CMOS 555, длительный синий светодиодный мигающий светильник

ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ

• Две батареи AAA
• Зажим для аккумулятора (каталог Radio Shack № 270-398B)
• U1 - микросхема таймера 1CMOS TLC555 (каталог Radio Shack № 276-1718 или аналог)
• Q1 - транзистор PNP 2N3906 (каталог Radio Shack № 276-1604 (15 шт.) или аналогичный)
• Q2 - 2N2222 NPN транзистор (каталог Radio Shack № 276-1617 (15 шт.) или аналогичный)
• Диод CR1 - 1N914 (каталог Radio Shack № 276-1122 (10 шт.) или аналог, см. инструкции)
• D1 - Синий светодиод (каталог Radio Shack № 276-311 или аналог)
• R1 - резистор 1,5 МОм 1/4 Вт, 5%
• R2 - резистор 47 кОм 1 / 4Вт, 5%
• R3 - резистор 2,2 кОм 1/4 Вт, 5%
• R4 - резистор 620 Ом 1/4 Вт, 5%
• R5 - резистор 82 Ом 1/4 Вт, 5%
• C1 - танталовый конденсатор 1 мкФ (каталог Radio Shack 272-1025 или аналог)
• C2 - электролитический конденсатор 100 мкФ (каталог Radio Shack 272-1028 или аналог)
• Электролитический конденсатор C3 - 470 мкФ (каталог Radio Shack 272-1030 или аналог)

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ

Уроки электрических цепей , Том 1, глава 16:«Расчеты напряжения и тока»

Уроки электрических цепей , Том 1, глава 16:«Решение для неизвестного времени»

Уроки электрических цепей , Том 3, глава 4:«Биполярные переходные транзисторы»

Уроки электрических цепей , Том 3, глава 9:«Электростатический разряд»

Уроки электрических цепей , Том 4, глава 10:«Мультивибраторы»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

• Изучите практическое применение постоянной времени RC.
• Изучите одну из нескольких конфигураций нестабильного мультивибратора с таймером 555
• Практическое знание рабочего цикла
• Как обращаться с деталями, чувствительными к электростатическому разряду.
• Как использовать транзисторы для увеличения коэффициента усиления по току
• Как использовать конденсатор для удвоения напряжения с помощью переключателя

СХЕМА

ИЛЛЮСТРАЦИЯ

ИНСТРУКЦИИ

ПРИМЕЧАНИЕ! В этом проекте используется чувствительная к статическому электричеству часть, CMOS 555. Если вы не используете защиту, как описано в Томе 3, Глава 9, Электростатический разряд , вы рискуете его уничтожить.

Эта схема основана на двух предыдущих экспериментах, используя их особенности и дополняя их. Синие и белые светодиоды имеют более высокий Vf (прямое падение напряжения), чем большинство, около 3,6 В. Батареи 3 В не могут управлять ими без посторонней помощи, поэтому требуются дополнительные схемы.

Как и в предыдущих схемах, на светодиод подается импульс 0,03 секунды (30 мс). C3 используется для удвоения напряжения этого импульса, но он может делать это только на короткое время. Измерение тока с помощью светодиода в этой схеме нецелесообразно из-за малой продолжительности действия, но синие светодиоды, как правило, более предсказуемы, потому что они были изобретены позже.

Эта конкретная конструкция также может использоваться с одной батареей 1 1/2 В. Базовая концепция была создана на базе устаревшей ИС, LM3909, в которой использовались красный светодиод, ИС и конденсатор. Как и в случае с этой схемой, он может мигать красным светодиодом более года с одной D-ячейкой. Когда новые красные светодиоды увеличили свой Vf с 1,5 В до 2,5 В, этот старый чип больше не использовался, и его все еще не хватает многим любителям. Если вы хотите попробовать батарею 11/2 В, замените R5 на 10 Ом и используйте красный светодиод с более подходящим CR1 (см. Следующий абзац).

CR1 - не лучший выбор для этого компонента, он был выбран потому, что это общая деталь и она работает. В этом приложении подойдет практически любой диод. Напряжение на германиевых диодах Шоттки и диодах падает намного меньше, на кремниевом диоде падает 0,6-0,7 В, на диоде Шоттки падает на 0,1-0,2 В, а на германиевом диоде падает на 0,2-0,3 В. Если использовать эти компоненты, меньшее падение напряжения приведет к более яркой яркости светодиода, так как эффективность схемы повысится.

ТЕОРИЯ ДЕЙСТВИЯ

Q2 - это переключатель, который используется в этой схеме. Когда Q2 выключен, C3 заряжается до напряжения батареи за вычетом падения напряжения на диоде, как показано на рисунке 1. Поскольку напряжение синего светодиода Vf составляет от 3,4 до 3,6 В, он фактически отключен от цепи.

На рисунке 2 показано, что происходит при включении Q2. Сторона конденсатора C3 + заземлена, что перемещает сторону - на -2,4 В. Диод CR1 теперь обратно смещен и отключен от цепи. -2,4 В разряжается через R5 и D1 до + 3,0 В батарей. 5,4 В обеспечивает дополнительное напряжение для включения синего светодиода. Задолго до того, как C3 разрядится, цепь переключается обратно, и C3 снова начинает заряжаться.

В LM3909 CR1 был резистор. Диод использовался для минимизации тока, позволяя R4 иметь максимальное значение. Вы можете заметить тусклое синее свечение синего светодиода, когда он выключен. Это демонстрирует разницу между теорией и практикой:3 В достаточно, чтобы вызвать некоторую утечку через синий светодиод, даже если он не проводит. Если бы вы измерили этот ток, он был бы очень небольшим.