Как работает преобразователь частоты в напряжение на микросхеме 555. Какие существуют схемы таких преобразователей. Для чего применяются преобразователи частота-напряжение в электронике и автомобилях.
Принцип работы преобразователя частота-напряжение на таймере 555
Преобразователь частота-напряжение (ПЧН) на базе таймера 555 позволяет преобразовывать входную частоту в пропорциональное ей выходное напряжение. Принцип работы такого преобразователя основан на следующих ключевых моментах:
- Входные импульсы запускают одновибратор на таймере 555
- Длительность выходного импульса одновибратора фиксирована
- Чем выше частота входных импульсов, тем чаще генерируются выходные импульсы
- Выходные импульсы интегрируются RC-цепочкой
- Среднее значение напряжения на выходе RC-цепи пропорционально входной частоте
Таким образом, на выходе схемы формируется напряжение, линейно зависящее от частоты входного сигнала. Это позволяет измерять частоту с помощью вольтметра или использовать ПЧН в различных системах автоматики.
Базовая схема преобразователя на 555 таймере
Рассмотрим простейшую схему преобразователя частота-напряжение на микросхеме 555:
[Схема базового ПЧН на 555]
Основные элементы схемы:
- Микросхема 555 таймер
- Входной разделительный конденсатор C1
- Резистор R1 и конденсатор C2 задают длительность выходного импульса
- Интегрирующая RC-цепочка на выходе (R2, C3)
- Диод VD1 для защиты от обратного напряжения
Принцип работы:
- Входные импульсы через C1 запускают одновибратор на 555
- На выходе (вывод 3) формируются импульсы фиксированной длительности
- RC-цепь на выходе интегрирует импульсы
- Выходное напряжение пропорционально частоте входных импульсов
Улучшенная схема ПЧН с повышенной линейностью
Для повышения линейности преобразования и расширения рабочего диапазона частот применяют более сложные схемы ПЧН на базе 555 таймера. Рассмотрим один из вариантов:
[Схема улучшенного ПЧН на 555]
Особенности данной схемы:
- Применен генератор тока на транзисторе VT1 для заряда конденсатора C2
- Использован операционный усилитель DA1 для улучшения линейности
- Добавлен компенсирующий конденсатор C4
- Выходной ФНЧ на R5C5 для дополнительного сглаживания
Такая схема обеспечивает линейность преобразования лучше 0.1% в широком диапазоне частот. Точная настройка производится подстроечными резисторами R2 и R7.
Применение преобразователей частота-напряжение
Преобразователи частота-напряжение на базе таймера 555 находят широкое применение в различных областях электроники и автоматики:
- Измерение частоты с помощью вольтметра
- Тахометры для измерения скорости вращения двигателей
- Преобразователи сигналов датчиков с частотным выходом
- Частотные детекторы в системах радиосвязи
- Преобразователи скорости в напряжение
- Системы автоматического регулирования по частоте
Одно из распространенных применений — автомобильные тахометры. Схема такого тахометра на 555 таймере позволяет измерять обороты двигателя, преобразуя частоту импульсов от системы зажигания в напряжение для стрелочного или светодиодного индикатора.
Преимущества и недостатки ПЧН на 555 таймере
Преобразователи частота-напряжение на базе таймера 555 имеют ряд достоинств и ограничений:
Преимущества:
- Простота схемы и доступность компонентов
- Широкий диапазон питающих напряжений (4.5-18В)
- Возможность работы в широком диапазоне частот
- Низкая стоимость реализации
Недостатки:
- Ограниченная линейность преобразования
- Зависимость от температуры и напряжения питания
- Невысокая точность без дополнительной калибровки
- Ограниченное быстродействие на высоких частотах
Несмотря на недостатки, простота и универсальность делают ПЧН на 555 таймере популярным решением для многих практических задач.
Настройка и калибровка преобразователя
Для получения точных результатов преобразования частота-напряжение необходимо правильно настроить и откалибровать схему. Основные этапы калибровки:
- Подать на вход сигнал известной частоты (например, 1 кГц)
- Измерить выходное напряжение вольтметром
- Подстроечным резистором добиться нужного выходного напряжения
- Повторить для нескольких точек во всем диапазоне частот
- Построить калибровочную кривую «частота-напряжение»
Для повышения точности рекомендуется:
- Использовать прецизионные компоненты
- Обеспечить стабильное напряжение питания
- Применять температурную компенсацию
- Периодически проводить повторную калибровку
При правильной настройке можно добиться точности преобразования лучше 1% во всем рабочем диапазоне частот.
Заключение
Преобразователи частота-напряжение на базе таймера 555 представляют собой простое и эффективное решение для многих практических задач. Несмотря на ограничения, их широкие возможности и доступность делают такие схемы популярными среди радиолюбителей и профессионалов. Правильный выбор схемы и грамотная настройка позволяют создать надежный преобразователь для измерения частоты, скорости вращения и других параметров.
Преобразователь напряжение — частота на интегральном таймере 555
Этот простой преобразователь напряжение — частота основан на интеграторе Миллера и и таймере серии 555 (КР1006ВИ1).
Интегральный таймер 555 был разработан ещё в 1971 году, но до сих пор остаётся популярным компонентом для конструирования схем различного назначении. Добавив несколько компонент к этому таймеру, можно построить преобразователь напряжение — частота с довольно неплохой линейностью.
Диапазон входных напряжений преобразователя лежит в диапазоне от 0 до -10 вольт, что позволят получить частоту на выходе, лежащую в диапазоне 0..1 кГц.
Ток, протекающий через интегрирующий конденсатор С1, линейно зависит от входного напряжения
IC = –Vвх / (R1).
Когда напряжение на конденсаторе С1 достигнет значения, равное 2/3 напряжению питания, то разряжающий транзистор таймера 555 откроется, и напряжение на конденсаторе С1 вернётся к первоначальному значению, равному 1/3 напряжения питания, далее процесс заряда конденсатора снова повторится.
Пока конденсатор С1 заряжается, на выходе таймера будет присутствовать высокий логический уровень, а когда конденсатор С1 разряжается, то уровень сменится на низкий.
Произведение входного напряжения на время заряда конденсатора С1 является константой. Так как время разряда гораздо меньше времени заряда, то выходная частота будет определятся следующим уравнением:
Fвых ≈ (Vвх / R1) * C1 * 1/3Uпит.
Величину резистора R1 следует подобрать так, что бы при наличии определённого напряжения на входе, на выходе присутствовала бы соответствующая частота. Поскольку импульс, разряжающий конденсатор С1 имеет длительность примерно 16 мкс, то точность работы преобразователя будет снижаться с повышением частоты. Если подобрать резистор R1 так, что бы при напряжении на входе, равном -10 Вольт частота на выходе таймера составляла бы 1 кГц, то при входном напряжении равном -1 Вольт частота выходного сигнала будет равна 100 Гц, в этом случае погрешность преобразования будет лежать в диапазоне примерно от 0,3% до 3%.
Если подобрать резистор R1 при наличии на входе напряжения, равного -5 Вольт, то точность преобразования будет равна примерно 1,5% по всему рабочему диапазону. Для улучшения параметров работы преобразователя рекомендуется использовать в качестве конденсатора С1 высококачественный элемент с низким тангенсом потерь.
В качестве микросхемы DA1 можно использовать практически любой современный операционный усилитель с внутренней коррекцией, например, К140УД708. При использовании некоторых моделей операционных усилителей может потребоваться подача небольшого отрицательного напряжения на прямой вход операционного усилителя DA1, как это показано на рисунке справа. В этом случае резистор R3 придётся подобрать опытным путём, что бы в схеме возникла устойчивая генерация.
BACK MAIN PAGE
Цифровой тахометр на 555 таймере и КР572ПВ2
Главное отличие этого тахометра от многих описания, которых встречаются в литературе в том, что по способу измерения частоты вращения коленчатого вала автомобиля — это аналоговый прибор, но результат измерения отображается на трехразрядном цифровом табло.
Схема показана на рисунке.
Как уже сказано, на таймере 555 (D2) сделан преобразователь частота-напряжение. Вернее, формирователь импульсов фиксированной длительности, а сам преобразователь сделан на VT3. На вход от обмотки катушки зажигания поступают импульсы, каждый отрицательный перепад которых делает запуск таймера. После каждого входного импульса таймер D2 формирует один импульс, длительность которого установлена целью R11 С7 около 2 mS. Эти импульсы одинаковой длительности, но разной частоты, поступают на базу транзистора VT3. В результате на эмиттере VТ3 получается импульсная последовательность, скважность которой зависит от частоты.
Схемы преобразователя частота — напряжение и вольтметра питаются от разных стабилизаторов А1 и А2.
Таймер 555 можно заменить отечественным аналогом — КР1006ВИ1, микросхему ICL7170 — отечественной КР572ПВ2 с любым буквенным индексом. Светодиодные индикаторы можно заменить любыми аналогичными (с общим анодом), как одиночными, так и модульными, но обязательно с выводами от каждой цифры (индикаторные панели, например от часов предназначенные для динамической индикации здесь не подойдут). Монтаж выполнен на макетной печатной плате («сито» с круглыми площадками), а индикаторы сделаны в виде выносного блока соединенного с основной платой 22-х проводным ленточным кабелем. Индикаторы расположены на лицевой части приборного щитка автомобиля, а плата — за приборным щитком.
Налаживание.
Сначала нужно откалибровать вольтметр на D1. Для этого отпаяйте верхний по схеме вывод R16 и подпаяйте его к выходу A2. Подбором сопротивления R16 добейтесь, чтобы прибор показывал «5,00». Восстановите соединение R16. Теперь нужно установить коэффициент преобразования частота – напряжение.
Для автомобиля с трехцилиндровым мотором при входной частоте 50 Гц прибор должен показать «200». Этих показании добиваются, подстраивая R13. Данный тахометр пригоден для любого бензинового четырехтактного двигателя с любым числом цилиндров. Перед его налаживанием нужно определить сколько раз поступает импульс тока на обмотку катушки зажигания за один полный оборот коленчатого вала автомобиля. Сделать это можно контролируя искру визуально (или измеряя напряжение на первичной обмотке катушки зажигания) поворачивая при этом вал двигателя ключом.
