آشنایی با تایمر ۵۵۵ - بخش آخر

نموگراف یک مونواستابل
‌
می‌توان مقادیر R و C را مانند مثال بالا به صورت دستی محاسبه کرد. اما انتخاب مقادیر مورد نیاز برای تاخیر زمانی هدف، مستلزم این امر است که تمام مقاومت‌های با مقادیر MΩ، KΩ و نیز خازن‌های با مقادیر μF و pFرا در نظر بگیریم که در نهایت مجبور به انتخاب از بین ده‌ها و حتی صد‌ها مقدار مختلف خواهیم شد. راه حلی برای آسان کردن این انتخاب استفاده از نموداری به نام نموگراف (Nomograph) است. این نمودار به ما کمک می‌کند که فرکانس خروجی مورد انتظار از یک مولتی‌ویبراتور مونواستابل به ازای ترکیبات مختلف برای مقاومت و خازن را بیابیم. تصویر زیر نمایی از یک نموگراف را نشان می‌دهد.

نمودار نموگراف یک مونواستابل

بنابراین با انتخاب مقادیر مناسب برای خازن در بازه ۰.۰۰۱μFتا ۱۰۰μF و مقاومت در بازه ۱KΩ تا ۱۰MΩ می‌توانیم مقدار فرکانس خروجی را مستقیما از نموگراف بخوانیم و از خطا‌های احتمالی در محاسبات جلوگیری کنیم. در عمل مقدار مقاومت زمان‌بندی مونواستابل تایمر ۵۵۵ نباید از ۱KΩ کمتر و یا از ۲۰MΩبزرگتر باشد.

مولتی ویبراتور بای‌استابل با تایمر ۵۵۵

مدارات بای‌استابل، مداراتی هستند که دو حالت پایدار دارند. این مدارات را نیز با کمک تایمر ۵۵۵ می‌توان ایجاد کرد که در این حالت به آن بای‌استابل ۵۵۵ می‌گویند و شباهت زیادی با مدارات مولتی‌ویبراتور بای‌استابل نوع ترانزیستوری دارند. مدار بای‌استابل تایمر ۵۵۵ یکی از ساده‌ترین مداراتی است که با تراشه‌های ۵۵۵ می‌توان ساخت. این مدار از هیچ مدار زمان‌بندی RC برای تولید شکل موج خروجی کمک نمی‌گیرد؛ بنابراین احتیاجی به محاسبه دوره زمانی مدار نیست. شکل زیر دیاگرام یک مدار بای‌استابل را نشان می‌دهد.

بای‌استابل تایمر ۵۵۵

کلیدزنی موج خروجی از طریق کنترل ورودی‌های ریست و تریگر تایمر ۵۵۵ که توسط مقاومت‌های بالاکش (Pull-up) R۱و R۲در وضعیت HIGH نگه داشته شده‌اند، صورت می‌گیرد. برای LOW کردن ورودی تریگر پین ۲، باید به موقعیت SET تغییر حالت داد تا خروجی نیز به موقعیت HIGH تغییر حالت دهد. برای LOW کردن ورودی ریست پین ۴، باید به موقعیت ریست تغییر حالت داد تا حالت خروجی به LOW تغییر کند.

این مدار تایمر ۵۵۵ در هر دو حالت HIGH و LOW پایدار می‌ماند و به همین دلیل به آن مدار بای‌استابل می‌گویند. در این مدار ورودی Threshold پین ۶ به زمین متصل می‌شود تا اطمینان حاصل شود که مدار به صورت ناخواسته ریست نشود.

خروجی تایمر ۵۵۵

در این قسمت قصد داریم قابلیت کلیدزنی و درایو تایمر ۵۵۵ یا در واقع آی‌سی تایمر ۵۵۵ دوگان را بررسی کنیم. خروجی پین ۳ تایمر ۵۵۵ استاندارد یا تایمر ۵۵۶، قابلیت عمل در دو حالت چاه جریان (Sink) و منبع جریان (Source) با جریان حداکثر ۲۰۰mA را دارد که برای راه‌اندازی بلندگو‌های کوچک، LED و موتور‌ها کافی است و می‌توانند مستقیما به آن‌ها متصل شوند.

توانایی تایمر ۵۵۵ در حالت چاه یا منبع جریان به این معنی است که تجهیزات خروجی می‌توانند برای جذب جریان بار بین ترمینال خروجی تایمر ۵۵۵ و منبع تغذیه و یا برای تامین جریان بار بین ترمینال خروجی و زمین متصل شوند. تصویر زیر نمایی از مد‌های چاه و منبع خروجی تایمر ۵۵۵ را نشان می‌دهد.

چاه جریان و منبع جریان در تایمر ۵۵۵

در مدار اول، یک LED بین منبع تغذیه VCC+ و پین خروجی ۳ متصل شده است. در نتیجه، جریان جذب شده و به ترمینال خروجی تایمر ۵۵۵ وارد می‌شود و زمانی که خروجی LOW باشد، LED روشن خواهد شد.

در مدار دوم، LED بین زمین (۰v) و پین خروجی ۳ متصل شده است. در نتیجه، جریان از ترمینال خروجی تایمر ۵۵۵ خارج می‌شود و زمانی که خروجی HIGH باشد، LED روشن خواهد شد.

این ویژگی به این معنی است که می‌توان هر دو LED را هم‌زمان به ترمینال خروجی تایمر ۵۵۵ متصل کرد، اما بسته به اینکه حالت خروجی HIGH یا LOW باشد، فقط یکی از آن‌ها روشن خواهند بود. تصویر زیر نمایی از این حالت را نشان می‌دهد.

اتصال دو LED به صورت هم‌زمان به خروجی تایمر ۵۵۵در مدار بالا دو LED بسته به خروجی به صورت متناوب خاموش و روشن می‌شوند. مقاومت R برای محدود کردن جریان LED به زیر ۲۰mA استفاده شده است.

درایو ترانزیستوری تایمر ۵۵۵

همان‌طور که قبلا اشاره شد، بیشینه جریان خروجی برای هر دو حالت چاه و منبع جریان از طریق پین ۳ حدودا ۲۰۰mA در بیشینه ولتاژ تغذیه است. اما اگر بخواهیم که سایر ادوات توان بالا مانند موتور‌ها و رله‌ها را کلیدزنی یا کنترل کنیم، باید چگونه عمل کنیم؟

در این صورت باید از یک ترانزیستور برای تقویت جریان خروجی تایمر ۵۵۵ به منظور تامین توان بزرگ برای درایو بار استفاده کنیم. نمایی از درایو ترانزیستوری تایمر ۵۵۵ را در شکل زیر مشاهده می‌کنید.

استفاده از ترانزیستور برای تقویت جریان خروجی در تایمر ۵۵۵

اگر جریان بار بزرگ باشد، ترانزیستور در دو مدار شکل بالا، می‌تواند با ماسفت قدرت یا ترانزیستور دارلینگتون جایگزین شود. زمانی که از یک بار سلفی مانند موتور یا رله استفاده می‌شود، بهتر است که از یک دیود هرزگرد (Freewheeling Diode) مستقیما در راستای ترمینال‌های بار استفاده شود تا ولتاژ‌های ضدمحرکه (Back EMF) تولید شده توسط سلف جذب شوند و به آی‌سی آسیبی وارد نشود.

 

منبع: فرادرس