طرق استخدام المؤقت 555
يمكن تشغيل المؤقت 555 على نمطين الأول يسمى الوضع الأحادي الإستقرار (monostable) والثاني يسمى الوضع اللامستقر (astable).
الوضع الأحادي الإستقرار (monostable) :
عند ربط المؤقت 555 كما في الشكل التالي يكون في الوضع الأحادي الإستقرار.
في هذا الوضع يكون مخرج المؤقت (الطرف 3) في وضعه العادي عند الوضع المنخفض إلى أن يتم إرسال نبضة إطلاق سالبة عند الطرف 2 فيبدأ الخارج من الشريحة بالارتفاع ويبقى كذلك لفترة محدودة ثم يعود إلى حالته المنخفضة (حالة الاستقرار).
معنى ذلك أن دائرة الوضع الأحادي الاستقرار تقوم بإنتاج نبضة واحدة لوقت محدد كلما سلط عليها نبضة إطلاق سالبة.
ملاحظة : يمكننا أن ننهي النبضة الخارجة من المؤقت وذلك بإرسال نبضة سالبة عند الطرف 4 (طرف إعادة الضبط).
ولكن كيف نحدد الزمن الذي يبقى فيه النبض عند مخرج الدائرة؟
لاحظ وجود مكثف و مقاومة. وهما يستخدمان للتحكم بفترة النبض حسب القانون التالي:
الزمن (تقريباً) = 1.1 x قيمة المقاومة x سعة المكثف
بحسب قيمة المقاومة وسعة المكثف يمكننا إنتاج نبض يستمر لجزء من الثانية وحتى مائة ثانية.
مثال:
إذا استعملنا مكثف بسعة 0.68 مايكروفاراد ومقاومة بقيمة 10000000 أوم فكم ستكون الفترة التقريبية للنبض الصادر من المؤقت 555 ؟
سعة المكثف = 0.68 مايكروفاراد
لتحويلها إلى فاراد نقسم على مليون
فتكون السعة= 0.68 /1000000 = 0.00000068 فاراد
قيمة المقاومة = 10000000 أوم
فترة النبض التقريبية = 1.1 * قيمة المقاومة * سعة المكثف
= 1.1 * 10000000 * 0.00000068
= 7.48 ثانية
سؤال: كم ستكون فترة النبض لو استعملنا في المثال السابق مقاومة قيمتها 1000000 أوم بدلاً من 10000000 أوم
صحيح الفترة ستكون 0.748 ثانية
الوضع اللامستقر (astable):
عند ربط المؤقت 555 كما في الشكل التالي يكون في الوضع اللامستقر
لاحظ هنا أن الأطراف 2 و 6 من الشريحة موصلة بطريقة تسمح للدائرة بإرسال نبضات إطلاق في كل دورة زمنية. ولذلك فإن هذه الدائرة تعمل كدائرة تذبذب أو اهتزاز. بمعنى أن الدائرة تنتج نبضاً يبقى لفترة زمنية ثم يختفي لمدة من الزمن ليعود النبض من جديد وهكذا.
يمكننا حساب الفترة الزمنية بين كل نبضتين عن طريق تردد هذه الدائرة (frequency) حيث أن المكثف والمقاومتين م1 و م2 تؤثر تأثيراً مباشراً على التردد.
التردد = 1.44 / (م1 +2م2) x سعة المكثف
الفترة الزمنية ز = 1 / التردد
المكثف والمقاومتين تؤثر أيضاً على الزمن التي يبقى فيها النبض الخارج موجوداً (ز1) و الزمن الذي يختفي فيه النبض الخارج (ز2). وذلك حسب القوانين التالية:
الزمن ز1 = 0.693 x (م1 + م2) x سعة المكثف
الزمن ز2 = 0.693 x م2 x سعة المكثف
لاحظ أن الفترة الزمنية ز التي حسبناها سابقاً ستكون مساوية لمجموع ز1 و ز2
بقي كمية أخيرة يمكننا حسابها في هذه الدائرة وهي دورة التشغيل (Duty Cycle) وتعرف بأنها النسبة من مجموع الزمن الذي تكون فيه الإشارة الخارجة من الشريحة موجودة.
أي أن دورة التشغيل = ز1 / ز
= (م1 + م2) / (م1 + 2م2)
فإذا قلنا مثلاً أن دورة التشغيل هي 75 % فنقصد بذلك أن النبض الخارج من الشريحة يكون موجودا 75 % من مجموع الفترة الزمنية.
و يمكننا تعديل دورة التشغيل بتغيير قيمة المقاومتين م1 و م2
مثال:
إذا استعملنا مكثف بسعة 0.68 مايكروفاراد وكانت المقاومة م1 بقيمة 10000000 أوم والمقاومة م2 بقيمة 1000000 . احسب الكميات التالية المتعلقة بالإشارة الخارجة من الشريحة 555
الفترة الزمنية ز ، الزمن ز1 ، الزمن ز2 وأخيراً دورة التشغيل.
سعة المكثف = 0.68 مايكروفاراد أي 0.00000068 فاراد
التردد = 1.44 / (م1 +2م2) x سعة المكثف
= 1.44 / (10000000 + 2 * 1000000) * 0.00000068
= 0.176 هيرتز
الفترة الزمنية ز = 1/ التردد
= 1 / 1.176 = 5.66 ثانية
الزمن ز1 = 0.693 * (م1 + م2) x سعة المكثف
= 0.693 * (10000000 + 1000000) * 0.00000068
= 5.18 ثانية
الزمن ز2 = 0.693 * م2 * سعة المكثف
= 0.693 * 1000000 * 0.00000068
= 0.47 ثانية
دورة التشغيل = ز1 / ز
= 5.18 / 5.66
= 0.915 أو 91.5 %
سؤال: احسب الفترة الزمنية ز ، الزمن ز1 ، الزمن ز2 وأخيراً دورة التشغيل إذا استعملنا مكثف بسعة 0.68 مايكروفاراد وكانت المقاومة م1 و المقاومة م2 متساويتين وبقيمة 1000000 أوم
الإجابة:
التردد = 0.706 هيرتز
الفترة الزمنية ز = 1.41 ثانية
الزمن ز1 = 0.942 ثانية
الزمن ز2 = 0.467 ثانية
دورة التشغيل = 67 %
المصدر: موقع نورة للإلكترونيات