Чтобы узнать, сколько прибор должен показать при входной частоте 50 Гц (какой частоте вращения коленчатого вала соответствует входная частота 50 Гц) нужно рассчитать по такой формуле N = (50 / М) • 60. где N — показания прибора при входной частоте 50 Гц, М сколько раз формируется импульс зажигания за один оборот вала двигателя. Таким образом (50 /1.5) • 60 = 2000, то есть на индикаторе «2,00» На основе этой схемы можно сделать приставку — тахометр для мультиметра.
В этом случае используется только часть схемы на таймере D2, а напряжение с его выхода подают на вход мультиметра. Сопротивлений R13 можно сделать несколько и переключать их в зависимости от числа цилиндров двигателя. При правильной настройке преобразования частота-напряжение показания мультиметра в вольтах будут соответствовать тысячам оборотов в минуту (1000 об/мин = 1,00V).
Преобразователь частота в напряжение на 555
22 апреля 2021 г. 17:19
Данные преобразователи обладают обширным набором функций для управления электродвигателями. Последнее изменение для меня не является критичным, т. Ориентируемся на покупной корпус и делаем печатную плату в лайот. Одним из лидеров по производству частотных преобразователей является. Крупные ребра охлаждения на передней части корпуса привода обеспечивают охлаждение без накапливания пыли. С помощью такого средства несложно достичь высокого и качественного урожая. Для расчета стоимости доставки обратитесь к менеджеру интернетмагазина.
Но попытки создания подходящего преобразователя для работы мощных асинхронных двигателей лучше оставить здесь, как ни старайся, превзойти профессиональные приборы по эффективности и качеству не получится. Частотный преобразователь второе название инвертор это устройство, предназначенное для изменения частоты и напряжения электрического тока. Но вы, славяне, знаете ли, кто вы? В целях программирования переключает на дисплее параметры числа и его величины положения и его величины. Каждый производитель предусматривает на корпусе аппарата схему, в которой четко прописаны выводы, куда необходимо подавать фазу, ноль и подключать сам двигатель. И еще желательно чтобы устройство могло долго работать без отдыха. Как более экономный вариант можно отметить. Также есть смысл не тратиться на электромеханическое устройство, если внутридомовая сеть имеет в свом составе источник бесперебойного питания или стабилизатор напряжения. При вращении потенциометра по часовой стрелке прибор становится более чувствительным.
Подключенный к системе постоянно следит за изменением давления воды. Наша продукция по качеству и функциональности соответствует лучшим импортным образцам. По требованию заказчика преобразователи частоты могут комплектоваться. Компрессор имеет современный дизельный двигатель, обеспечивающий продолжительную и стабильную работу в любых самых сложных условиях. Использование преобразователя частоты серии позволяет снизить затраты на электроэнергию за счет управления скоростью двигателя, повысить качество выпускаемой продукции благодаря улучшению управления процессом, а так же увеличить срок эксплуатации вашего оборудования. Тем не менее в последнее время прокат. Применение для регулирования технологического параметра управляемого асинхронного электропривода, созданного с использованием высоковольтного преобразователя вместо задвижек или клапанов позволит получить существенную экономию электроэнергии на механизмах с квадратичной нагрузочной характеристикой, таких как вентиляторы и насосы. После сбора сундука у вас появится случайный дополнительный навык.
Если вам это не нравится, пожалуйста, сообщите нам. В данном случае регулирование скорости вращения электродвигателя производится путем изменения величины напряжения питания и частоты двигателя. Они смотрятся изящно и элегантно лишь в том случае, если вы наденете закрытую обувь на каблуке. Уважаемый покупатель, универсальный штекер инвертора по умолчанию, если вам нужен другой стандартный штекер, пожалуйста, оставьте сообщение. Некоторые после таких случаев замечают, что у них начинает течь холодильник, а другие не могут включить электрический чайник. Таким образом, преобразователь частоты является сложным интеллектуальным электротехническим устройством, которое управляет электрическим двигателем, при этом увеличивает надежность, улучшает качество технологического процесса, обладает рядом других преимуществ. Указанные значения могут быть несколько увеличены при применении ряда специальных методик, таких как работа в режиме с частичным отпиранием варактора и введение дополнительных т. По сути больше и не нужно для дома. Такие частотники часто используют, если нужно поддерживать стабильное давление или другой параметр, это могут быть погружные насосы для скважин, если рассматривать бытовое применение. Так как в связи с экономическим упадком люди были заняты собственным выживанием, рождаемость резко упала. Это крайне отрицательно сказывается на сроке службы оборудования. Пульт оператора, программируемые клеммы, специальная клавиатура, специальный пульт управления, специальный порт последовательного вводавывода. Измерьте обе ноги и выберите большую длину. Но в этом случае момент пуска более продолжительный по времени, и пусковые токи больше. Быстрое меню также доступно для отображения всех параметров, значения которых отличаются от заводских установок. Преобразователи постоянно совершенствуются и, прежде всего, совершенствуется их электронная начинка. Есть еще один способ, который используется реже, применение трехфазной обмотки асинхронника для преобразования напряжения. Кроме того, проверяется соответствие продукции нормам, указанным в сертификате.
А поскольку привод обладает широким спектром возможностей, то это позволяет применить его в достаточно сложных приложениях. Задайте вопрос по товару нашим менеджерам! Количество функций описанных выше малая часть из их огромного множества, исчисляемого уже сотнями в оборудовании последнего поколения. При таких производственных процессах как изготовление и намотка полимерных нитей и пленок, проволоки, бумаги, стекловолокна и стеклоткани требуется точное регулирование скорости вращения, управление по моменту и согласование движения нескольких двигателей. Тут должен стоять проволочный многооборотный резистор. Вседьмых, такие устройства считаются дешвым вариантом. Примем в качестве промежуточной частоты комбинационную частоту. Автоматизация логистики эффективный способ реагирования на изменения внешней среды и своевременного регулирования складских процессов. Само по себе ничего страшного, в конце концов, данный показатель является весьма волатильным. Отличные показатели по характеристикам скорости и крутящего момента.
Особенностями данной модели являются компактные размеры, бесшумность работы, дружественный интерфейс. Однако новости писать вс равно надо, поэтому настало время утечек. Габариты автомобиля, его звукоизоляция и материал обшивки салона, удаленность багажного отделения все это имеет большое значение при выборе той или иной системы звучания. Направление вращения выбирают, изменяя местами подключение выводов к двум соседним фазам. В последнее время полупроводниковые технологии в силовой электронике распространены очень широко, что позволило создавать сложные устройства для управления приводами. Продавец не несет ответственности по гарантии в случае, если произведенные им тестирование иили анализ показали, что заявленный дефект в изделии отсутствует, либо он возник вследствие нарушения правил инсталляции или условий эксплуатации. А самый главный недостаток такого способа, это то, что иногда происходит остановка ротора при снижении напряжения питания. Изменение момента сопротивления механизма пропорционально квадрату частоты вращения вала двигателя.
Бесплатную информацию о данном вопросе можете получить по телефону указанному выше. Быстрая доставка дешевые и безопасные роды, мы с нетерпением после его все время. Давно с вами сотрудничаю и планирую продолжать и дальше. Ну дада, я не смог достичь таких успехов в магии, а чо, пускай! Оставьте заявку на звонок специалиста по ремонту. Для обеспечения раздельной работы применяется специальное логическое устройство, исключающее возможность прохождения тока в одной группе в то время, когда ток проходит в другой группе. Когда загорается светодиод, то привод готов к запуску. При скалярном управлении формируются гармонические токи фаз двигателя. И мы примем все еще несет ответственность за эту проблему в течение гарантийного периода времени. Специальные решения позволяют создавать и настраивать системы автоматизации инженерного оборудования зданий различных типов и назначения общественных, офисных и административных, также существуют специализированные решения для управления климатом в чистых помещениях на предприятиях фармацевтической промышленности, в больницах, поликлиниках и роддомах.
Для оптимального использования места в шкафу допускается плотная установка преобразователей частоты за счет высокоэффективного охлаждения. Для преобразователя частоты существует большое количество специальных программ управления. Завтра окажется, что и мосты уже перепаяны? Сущность заявляемого, предполагаемого изобретения поясняется рисунками. Белый перламутр хорошо красиво смотрелся, не смотря на дождь. Применение запатентованной функции оптимальное управление возбуждением. Благодаря накопленному опыту и профессиональному коллективу мы готовы оперативно и качественно решать любые поставленные перед нами задачи. Подскажите пожалуйста сколько у не зубов. Я уничтожу его, чего бы мне это не стоило. И меня эта история прям заинтересовала. Среднеквадратичное значение тока нагрузки во всех режимах работы не должно превышать значения номинального тока якорной цепи. Вечерами здесь создается фантастическая атмосфера благодаря лазерной проекции и неоновому свету. Строго запрещено использовать в качестве заземления нулевой кабель.
Напряжения двух других фаз формируются аналогично и сдвинуты относительно первой на радиан выходного напряжения частоты. Но большинство покупателей не спешат совершать приобретение, без которого нельзя обойтись, ввиду сильной занятости. Но на практике так не получилось. Улучшенная функция настройки двигателя помогает осуществлять аккуратное управление скоростью. По какому принципу работают преобразователи частоты. Эти напряжения могут быть любой формы например, трапецеидальной или ступенчатой. Подключение самого преобразователя осуществляется по приведнной ниже схеме. Зарядное устройство для пальчиковых батареек асимметричным током. В преобразователях постоянного тока есть только один контур преобразования энергии.
Ссылки по теме:
Схема преобразователя ЧАСТОТА-НАПРЯЖЕНИЕ | Мастер Винтик. Всё своими руками!
Конвертер «частота-напряжение» на LM331
В радиолюбительских схемах бывает необходимость в преобразовании частота — напряжение, например для измерения частоты вольтметром (мультиметром), датчика, реагирующего на изменение частоты и т.
п.
