى
الوظيفة :
· هذه الدائرة يمكن أن تستخدم فى تتبع عدد الاشخاص فى الحجرة (عدد السيارات فى الجراج... ).
· الحساس رقم 1 يسجل الشخص الداخل إلى الغرفة ويؤدى إلى إزدياد الرقم الظاهر للبيان .
· الحساس رقم 2 يسجل الشخص المغادر للحجرة ويؤدى إلى إنقاص الرقم الظاهر للبيان .
الدائرة الكهربية :
المكونات :Components
SW1 = Switch (Toggle) R1 = 10k ohm
R2 = 10k ohm R3 = 56k ohm
R4 = 10k ohm R5 = R13 = LDR
R6 = 2200 ohm R7 = 2200ohm
R8 = R9 = 10k ohm R10 = 10k ohm
R11 = 4700 ohm R12 = 56k ohm
R14 = 4700 ohm R15 = 10k ohm
C1 = 470mF C2 = 10mF
C3 = 2.2mF C4 = 10mF
C5 = 2.2mF IC 40110 Counter (Maplin)
IC = 555 Timer Resistor Block = 1k ohms
Reset Switch = (PTM) Dual LED display (Package 86)
Transistor = BC108.
نظرية العمل :T =1.1*R3*C2 =1.1 x 47000 x 0.000010 = 0.5secs approx.
· من أهم الأشياء عندما نتعامل مع الدوائر المتكاملة للعدادات هى أن تكون نبضات الدخل "نظيفة".
· على سبيل المثال إذا حاولنا إستخدام مفتاح لإنتاج إشارة تحدث حالة أو ظاهرة تعرف ب" ارتدادات المفاتيح" والتى تسبب فى إدخال نبضات غير مرغوب فيها إلى الدائرة .
· حتى لو استخدمت ترانزستور كمفتاح الكترونى لن يكون مرضى بما فيه الكفاية .
· لذلك فإن النظام المستخدم فى مثل هذه الحالة هو إنتاج نبضة باستخدام دائرة مذبذب أحادى الاتزان
عمل دائرة المذبذب الاحادى الاتزان :
· عند وصول نبضة سالبة إلى الطرف 2 للمؤقت 555 يصبح جهد طرف الخرج 3 مرتفع (9V) لفترة زمنية محددة ثم يعود إلى الجهد المنخفض (0V) .
· إى الشكل الموجى يبدأ من 0V ويرتفع إلى 9V (لفترة محددة) ثم يعود إلى 0V ليشكل نبضة ذات شكل موجى مربع ومناسبة لعمل العداد .
الدائرة الفرعية 1 (العد التنازلى ) :
· المقاومة الضوئية LDR (R5) والمقاومة R11 يشكلان دائرة تقسيم جهد .
· فى حالة الإظلام فإن مقاومة المقاومة الضوئية تكون مرتفعة جدا بالنسبة للمقاومة R11 ومن ثم يكون عليها هبوط فى الجهد كبير ويكون جهد نقطة الاتصال بين LDR و R11 منخفض جدا (أقل من 0.6V ) وهذه الوصلة متصلت بقاعدة الترانزستور فتعمل على عدم توصيله فلا يمر تيار به ويكون الطرف السفلى للمقاومة R10 (المتصلة بمجمع الترانزستور) عند جهد 9V.
· يتصل بالوصلة أيضا مكثف (طرفه السالب ) . بينما طرفه الموجب متصل بالمقاومة R9 المتصلة بالطرف 2 للدائرة المتكاملة IC1 .
· IC1 موصله فى نظام المذبذب أحادى الاتزان.
· بالعودة إلى الترانزستور : المجمع عند جهد 9V والترانزستور لا يمرر تيار ومن ثم لا يتم شحن المكثف .
· الجهد على الطرف الموجب للمكثف أيضا 9Vأى أن طرفيه الموجب والسالب عند 9V .
· كما يتواجد الجهد 9V عند الطرف 2 للدائرة المتكاملة IC1.
