كيف يعمل المؤقت الزمني او التايمر ne555

السلام عليكم 

موضوع اليوم هو الايسي 555 

يحتوي هذا المركب الالكتروني على ثمانية ارجل و يستعمل في عدة مجالات

في تدوينة اليوم سوف نتعلم كيف تعمل هذه الدارة الالكترونية.

اخترع هانس كامنزند هذه الدارة سنة 1971

تتميز هذه الدارة المتكاملة بقدرتها على انتاج نبضات كهربائية مستقرة،

و يمكنها العمل على ثلاثة اوضاع:

الوضع احادي الاستقرار

الوضع ثنائي الاستقرار

الوضع عديم الاستقرار

لنلقي نظرة اولية على ماذا يحتوي هذا المركب الالكتروني.

هذا هو المخطط الالكتروني للدارة المتكاملة.
يتكون هذا المركب الالكتروني من 24 ترنزستور
دايودين و 17 مقاومة
لتسهيل فهم هذا المخطط تم تمثيله بالرسم البياني التالي
بتقسيمنا لهذا المخطط الالكتروني يتكون من مقارنين ، مبدل فليب فلوب flip-flop ،مرحلة الخروج و الترنزستور هنا يسمى ترنزستور التفريغ .
يتكون مقسم التيار voltage divider من ثلاث مقاومات متساوية .



و ذلك من اجل انشاء مرجعين للتيار .
المرجع الاول هو تيار الدخول مضروب في 2/3
و المرجع الثاني هو تيار الدخول ضرب 1/3
يتراوح تيار الدخول بين 5 و 15 فولط



ثم نجد المقارنان، ويتمثل دورهما في مقارنة التيار المتغير الذي يدخل عبر المدخل الموجب و المدخل السالب ، اذا كانت قيمة التيار الموجودة في القطب الموجب اكبر من قيمة التيار الموجودة في القطب السالب يخرج القيمة 1.
اذا كان العكس و هو قيمة التيار الموجودة في القطب الموجب اصغر من قيمة التيار الموجودة في القطب السالب يخرلنا المقارن القيمة 0.
مثلا اذا وضعنا 12فولط في المدخل الموجب و 8 فولط في المدخل السالب نحصل على واحد1 في الخروج و نحصل على العكس اذا وضعنا 12فولط





ف2:31
المدخل السالب للمقارن الاول مرتبط بالمرجع2/3
و المدخل الموجب مرتبط بالرجل6 بحيث يمكننا التحكم في هذا المقارن من الخارج
و المقارن الثاني عكس المقارن الاول فالمدخل السالب مرتبط بالرجل 2 بحيث يمكن التحكم به من الخارج و المدخل الموجب مرتبط بالرجل 2/3
مخرجي هذان المقارنان مرتبطان بمداخل القلاب
فليب فلاب



تعني sتشغيل وr reset او اعادة القلاب الى وضعه الاول.
عندما تاتي الاشارة 1 الى المدخل س يتم تشغيل هذا القلاب و ذلك باخراج واحد من المخرج q و الصفر من الرجل q^
و عندما يتلقى الاشارة واحد عند المدخل r يتم قلب المخارج qوq^
فتصيرq=0 و q^=1
بالاضافة الة ذلك يمكن عمل reset لهذا القلاب من الخارج باستعمال الرجل 4.
مرحلة الخروجoutput دوره يقلب الاشارة ، عندما يتلقى 0من q^ فهو يقلبها فتصير1 و العكس صحيح.
و هو مرتبط بالرجل 3 و يمكنه تحمل 200ma فقط .
مخرج q^للقلاب مرتبط ايضا بترنزستور التفريغ وهذا مثال اولي كيفية تشغيل المركب الالكتروني على الوضع احادي الاستقرار:
من اجل ذلك سنحتاج الى قاطعين للتيار و مقاومتين.



المقاومة الاولى مرتبطة بمدخل التيار و الرجل reset القاطع s1 يربط الرجل reset بالسالب المقاومة r2تربط المدخل trigger بالموجب والقاطع s2 يربط المدخل trigger بالارضي او السالب .
اذا ضغطنا على القاطعين s1و s2 فاننا نحول الرجلين reset و trigger الى الوضع .
في الوضع الاولي المقارنان يخرجان الاشارة 0ما يعني ان مخرج المؤقت 555 يخرج لنا الوضع 0 اذا ضغطنا على القاطع s2 فاننا نحول الرجل trigger الى الارضي او السالب .