Для преобразования частоты в напряжение в данном случае используется микросхема LM331. Входные импульсы должны быть прямоугольными, они через разделительный конденсатор С1 поступают на вход IC1 LM331 (вывод 6). Этот вывод приоткрыт плюсом через резистор R7.
Делитель на резисторах R2 и R3 задает уровень напряжения на выводе 7, — максимальное выходное напряжение. Значение резистора R3 подбирают по формуле: R3 = (Vсс — 2V)/1,9 , где Vсс -напряжение питания, а R3 выражено в килоомах.
Принципиальная схема преобразователя частоты в напряжение на микросхеме LM331
Выходное напряжение (V out) вычисляется по формуле:
Uвых = ((R4 /(R5+R6)) x R1 x C1 x 2,09 x Fвх.
Подстроечным резистором R6 можно подкорректировать выходное напряжение. Преобразователь работает в диапазоне частот: 10Гц — 5 кГц выходное напряжение изменяется: 0,025 до 12,5В.
Номинал R3 зависит от напряжения накопления и план R3= (Vs – 2V) / (2mA). Для Vs = 15В — R3=68k
IC LM331 может работать от напряжения от 5 до 30В постоянного тока.
Потенциометром R6 можно откалибровать схему преобразования.
На основе данной схемы можно собрать электронный тахометр для автомобиля (мотоцикла…), который будет подсчитывать импульсы с датчика холла. На выход можно подключить аналоговый или цифровой вольтметр.
ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Электронный переключатель сигнала и светодиодных ламп.
- Три схемы индикаторов бортовой сети автомобиля
- Автомобильные зарядные устройства. Схемы. Принцип работы.
Схема переключения автомобильных сигналов и/или ламп
Для звукового и светового эффекта можно собрать простенькую схему на трёх транзисторах.
Её можно применить где угодно: и на автомобиле, и на мотоцикле, и на скутере…. а также на игрушечных машинах или, например для отпугивания не прошенных гостей (воров) на даче!
Подробнее…
Далеко не во всех автомобилях установлен контроль за напряжением бортовой сети. Раньше в отечественных автомобилях стояла обычная лампочка в щитке, которая сигнализировала о зарядке АКБ.
Это, конечно мало информации. Было бы не лишним установить дополнительный цифровой вольтметр или хотя бы индикатор из нескольких разноцветных светодиодов, показывающий основные пороги допустимых напряжений. Ниже приведены три простые схемы светодиодных индикаторов напряжения авто.
Подробнее…
Обзор распространённых автомобильных зарядных устройств. Принципиальные схемы. Назначение. Устройство. Возможные неисправности.
Зима. Мороз. Двигатель запускается тяжело. Резко возрастает нагрузка на аккумулятор. А за состоянием аккумулятора нужно следить: проверять и вовремя его заряжать. Летом АКБ редко когда приходится заряжать, часто хватает зарядки от генератора автомобиля, а зима — это время частого использования автомобильных зарядных устройств.
Подробнее…
Популярность: 7 586 просм.
Таймер NE555. Преобразователи напряжения — Статьи об энергетике
Преобразователь напряжения – одно из наиболее распространенных электронных устройств, применяемых радиолюбителями. Преобразователи напряжения создаются из специализированных микросхем, позволяющих подключать нагрузку различной мощности. Зачастую большая мощность для преобразователя напряжения не требуется и его можно спроектировать на базе микросхемы интегрального таймера NE555 (или его аналога КР1006ВИ1). Схема одного из вариантов преобразователя напряжения на основе интегрального таймера NE555 представлена на рисунке 1.Рисунок 1
Основные элементы схемы: автоколебательный мультивибратор на микросхеме NE555, полевой транзистор VT1 и дроссель L1. Выходное напряжение достигает 18В. Алгоритм работы схемы: при включении питания генератор вырабатывает прямоугольные импульсы. Импульсы ЭДС самоиндукции на дросселе L1 выпрямляются и заряжают сглаживающий конденсатор С4. Напряжение заряда (выходное напряжение стабилизатора) определяется стабилитроном VD3.
При превышении напряжения на конденсаторе С4 напряжения стабилизации VD3 и перехода база-эмиттер VT2 – открывается транзистор VT2. Открытый транзистор VT2 уменьшит длительность выходного импульса таймера, что в свою очередь уменьшит напряжение на конденсаторе С4.
Рассмотрим схему двухполярного преобразователя напряжения малой мощности на базе микросхемы таймера NE555 (рисунок 2).
Рисунок 2
Частота выходных сигналов генератора достигает 160 кГц. Выходное стабилизированное напряжение составляет ±5В, при входном напряжении 11…18 В. Выходные импульсы напряжения генератора поступают на два выпрямителя, собранных по схеме удвоения напряжения. За стабилизацию выходного напряжения отвечают интегральные стабилизаторы IC2 (положительная полярность) и IC3 (отрицательная полярность).
Помимо схем преобразователей напряжения на базе микросхемы интегрального таймера NE555 можно создавать схемы преобразователь напряжения-частота (ПНЧ). Одна из таких схем представлена на рисунке 3.
Рисунок 3
За основу взят классический мультивибратор, в котором заряд времязадающего конденсатора С1 осуществляется через управляемый источник тока (на базе операционного усилителя 140УД7). Выходной ток источника тока линейно зависит от величины входного напряжения и при этом не зависит от нагрузки.
Формирование импульсов напряжения на выходе таймера начинается после переключения верхнего компаратора при достижении напряжения на конденсаторе С1 2/3Uпит. После этого происходит повторный заряд-разряд конденсатора. Схема с управляемым источником тока позволяет организовать линейную зависимость между входным напряжением и частотой выходного сигнала (напряжением заряда конденсатора). При входном напряжении 0,5…7В частота выходного сигнала будет лежать в пределах от 1,8 до 24кГц (3,4кГц/В).
Всего комментариев: 0
Приставка — автомобильный измеритель оборотов двигателя
Измеритель оборотов предназначен для установки в автомобилях с автоматической системой зажигания.
По количеству использованных светодиодов прибор отображает обороты в пределах 800-6000 об/мин с дискретностью примерно 450 об/мин.
Импульсы, идущиес прерывателя автомобиля после ограничения их амплитуды и соответствующего формирования, подаются на освобождающийся вход таймера NE555. Эта микросхема работает как преобразователь частота — напряжение. Выходное напряжение на конденсаторе С5 пропорционально частоте импульсов на входе схемы.
Элементы R9, R10, С6, С7 образуют дополнительный фильтр, сглаживающий напряжение на выходе преобразователя. Это напряжение подается на вход микросхемы US2. Данная микросхема управляет линейкой из 12 светодиодов.
Количество зажженных светодиодов пропорционально величине входного напряжения. Из-за колебаний напряжения в электросистеме автомобиля схема преобразователя питается стабилизированным напряжением.
Перед началом монтажа следует плату подогнать к корпусу. В задней части корпуса необходимо просверлить отверстие для проводов. Монтаж начинаем с пайки скоб и пассивных радиоэлементов. Затем впаиваем конденсаторы и интегральные микросхемы.
Электролитические конденсаторы следует монтировать в лежачем положении.
US1 | NE555 |
US2 | UL1980,А277 |
D1, D2 | BZC683 8?2 |
Т1 | ВС547 |
D3-D5 | желтые 2×5 светодиоды |
D4-D10 | зеленые 2×5 светодиоды |
D11-D14 | красные 2×5 светодиоды |
С1, С4 | 10 нФ |
С3 | 100 нФ |
С6 | 10 мкФ |
R1, R2, R4, R5, R6, R7 | 47 кОм |
R3 | 100 кОм |
R8 | 1 кОм |
R9, R10 | 10 кОм |
R11 | 330 Ом |
R12 | 2,2 кОм |
PR1, PR2 | 100 кОм |
C2 | 3,3 нФ |
C5, C8, C9 | 100 мкФ |
C7 | 1 мкФ |
Поскольку печатная плата будет размещена в корпусе элементами вниз, выводы светодиодов следует соответствующим образом выгнуть так, чтобы после пайки их передние края были скрыты корпусом. Из-за возможных различий в ширине отдельных светодиодов рекомендуется их аккуратно подшлифовать мелкозернистой наждачной бумагой.
Светодиоды следует впаять в следующей очередности:
- D3-D5 — желтые — диапазон 800-2000 об/мин;
- D6-D10 — зеленые — диапазон 2000-4000 об/мин;
- D11-D14 — красные — диапазон 4000-6000 об/мин.
Затем можно приступить к градуировке измерителя оборотов. На вход схемы следует подать импульсы с генератора частотой 13,3 Гц. Р1 установить в таком положении, чтобы горел только светодиод D3. Затем устанавливается частоту 100 Гц и потенциометр Р2 подстраивается так, чтобы загорелся светодиод D14.
Для автомобилей с четырехцилиндровым двигателем конденсатор С4 должен иметь емкость 10 нФ. Градуировку можно также производить, сравнивая показания светодиодов с фабричным измерителем оборотов.
ВРЛ — 100 лучших радиоэлектронных схем, 2004.
Преобразователь напряжение частота
радиоликбез
На рис. 1 приведена принципиальная схема простого преобразователя напряжения в частоту. Преобразователь представляет собой симметричный мультивибратор, частота следования импульсов которого зависит от управляющего напряжения. Управляющее напряжение через резисторы R1 и R2
Рис. 1
(в отличие от обычного мультивибратора они не соединены с общим проводом) подается на входы элементов D1.1 и D1.2.
При изменении управляющего напряжения от 0 до 1.6 В частота следования импульсов
Рис. 2
изменяется от 2200 до 6000 Гц (рис 2). В интервале от 0 до 1,2 В зависимость частоты следования импульсов от управляющего напряжения практически линейная.
Примечание редакции. В преобразователе можно использовать микросхему К155ЛА3.
Генератор, управляемый напряжением
Рис. 3
Этот генератор может быть использован в различной цифровой измерительной аппаратуре. При изменении входного напряжения от 0 до +10 В частота повторения импульсов на выходе генератора изменяется от 0 до 50 кГц. Уровень выходного сигнала совместим с устройствами транзисторно-транзисторной логики.