· أعتبر الآن ان الضوء سطع على المقاومة الضوئية فتهبط مقاومتها ويقل فرق الجهد عليها ويزداد جهد الوصلة بينها وبين R11 .
· إذا وصل هذا الجهد إلى أكبر من 0.6V يؤدى إلى توصيل الترانزستور ومن ثم هبوط جهد المجمع فورا إلى 0Vأى أن الطرف السالب للمكثف يكون هو أيضا عند 0V .
· فى هذه اللحظة يكون المكثف غير مشحون ومن ثم يكون طرفه الموجب أيضا عند الجهد 0V ونتيجة توصيله بالطرف 2 فإن الطرف 2 هو أيضا يكون عند الجهد 0V.
· الآن يبدأ المكثف بالشحن حيث يمر التيار من طرف الجهد الموجب خلال المقاومة R9 والمكثف والترانزستور .
· ويزداد جهد الطرف الموجب للمكثف حتى يصل الى 9V ويكون جهد الطرف 2 أيضا 9V .
· جهد الطرف 2 أبتدأ بجهد 9V وهبط الى 0V ثم أرتفع مرة أخرى إلى 9Vوهذا يشكل نبضة سالبة .
وجود هذه النبضة السالبة هلى البطرف 2 للمذبذب أحادى الاتزان يجعل جهد طرف الخرج 3 مرتفع لفترة من الزمن والتى يمكن حسابها من العلاقة :
· وهكذا فعند سطوع الضوء على المقاومة الضوئية تتولد نبضة سالبة تعمل على إشعال دائرة المؤقت 555فتعطى خرج على هيئة نبضة بشكل موجى مربع وتدوم لفترة 0.5 sec .
· هذه النبضة تصل إلى الطرف 7 للعداد IC3وهو طرف العد التنازلى .
· ولذا فان هذه النبضة تعمل على إنقاص العدد المبين .
· المقاومة الضوئية R13 (LDR) مع المقاومة R14 والترانزستور والمقاومات R15, R8 والمكثف C3 هى العناصر المناظرة فى الدائرة الثانية ولكن الاختلاف فى أن خرج المؤقت يوصل الى الطرف 9للدائرة المتكاملة 40110 .
· فى هذه الحالة عند سطوع الضوء على المقاومة الضوئية تصل نبضة موجبة الى الطرف 9 للعداد IC3 وهذ الطرف هو طرف طرف العد التصاعدى ولذلك يزداد العدد المبين .
· العداد IC3 هو عداد الآحاد وبعد العد إلى 9 يخرج عداد الآحاد نبضة من الطرف 11 الى الطرف 7 لعداد العشرات IC4 . -
عداد نبضات منفردة
الوظيفة :
يزداد العدد الظاهر على السفن سيجمنت بواحد عند توليد نبضة نتيجة ضغطة ثم تحرير (او قفل ثم فتح ) للزر الضاغط (او اى حساس يقوم بنفس الفعل ) .
الدائرة الكهربية :
المكونات :
Components
SW1 = Toggle Switch Switch = (PTM*2)
R1 = 10k ohm R2 = 10k ohm
R3 = 10k ohm R4 = 10k ohm
R5 = 470 ohm R6 = 2200 ohm
R7 = 33k ohm R8 = 10k ohm
C1 = 470mF C2 = 100mF
IC1 = 555 Timer IC2 = 4026 Counter
IC3 = 4026 Counter 7 – Segment Display
LED 5mm
طريفة العمل :
· لعمل العداد : يجب توصيل نبضات بشكل موجى مربع الى الى الدائرة المتكاملة (العداد)4026 .
· نحصل على هذه النبضات من المؤقت 555 كمذبذب احادى الاتزان .
· هذا يعنى انه عندما تصل نبضة سالبة الى الطرف 2 للمؤقت 555 فان طرف الخرج 3 يصبح مرتفعا (9V) لمدة محددة ( تعتمد على قيمة كل من R6 و C2 ) ثم يعود الى 0V . ومن ثم يتم انتاج نبضة بشكل موجى مربع .
