khảo sát 556

Khảo sát về 556 và 557 nhân thấy nhiều điểm tương tự 555 nhưng được tích hợp 2 IC 555 bên trong.

Các bạn hoàn toàn có thể áp dụng những tính toán,những thiết kế cho 556 và 557 giống như trên 555.

Sau đây xin giới thiệu các bạn một số ứng dụng khác của 555. Cũng được phát triển từ 2 dạng mạch cơ bản của 555 là mạch tạo xung đơn ổn và mạch tạo xung dao động bất ổn.

1. Điều chế độ rộng xung đơn giản với IC timer 555.điều khiển tốc độ động cơ. (hoặc độ sáng đèn )

Một trong những vấn đề cơ bản nhất trong robot hoặc các cơ cấu chấp hành là điều khiển tốc độ động cơ.

Phương pháp phổ biến,hiệu quả là kiểm soát độ rộng xung hay còn gọi là điều khiển độ rộng xung.PWM ((pulse width modulation)).

Ưu điểm phương pháp này là điều khiển tốc độ rất mịn,,hiệu suất cao, nên cơ cấu hoạt động ổn định.

Khi điều chế PWM, tần số được cố định, điện áp trung bình ngõ ra thay đổi theo độ rộng xung, còn gọi là duty% ( tỉ số Ton/T). sơ đồ bên dưới cho thấy hình ảnh độ rộng xung ở 10%.50%.và 90%.

Kết nối 555 theo sơ đồ sau để điều chế PWM..

Chân 8, cấp nguồn Vcc, chân 2 đưa lên nguồn cho phép 555 hoạt động. chân 1 nối GND, chân 5 có tụ nhỏ C2 để ổn định mức điện áp cho các mạch thành phần bên trong 555, có thể bỏ qua chân 5 nhưng không khuyến khích.

Chân 2 và 6 nối như mạch tạo dao động.

-Khi cấp nguồn, tụ điện C1 chưa có điện, bắt đầu nạp điện, thời gian quá độ này xem như tụ ngắn mạch,chân trigger (2) ở mức thấp cho phép mạch hoạt động..,,,tụ C1 nạp điện qua D1và bên trái P1..

-Khi C1 được nạp điện đến 2/3Vcc, lúc này xem như tụ no điện, và dừng nạp,tụ lúc này xem như hở mạch,, chân 6 được kích hoạt , đầu ra chân 3 có điện..

- C1 xả qua D2 và bên phải P1. chân 3 xuống thấp .Điện áp C1 xuống dưới 1/3vcc, bắt đầu chu kì mới.

D1,D2 là diode xung đáp ứng được tần số cao.tụ C1 luôn được nạp bằng 1 phía của R1 và xả về phía bên kia nên tổng thời gian nạp xả luôn giống nhau.(chu kì T = const nên f = const ).chỉ có duty % là thay đổi.

đây chính là điều chế PWM.

Nhận thấy rằng tính toán chu kì cho mạch hoàn toàn là các công thức cho mạch bất ổn.

Tần số = 1,44 / (R1 * C1)

Chân 7 điều khiển fet, trong trường hợp này la IRFZ45N, Vgs ở 4v,

Khuyến cáo nên cấp nguồn có điện áp phù hợp để ngõ kích Fet co thể dể dàng làm Fet dẫn bão hòa.thông thường Vgs của Fet 10-12v thì bão hòa.

Để bảo vệ các linh kiện khỏi dòng nghịch do cuộn dây của động cơ gây ra,nên thêm vào diode phân cực ngược 2 đầu động cơ.(tải trở có thể không cần.)

Chọn loại diode có tần số ,dòng định mức và áp nghịch Vka phù hợp với điện áp cấp và tần số PWM đã tính toán.

2 .Ứng dụng sừ sụng 555 như một bộ ADC của vi điều khiển.

tham khảo tại eeweb.com

Nguyên tắc chung là dùng timer của vi điều kiển, hoặc bộ đếm IC số., để đếm thời gian,từ độ rộng xung, tính ra được điện áp chênh lệch giữa ngõ vào điện áp trên cực (+) của tụ4.7uf là 2.5v .điện áp này tỉ lệ thuận với độ rộng xung, mạch có thể chuyển đổi chính xác phạm vi điện áp 6-18v, tương đương một ADC 10bit, ( còn phụ thuộc tốc độ của bộ đếm)

3.sử dụng IC timer 555 đo độ ẩm .

Một số loại cảm biến độ ẩm như hs1100 có điện dung thay đổi theo độ ẩm,

lợi dụng tính chất này, ta cho cảm biến thay thế tụ điện tham gia vào mạch dao động . khi ẩm độ thay đổi,điện dung thay đổi và tần số cũng thay đổi,

Đọc về giá trị tần số để tính độ ẩm,

Đây là một ứng dụng dựa trên thiết kế tạo dao động bất ổn của timer 555.

Bây giờ chúng ta khảo sát vài ứng dụng dựa trên thiết kế tạo xung đơn ổn của 555.