Каскады на транзисторах V1 и V2 (см. рисунок 3) представляют собой преобразователь «напряжение — ток», обеспечивающий линейную связь междувходным напряжением и коллекторным током транзистораV2. Собственно импульсный генератор выполнен на однопере-ходном транзисторе V4. Поскольку заряд конденсатора С2 осуществляется коллекторным током транзистора V2, то скорость заряда конденсатора и, следовательно, частота повторения выходных импульсов, будут линейно связаны с входным напряжением. СтабилитронV3 позволяет расширить диапазон частот. генерируемых этим устройством. Согласование уровня выходного сигнала с уровнем транзисторнотранзисторной логики осуществляется каскадом на транзисторе V5.
Нижнюю границу частоты повторения выходных импульсов (0 кГц) устанавливают подстроечным резистором R4 при входном напряжении 0В, а верхнюю границу (50 кГц) — резистором R5 при входном напряжении 10 В.
Транзисторы 2А3704 и MPS3638 можно заменить на любые маломощные кремниевые транзисторы соответствующей структуры с h21Э ≥ 100 и I ко, существенно меньшим 1 мкА, 2N2646 — на KT117 или аналог однопереходного транзистора, выполненный на биполярных транзисторах; SE4010 — на любой кремниевый n-р-n транзистор; стабилитрон Z3 — на КС 133А.
Смотрите также:
Генератор ,управляемый напряжением на NE555
Преобразователь напряжение частота на микросхеме
Make Simple Схема инвертора 555 с использованием полевого МОП-транзистора
Вы хотите изучить простую схему инвертора? Выходная мощность около 50 Вт. И используя несколько деталей и небольшую схему.
Вот схема инвертора IC 555. Из-за использования таймера 555 и полевого МОП-транзистора в качестве основного. Я экспериментирую, чтобы получилось хорошо.
При использовании источника 12 В батарея будет иметь выход 220 В переменного тока 50 Гц.
Принцип работы схемы Думаю, многие люди не любят читать много слов или долго читать.
Поэтому, пожалуйста, прочтите на простой принцип инвертора
Во-первых, постоянное напряжение от батареи попадает в цепь прямоугольного генератора . Он вырабатывает переменное напряжение частотой 50 Гц. Но это слишком слабый ток.
Рекомендовано: 555 Астабильный импульсный генератор
Что можно сделать? Используйте силовые переключатели, такие как силовые транзисторы или полевые МОП-транзисторы.
Но напряжение переменного тока по-прежнему составляет 12 В. Затем напряжение индуктивности трансформатора повышается до 220 В переменного тока 50 Гц для включения нагрузки.
Как работает схема инвертора
555На схеме выше полностью представлена принципиальная схема этого проекта. Я использую таймер IC-NE555 — прямоугольный генератор с частотой на выходе 50 Гц.
Частота определяется резистором R2 и конденсатором C1.
Выход 555 Расчет частотыЕсли вы используете R2, это 150K. Это выход 47 Гц. Вы можете использовать потенциометр -50K последовательно с R2. Для настройки частоты 50 Гц
MF4Me сказал:
«По расчетам (результаты будут варьироваться в зависимости от допусков компонентов) хорошей комбинацией общих частей будет:
- 0.2 мкФ (2 x 0,1 параллельно)
- 100 Ом для R1
- 72K (39K и 33K последовательно) для R2.
Это составляет 50,069 Гц с рабочим циклом 50,03.
Это умная точность. Если ваши допуски сработают.
Что еще?
Затем мы используем оба полевых МОП-транзистора N-типа, IRF540 (Q2, Q3), для управления катушкой трансформатора (первичной обмоткой).
Выходной ток на выводе 3 микросхемы IC1 будет течь в двух направлениях.
- Сначала через R3 к воротам Q2.
- Во-вторых, поток поступает на Q1-транзистор BC549 в виде логической формы инвертора для изменения разности сигналов первыми способами.
Затем ток течет к затвору Q3, чтобы также управлять трансформатором.
Это индуктивность от низкого переменного напряжения до высокого, от 220 до 250 В. В зависимости от состояния аккумулятора от 12 В до 14,4 В.
Принципиальная схема инвертора MOSFET
В трансформаторе я использую ток 2 А и вход 12 В при выходной мощности более 100 Вт.
Вот несколько сообщений по теме, которые тоже могут оказаться полезными:
Зачем использовать MOSFET?
В схеме используется полевой МОП-транзистор IRF540 . Есть много причин использовать их.
- Легко использовать. Им не нужен транзистор перед приводом в Дарлингтоне, такой же, как и у обычных транзисторов, таких как TIP41, 2SC1061 и т. Д.
- Он может управлять большим током нагрузки, максимум 27А. В то время как транзистор (TIP41) может управлять нагрузкой 4А макс.
- Недорого всего 0.Только 5US.
- Корпус ТО-220 внешне напоминает транзистор TIP41, поэтому его легко установить на радиатор.
- Они могут использовать радиатор меньшего размера, чем транзистор, они не слишком нагреваются.
IC1: таймер NE555 IC = 1 шт.
Q1: Транзисторы BC549-NPN 40V 0.5A = 1 шт.
Q2, Q3: МОП-транзистор IRF540-N, 100 В, 27 А, TO-220; 2 шт.
C1, C2: майларовые конденсаторы 0,1 мкФ 100 В = 2 шт.
Резистор 0,5Вт
R1: 4,7К = 1 шт.
R2: 120К = 1 шт.
R3, R4: 1К = 2 шт.
R5: 5.6K = 1 шт.
T1: трансформатор 2A 12V__CT__12V = 1 шт.
Радиатор
Создание и тестирование схемы инвертора 555 с использованием полевого МОП-транзистора
В этом проекте я собираю компоненты на универсальной печатной плате. Как показано на рисунке 2, во время работы он немного нагревается. Так что используйте достаточно радиатора.
Рисунок 2
Затем проверьте цепь на наличие ошибок. Пожалуйста, посмотрите видео ниже.
При проверке всех ошибок нет
Будем тестировать с лампой 100 Вт на выходе.Затем подайте аккумулятор на 12 В. Вы это увидите. Лампа светится. Но напряжение батареи немного низкое. Кроме того, выходное напряжение переменного тока составляет 190 В.
После этого мы проверяем, является ли сигнал прямоугольной формы, как показано на осциллографе.
Примечание:
Некоторые люди чем-то задаются вопросом. Я поделюсь с вами.
Электролитические конденсаторы 470 мкФ 50 В. Ставил на фильтр плавный ток. Это не нужно. Если вы используете аккумулятор на 12В, то 10Ач. Потому что это стабильный источник тока.
Идеально, если вам нужна выходная мощность 100 Вт. Вам необходимо использовать трансформатор на 8А. Поскольку потребляемая мощность = выходная мощность = 100 Вт.
При напряжении первичной обмотки трансформатора 12 В при 100 Вт.
Выходной ток на входе = 100 Вт / 12 В = 8 А (приблизительно)
Если он не работает
Мне будет неудобно, если вы создадите этот проект. Он не работает.
Во-первых, нужно хорошо рассмотреть вывод микросхемы, резисторы, конденсаторы. И главное — это подключение полевого МОП-транзистора.
Просмотр с использованием ножек IRF540 .
Во-вторых, не следует подключать шнур питания к трансформатору и полевому МОП-транзистору.
В-третьих, сначала проверьте работу таймеров 555, и генераторы частоты на выводе 3. Вы можете использовать вольтметр для измерения напряжения на контакте 3 и земле. Вы наверняка используете осциллограф для наблюдения за формой сигнала.
Также ознакомьтесь с этими статьями:
ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ
Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .
Преобразователь от 12 В до 220 В переменного тока с таймером 555
Преобразователь с 12 В постоянного тока в 220 В переменного тока с таймером IC 555 в качестве генератора волнового сигнала, TIP41A и TIP42 в качестве усилителя сигнала и трансформатора для повышения сигнала переменного тока с транзистора. Схема очень проста и удобна в сборке, электронные компоненты очень легко найти.
Инвертор — это электронное устройство или схема, которая изменяет постоянный ток (DC) на переменный (AC). Входное напряжение, выходное напряжение и частота, а также общая мощность зависят от конструкции конкретного устройства или схемы.Инвертор не производит никакой энергии; питание обеспечивается источником постоянного тока.
Список компонентов:
R1 = 10K
R2 = 100K
R3 = 100 Ом
R4 = 50K линейный потенциометр
C1, C2 = 0,1 мкФ
C3 = 0,01 мкФ
C4 = 2700 мкФ
Q1 = TIP41A, NPN или эквивалентный транзистор
Q2 = TIP42A, PNP или аналогичный транзистор
L1 = 1uH
T1 = трансформатор накаливания, ваш выбор
Эта простая схема инвертора 12VDC — 220VAC вырабатывает переменный ток на выходе при сетевой частоте и напряжении.Модель 555 сконфигурирована как низкочастотный генератор, настраиваемый в частотном диапазоне от 50 до 60 Гц с помощью частотного потенциометра R4. 555 подает свой выход (усиленный Q1 и Q2) на вход трансформатора T1, трансформатора накаливания с обратным соединением с необходимым повышающим передаточным числом. Конденсатор C4 и катушка L1 фильтруют входной сигнал T1, гарантируя, что это синусоидальная волна. Отрегулируйте значение T1 в соответствии с вашим напряжением.
Выходная мощность (в ваттах) зависит от вас, выбирая различные компоненты, особенно транзистор и трансформатор.
Входное напряжение находится в диапазоне от +5 В до +15 В постоянного тока, соответственно отрегулируйте рабочее напряжение конденсаторов 2700 мкФ.
Типы замены для Q1: TIP41B, TIP41C, NTE196, ECG196 и т. Д. Типы замены для Q2: TIP42B, TIP42C, NTE197, ECG197 и т. Д. Пожалуйста, используйте другие типы аналогичных спецификаций.
