Automatyka i Robotyka
Start
Warsztaty 2024
Warsztaty elektroniczne - projekty z symulacją działania układów online.
Prowadzący: dr inż. Ewa Piotrowska, dr inż. Janusz Tykocki
1. Migająca dioda
Wykorzystanie układu scalonego NE555 jako generatora astabilnego sterującego diodą LED.
Rys. 1.1
Częstotliwość tego przebiegu będzie zależna od dobranych rezystancji Ra i Rb oraz pojemności C, zgodnie z zależnością:
W tym trybie, poprzez dobieranie odpowiednich wartości elementów możemy także zmieniać współczynnik wypełnienia przebiegu na wyjściu (pinie nr 3), zgodnie z zależnością:
Rys. 1.2
Rys. 1.3 Rys. 1.4
Timer NE555 - charakterystyka ogólna
Timer NE555 jest układem scalonym ogólnego przeznaczenia, który ma szerokie spektrum zastosowań – w oparciu o niego można zbudować układy elektroniczne przeznaczone zarówno do zabawek, domowych urządzeń elektrycznych, pojazdów mechanicznych, jak i do promów kosmicznych. Jego konstrukcja umożliwia pracę w trzech trybach podstawowych – generatora monostabilnego, generatora astabilnego i przerzutnika bistabilnego. Projektantem układu scalonego NE555 był szwajcarski inżynier Hans Rudolph Camenzind (1934–2012).
Timer NE555 - schemat blokowy i układ wyprowadzeń
Na Rys. 1.5 przedstawiono uproszczony schemat blokowy timera 555 z uwzględnieniem kluczowych bloków tworzących ten układ.
Rys. 1.5 – uproszczony schemat blokowy timera 555:
Legenda:
A – wejściowy dzielnik rezystorowy 3x 5kΩ;
B – komparator napięcia górnego progu zadziałania;
C – komparator napięcia dolnego progu zadziałania;
D – przerzutnik SET/RESET;
E – wtórnik wyjściowy;
F – tranzystor rozładowujący obwód czasowy
Układ czasowy NE555 zawiera w swojej strukturze 23 tranzystory (bipolarne w wykonaniu TTL lub polowe w wykonaniu CMOS), a także diody i rezystory. Podstawowymi elementami funkcjonalnymi układu czasowego NE555 są: dzielnik rezystorowy napięcia, komparatory i przerzutnik SR. Zadaniem komparatorów jest porównywanie napięć na wejściach odwracających i nieodwracających. Jeśli napięcie na wejściu nieodwracającym komparatora jest wyższe niż na wejściu odwracającym, komparator wystawia na wyjściu stan wysoki. Ponieważ komparatory mają wysoką rezystancję wejściową, na każdym z trzech rezystorów tworzących wejściowy dzielnik napięcia napięcie będą podzielone po równo. Natomiast przerzutnik SR jest swego rodzaju pamięcią jednobitową. Kiedy wejście S jest w stanie wysokim, na wyjściu przerzutnika jest stan wysoki. Natomiast kiedy wejście R jest w stanie wysokim, na wyjściu przerzutnika jest stan niski.
Rys. 1.6 – wyprowadzenia układu scalonego NE555 w obudowie typu DIL8
Na Rys. 1.6 przedstawiono schemat wyprowadzeń układu scalonego NE555 w standardowej obudowie plastikowej typu DIL8.
Poszczególne wyprowadzenia mają następujące funkcje:
1 – GROUND – masa zasilania;
2 – TRIGGER – podanie na ten pin krótkiego impulsu ze stanu wysokiego na niski wyzwala timer;
3 – OUTPUT – wyjście impulsów;
4 – RESET – zwarcie tego pinu do masy (podanie stanu niskiego) resetuje układ;
5 – CONTROL VOLTAGE – podając na ten pin zewnętrzne napięcie sterujące, możemy zmienić progi napięć zadziałania wewnętrznych komparatorów;
6 – THRESHOLD – kiedy napięcia na tym pinie przekracza ⅔ napięcia zasilania, na pinie nr 3 zanikają impulsy;
7 – DISCHARGE – kolektor (w wersji CMOS: dren) tranzystora rozładowującego obwód czasowy;
8 – POWER SUPPLY (VCC) – napięcie zasilania (od +5V do +15V względem potencjału pinu nr 1)
2. Sterowanie automatem zmierzchowym za pomocą fotorezystora
Do realizacji projektu wykorzystano dzielnik napięcia złożony z fotorezystora, którego wartość rezystancji maleje wraz ze wzrostem natężenia padającego na niego światła i rezystora. Napięcie z dzielnika podawane jest na bramkę tranzystora bipolarnego typu npn (np. BC107) pracującego w układzie wspólnego emitera.
Rys. 2.1
Fotorezystor GL5537-1 o rezystancji jasnej 20-30 kΩ i ciemnej 2 MΩ, mocy 100 mW i wymiarach 5x2 mm. Napięcie maksymalne do 150 V, natomiast temperatura pracy wynosi od -30°C do +70°C. Fotorezystor jest to element światłoczuły, którego rezystancja zmniejsza się pod wpływem padającego promieniowania i nie zależy od kierunku przyłożonego napięcia, podobnie jak rezystancja zwykłego rezystora.
Rys. 2.2
Rys. 2.3
- Autor: admin
- Kategoria: Prezentacja