Đơn giản như chống nhiễu xung dội cho nút nhấn.

Có thể gặp trường hợp này ở vi điều khiển hoặc mạch số chẳng hạn,

Với vi điều khiển, có thể chống dội bằng phần cứng nhưng cách này ít hiệu quả, có thể chống dội bằng phần mềm, khi thao tac với nút nhấn, delay khoảng vài trăm ms là hiệu quả, có thể bắt gặp phương pháp chống dội nút nhấn hiệu quả hơn ở một số các thiết kế nước ngoài, người ta viết chương trình delay …..ms từ xung cuối cùng mà vi điều khiển nhận được từ nút nhấn, trong quá trình delay này, nếu vi điều khiển tiếp tục phát hiện một xung nào khac, thì bộ đếm timer bị reset và thời gian delay được tính lại từ đầu, cách này hiệu quả nhưng phức tạp,mình gợi ý, các bạn có thể thử.,

Nếu chống dội bằng phần cứng có thể tham khảo cách sau. Dùng cổng not.

7414 là cổng not, nhưng có đặc tính trigger, (các bạn tham khảo tại mục điện tử cơ bản), khả năng chống nhiễu tốt hơn 7404., các tụ lọc nhiều tầng triệt tiêu hoàn toàn các xung nhiễu.

4.Mạch chống dội cho nút nhấn của vi điều khiển hoặc mạch số, dùng mạch đơn ổn IC timer 555.

Chu kì xung đơn ổn quyết định bởi R70 và C5,

Theo công thức.

T = RCln(Vcc-0)/(Vcc-2Vcc/3)

T = RCln3 = 1.1RC (với 10MΩ > R> 500Ω và 150pF <C<1000uF)

Vd, R= 10k và C= 4.7uf., T=50 ms.

mạch tạo xung đơn ổn dùng Ic 555 trong trường hợp này có tác dụng tạo xung đơn ổn.ta thiết lập các thông số R và C để có độ rộng xung khá lớn.,cho dù xung dội của nút nhấn đến mức nào thì thời gian các xung nhiễu cũng vô cùng nhỏ so với độ rông xung,mạch hoat động ổn định hơn.

5.Mạch chống nhiễu cho cảm biến dung 555 tạo xung đơn ổn.

Bây giớ, cũng mạch tạo xung đơn ổn bên trên , ta tùy biến chút ít, thì mục đích sử dụng thay đổi ngay.

Thay nút nhấn K1, lúc này có thể coi như một khóa cơ kí bằng 1 khóa điện từ, transitor, ta ứng dụng được mạch này chống nhiễu cho các cảm biến.

Tín hiệu cảm biến, ví dụ cảm biến ánh sáng chẳng hạn, có thể bị nhiễu gây hiện tượng chập chờn cho mạch.

Tưởng tưởng bạn dùng cảm biến ánh sáng,điều khiển relay,đóng mở đèn,khi chập chờn sẽ khó chịu thế nào, ngoài ra còn ảnh hượng tuổi thọ bóng đèn,nếu đèn chiếu sáng là đèn huỳnh quang, tiếp điểm relay liên tục đóng ngắt, gây nên những tia lửa điện, làm cháy tiếp điểm,giảm tuổi thọ relay hoặc nhiễu lan truyền các thiết bị dụng sóng vô tuyến,,

Nếu bạn đóng ngắt tải công suất lớn sẽ gây sụt áp trên đường dây,điện áp trên đường dây liên tục thay đổi có thể gây hư hỏng các thiết bị khác.vv.vv.

Ôi thôi,rất nhiều vấn đề khác nữa.

Bạn thấy đó với một mớ các rắc rối, bạn có thể giải quyết nó đơn giản và hiệu bằng cách thay nút nhấn K1 bằng transistor Q1 như trên, ngõ ra cảm biến nối vào cực B của Q1,..

Thiết lập các thông số R và C phù hợp để có độ rộng xung khá lớn.,cho dù ngõ ra cảm biến nhiễu đến mức nào thì thời gian các xung nhiễu cũng vô cùng nhỏ so với độ rông xung đơn ổn. mạch hoạt động đúng ý đồ thiết kế ngay lập tức.

Các bạn chỉ nghĩ đơn giản là tín hiệu cảm biến trả về điều khiển relay đóng mở ?

Nhưng thực tế khác với lý thuyết quá phải không,?

Nếu các bạn hoài nghi, khi nhận thấy một số cảm biến khác đưa tín hiệu về rồi điều khiển trực tiếp relay thì xin thưa khối chống nhiễu này đã được thiết kế bên trong module cảm biến rồi đó bạn. cho dù khối chống nhiễu đó không dùng 555 thì cũng dùng một thiết kế tương tự thôi.

Thêm ứng dụng 555 nữa bạn nhé. Chúng ta thay đổi tí chút, là có mạch ứng dụng thú vị khác.

6.Mạch hẹn giờ đơn giản dùng Ic timer 555.