· زمن وجود النبضة يسحب من العلاقة
T = 1.1 x R6 x C2 = 1.1 x 2200 x 0.000100 = 0.2 sec
طريقة البدء او القدح او الاشعال Triggering:
· للعمل السليم للدائرة يجب وصول نبضة سالبة سريعة الى الطرف 2 للمؤقت 555 .
· اهتبر المفتاح مفتوح فلا يمر تيار بالمقاومة R7 ومن ثم لا يوجد هبوط فى الجهد عليها .
· لذلك يكون جهد الطرف السفلى للمقاومة هو 9V وهو متصل بالطرف 2 .
· عند غلق المفتاح فان الطرف السفلى للمقاومة R7 يوصل فى الحال الى 0V ومن ثم يكون جهد الطرف 20V .
· عند تحرير المفتاح اى فتحه مرة اخرى يعود وفورا جهد الطرف 2 الى الجهد 9V .
· اذا جهد الطرف 2 كان 9V ثم هبط الى 0V ثم عاد الى 9V اى تم توصيل نبضة سالبة الى الطرف 2 .
· بوصول النبضة السالبة الى الطرف 2 يصبح جهد الخرج على الطرف 3 مرتفع (9V) لفترة زمنية 0.2 sec ثم يعود الى 0V فى انتظار اشعال اخر .
ملحوظة :
· عند توصيل نبضة الى دائرة متكاملة لعداد فانه من غير المستحب فعل ذلك باستخدام مفتاح ومقاومة كطريقة بسيطة .
· والسبب انه عند غلق وفتح المفاتيح فانها تعانى من مشكلة او ظاهرة تعرف ب"ارتداد المفاتيح".
· نتيجة ذلك انتاج او ظهور نبضات اضافية (غير حقيقية) تؤثر على عمل دائرة العداد .
· بينما باستخدام دائرة المذبذب الاحادى عند الضغط على الزر ينتج فى خرجها نبضة واحدة "نظيفة".
· هذه النبضة تصل الى الطرف 1 (طرف الدخل) للدائرة المتكاملة IC3 (العداد) .
· والخرج يتم توصيله خلال وصلات متعددة الى السفن سيجمنت والتى سوف تسجل الرقم 1 .
· عندما يتم الضغط على المفتاح مرة ثانية فان الرقم 2 يظهر على السفن سيجمنت وهكذا .
· هذا العجداد خاص بقيم او خانة الآحاد .
· عند الوصول الى الرقم 9 فان النبضة التالية ترسل الى الدائرة المتكاملة IC2 والتى سوف تسجل الرقم 1 بينما العداد IC3 يتم تصفيره reset اى يكون 0 ومن ثم تظهر القيمة 10 على شاشات السفن سيجمنت .
· اى ان العداد سوف يقوم بالعد من 0 الى 99 .
ملحوظة :
عند غلق وفتح المفاتيح تنتج اشارات "تداخل او ضوضاء" غير مرغوب فيها ( كما يمكن ان تنتج الدوائر المتكاملة ضوضاء ) .
لذلك وضع المكثف الكبير C1 عبر الدائرة للتخلص(ترشيح ) من هذه الاشارات الغير مرغوب فيها . -
إشارات المرور
الوظيفة :
التحكم فى اضاءة واطفاء ليدات حمراء و صفراء وخضراء بتتابع مماثللأشارات المرور .
الدائرة الكهربية
المكونات :
Components
SW1 = Toggle switch R1 = 470 ohm
R2 = 470 ohm R3 = 1k ohm
R4 = 470 ohm R5 = 470 ohm
R6 = 10k ohm VR1 = 220k ohm
FmF C2 = 100mC1 = 470
IC1 = Decade Counter (4017B) IC2 = 555 Timer
5mm Standard LED ULN2004 = Darlington array
طريقة العمل :
• النبضات الازمة لعملية التتابع نحصل عليهامن المؤقت 555 الذى يعمل كمذبذب حر .