Инвертор от 12 В до 220 В переменного тока источник цепи: sentex.com
Использование микросхемы таймера 555 в особых или нестандартных схемах
Таймер 555 — это популярная биполярная ИС, которая специально разработана для генерации точных и стабильных периодов времени, определенных C-R, для использования в различных генераторах моностабильных «одноразовых» импульсов и нестабильных генераторах прямоугольных импульсов.555 также очень универсален и может использоваться в различных специальных или необычных приложениях. Некоторые из них включают триггеры Шмитта, генераторы азбуки Морзе, электронные дверные зуммеры, тестеры непрерывности, инжекторы сигналов, метрономы, светодиодные мигалки и будильники, а также таймеры с длительным периодом действия.
ТРИГГЕРЫ SCHMITT
Модель 555 может использоваться в качестве триггера Шмитта путем замыкания контактов 2 (триггер) и 6 (порог) вместе и подачи входных сигналов непосредственно в эти точки, как показано на функциональной схеме и схеме на , рис. 1 .
РИСУНОК 1. Функциональная блок-схема (внутри двойных линий) микросхемы таймера 555 с внешними соединениями для использования в качестве простого, но полезного триггера Шмитта.
Действие ИС таково, что (как показано на рис. 1 , формы входных и выходных сигналов ), когда входное напряжение поднимается выше 2/3 В куб.см , выход ИС переключается на низкий уровень и остается на этом уровне до тех пор, пока входное напряжение не упадет ниже 1 / 3 V cc , в этот момент выход переключается на высокий уровень и остается там до тех пор, пока вход снова не превысит 2/3 V cc .Разница между этими двумя уровнями запуска называется значением гистерезиса и в данном случае равна 1/3 В cc ; такое большое значение гистерезиса делает схему полезной в приложениях преобразования сигнала с подавлением шума / пульсации.
РИСУНОК 2. Преобразователь синус / квадрат Шмитта 555 с дополнительным подавлением радиопомех через C3.
На рис. 2 показана базовая схема Шмитта, модифицированная для использования в качестве высокопроизводительного преобразователя синус / квадрат, который можно использовать при входных частотах примерно до 150 кГц.Делитель потенциала R1-R2 смещает контакты 2 и 6 до значения покоя 1/2 В cc (т.е. посередине между верхним и нижним значениями триггера), и синусоидальный вход накладывается на эту точку через C1; Прямоугольные выходы берутся с контакта 3. R3 изолирует входной сигнал от эффектов переключения 555-го. На схеме показано, как дополнительное подавление RFI может быть получено через C3.
РИСУНОК 3. Релейный переключатель с минимальным люфтом в темноте.
На рис. 3 показан 555, используемый в качестве релейного переключателя с минимальным люфтом (нулевой гистерезис), активируемого темнотой, со светозависимым делителем напряжения RV1-LDR, подключенным к его входной клемме. Значения RV1 и LDR примерно равны на среднем уровне переключаемой освещенности. Эта схема действует как быстрый компаратор, а не как настоящий триггер Шмитта, так как вывод 6 связан с высоким уровнем через R1, а светочувствительный делитель потенциала RV1-LDR применяется только к выводу 2. Обратите внимание, что эта схема требует хорошей развязки питания, которая обеспечивается через C2.
РИСУНОК 4. Альтернативные входные цепи на Рисунке 3, для активации (a) светом , (b) пониженной температурой и перегревом (c) .
Вышеупомянутая схема может работать как световой (а не темный) переключатель, переставляя положения RV1 и LDR, как показано на Рисунке 4 (a), или может действовать как терморегулирующий переключатель, используя термистор NTC вместо LDR, как показано на рисунках 4 (b) и 4 (c) ; во всех случаях LDR или термистор должны иметь сопротивление в диапазоне от 470R до 10K при требуемом уровне включения.
НАСТОЛЬНЫЕ ГАДЖЕТЫ
Нестабильный мультивибратор 555 очень универсален и может использоваться во многих приложениях, представляющих интерес как для любителей, так и для профессиональных пользователей. На рисунках 5 – 11 показаны примеры типичных 555 нестабильных устройств.
РИСУНОК 5. Осциллятор Code-Practice с регулируемым тоном и громкостью.
На рис. 5 показан тренировочный генератор кода Морзе с частотным изменением от 300 Гц до 3 кГц с помощью регулятора TONE RV1.Громкость телефона регулируется с помощью RV2, и телефоны могут иметь любое сопротивление от нескольких Ом и выше. Схема потребляет нулевой ток покоя, когда ключ Морзе открыт.
РИСУНОК 6. Электронный дверной зуммер.
На рисунке 6 показан простой электронный «дверной зуммер», который подает монотонный сигнал в небольшой динамик (от 25R до 80R), когда SW1 закрыт; C1 имеет низкое сопротивление питающей сети и обеспечивает адекватную выходную мощность привода.
РИСУНОК 7. Тестер целостности цепи.
На рис. 7 показан прибор для проверки целостности цепи, который выдает звуковой сигнал только в том случае, если сопротивление между измерительными щупами меньше нескольких Ом. Нестабильный срабатывает только в том случае, если контакт 4 смещен выше 700 мВ; обычно этот вывод заземлен через R2, поэтому нестабильность отключена; управлять нестабильным, два зонд должен быть закорочен, соединяя R2 к выходу напряжения опорного генератора R3-ZD1 через RV2. При использовании RV2 подстраивается таким образом, чтобы при этом условии практически не могла работать нестабильная работа, и прекращается, если межзондовое сопротивление превышает несколько Ом.Обратите внимание, что цепь потребляет несколько мА всякий раз, когда SW1 замкнут, даже если датчики разомкнуты.
РИСУНОК 8. Форсунка сигнала.
На рис. 8 показан инжектор сигналов, который полезен для тестирования схем AF и RF. Нестабильный работает на базовой частоте в несколько сотен Гц, когда PB1 замкнут; квадратный выходной сигнал, однако, очень богат гармониками, и их можно обнаружить на частотах до 10 МГц на радиоприемнике.Уровень подачи сигнала регулируется через RV1.
РИСУНОК 9. Схема метронома.
На рисунке 9 показан метроном, в котором частота «тиков» изменяется от 30 до 120 ударов в минуту с помощью RV1, а громкость — с помощью RV2. Эта схема представляет собой модифицированную версию стандартной нестабильной схемы, в которой ее основная синхронизирующая сеть управляется выводом 3 микросхемы. Когда выход переключается на высокий уровень, C1 быстро заряжается через D1-R1, генерируя короткий (несколько мс) «тиковый» импульс.Когда выход снова переключается на низкий уровень, C1 разряжается через RV1-R2, создавая период «выключения» до 2 с (= 30 ударов в минуту). Выходные импульсы подаются на небольшой динамик через регулятор громкости RV2 и буфер Q1.
СВЕТОДИОДНЫЕ ФОНАРЫ И СИГНАЛИЗАЦИЯ
На рисунках 10 с по 12 показано нестабильное устройство 555, используемое в светодиодных мигалках, в которых светодиоды имеют одинаковое время включения и выключения. При указанных значениях компонентов каждая схема работает примерно с одной вспышкой в секунду.
РИСУНОК 10. Светодиодный мигающий сигнал с «несимметричным» выходом.
Схема Figure 10 имеет «несимметричный» выход. Между выходом ИС и землей можно поместить один светодиод или цепочку последовательно соединенных светодиодов, при этом все светодиоды включаются или выключаются вместе; R3 устанавливает ток включения светодиодов. Большинство светодиодов при включении теряют около 2 В, поэтому несколько светодиодов могут быть подключены последовательно в цепь, которая питается от источника 15 В.
РИСУНОК 11. Светодиодный мигающий сигнал с «двусторонним» выходом.
Рисунок 11 аналогичен показанному выше, но имеет «двустороннее» выходное соединение, в котором все «верхние» светодиоды горят, а «нижние» не горят, и наоборот. R3 устанавливает токи включения нижних светодиодов, а R4 устанавливает токи верхних.
РИСУНОК 12. Автоматический (темный) мигающий светодиод.
Рисунок 12 показывает базовую схему мигания Рисунок 10 , модифицированную для обеспечения автоматической работы в темноте.R4-R5-LDR-RV1 используются в качестве светочувствительного моста Уитстона, который используется для активации нестабильного усилителя 555 через балансный детектор Q1 и контакт 4 RESET на ИС. В ярких условиях LDR имеет низкое сопротивление, поэтому переход база-эмиттер Q1 имеет обратное смещение, и на выводе 4 появляется менее 700 мВ, поэтому нестабильность отключена. Но в темноте сопротивление LDR велико, и Q1 смещен, генерируя более 700 мВ на выводе 4 и включая нестабильный. LDR должен давать сопротивление в диапазоне от 470R до 10K на уровне темнового включения, а RV1 настраивается так, чтобы нестабильный резистор просто срабатывал при этом условии.
Вышеупомянутый метод обеспечивает прецизионное стробирование и может использоваться для автоматической активации множества других нестабильных цепей 555, для создания различных звуковых сигналов тревоги и импульсных реле и т. Д. Путем перестановки положений LDR и RV1 или замены LDR термистором NTC, эти цепи можно активировать автоматически, когда уровни освещенности или температуры выходят за установленные пределы. На рисунках 13 с по 15 показаны практические примеры таких схем.
РИСУНОК 13. Релейный импульсный генератор с активацией тепла / света.
Схема Рис. 13 Схема обеспечивает автоматическую активацию тепловым или световым сигналом релейного генератора импульсов, который при активации включается и выключается с частотой один раз в секунду. Реле может быть любого типа на 12 В с сопротивлением катушки более 60 Ом, а его контакты могут использоваться для активации внешних устройств с электрическим питанием, таких как свет, сирены, сигнальные рожки и т. Д.
РИСУНОК 14. Монотонный (800 Гц) сигнал тревоги средней мощности, активируемый теплом / светом.
Рисунок 14 обеспечивает автоматическую активацию тепловым или световым сигналом генератора монотонного сигнала тревоги, который при активации генерирует сигнал тревоги 800 Гц при мощности в несколько ватт в динамике с сопротивлением восемь Ом. Обратите внимание, что высокий выходной ток схемы может вызвать модуляцию линии питания, поэтому D1 и C3 используются для защиты схемы от эффектов пульсации, а D2 и D3 ограничивают выбросы индуктивного переключения динамика и, таким образом, защищают выходной транзистор Q2 от повреждения.