فيخرج لنا هذا المقارن 1ما يعني ان q^للقلاب يخرج لنا الاشارة0 وتحول لنا المرحلة الاخيرة output هذه الاشارة الى الرقم 1 و بذلك يخرج لنا المركب555 1من الرجل 3 و يبقى محتفظا بهذه الحالة و ذلك رغم رفعنا الضغط على القاطع s2 .
عندما نضغط على القاطع s1 5:56
فانه يتحول الى الوضع الاول .
في المثال الثاني سنشاهد كيف يعمل هذا المركب الالكتروني في الوضع احادي الاستقرار ،من اجل ذلك سنستعمل هذا المخطط

المدخل trigger للمقارن الثاني مرتبط بمدخل التيار ما يعنب انه سيخرج لنا القيمة واحد اما المدخل threshold للمقارن الاول فهو في الوضع 0ما يعني ان مخرجه ايضا يساوي 0 و ذلك لان المخرج q ^في وضع الاشتغال و لذلك فان الترنزستور في حالة اشتغال ايضا مما لا يسمح للمكثف بالشحن و لتحويل المخرج 3من الصفر الة واحد

فيجب علينا الضغط على الزر 2 مما سيحول المدخلtrigger الى السالب و بذلك يخرج لنا المقارن الرقو واحد و المرتبط بالمدخل s للقلاب مما سيجعل المخرج q^ للقلاب يتحول الى الرقم 0 والمخرج3يتحول الى الرقم واحد، و في هذا الوقت بالضبط يتوقف تشغيل الترنزستور مما يسمح للمكثف باعادة

الشحن و بذلك يحتفظ التايمر 555 بهذا الوضع الة ان تصل قيمة التيار بين رجلي المكثف 2/3من تيار الدخول وبذلك يرتفع التيار عند المدخل الموجب او threshold للمقارن الاول فيخرج لنا الرقم واحد مما سيعيد القلاب الى وضعه الاول فيحول المخطط بكامله الى الوضع الاول و بالتالي اخراج واحد من الرجل 3 و بهذا نستنتج ان المدة التي يبقى فيها المخرج 3 في حالة اشتغال هي المدة التي يحتاجها المكثف في الشحن و يمكن التحكم في هذه المدة بتغيبر القيمة c1 و تغيير قيمة المقاومة r1.

اما الان دعونا نشاهد كيف يعمل التايمر في الوضع عديم الاستقراى.


في هذا الوضع يعمل هذا التايمر كمذبب وهو لا يحتفظ بوضع معين فيستمر بين صفر و واحد الى حين ايقاف تشغيله وهذا المثال للمخطط الذي يمكننا من خلاله انتاج هذه النبضات.


المدخلين threshold وtrigger مرتبطان فيما بينهما ثم المكثف يرتبط بنقطة الالتقاء و الرجل الاخرى المرتبطة بالسالب
الرجل7المرتبطة بالترنزستور مرتبطة بنقطة التقاء المقاومتين r1وr2 .
و بهذا لن نحتاج الى اي قاطع للتيار .
......
عند التشغيل الاول يبدأ المكثف بالشحن يعني تبدأr1و r2 بشحن المكثف فيخرج لنا المقارن الثاني الرقم واحد من المخرج لان القيمة trigger اصغر من 1/3 ما يعني ان q^ تخرج لنا القيمة 0 و ترنزستور التفريغ في حالة توقف .
و بهذا يكون مخرج التايمر في الوضع 1.


عندما يصل التيار المتواجد داخل المكثف الى النقطة 1/3 يتحول المخرج للمقارن الثاني الى الرقم 0 لكن القلاب يحتفظ بقيمته.


عندم ا يصل التيار في المكثف الى القيمة 2/3 سوف يتسبب المدخل threshold في المقارن الاول في اخراج الرقم 1 ثم سوف يتم تشغيل المدخل r من القلاب وبذلك يخرجلنا المخرج q^ الرقم واحد .
و بهذا يتم تشغيل ترنزستور التفريغ بعده يبدأ تفريغ المكثف من هذه النقطة .


و في هذه المدة يتخذ المخرج القيمة 0 و يكون مخرجي المقا رنين في 0 مما يسمح للقلاب بالاحتفاظ بهذه الوضعية الى ان تصل القيمة داخل المكثف 1/3 vcc في المدخل trigger للمقارن الثاني .
و بهذا يبدأ المكثف في الشحن من جديد،

ظاهرة الشحن و التفريغ للمكثف تجعل التايمر يخرج القيمة 1تارة و القيمة 0 تارة اخرى الى ما لا نهاية .
و يمكن حساب الوضع الذي يبقى فيه تيار الخروج في الوضع 0 و الوقت الذي يبقى في تيار الخروج في الوضع واحد.