IC 555를 사용하는 10 가지 최고의 타이머 회로

여기서 설명하는 회로는 순간 입력 트리거에 응답하여 미리 결정된 시간 간격을 생성하는 다목적 칩 IC (555)를 사용하는 10 개의 최고의 소형 타이머 회로입니다.

시간 간격은 릴레이 제어 부하 ON 또는 원하는 시간 동안 활성화되고 지연 기간이 경과하면 자동 스위치 OFF. 시간 간격은 외부 저항기, 커패시터 네트워크에 대해 적절한 값을 선택하여 설정할 수 있습니다.

IC 555 내부 회로

아래 이미지는 표준 IC 555의 내부 회로도를 나타냅니다. 21 개의 트랜지스터, 4 개의 다이오드 및 15 개의 저항으로 구성되어 있음을 알 수 있습니다.

3 개의 5kohm 저항을 포함하는 스테이지는 트리거 비교기 연산 증폭기의 비 반전 입력에서 1/3 전압 레벨을 생성하고 임계 값 비교기 연산 증폭기의 반전 입력에서 2/3 전압 분할을 생성하는 전압 분배기 스테이지처럼 작동합니다. .

이러한 트리거 입력을 통해 두 개의 연산 증폭기는 R / S (리셋 / 셋) 플립 플롭 단계를 제어하여 보완 출력 단계와 드라이버 트랜지스터 Q6의 ON / OFF 조건을 추가로 제어합니다.

플립 플롭의 출력 상태는 IC의 리셋 핀 4를 트리거하여 설정할 수도 있습니다.

IC 555 타이머의 작동 원리

언제 IC 555는 단 안정 타이머 모드로 구성됩니다. , TRIGGER 핀 2는 외부 저항 RT를 통해 공급 레벨 전위로 유지됩니다.

이 상황에서 Q6은 포화 상태를 유지하므로 외부 타이밍 커패시터 CD가 접지로 단락되어 OUTPUT 핀 3이 낮은 로직 또는 0V 레벨이됩니다.

IC 555의 표준 타이머 동작은 핀 2에 0V 트리거 펄스를 도입하여 시작됩니다.이 0V 펄스는 DC 공급 전압 또는 Vcc의 1/3 레벨보다 낮으므로 트리거 비교기의 출력이 상태를 변경하도록합니다. .

이로 인해 R / S 플립 플롭 또한 출력 상태를 변경하여 Q6을 끄고 OUTPUT 핀 3을 하이로 구동합니다. Q6 스위치를 끄면 CD에서 단락이 끊어집니다. 이를 통해 CD 양단의 전압이 2/3 공급 레벨 또는 Vcc에 도달 할 때까지 커패시터 CD가 타이밍 저항 RD를 통해 충전 할 수 있습니다.

이런 일이 발생하자마자 R / S 플립 플롭이 이전 상태로 되돌아 가고 Q6이 켜지고 CD가 빠르게 배출됩니다. 이 순간 출력 핀 3은 다시 이전의 로우 상태로 돌아갑니다. 그리고 이것이 IC 555가 타이밍 사이클을 완료하는 방법입니다.

특성 중 하나에 따라 IC는 일단 트리거되면 타이밍 사이클이 완료 될 때까지 후속 트리거에 대한 응답을 중지합니다. 그러나 타이밍 사이클을 종료하려면 나머지 핀 4에 음의 펄스 또는 0V를 적용하여 언제든지이를 수행 할 수 있습니다.

IC 출력에서 ​​생성되는 타이밍 펄스는 대부분 시간 간격이 R 및 C의 크기로 정의되는 구형파 형태입니다.

이를 계산하는 공식은 다음과 같습니다. tD (시간 지연) = 1.1 (R 값 x C 값) 즉, IC 555가 생성하는 타이밍 간격은 R과 C의 곱에 정비례합니다.

다음 그래프는 위의 시간 지연 공식을 사용하여 시간 지연 대 저항 및 커패시턴스의 플로팅을 보여줍니다. 여기서 tD는 밀리 초, R은 킬로 Ω, C는 μ 패럿입니다.

그것은 범위를 보여줍니다 시간 지연 곡선과 RT 및 C의 해당 값에 대한 선형 변경 값.