РИСУНОК 15. Альтернативные схемы датчиков для использования с рисунками 13 или 14 для активации через (a) темный, (b) светлый, (c) при пониженной температуре или (d) при перегреве .
Рисунок 15 показывает альтернативную схему датчика, которая может использоваться для автоматической активации цепей Рисунок 13 или 14 . Для светочувствительной работы датчик должен быть LDR; для термочувствительной активации это должен быть термистор NTC; в любом случае чувствительный элемент должен иметь сопротивление в диапазоне от 470R до 10K при желаемом уровне срабатывания.
ДОЛГОПЕРИОДНЫЕ ТАЙМЕРЫ
Микросхема 555 IC может быть использована для создания превосходного таймера с ручным запуском и релейным управлением при подключении в моностабильном режиме или в режиме генератора импульсов, но не может дать точные временные интервалы, превышающие несколько минут, поскольку для этого потребуется емкостный электролитический синхронизирующий конденсатор, и они имеют очень широкие пределы допуска (обычно от -50% до + 100%) и большие и непредсказуемые токи утечки.
РИСУНОК 16. Метод получения 60-минутного периода синхронизации от 555 IC.
Превосходный способ получения очень длинных, но точных периодов времени показан (в виде блок-схемы) на рис. 16 , на котором представлена конструкция 60-минутного таймера с релейным управлением. Здесь 555 подключен как нестабильный с частотой 2,28 Гц, который использует стабильный полиэфирный конденсатор синхронизации, и его выход подается на драйвер реле через 14-ступенчатый двоичный делитель, что дает общий коэффициент деления 16 384. Действие делителя таково, что (если его выходной регистр установлен в ноль в начале входного счета) его выход переключается на высокий уровень по прибытии 8192-го нестабильного импульса и снова становится на низкий уровень по прибытии 16,382-го импульса, таким образом завершая цикл счета.Таким образом, схема на Рисунке 16 работает следующим образом:
Временная последовательность запускается нажатием кнопочного переключателя PB1, таким образом подключающего питание схемы, активируя нестабильный режим и (через C2-R3) устанавливая счетчик на «нулевой счет», устанавливая его выход на низкий уровень и включая реле; когда реле включается, его контакты RLA / 1 замыкаются и обходят PB1, таким образом поддерживая подключение к источнику питания после отпускания PB1. Это состояние сохраняется до прихода 8192-го нестабильного импульса, после чего на выходе счетчика устанавливается высокий уровень и реле выключается, размыкая контакты RLA / 1 и прерывая питание схемы.На этом рабочий цикл завершен. Обратите внимание, что нестабильный режим работает с периодом, который составляет только 1/8192-й от последнего «временного» периода, то есть в данном случае 0,44 секунды, и что этот период можно легко получить без использования электролитического синхронизирующего конденсатора.
РИСУНОК 17. Двухдиапазонный (1-10 минут и 10-100 минут) таймер с релейным выходом.
Рисунок 17 показывает вышеупомянутый метод, используемый для создания практического таймера с релейным выходом, который охватывает от одной минуты до 100 минут в двух перекрывающихся декадах.Здесь двухдиапазонный нестабильный модуль 555 с переменной частотой подает тактовые импульсы на 14-ступенчатый делитель 4020B, который, в свою очередь, активирует реле через транзистор Q1. В схеме используется источник питания 12 В, а реле может быть любого типа на 12 В с двумя или более наборами переключающих контактов и сопротивлением катушки 120 Ом или больше.
РИСУНОК 18. Таймер с релейным выходом со сверхдлительным периодом (от 100 минут до 20 часов).
Рисунок 18 показывает, как доступную временную задержку схемы можно дополнительно увеличить, подключив декадный делитель 4017B между выходом 555 и входом 4020B, чтобы получить общий коэффициент деления 81920, тем самым создавая задержки в диапазон от 100 минут до 20 часов, доступный для этого таймера с одним диапазоном.Обе микросхемы делителя автоматически сбрасываются (через C3-R3) в момент включения (замыкание PB1).
РИСУНОК 19. Таймер с широким диапазоном, который охватывает от одной минуты до 20 часов в трех декадных диапазонах.
Наконец, На рис. 19 показана приведенная выше схема, модифицированная для создания универсального таймера с широким диапазоном, который охватывает от одной минуты до 20 часов в трех диапазонах, связанных с декадами; Каскад декадного делителя 4017B используется только в диапазоне «3». Переключение диапазонов осуществляется с помощью двухполюсного трехпозиционного переключателя SW1. NV
555 Astables
- Изучив этот раздел, вы сможете:
- • Разберитесь в основных принципах работы таймера 555.
- • Ознакомьтесь с работой таймера 555 в нестабильном режиме.
- • Понимание постоянных времени в таймере 555.
- • Рассчитайте частоту таймера 555 в нестабильном режиме.
с таймером 555
Популярным способом реализации нестабильного генератора прямоугольных импульсов является использование микросхемы таймера 555. Это одна из наиболее распространенных микросхем таймера, которая имеет множество различных применений. Помимо использования для создания нестабильных генераторов, он также может использоваться в моностабильном режиме, где входной импульс используется для запуска временной задержки, установленной постоянной времени RC, в течение которой выходной вывод переходит на высокий уровень (+ Vcc). а затем возвращается к 0 В, чтобы дождаться следующего триггерного импульса на входном выводе IC.
Микросхема таймера 555
Рис. 4.3.1 Таймер 555 IC
Модель 555 в нестабильной конфигурации может использоваться для генерации прямоугольного сигнала с несколькими вариациями:
- • Прямоугольная волна с равномерным или неравномерным отношением отметки к пространству
- • Цепь импульсов
- • Широтно-импульсная модуляция
- • Импульсная модуляция положения
- • Частотная модуляция
Внутренние компоненты микросхемы таймера 555 вместе с выводом микросхемы показаны на рис.4.3.1, функции штифтов следующие:
Контакт 1. Gnd = заземление.
Контакт 2. Триггер = триггер (активный низкий уровень).
Этот активный нижний вывод (обозначенный горизонтальной полосой над его названием) обычно имеет высокий уровень (+ Vcc), но когда он на мгновение становится низким (ниже 1/3 Vcc), он инициирует последовательность внутренних событий, которые делают вывод (вывод 3) перейти в высокий уровень в течение периода времени, установленного значением внешней постоянной времени RC.
Контакт 3. Out = Выход.
Выходной сигнал становится высоким (до + Vcc) в течение периода постоянной времени, затем возвращается к 0V.Когда ИС работает в нестабильном режиме, задействованы две постоянные времени: одна регулирует высокий уровень, а другая — низкий уровень. Выход может потреблять и потреблять до 200 мА, что делает его способным управлять рядом широко используемых устройств, таких как светодиоды, реле, лампы и небольшие двигатели, без необходимости использования внешних каскадов драйверов.
Контакт 4. Res = Сброс (активный низкий уровень).
Обычно высокий уровень, но когда он принимается низким, выход Q внутреннего бистабильного устройства сбрасывается в свое низкое состояние, а Q (инверсия Q) переходит в свое высокое состояние.Это немедленно делает выход (вывод 3) 0 В, а также заставляет разрядный транзистор разряжать внешний конденсатор постоянной времени. Если на выводе сброса снова устанавливается высокий уровень, выход остается в состоянии сброса (0 В) до тех пор, пока ИС не сработает еще раз с помощью входного триггерного импульса на контакте 2. В схемах, где сброс не требуется, он обычно подключается непосредственно к + Vcc. Штифт сброса также может использоваться в качестве элемента управления «Запрет». Например, его можно использовать для предотвращения действия нестабильного генератора, управляющего зуммером, до тех пор, пока не потребуется его сигнал.
Pin 5. Ctrl = Control.
Вывод 5 позволяет подавать переменное напряжение для управления длительностью постоянной времени RC и, таким образом, может использоваться для изменения частоты и / или отношения метки к пространству, используемого при генерации выходной волны. Чем выше напряжение на управляющем контакте, тем больше периодичность и ниже частота нестабильности. Это позволяет использовать ИС для таких целей, как частотная модуляция, путем изменения частоты, генерируемой 555 в нестабильном режиме в ответ на изменение напряжения или низкочастотного сигнала, подаваемого на управляющий вывод.
С нестабильным устройством, создающим неравномерное отношение метки к промежутку (т. Е. Импульсы), управляющий вывод также может использоваться для изменения отношения метки к промежутку и, таким образом, для создания широтно-импульсной модуляции (PWM). В качестве альтернативы, если выход 555 в нестабильном режиме представляет собой серию очень узких отрицательных импульсов, то применение модулирующего сигнала к управляющему входу может быть выполнено для изменения большого периода между импульсами, эффективно производя модуляцию положения импульса.
Управляющий вывод также может использоваться с 555 в моностабильном режиме для изменения времени генерируемой задержки.Когда управляющий вывод не используется для управления синхронизацией, он не подключен к какому-либо внешнему напряжению, поэтому для предотвращения попадания любого внешнего шума на контакт 5 он развязан, обычно с использованием конденсатора емкостью около 100 нФ.
Поскольку контакт 5 внутренне подключен к переходу между Ra и Rb, напряжение на контакте 5, когда он не используется, будет составлять 2 / 3Vcc.
Контакт6. Порог = Порог
В нестабильном режиме контакт 6 подключен к зарядному конденсатору с постоянной времени RC извне, поэтому по мере заряда конденсатора напряжение на контакте 6 увеличивается.Это заставляет напряжение на неинвертирующем входе Компаратора 1 повышаться до тех пор, пока оно не достигнет порогового уровня 2 / 3Vcc, установленного инвертирующим входом Компаратора 1, подключенным к переходу между Ra и Rb. Как только напряжение на контакте 6 достигает 2 / 3Vcc, выход Компаратора 1 внезапно меняет состояние и инициирует последовательность событий, которая вызывает начало разряда внешнего конденсатора постоянной времени.