• يمكن حساب تردد المذبذب (كما سبق) منالعلاقة
F = 1.4 / (2VR1 + R3) * C2 Hz
• يعتمد التردد على قيم كلمن R3 و VR1 و C2 .
• عند اقصى قيمة للمقاومة المتغيرة VR1 يكون التردد :
F =0.03 Hz
• ويكون الزمن الدورى فى هذه الحالة :
T = 1 / F sec.
T = 33.3 sec.
• ويمكن التحكم فيهعن طريق VR1 .
• خرج المذبذب (الطرف 3فى المؤقت 555 ) يتم توصيله الى طرفالدخل 14 للعداد العشرى .
• عند وصول النبضة الاولى الى العداد يصبح الطرف 3للعداد مرتفع (9V) ثم يعود الى الانخفاض(0V) مرة ثانية .
• توصل هذه النبضةمن الطرف 3 للعداد الى دخل الطرف 1 للدائرة المتكاملة ULN2004 والخرج المناظر له منالطرف 16 سوف يهبط الى 0V .
• وهذا يعنى ان الليد الاحمر والمتصل طرفهالعلوى (الانود) بالجهد الموجب (9V) والسفلى خلال المقاومة R1 بالطرف 16 سوف يضىء .
• عند وصول النبضة الثانية الى العداد يصبح الطرف 2 للعداد مرتفع (9V) ثميعود الى الانخفاض(0V) مرة ثانية .
• توصل هذه النبضة من الطرف 2 للعداد الىدخل الاطراف 3و 2 للدائرة المتكاملة ULN2004 والخرج المناظر لهما من الاطراف 14 و 15 سوف يهبط الى 0V .
• والنتيجة اضاءة الليد الاحمر والليد الاصفر .
• عند وصول النبضة الثالثة الى العداد يصبح الطرف 4 للعداد مرتفع (9V) ثميعود الى الانخفاض(0V) مرة ثانية .
• توصل هذه النبضة من الطرف 4 للعداد الىدخل الطرف 6 للدائرة المتكاملة ULN2004 والخرج المناظر له من الطرف 11 سوف يهبط الى 0V ..
• النتيجة اضاءة الليد الاخضر.
• عند وصول النبضة الرابعة الىالعداد يصبح الطرف 7 للعداد مرتفع (9V) ثم يعود الى الانخفاض(0V) مرة ثانية .
• توصل هذه النبضة من الطرف 7 للعداد الى دخل الطرف 4 للدائرة المتكاملة ULN2004 والخرج المناظر له من الطرف 9 سوف يهبط الى 0V ..
• النتيجة اضاءةالليد الاصفر .
• عند وصول النبضة الخامسة الى العداد يصبح الطرف 10 للعدادمرتفع (9V) ثم يعود الى الانخفاض(0V) مرة ثانية .
• لكن توصل هذه النبضة الىالطرف 15 للعداد نفسه لكى يتم تصفيره reset .
• وتبدا الدورة من جديد .
ملحوظة :
• في ظروف معينة تميل الدوائرالمتكاملة خلق "ضجيج" أي اشارات غامضة.
• وجود هذه الاشارات غير مرغوب فيهايمكن أن يؤثر سلبا على عما الدائرة .
• لهذا السبب يوضع بالدائرة مكثف يسمىمكثف " فصل الارتباط "وهو المكثف C1 لتصفية او ترشيح اوالتخلص من هذه الاشارات غير المرغوب فيها حتى لا تؤئر على الدوائر الاخرى من خلالخط التغذية المشترك بينها
تفاصيل الدائرة المتكاملة للمؤقت 555 (التركيب – أنظمة العمل – تطبيقات )
أولا : مقدمة
1- الوصف العام :
المؤقت 555 هو جهاز على درجة عالية من الاستقرار ويستخدم فى توليد فترات (أزمنة) تأخيرtime delay دقيقة أو ذبذبات oscillation.
