555 Timer Latch Schaltung Tutorial

Es gibt verschiedene Arten von PCB-Komponenten, die üblicherweise in elektronischen Projekten und Schaltungen verwendet werden, und wir sind mit ihnen vertraut, 555 Timer integrierte Schaltung ist eine von ihnen. Die gängigen Betriebsarten sind monostabil, mehrfach stabil und bistabil. Damit werden sie auch für Schaltvorgänge verwendet. Er funktioniert wie ein Schalter, wenn wir ihn drücken, wird der Stromkreis in Gang gesetzt, und wenn wir ihn erneut drücken, wird der Stromkreis wie ein normaler Schalter unterbrochen. Er wird auch in der digitalen Elektronik verwendet, um verschiedene Komponenten wie Arduino-Controller und andere Arten von Sensoren zu steuern. 

Hier werden wir 555 Timer verwenden und die Verriegelungsschaltung und besprechen seine Funktionsweise. Aber bevor wir die Schaltung besprechen, lernen wir erst einmal die Einführung in den 555 Timer, die uns hilft, die Details der Schaltung zu verstehen.

Eine kurze Einführung in den 555 Timer

  • Der 555-Timer ist ein Standardbestandteil elektronischer Schaltungen und elektronischer Projekte. Seine Hauptfunktion ist die Bereitstellung der Zeitverzögerung Oszillator und Flip-Flop-Betrieb.
  • Diese integrierter Schaltkreis wurde 1971 von Gignetics, einem amerikanischen Unternehmen, entwickelt. Es handelt sich zwar um ein älteres Bauteil, das aber aufgrund seiner Stabilität, seiner geringen Kosten und seiner benutzerfreundlichen Funktionen immer noch in Projekten verwendet wird. Er wird von zahlreichen Herstellern in CMOS- und bipolaren Low-Power-Strukturen hergestellt. Er wurde in größeren Stückzahlen hergestellt als in elektronischen Geräten verwendet. Auf der Basis seiner Hersteller kommen 25 Transistoren, 15 Widerstände und zwei Dioden auf einem Siliziumchip in einem achtpoligen Dual-Inline-Gehäuse zum Einsatz.
  • Es handelt sich dabei um einen weniger teuren integrierten Schaltkreis, der für verschiedene Werte von Potenzialdifferenzschaltungen wie 4,5 bis 15 Volt DC verwendet wird.
555 Timer Schaltplan

Die Rolle des 555 Timer Pinout

Der 555 Timer hat 8 Pinbelegungen, von denen jede eine andere Funktion hat. Die folgenden FS PCBA wird sie erklären:

  • Pin 1 und 8 sind über eine Kombination von drei Widerständen mit fünf Kiloohm mit Masse und Vcc verbunden. Diese drei Widerstände sind so konfiguriert, dass sie eine Spannungsteilerkombination bilden;
  • Pin 2 ist der Trigger-Pinout, der mit dem invertierenden Eingang oder negativen Punkt des Komparators verbunden ist;
  • Pin 3 ist der Ausgangspin, der mit dem Ausgang des Flipflops verbunden ist;
  • Pin 4 ist der Reset-Pinout, der mit dem Reset-Pin des Flipflops verbunden ist. Durch Herstellen einer Verbindung mit der Masse kann der Timer zurückgesetzt werden. Es hilft, die integrierte Schaltung zurückzusetzen, wenn ein negatives Signal am Reset-Anschluss der angeschlossenen Transistoren anliegt;
  • Pin 5 ist mit der Invertierung des Komparators verbunden. Um die Referenzspannung zu ändern, kann hier eine externe Spannung zugeführt werden. Dieser Anschluss wird normalerweise mit einem Kondensator verbunden, um eine stabile Referenzspannung zu erhalten. Er hilft bei der Steuerung von Schwellenwert und Triggerpegel. Sie wird auch zur Steuerung der Impulsbreite des Ausgangssignals verwendet, wenn eine Spannung an diese Klemme angelegt wird;
  • Pin 6 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des Komparatorschaltkreises verbunden, dessen Ausgang mit dem Reset-Pin des Flipflops verbunden ist;
  • Pin 7 ist der entladene Pin, der mit dem Kollektor des BJT verbunden ist;
  • Pin 8 wird für die Bereitstellung der Werte +5V bis +18V verwendet.