0.001 µF ~ 100 µF의 적절한 커패시터 값과 1 k Ω ~ 10 meg Ω의 저항을 선택하여 10 µseconds ~ 100 µseconds 범위의 지연을 설정할 수 있습니다.

간단한 IC 555 타이머 회로

아래의 첫 번째 그림은 고정 기간 출력을 갖는 IC 555 타이머를 만드는 방법을 보여줍니다. 여기서는 50 초로 설정되어 있습니다.

기본적으로 IC 555 단 안정 설계입니다.

옆의 그림은 스위칭 프로세스 동안 IC의 표시된 핀아웃에서 얻은 파형을 보여줍니다.

파형 이미지에 설명 된 동작은 TRIGGER 핀 2가 순간 START 스위치 S1을 눌러 접지되는 즉시 시작됩니다.

이로 인해 직사각형 펄스가 핀 3에 즉시 나타나고 동시에 DISCHARGE 핀 7에서 지수 톱니가 생성됩니다.

이 직사각형 펄스가 활성 상태로 유지되는 기간은 R1 및 C1 값에 의해 결정됩니다. R1이 가변 저항으로 대체되면이 출력 타이밍은 사용자 기본 설정에 따라 설정할 수 있습니다.

LED 조명은 IC의 출력 핀 3의 ON 및 OFF 스위칭을 나타냅니다.

가변 저항은 다음과 같은 형태 일 수 있습니다. 전위차계 다음 그림 2와 같이.

이 디자인에서 출력은 포트 R1의 다양한 조정을 통해 1.1 초에서 120 초까지의 시간을 생성하도록 설정할 수 있습니다.

포트가 가장 낮은 값으로 바뀔 경우 IC가 타는 것을 방지하기 때문에 매우 중요한 직렬 10K 저항에 주목하십시오. 10K 시리즈 저항은 또한 최소 포트 설정에서 회로의 올바른 작동에 필요한 최소 저항 값을 보장합니다.

누르면 스위치 S1은 순간적으로 IC가 타이밍 시퀀스를 시작할 수있게하는 반면 (핀 3이 상승하고 LED가 켜짐) S2 리셋 버튼을 누르면 타이밍 시퀀스를 즉시 종료하거나 재설정하여 출력 핀 3이 원래의 0V 상황 (LED 영구적으로 꺼짐)

IC 555를 사용하면 최대 200mA의 최대 전류 사양으로 부하를 사용할 수 있습니다. 이러한 부하는 일반적으로 비유 도성 유형이지만 릴레이와 같은 유도 성 부하는 다음 다이어그램과 같이 핀 3 및 접지에 직접 효과적으로 사용할 수도 있습니다.

아래의 세 번째 그림은 릴레이가 핀 3과 접지, 핀 3과 양극에 연결될 수 있음을 알 수 있습니다. 릴레이 코일에 연결된 프리 휠링 다이오드에 주목하십시오. 스위치 OFF 순간에 릴레이 코일에서 위험한 역기전력을 중화하는 데 적극 권장됩니다.

그만큼 릴레이 접점은 배선 가능 설정된 시간 간격에 따라 ON / OFF를 전환하기위한 의도 된 부하.

네 번째 회로도는 표준을 보여줍니다 IC 555 조정 가능한 타이머 회로 두 세트의 타이밍 범위와 원하는 부하를 토글하기위한 출력 릴레이가 있습니다.

회로도가 정확 해 보이지만이 기본 회로에는 실제로 몇 가지 부정적인 측면이있을 수 있습니다.

1. 첫째,이 설계는 회로의 출력이 꺼진 상태에서도 지속적으로 일부 전류를 소모합니다.
2. 둘째, 두 커패시터 C1 및 C3의 허용 오차 사양이 넓기 때문에 포트는 두 개의 개별 설정 스케일로 보정됩니다.

위에서 설명한 결함은 다음과 같은 방식으로 회로를 구성하여 실제로 극복 할 수 있습니다. 여기서는 절차에 DPDT 릴레이를 사용합니다.

이 다섯 번째 IC 555 타이머 다이어그램에서 릴레이 접점이 START 스위치 S1과 병렬로 결합되어있는 것을 볼 수 있습니다.이 스위치는 모두 'normally-open'모드에 있으며 회로가 꺼져있는 동안 전류 드레인이 없음을 보장합니다.

타이밍 사이클을 시작하기 위해 S1을 잠시 누릅니다.