المؤقت 555 مزود بأطراف إضافية للبدء(الاشعال – القدح) triggering وللتصفير(التحرير)resettingتستخدم عند الحاجة .
عند العمل بنظام "التأخير الزمنى" (يسمى مذبذب متعدد أحادى الاستقرار
monostable) يتم التحكم وبدقة فقط عن طريق دائرة مقاومة ومكثف خارجية .
عند العمل بنظام "المذبذب" ( يسمى مذبذب متعدد عديم الأستقرار astable ) يتم التحكم فى التردد ودورة الخدمة بدقة عن طريق دائرة خارجية مكونة من مقاومتين ومكثف .
يمكن للدائرة البدء أو التحرير نتيجة الأشكال الموجية 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 .
· فى نظام العمل كمؤقت ( والمعروف بالنظام أحادى الأستقرار monostable ) يعمل المؤقت 555 ببساطة كمؤقت يقوم بتوليد نبضىة أو ما يعرف بإسم " طلقة واحدة ". one-shot .
· عند توصيل نبضة بدء (قدح – إشعال) trigger إلى طرف البدء فإن خرج المؤقت يتحول من مستوى الجهد المنخفض إلى مستوى الجهد المرتفع ولفترة زمنية يتم تحديدها بدائرة RC خارجية .
· قى نظام العمل كمذبذب ( والمعروف باسم النظام عديم الاستقرار astable أو الحر ) يعمل المؤقت 555 كمولد نبضات مستطيلة حيث يمكن التحكم فى الشكل الموجى الناتج ( فترة زمنية منخفضة أو فترة زمنية مرتفعة أو التردد ..) عن طريق دوائر شحن وتفريغ RC خارجية .
· المؤقت 555 سهل الإستخدام ( يحتاج إلى قليل من المكونات والحسابات ) ورخيص ويمكن إستخدامه فى الكثير من التطبيقات المذهلة . على سبيل المثال : توليد نبضات الساعة الرقمية digital clock و دوائر الفلاشر flasher ودوائر السراين sirens ( الانذار) ودوائر التوقيت one-shot timer ودوائر تشغيل المفاتيح الخالية من الارتدادات (القفزات) bounce-free وتوليد الاشكال الموجية المختلفة مثل الشكل الموجى المثلث triangular وفى مقسمات التردد ...الخ .
· فى نظام العمل كمؤقت ( والمعروف بالنظام أحادى الأستقرار monostable ) يعمل المؤقت 555 ببساطة كمؤقت يقوم بتوليد نبضىة أو ما يعرف بإسم " طلقة واحدة ". one-shot .
· عند توصيل نبضة بدء (قدح – إشعال) trigger إلى طرف البدء فإن خرج المؤقت يتحول من مستوى الجهد المنخفض إلى مستوى الجهد المرتفع ولفترة زمنية يتم تحديدها بدائرة RC خارجية .
· قى نظام العمل كمذبذب ( والمعروف باسم النظام عديم الاستقرار astable أو الحر ) يعمل المؤقت 555 كمولد نبضات مستطيلة حيث يمكن التحكم فى الشكل الموجى الناتج ( فترة زمنية منخفضة أو فترة زمنية مرتفعة أو التردد ..) عن طريق دوائر شحن وتفريغ RC خارجية .
· المؤقت 555 سهل الإستخدام ( يحتاج إلى قليل من المكونات والحسابات ) ورخيص ويمكن إستخدامه فى الكثير من التطبيقات المذهلة . على سبيل المثال : توليد نبضات الساعة الرقمية digital clock و دوائر الفلاشر flasher ودوائر السراين sirens ( الانذار) ودوائر التوقيت one-shot timer ودوائر تشغيل المفاتيح الخالية من الارتدادات (القفزات) bounce-free وتوليد الاشكال الموجية المختلفة مثل الشكل الموجى المثلث triangular وفى مقسمات التردد ...الخ .
خارج الموضوع تحويل الاكوادإخفاء الابتساماتإخفاء