555 Timer Betriebsmodi

  • Astabiler Modus

In dieser Betriebsart gibt es keinen stabilen Pegel am Ausgang und der Ausgang schwankt zwischen High und Low. Das Signal an der Ausgangsklemme wechselt zwischen low und high, ohne dass ein äußerer Trigger angelegt wird. Es wird ein kontinuierlicher Impuls erzeugt, der von den Werten der in der Schaltung angeschlossenen Widerstände und Kondensatoren abhängt.

555 Timer IC-Schaltung im instabilen Modus
Astabiler 555 Timer Schaltkreis Wellenformdiagramm
  • Monostabiler Modus

Bei dieser Betriebsart von 555-Zeitgebern gibt es stabile und instabile Zustände. Wenn der Ausgang bei einem stabilen Zustand hoch ist, ist der Ausgang des Zeitgebers hoch. Es wird ein einzelner Impuls erzeugt, wenn der Zeitgeber über den Eingang der Triggertaste ein Signal erhält.

555 Timer Schaltplan im monostabilen Modus
  • Bistabile Modi

In diesem Modus hat der Timer stabile Ausgangszustände. Während jeder Unterbrechung wechselt der Ausgang von niedrig zu hoch bzw. für den hohen Ausgang. Wenn er niedrig ist, wird der Interrupt ausgelöst und der niedrige Zustand wird beibehalten, bis andere Interrupts den Zustand ändern. Diese Betriebsart wird auch Schmitt-Trigger-Modus genannt. Er wird für Anwendungen verwendet, bei denen die Last durch die Verwendung eines Druckknopfes kontinuierlich ein- und ausgeschaltet wird.

Bistabiler Modus 555 Timer IC Schaltplan

Erstellen einer 555 Timer-Latch-Schaltung

Wir haben ein allgemeines Verständnis des 555-Timers, jetzt beginnen wir mit dem Bau der in der Abbildung oben gezeigten Verriegelungsschaltung.

Anmerkungen: Oben haben wir die Pinbelegung der 555 Timer besprochen. Die Pins 2 und 6 sind Trigger- und Schwellenwertpins. Während des Betriebs der Schaltung wird also die Spannung gemessen. Wenn der Spannungswert an Pin 2 weniger als 1/3 der Eingangsspannung beträgt, wird Pin 3 oder der Ausgangspin eingeschaltet und wenn die Spannung an Pin 6 weniger als 2/3 der Eingangsspannung beträgt, wird Pin 3 oder der Ausgangspin ausgeschaltet.

Die für die 555-Timer-Latch-Schaltung benötigten Bauteile sind hier aufgeführt:

  • 555 Zeitschaltuhr
  • LED
  • SPDT-Relais
  • 1n4007 Diode
  • BC557 PNP-Transistor
  • Widerstände

Schaltplan und Funktionsweise einer 555-Timer-Latch-Schaltung

Hier sehen wir die Schaltung des 555 Timer verriegeln. In der Schaltung werden Pin, 2 und Pin 6 verwendet. Der Ausgang der Spannungsteilerschaltung ist an Pin 6 angeschlossen. Es ist ein 1uF Kondensator verwendet, um die Verbindung von einem Widerstand des Spannungsteilers an Pin 3 durch einen 100k Widerstand zu machen. Der Druckknopf ist zwischen Pin 2 und dem positiven Pol des Kondensators angeordnet. Man sieht, dass ein Taster zwischen Pin 2 und dem Pluspol des Kondensators angeschlossen ist. Eine LED ist über einen Strombegrenzungswiderstand an den Ausgang des Timers angeschlossen.