이는 즉시 IC 555에 전원을 공급합니다. 시작시 C2는 완전히 방전 될 것으로 예상 할 수 있습니다. 이로 인해 타이밍 사이클을 시작하는 IC의 핀 2에 네거티브 스위치 ON 트리거가 생성되고 릴레이 RY1이 ON으로 전환됩니다.

S1과 병렬로 연결된 릴레이 접점을 통해 IC 555는 S2가 해제 된 후에도 전원을 유지할 수 있습니다.

설정된 시간이 경과하면 릴레이가 비활성화되고 접점이 N / C 위치로 되돌아가 전체 회로에서 전원을 차단합니다.

회로의 타이밍 지연 출력은 기본적으로 R1 및 전위차계 R5 값과 함께 C1 또는 C2 값과 함께 선택 스위치 S3a의 위치에 따라 결정됩니다.

이렇게 말했듯이 타이밍은 전위차계 R6 및 R7이 조정되는 방식에 따라 추가로 영향을 받는다는 점에 유의해야합니다.

스위치 S3 b를 통해 스위칭되고 IC의 CONTROL 전압 핀 5와 통합됩니다.

이러한 전위차계는 IC 555의 내부 전압을 효과적으로 분류하기 위해 도입되며, 그렇지 않으면 시스템의 출력 타이밍을 방해 할 수 있습니다.

이 향상으로 인해 회로는 이제 최대 정확도로 작동 할 수 있습니다. 일관되지 않은 허용 수준을 갖는 커패시터 .

또한이 기능을 사용하면 회로가 선택기 스위치의 위치에 따라 두 개의 개별 타이밍 범위를 읽도록 보정 된 단일 타이밍 스케일로 작동 할 수 있습니다.

위의 정확한 IC 555 타이머 회로를 설정하려면 R5를 처음에 최대 범위로 조정해야합니다. 그 후 S3가 위치 1로 선택 될 수 있습니다.

다음으로 R6을 조정하여 시행 착오를 거쳐 10 초 ON 타이밍 출력 스케일을 얻습니다. 100 초의 정확한 눈금을 얻기 위해 R7 포트를 통해 위치 2 선택에 대해 동일한 절차를 따르십시오.

자동차 조명용 타이머

이 여섯 번째 단순 자동차 헤드 라이트 IC 555 기반 타이머는 점화가 꺼지 자마자 자동차 헤드 라이트가 꺼지는 것을 방지합니다.

대신, 운전자가 잠그면 헤드 라이트가 미리 설정된 지연 시간 동안 계속 켜져 있습니다. 자동차 점화 그의 집이나 사무실이 될 수있는 목적지를 향해 걸어갑니다. 이를 통해 소유자는 전조등에서 보이는 조명으로 경로를보고 목적지에 편안하게 들어갈 수 있습니다.

그 후 지연 기간이 경과하면 IC 555 회로가 헤드 라이트를 끕니다.

작동 원리

점화 스위치 S2가 켜지면 릴레이 RY1이 D3를 통해 활성화됩니다. 릴레이는 상부 릴레이 접점과 스위치 S1을 통해 헤드 라이트 작동을 가능하게하여 헤드 라이트가 S1을 통해 정상적으로 작동하도록합니다.

이 시점에서 IC의 핀 2와 관련된 커패시터 C3는 두 리드가 모두 양의 전위에 있기 때문에 완전히 방전 된 상태로 유지됩니다.

그러나 점화 스위치 S2가 꺼지면 C3 커패시터가 릴레이 코일을 통해 접지 전위에 노출되어 갑자기 네거티브 트리거가 핀 2에 나타납니다.

이렇게하면 IC 555 출력 핀 3이 ON으로 트리거되고 점화 스위치가 꺼져 있어도 릴레이에 계속 전원이 공급됩니다. 타이밍 구성 요소 R1 및 C1의 값에 따라 릴레이는 전원이 켜져있는 상태로 헤드 라이트를 켜진 상태로 유지합니다 (50 초 동안), 마침내 시간이 경과하고 IC의 핀 3이 꺼져 릴레이와 조명의 전원이 꺼집니다.

이 회로는 자동차가 달리는 동안 헤드 라이트의 일반적인 기능을 방해하지 않습니다.

아래에 표시된 다음 7 번째 타이머 회로도 점화 스위치 대신 수동으로 제어되는 자동차 헤드 라이트 타이머입니다.