Thêm một biến trở và tụ điện,như hình vẽ.

khi nhấn nút, ta nạp điện vào tụ, nhả nút, dòng điện xả qua biến trở RV2 và mối nối BE của transistor Q1.

điều chỉnh biến trở để thay đổi dòng xả của tụ, ta có đươc một bộ hẹn giờ đơn giản.

thời gian xả nạp tụ. T=RC (T= tô)

Một cách khác nữa. thay trở R19 bằng biến trở, ta cũng thay đổi được thời gian cài đặt bằng biến trở.

Theo công thức

T = RCln3 = 1.1RC (với 10MΩ > R> 500Ω và 150pF <C<1000uF)

Sau khi nhấn nút,chân 2 xuống mức thấp cho phép mạch sẽ hoạt động. tạo một xung đơn ổn ở ngõ ra.

chu kì xung đơn ổn này phụ thuộc vào R và C theo công thức nêu trên.

Nếu kết hợp nhiều Timer 555, các bạn có thể kéo dài thời gian hẹn giờ lên nhiều lần. nguyên tắc chung là lấy ngõ ra tầng trước điều khiển cho tầng sau.

7.Ứng dụng Ic timer 555 tự động tắt mở loa vi tính.

Khi bạn ngồi máy tính, bất chợt muốn nghe một bản nhạc, vào web hoặc media, sau đó nhấn Play,….đợi, …vẩn chưa có tiếng nhạc…..kiểm tra volume control trên trình duyệt,trên máy tính… …………… vẫn chưa có tiếng nhạc.

Oh.

Chưa mở loa,bản tính lười biếng, với tay mở loa mất thời gian quá, hãy tự tạo một mạch điện đơn giãn làm việc đó nhé, khi ngừng phát nhạc, loa tự động tắt, tiết kiệm điện, bảo vệ thiết bị, ích nước lợi nhà, đúng đường lối của Đảng rồi đó.

…

Dài dòng lan man quá rồi, bắt đầu, sử dụng lại 555 như trên nhé.thay đổi chút ít và kết nối vào loa như sau.

OPAMP làm nhiệm vụ đệm,phối hợp trở kháng.

Có thể bỏ qua opamp, chân tín hiệu nối trực tiếp đến R19, tuy nhiên lúc này nội trở của mạch tương đối nhỏ,trong khi trở kháng ngõ vào cùa mạch công suất loa tương đối lớn nên có thể làm suy giảm tín hiệu âm thanh đưa vào mạch công suất loa.

Khi có sử dụng Opamp, mắc theo kiểu đệm, hệ số khuếch đại = 1, nhưng nội trờ ngõ vào opamp rất lớn, không ảnh hưởng hoặc thay đổi trở kháng vào của mạch công suất loa.

Thường khi qua bài cần một khoảng thời gian 5-30s. ta chọn R và C phù hợp để có thể tạo xung đơn ổn vài phút. tránh tình trạng loa bị tắt khi qua bài. chỉ trừ trường hợp ngừng phát nhạc một khoảng thời gian lớn hơn thời gian của chu kỳ xung đơn ổn thì mạch công suất loa mới bị cắt khỏi nguồn.

Mạch hoạt động như sau:

Khi có tín hiệu âm thanh từ máy tính.tín hiệu qua opamp.đến cực B kích dẫn Transistor Q1,

Lúc này , chân 2 của 555 có mức thấp. cho phép mạch đơn ổn hoạt động, đóng relay, cấp nguồn cho công suất loa.

Khi chuyển qua bài,có một khoảng thời gian không có tín hiệu kích thích Q1 nữa, nhưng xung đơn ổn kéo dài vẫn tiếp tục đóng relay,cấp nguồn cho công suất loa. Qua bài hát mới, Q1 lại dẫn, xung đơn ỗn vẫn tồn tại ,thời gian của chu kì xung đơn ổn tính từ thời điểm có tín hiệu cuối cùng đặt vào B của Q1.

Khi tắt nhạc hoặc phim. Không còn tín hiệu, sau thời gian chu kì xung đơn ổn,relay hở mạch.ngừng cấp điện cho công suất,,loa tắt.

Lời kết.

Các bạn có thể thấy với một mạch điện đơn giản nhưng có rất nhiều ứng dụng.

Việc ứng dụng mạch đòi hỏi tư duy hoặc kinh nghiệm, theo ý kiến của mình,khi gặp một yêu cầu mới của khách hàng, hoặc một lỗi phát sinh trong thiết kế, các bạn có thể tìm hiểu hiện tượng nguyên nhân, rồi dựa vào phán đoán,tư duy hoặc kinh nghiệm của bản thân hoặc những người khác để tìm ra hướng đi.từ đó xử lý được tình huống.

Có thể bạn được học một mạch điện cụ thể nhưng chưa biết ứng dụng vào đâu, với tư duy của bạn, thay đổi chút ít trên cơ sở mạch điện đã biết là các bạn đã ứng dụng được mạch điện này vào vô số các trường hợp.

Hy vọng nhận được chia sẻ của các bạn.

Điện tử Việt.