In der Schaltung befinden sich zwei Widerstände von 220 Kiloohm, die die Spannungsteilerschaltung bilden. Diese Teilerschaltung liefert die Spannung an Pin 6. Nehmen wir an, dass die Schaltung im EIN-Zustand Spannungsteiler ist und einen ausgeglichenen Zustand hat, so dass der Ausgang in einem Aus-Zustand ist. Wenn wir den Druckknopf drücken, werden die Kondensatoren durch den Widerstand R3 aufgeladen und es fließt mehr Strom durch diesen Widerstand, wodurch der unsymmetrische Zustand entsteht. Dadurch ändert sich der Spannungswert an Pin 2, so dass sich der Ausgang im EIN-Zustand befindet. Wenn wir die Taste drücken, so erhält Pin 6 die Spannung der geladenen Kondensatoren und schaltet den Ausgang aus.

Es gibt zwei Arten von Verriegelungsschaltungen: aktiv hoch und aktiv niedrig. Bei Active High liegt der Eingang auf Masse, und der Latch wird durch das High-Signal ausgelöst. Bei active low ist der Eingang high und ein low-Signal wird zum Auslösen des Latch verwendet.

Die von uns entworfene Schaltung funktioniert wie ein Kippschalter. Es gibt zwei Zustände, hier hoch und niedrig. Diese Schaltung funktioniert bis zu dem Punkt, an dem wir den Knopf drücken, um die Einstellung zurückzusetzen, und bleibt im ausgeschalteten Zustand, bis wir die eingestellte Bedingung erneut anpassen. Die Funktionsweise ist ähnlich wie bei einem Flip-Flop.

Latch-Schaltung mit einer Kombination aus Transistor und 555 Timer

Es gibt verschiedene Kombinationen, durch die Verriegelungsschaltungen zur Durchführung von Operationen entworfen werden können. Ihre Hauptfunktion besteht darin, die Last kontinuierlich mit Strom zu versorgen, auch wenn die Eingangsversorgung ausfällt. Daher kann die Schaltung durch den Einsatz von Transistoren, ICs usw. in verschiedenen Schemata entworfen werden. Hier haben wir eine weitere Verriegelungsschaltung mit Hilfe von Transistoren und einem Timer erstellt.

In dieser Schaltung wird ein 2n3904-Transistor verwendet, der als NPN konfiguriert ist, d. h. er hat zwei N- und einen P-Bereich. Die Hauptfunktion von Transistoren ist die eines Schalters und Verstärkers. Transistoren sind die grundlegenden Komponenten der Elektronik und werden als Hauptbestandteil eines jeden elektronischen Projekts angesehen. In dieser Schaltung arbeitet er als Schalter und steuert das Impulssignal, das an seinen Basisanschluss angeschlossen ist. Hier sieht man, dass an der sechsten Klemme des Zeitgebers ein Kondensator angeschlossen ist, der ein reines, welligkeitsfreies Signal liefert. Am Eingang liegt ein positives Impulssignal an, das mit dem Ausgang des 555-Timers verriegelt wird. In dieser Schaltung erhalten wir einen Ausgangsstrom von 200 Milliampere, der die Fähigkeit hat, den Relaisschalter zu betätigen und zum Betrieb jedes elektronischen Geräts verwendet werden kann. Die Betriebsspannung dieser Schaltung beträgt 5 Volt bis 12 Volt Gleichspannung. In dieser Schaltung ist am Basisanschluss des Transistors ein 2,2-Kilo-Widerstand angebracht, der als Strombegrenzung fungiert und den Strom auf einen bestimmten Wert begrenzt, um den Transistor vor Schäden zu bewahren.

Einige Anwendungen der 555 Timer Latch Schaltung

  • Verriegelungsschaltungen werden in verschiedenen Arten von Speichergeräten verwendet;
  • Es wird zur Datenspeicherung verwendet, da es sich um ein Einzelbit-Speicher-Modul handelt;
  • Sie wird auch zur Kodierung von Binärzahlen verwendet;
  • Es dient zur Steuerung der verschiedenen Geräte in der digitalen Elektronik und in Maschinen.

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