이 회로는 두 세트의 접점이있는 DPDT 릴레이를 사용합니다. IC 555 단 안정 동작은 S1을 잠시 누르면 시작됩니다. 이것은 릴레이에 전원을 공급하고 두 접점이 위로 이동하여 양극 공급 장치에 연결됩니다.

오른쪽 접점 쌍은 헤드 라이트를 활성화하고 왼쪽 접점은 IC 555 회로에 전원을 공급합니다. C3는 IC의 카운팅 모드를 트리거하는 핀 2에 순간적인 네거티브 펄스가 나타나게하고, 핀 3은 릴레이에서 하이 래칭이됩니다.

이제 헤드 라이트가 켜집니다. R1 및 C1의 값에 따라 핀 3 출력은 C1이 2/3 Vcc까지 충전되고 핀 3을 로우로 전환하고 릴레이를 끌 때까지 릴레이와 헤드 라이트에 전원을 공급합니다 (이 경우에는 50 초 동안). 그리고 헤드 라이트.

1 분 포치 라이트 타이머

이 여덟 번째 회로는 간단한 현관 조명 야간에만 1 분 동안 작동 할 수있는 타이머 회로. 낮 시간에는 LDR 저항 R5와의 교차점을 높게 유지하는 낮아집니다.

이로 인해 S1을 눌러도 IC의 핀 2에는 영향을 미치지 않습니다. 그러나 어둠이 떨어지면 LDR 저항이 무한 해져 R4와 R5의 교차점에서 거의 0V가 발생합니다.

이 상태에서 스위치 S1을 누르면 IC 555의 핀 2에서 네거티브 트리거가 발생하여 핀 3을 하이로 활성화하고 릴레이를 켭니다. 릴레이 접점에 부착 된 현관 조명이 켜집니다.

회로는 C1이 2/3 Vcc로 충전 될 때까지 약 1 분 동안 트리거 된 상태를 유지합니다. 이제 IC는 턴 핀 3 로우로 재설정하고 릴레이의 전원을 차단하고 현관 조명을 끕니다.

스위치 (S1)는 도어 핸들 / 힌지 근처에있는 작은 숨겨진 스위치 형태이거나 소유자가 매트를 밟을 때 활성화되는 매트 아래에있을 수 있습니다.

타코미터 애플리케이션

IC 555를 사용하는 단 안정 타이머 회로도 효과적으로 구현할 수 있습니다. 타코미터 회로 사용자에게 주파수 및 엔진 타이밍에 관한 정확한 정보를 제공합니다.

엔진에서 들어오는 주파수는 먼저 RC 미분기 네트워크를 통해 적절한 차원의 구형파로 변환 된 다음 단 안정의 핀 # 2에 공급됩니다.

미분기 네트워크는 구형파 신호의 선행 또는 후행 에지를 적절한 트리거 펄스로 변환합니다.

아래의 9 번째 실제 회로는 RC 네트워크와 트랜지스터가 전체 IC Vcc 레벨과 접지 사이를 전환하면서 이상적인 트리거링 펄스를 생성하기 위해 모든 진폭의 입력 신호를 잘 형성된 구형파로 변환하는 방법을 보여줍니다.

결론

지금까지 제시된 모든 회로에서 555는 단 안정 (원샷) 타이밍주기 생성기 역할을합니다. 필요한 트리거 신호는 TRIGGER 핀 2에 공급되고 출력 핀 3에서 시간 설정 펄스가 전달됩니다.

모든 설계에서 TRIGGER 핀 2에 적용된 신호는 음의 에지 펄스를 형성하기 위해 적절하게 치수가 지정됩니다.

이는 트리거 진폭이 공급 전압의 2/3보다 높은 '오프'레벨에서 공급 레벨의 1/3보다 낮은 '온'값으로 전환되도록합니다.

IC 원샷 단 안정 트리거링은 실제로 핀 2의 전위가 공급 전압 레벨의 1/3로 낮아질 때 발생합니다.

이를 위해서는 핀 2의 트리거 펄스 폭이 100 나노초보다 높지만 출력 핀 3에 나타나도록 의도 된 펄스보다 낮아야합니다.

이것은 설정된 단 안정 기간이 경과 할 때까지 트리거 펄스의 제거를 확인합니다.