آشنایی با تایمر ۵۵۵ - بخش دوم

مولتی ویبراتور مونواستابل با تایمر ۵۵۵

عملکرد و خروجی مولتی ویبراتور مونواستابل با تایمر ۵۵۵ دقیقا مشابه با نوع ترانزیستوی آن است. تفاوت بزرگ آن‌ها در این است که دو ترانزیستور با تایمر ۵۵۵ جایگزین شده‌اند. مدار مونواستابل تایمر ۵۵۵ زیر را در نظر بگیرید.

مونواستابل تایمر ۵۵۵

زمانی که یک پالس منفی به ورودی تریگر تایمر ۵۵۵، یعنی پین شماره ۲ اعمال شود، مقایسه‌گر شماره ۱ این ورودی را تشخیص می‌دهد و حالت فلیپ فلاپ را SET کرده و خروجی را از وضعیت LOW به HIGH تغییر می‌دهد. این تغییر وضعیت به نوبه خود منجر به خاموش کردن ترانزیستور تخلیه متصل به پین شماره ۷ می‌شود؛ بنابراین اتصال کوتاه در خازن C۱ از بین می‌رود.

این عمل به خازن زمان‌بندی C۱ اجازه می‌دهد تا از طریق مقاومت R۱ شارژ شود. عمل شارژ تا زمانی انجام می‌شود که ولتاژ خازن به مقدار ولتاژ Threshold (پین ۶) یعنی ۲ ٫ ۳VCC برسد که توسط مدار مقسم ولتاژ داخلی تنظیم می‌شود. در این نقطه خروجی مقایسه HIGH شده و فلیپ فلاپ به حالت قبلی ریست می‌شود. سپس ترانزیستور روشن می‌شود و خازن را از طریق پین ۷ به زمین تخلیه می‌کند. این عمل باعث می‌شود که وضعیت خروجی به مقدار طبیعی و پایدار LOW باز گردد و منتظر دریافت پالس تریگر دیگر برای شروع فرایند زمان‌بندی بماند.

مدار مونواستابل تایمر ۵۵۵ در پالس‌های منفی‌شونده اعمالی به پین ۲ تریگر می‌شود. پالس تریگر باید بسیار کوتاه‌تر از عرض پالس‌های خروجی باشد تا به خازن زمان‌بندی مهلت کافی برای شارژ و دشارژ کامل بدهد. زمانی که تریگر انجام شد، مونواستابل ۵۵۵ در این خروجی ناپایدار باقی خواهد ماند تا دوره زمانی (که توسط شبکه RC تعیین می‌شود)، سپری شود. مقدار زمانی که ولتاژ خروجی HIGH یا سطح ۱ منطقی باقی می‌ماند، توسط ثابت زمانی زیر تعیین می‌شود:



در فرمول بالاτ بر حسب ثانیه، R۱ بر حسب Ω و C۱بر حسب فاراد است.

مثال

یک مونواستابل تایمر ۵۵۵ برای تولید تاخیر زمانی در یک مدار مورد نیاز است. اگر از یک خازن زمان‌بندی ۱۰μFاستفاده شده باشد، مقدار مقاومت مورد نیاز برای تولید کمینه تاخیر زمانی ۵۰۰ms را محاسبه کنید.

۵۰۰ms برابر با ۰ ٫۵ s است. با جایگذاری در فرمول بالا داریم:



بنابراین، مقدار مقاومت زمان‌بندی مورد نیاز به منظور تولید ثابت زمانی ۵۰۰ms برابر با ۴۵.۵KΩبه دست می‌آید. اما این مقدار در مقاومت‌های استاندارد تولیدی وجود ندارد و به همین دلیل باید نزدیک‌ترین مقدار به آن یعنی ۴۷KΩرا انتخاب کنیم که در تمام بازه تلرانس‌های استاندارد از E۱۲ (۱۰٪) تا E۹۶ (۱٪) موجود است. حال اگر مقدار جدید تاخیر زمانی را بر حسب مقاومت جدید محاسبه کنیم، ۵۱۷MS به دست خواهد آمد.

اگر این مقدار ۱۷ms اختلاف در تاخیر زمانی قابل قبول نباشد، به جای یک مقاومت زمان‌بندی از دو مقاومت مختلف که به صورت سری به یکدیگر متصل شده‌اند، استفاده می‌شود تا پهنای پالس دقیقا به مقدار مورد نظر برسد. راه دیگر انتخاب یک خازن زمان‌بندی دیگر با مقداری متفاوت است.
‌
می‌دانیم که تاخیر زمانی یا پهنای پالس خروجی یک مونواستابل تایمر ۵۵۵ توسط ثابت زمانی مدار RC تعیین می‌شود. اگر تاخیر زمانی طولانی از مرتبه ۱۰ ثانیه مورد نیاز باشد، استفاده از خازن‌های زمان‌بندی با مقادیر بزرگ توصیه نمی‌شود، زیرا از لحاظ فیزیکی بزرگ هستند و نیز هزینه بالا و تلرانس بزرگ در حد ±۲۰ ٪دارند.

یک روش دیگر استفاده از خازن با مقادیر کوچک و مقاومت‌های با مقادیر بزرگ در مرتبه ۲۰MΩبرای تولید تاخیر زمانی مورد نیاز است. با استفاده از یک خازن زمان‌بندی کوچک و مقادیر مختلف مقاومت که از طریق کلید گردان چند-موقعیتی (Multi-position Rotary Switch) به یکدیگر متصل شده‌اند، می‌توان یک مونواستابل تایمر ۵۵۵ ایجاد کرد که در هر چرخش کلید، یک پهنای پالس مختلف تولید می‌کند. دیاگرامی از یک مونواستابل تایمر ۵۵۵ با قابلیت کلیدزنی در شکل زیر نشان داده شده است.

مونواستابل تایمر ۵۵۵ با قابلیت کلیدزنی