Штифт 7. Выход = разряд
Вывод 7 подключен к коллектору разрядного транзистора, и как только контакт порогового значения сработает в компараторе 1 в конце периода зарядки для внешнего синхронизирующего конденсатора, разрядный транзистор проводит ток, вызывая начало периода разрядки.В течение этого периода на выходе (вывод 3) будет оставаться низкий уровень до тех пор, пока конденсатор не разрядится до 1/3 В постоянного тока, когда в нестабильном режиме разрядный транзистор выключится, и период зарядки начнется снова. Однако в моностабильном режиме конденсатор будет полностью разряжен до 0 В, чтобы дождаться следующего триггерного импульса на выводе 2.
Контакт 8. + Vcc = Положительное напряжение питания
Модель 555 доступна в нескольких вариантах форм, включая типы BJT и CMOS. В зависимости от типа они могут работать от положительных источников питания в диапазоне от 0.От 9 В до 18 В с потребляемым током от менее 50 мкА до 10 мА для самого чипа. Это текущее требование должно быть добавлено к текущим потребностям любого устройства вывода, которое будет обеспечиваться выходом 555, когда он находится в высоком режиме. Этот ток нагрузки может достигать 200 мА в зависимости от нагрузки.
Астабильный осциллятор модели 555
Рис. 4.3.2 The 555 Astable
Как показано на рис. 4.3.2, для базовой нестабильной схемы требуются только два резистора и два конденсатора (не считая внешней нагрузки).
Постоянная времени RC, определяющая ширину и частоту импульса, состоит из C1, R1 и R2. Контакты 6 и 2 соединены вместе, контакт 4 подключен напрямую к источнику питания, поскольку сброс не используется, а управляющий вход на контакте 3 развязан конденсатором емкостью 100 нФ.
Для получения прямоугольного сигнала на выходе с отношением метки к пространству, приближающимся к 1: 1, значение R2 должно быть намного выше, чем R1. Причина этого в том, как работает 555.
Нестабильная работа
Когда питание первоначально подается на контакт 8, конденсатор C1 не заряжается, поэтому контакт 2, триггерный вход активен при 0 В, и C1 начинает заряжаться до напряжения питания (Vcc) через R1 и R2.Поскольку C1 также подключен к выводу 6, напряжение на неинвертирующем (+) входе компаратора 1 также увеличивается. В этом состоянии на выходе (вывод 3) будет напряжение Vcc, и он сможет работать как источник тока для любой нагрузки до 200 мА.
Инвертирующий (-) вход компаратора 1 подключен к цепи резисторов Ra, Rb и Rc, которые подключены между Vcc и 0V. Поскольку все три резистора имеют одинаковое значение (5 кОм), напряжение на инвертирующем входе будет 2/3 В постоянного тока.
Пока напряжение на неинвертирующем входе компаратора 1 ниже, чем на его инвертирующем входе, его выход будет низким (примерно 0 В), но как только C1 зарядится до 2/3 В постоянного тока, компаратор изменится. на свой высокий уровень (Vcc).Это устанавливает высокий уровень на входе R (сброс) бистабильного устройства.
Когда на входе R бистабильного сигнала высокий уровень, выход Q сбрасывается в ноль, а поскольку выход (не Q) всегда находится в состоянии, противоположном выходу Q, «not Q» становится высоким. Это приводит к тому, что разрядный транзистор становится сильно проводящим, фактически соединяя разрядный вывод (7) с землей, таким образом разряжая конденсатор C1 через R2. Высокое напряжение на выходе бистабильного устройства также подается на инвертор, который изменяет этот уровень на «низкий» примерно 0 В на выходе.
Выход инвертора теперь позволяет выходу «потреблять» до 200 мА.
Однако, как только C1 начинает разряжаться, выход компаратора 1 вернется к низкому уровню, но это не имеет значения, поскольку бистабильный « запоминает » очень короткий высокий импульс, подаваемый на его вход R компаратором 1 и будет оставаться в состоянии «сброса» до тех пор, пока не получит аналогичный импульс «установки» на свой S-вход.
Обратите внимание, что когда C1 заряжался, он делал это как через R1, так и через R2, но теперь он разряжается только через R2.По этой причине R1 сделан намного меньше R2. Если бы оба резистора были равны по номиналу, время разряда (при низком выходе) было бы половиной времени заряда (при высоком выводе). Имея соотношение примерно 100: 1 для значений R2: R1, отношение метки к пространству может быть очень близким (но не совсем) к 1: 1.
Падение напряжения на C1 подключено к неинвертирующему (+) входу компаратора 2, поэтому, как только это напряжение упадет ниже напряжения на инвертирующем (-) входе, он будет делать это на уровне 1 / 3Vcc, как инвертирующий вход подается с вершины самого низкого резистора Rc в цепи сопротивления делителя потенциала, выход компаратора 2 перейдет на свой высокий уровень (Vcc).Он подается на вход S бистабильного устройства, заставляя выходы Q и Q менять местами их высокое и низкое состояния, делая выход еще раз низким, выключают разрядный транзистор и через инвертор заставляют выход (контакт 3 ) высокая.
Рис. 4.3.3 Формы сигналов нестабильного выхода и заряда
Рис. 4.3.4 Период начисления C1
Это завершает один полный цикл выходной прямоугольной волны, и теперь C1 начинает заряжаться еще раз до 2/3 В постоянного тока, и циклы повторяются, пока подается питание.
Константы времении 555
Связь между выходной волной и зарядкой и разрядкой C1 проиллюстрирована на рис. 4.3.3. Время заряда зависит от постоянной времени (R1 + R2) C1, а время разряда зависит от постоянной времени R2C1, поэтому время разряда всегда будет короче, чем время заряда. Однако, когда R2 намного больше, чем R1, времена заряда и разряда почти равны, и для целей расчета частоты колебаний R1 можно игнорировать, поэтому период одного цикла — это просто два периода, сложенные вместе.
Однако есть еще одна сложность, время периода заряда или разряда — это не просто постоянная времени CR, потому что конденсатору не позволяют полностью заряжаться или разряжаться, используется только центральная 1/3 полной зарядки или разрядки. , поэтому при вычислении периодического времени сигнала необходимо использовать константу, чтобы изменить формулу нормальной постоянной времени T = CR.
На рис. 4.3.4 показано, как модифицирована формула постоянной времени, чтобы сделать ее пригодной для расчета периодических времен, относящихся конкретно к 555 нестабильному.
В этом примере C1 составляет 50 нФ и заряжается через R1 и R2, которые имеют общее последовательное сопротивление 1 МОм. Следовательно, нормальная постоянная времени (T = CR) составляет 50 мс, а при напряжении питания (Vcc) 10 В C1 будет заряжаться до 3,3 В (1/3 В постоянного тока) за 20 мс и достигнет 6,67 В (2/3 В постоянного тока) через 55 мс (через 35 мс). .
Напряжение на C1 продолжит повышаться до 10 В после 5 постоянных времени, за исключением того, что при 2 / 3Vcc компаратор 1 включится (см. Рис. 4.3.3), и C1 начнет период разряда. Таким образом, C1 выставил счет только за тридцать пять пятидесятых (35/50) или 0.7 постоянной времени.
Расчет частоты 555 Astable
Период начисления с учетом начислений C1 через R1 и R2 можно рассчитать как:
Период заряда (высокая производительность):
(t C ) = 0,7x (R1 + R2) xC1
Поскольку R1 не играет роли в периоде разряда, он будет рассчитан как:
Период разряда (низкая мощность):
т D = 0,7xR2xC1
Следовательно, периодическое время всей волны (T) будет:
T = период зарядки t C + период разрядки t D
т.
T = (0.7x (R1 + R2) xC1) + (0,7xR2xC1)
Следовательно,
Т = 0,7 (R1 + 2R2) C1
Поскольку частота (f) = 1 / T, формула для частоты 555 нестабильного сигнала может быть записана как:
А поскольку 1 / 0,7 = 1,4, формула для частоты 555 нестабильного сигнала также может быть записана как:
Архитектура высокочастотного инвертора с переменной нагрузкой
Аннотация
Эта диссертация представляет архитектуру высокочастотного инвертора с переменной нагрузкой вместе с физическим прототипом и контроллером оптимизации эффективности.Архитектура инвертора состоит из двух составляющих инверторов, один из которых подключен напрямую через нагрузку, а другой — через преобразователь иммитанса, который действует как сумматор мощности без потерь. Управляя амплитудой и относительной фазой двух составляющих инверторов, нагрузка, наблюдаемая каждым составляющим инвертором, может поддерживаться в желаемом диапазоне для широких вариаций импеданса нагрузки. Это позволяет использовать высокоэффективные инверторы с переключением при нулевом напряжении, которые в противном случае были бы исключены в приложениях с сильно изменяющимся импедансом нагрузки, таких как беспроводная передача энергии и генерация плазмы.Предыдущие решения проблемы управления широко изменяемым импедансом нагрузки, такие как настраиваемая согласующая сеть, обычно приводили к созданию систем, которые зачастую были громоздкими, дорогими и медленными. Физический прототип, разработанный для этого проекта, работает на частоте 13,56 МГц и может обеспечивать максимальную выходную мощность 1 кВт на нагрузку 21: 8 + 0: 3j с эффективностью 95: 4%. Контроллер оптимизации эффективности использует подход квазистатического прогнозирования модели, который позволяет оптимизировать производительность системы по любому желаемому параметру.Система также способна управлять широким диапазоном емкостных и индуктивных нагрузок на высоком уровне мощности и с высоким КПД.
Описание
Эта электронная версия была предоставлена автором-студентом. Заверенная диссертация имеется в Архиве и специальных собраниях института. Диссертация: M. Eng., Массачусетский технологический институт, факультет электротехники и информатики, 2018 Каталогизируется из представленной студентами версии диссертации в формате PDF. Включает библиографические ссылки (страницы 163–165).Отдел
Массачусетский Институт Технологий. Кафедра электротехники и информатикиИздатель
Массачусетский технологический институт
Ключевые слова
Электротехника и информатика.
Преобразователь переменного тока12В в 220В с IC 555
Схема инверторас напряжением от 12 вольт постоянного тока до 220 вольт переменного тока в этой статье была построена с использованием схемы генератора сигналов IC 555 и силового инвертора с использованием транзисторов Дарлинтор MJ3001.Схема инвертора от 12 В до 220 В переменного тока на рисунке ниже представляет собой преобразователь прямоугольной формы. Назначение инвертора — это схема инвертора прямоугольной формы с коробкой выходных сигналов переменного напряжения. Инвертор с выходом прямоугольной формы имеет максимальную энергоэффективность при использовании в системе освещения. Простой инвертор, показанный на рисунке ниже, часто используется в качестве генератора переменного напряжения для аварийного освещения.
Преобразователь переменного тока12В в 220В с IC 555
Схема инвертора от 12 вольт постоянного тока до 220 вольт переменного тока, приведенная выше, разделена на разделы, которые можно описать следующим образом.
Секция генератора волн или мультивибратор, использующая микросхему таймера 555 в качестве нестабильного мультивибратора, настраивается на желаемую рабочую частоту 100–120 Гц, которую можно настроить с помощью потенциометра P1 100 кОм. Это схема генератора волновой функции для генерации импульсного инвертора, драйвера силового транзистора. Рабочая частота нестабильного мультивибратора установлена на 100–120 Гц, поскольку он используется для подачи входного сигнала для триггерного переключателя IC4013, который служит в качестве драйвера выходной частоты импульсов решателя с 0,5-кратной входной частотой.
Блок драйвера силового инвертора служит для разделения 2-х импульсных силовых транзисторов драйвера для инвертора с входом от схемы генератора волн IC 555. Положительный импульс и отрицательный импульс всегда противоположны выходным транзисторам Q и Q sehignga силового инвертора будут работать поочередно.
Блок инверторапостроен на транзисторе Darlinton MJ3001, который обеспечивает трансформаторы для управления выходным напряжением 220 вольт переменного тока. Секция силового инвертора состоит из 2-х частей транзистора MJ3001 и трансформатора ТТ.
Инвертор схемы от 12 В до 220 В переменного тока может подаваться от аккумулятора 12 В VCC через схему инвертора от 12 В до 220 В переменного тока .
Цепи ускорения до частоты с однополярным питанием | Analog Devices
Введение
Выход монолитного акселерометра может быть подключен к преобразователю напряжения в частоту (VFC), цепи, выход которой является переменной частотой, для простой и недорогой генерации частоты, пропорциональной ускорению.Информация в результирующем сигнале переменного тока высокого уровня может быть отправлена через шумную среду, имеющую затухание и нелинейный отклик, но при этом может быть надежно восстановлена. Для преобразования ускорения в цифровое преобразование микропроцессор можно легко запрограммировать на считывание частоты и непосредственное вычисление приложенного ускорения.
Мы предлагаем здесь две схемы с однополярным напряжением питания. В одном из них используется прецизионный VFC с высокой линейностью, AD654; в другом используется популярная недорогая микросхема таймера 555.
Высокоэффективная частотно-разгонная цепь:
На рис. 1 показана схема, использующая VFC, выходная частота которой напрямую зависит от приложенного ускорения.Схема работает от одинарного + 5-вольтового источника питания.
Рис. 1. Высокопроизводительная схема ускорения до частоты с использованием высоколинейного VFC AD654.ADXL05 помещен в герметично закрытый контейнер TO-100. Ускорение (положительное или отрицательное), воспринимаемое в направлении язычка корпуса, напрямую преобразуется в аналоговое напряжение. Ускорение может быть связано с движением или может включать статические измерения, включающие g , ускорение силы тяжести Земли. Например, если ADXL05 установлен так, что ориентация язычка наклонена по отношению к вертикали, выходной сигнал будет зависеть от линейного компонента g , таким образом обеспечивая меру угла наклона.
Имеется встроенный буферный усилитель для масштабирования и смещения; Выходное напряжение акселерометра, входящее в AD654VFC, регулирует частоту выходной последовательности импульсов, появляющейся на выводе 1 AD654. В таблице 1 показан набор вариантов масштабирования для управления чувствительностью частоты к ускорению и частоты, представляющей нулевое ускорение, для различных номинальных значений внешнего сопротивления и емкости.
Таблица 1. Номинальные значения компонентов схемы для различных частот нулевого ускорения и масштабных коэффициентов
| Ноль- г Частота Гц | Масштаб Коэффициент Гц / г | Ct (Rt = 2.49кОм) мкФ | R3 | R2 | R1 |
| Стандартные значения | |||||
| кОм | кОм | кОм | |||
| 10 | 10 | 10 | 182 | 464 | 14.70 |
| 100 | 10 | 1 | 49,90 | 127 | 40,20 |
| 100 | 100 | 1 | 182 | 464 | 14,70 |
| 1,000 | 10 | 0.10 | 16,50 | 42,20 | 133 |
| 1,000 | 100 | 0,10 | 49,90 | 127 | 40,20 |
| 1,000 | 1000 | 0,10 | 182 | 464 | 14.70 |
| 10 000 | 10 | 0,01 | 16,90 | 43,20 | 1,370 |
| 10 000 | 100 | 0,01 | 16,90 | 43,20 | 137 |
| 10 000 | 1000 | 0.01 | 49,90 | 127 | 40,20 |
| 100 000 | 10 | 0,001 | 0,169 | 0,43 | 137 |
| 100 000 | 100 | 0,001 | 1.69 | 4,32 | 137 |
| 100 000 | 1000 | 0,001 | 16,90 | 43,20 | 137 |
Номинальная чувствительность ADXL05 (выходное напряжение на выводе 8) составляет ± 200 мВ / г , при 1,8 вольт 0 г . Встроенный буферный усилитель (выход на выводе 9) увеличивает смещение выхода до +2.5 В (для обеспечения максимального симметричного размаха выходного напряжения при питании от +5 В), а также усиливает и буферизует сигнал. C5 и R3 обеспечивают фильтрацию нижних частот для улучшения разрешения низкого уровня (но ограничивают частотную характеристику). Расчеты усиления и смещения основаны на номинальных значениях акселерометра и параметров VFC; на фактическую производительность влияют допуски устройства, которые могут быть значительными. Для повышения точности смещения нуля g и масштабного коэффициента схемы подстроечного потенциометра могут использоваться для прогнозирования значений сопротивления для фиксированных резисторов с допуском 1%.
Номинальные расчетные уравнения: Выход AD654 представляет собой последовательность импульсов, частота которой связана с входным напряжением следующим образом:
Таким образом, для выходного сигнала 0- g 2,5 В от ADXL05 частота, соответствующая нулевому ускорению, равна
Масштабный коэффициент или крутизна зависимости, выраженная в Гц / г , является произведением чувствительности акселерометра (200 мВ / г ), коэффициента усиления буферного усилителя и отношения VFC, или
Рисунок 2 представляет собой график номинальной зависимости между частотой и ускорением для частоты нулевого ускорения 1 кГц и масштабного коэффициента 100 Гц / g.
Рис. 2. Зависимость выходной частоты VFC от ускорения микросхемы ADXL05.Акселерометр может быть откалиброван самостоятельно с использованием силы тяжести Земли. Когда вкладка акселерометра находится в горизонтальном положении, акселерометр будет измерять 0 g , позволяя отрегулировать смещение 0- g . Если язычок акселерометра направлен прямо вниз, выходное напряжение на выводе 9 будет соответствовать +1 g . Если акселерометр повернуть так, чтобы язычок был направлен прямо вверх, его выходной сигнал будет равен -1 г .Разницу в показаниях, 2 g , можно затем использовать для установки общего масштабного коэффициента ускорения до частоты, используя регулируемый Rt, т. Е. Заменяя его постоянным резистором 1% последовательно с эмпирически установленным значением подстройки. .
0- г частота может быть скорректирована с 50-кВт подстроечного горшок, подключенный между контактами в ADXL05 в 6 (а + 3,4-опорного напряжения) и землей. Стеклоочиститель потенциометра подключается к суммирующему переходу буферного усилителя, контакту 10, через R2 (изменено на 100 кВт).При необходимости следует повторить настройку частоты 0- g и полной шкалы, чтобы получить наиболее точную настройку. Регулируемый делитель напряжения можно заменить постоянными резисторами для динамических измерений, которые могут повлиять на настройки потенциометра.
Ускорение до частоты с очень низкой стоимостью с использованием таймера 555: На рисунке 3 показано, как акселерометр ADXL05 может быть подключен к недорогому таймеру CMOS 555 для обеспечения частотного выхода. Указанные значения компонентов были выбраны для наклономера ± 1- г.
Номинальный выходной сигнал акселерометра 200 мВ / g появляется на выводе 8 и усиливается в 2 раза до уровня 400 мВ / g бортовым буферным усилителем. Уровень смещения 0- g на выводе 9 составляет приблизительно 1,8 В. Конденсатор C4 и резистор R3 образуют фильтр нижних частот 16 Гц для снижения шума и повышения разрешающей способности измерения.
CMOS 555 работает как генератор, управляемый напряжением, где R5, R6 и C5 задают номинальную рабочую частоту. Резисторы R5 и R6 были выбраны так, чтобы обеспечить рабочий цикл примерно 50% с коэффициентом +1.8-В (0- г ) входной сигнал, подаваемый на контакт 5 из 555. Для того, чтобы свести к минимуму любое изменение частоты из-за вариаций питания, 555 работает от ratiometrically ссылки + 3,4-V акселерометра, а не непосредственно от +5 -V питания.
Выходная частота этой цепи определяется временем заряда и разряда, установленным R5, R6 и C5.
Используя значения схемы и компонентов, показанные на рисунке 3, номинальный выходной масштабный коэффициент на выводе 9 акселерометра будет ± 400 мВ / g, поэтому выходное напряжение будет равно +1.8 В ± 0,4 В. Коэффициент масштабирования выходного сигнала на выводе 3 555 будет приблизительно 16 500 Гц ± 2 600 Гц на g .
Стабильность частоты этой цепи оказалась достаточно хорошей. Используя схему на Рисунке 3 с частотой 15,5 кГц 0- g , измеренный дрейф частоты 0- g в промышленном температурном диапазоне от 0 до + 70 ° C составил 5 Гц / ° C, что составляет 0,03% /.
