Схема реле времени на микросхеме 555: принцип работы и применение

Как работает реле времени на микросхеме 555. Какие существуют схемы подключения. Где применяются таймеры на 555 микросхеме. Как собрать простое реле времени своими руками.

Принцип работы микросхемы 555 в качестве таймера

Микросхема 555 — это универсальный таймер, который можно использовать для создания различных схем с временной задержкой. Принцип ее работы основан на заряде и разряде конденсатора через резистор.

Основные компоненты микросхемы 555:

• Два компаратора
• RS-триггер
• Выходной ключ
• Внутренний делитель напряжения

В режиме таймера микросхема 555 работает следующим образом:

1. При подаче импульса на вход запуска триггер устанавливается в активное состояние
2. Начинается заряд внешнего конденсатора через резистор
3. Когда напряжение на конденсаторе достигает 2/3 от напряжения питания, срабатывает компаратор
4. Триггер переключается, и конденсатор начинает разряжаться
5. Цикл повторяется

Время задержки определяется номиналами внешних резистора и конденсатора. Это позволяет легко настраивать временные интервалы в широком диапазоне.

Схемы подключения микросхемы 555 для реле времени

Существует несколько базовых схем включения микросхемы 555 в качестве реле времени:

1. Одновибратор (моностабильный режим)

В этом режиме микросхема генерирует одиночный импульс заданной длительности при подаче сигнала запуска. Схема содержит:

• Резистор и конденсатор времязадающей цепи
• Кнопку запуска
• Выходное реле

Длительность импульса рассчитывается по формуле: t = 1.1 * R * C

2. Мультивибратор (автоколебательный режим)

В этом режиме микросхема генерирует непрерывные импульсы с заданной частотой. Схема содержит:

• Два резистора и конденсатор для задания частоты
• Выходное реле

Частота колебаний рассчитывается по формуле: f = 1.44 / ((R1 + 2R2) * C)

3. Триггер Шмитта

В этом режиме микросхема работает как компаратор с гистерезисом. Схема содержит:

• Делитель напряжения на входе
• Выходное реле

Порог переключения задается резисторами делителя.

Применение реле времени на микросхеме 555

Реле времени на основе 555 таймера находят широкое применение в различных областях:

Бытовая техника

В бытовых приборах реле времени используются для:

• Автоматического отключения утюгов и чайников
• Управления режимами работы стиральных и посудомоечных машин
• Таймеров в микроволновых печах

Системы автоматики

В промышленной автоматике таймеры применяются для:

• Задержки включения/выключения оборудования
• Формирования циклограмм работы станков
• Управления конвейерными линиями

Охранные системы

В охранных системах реле времени обеспечивают:

• Задержку постановки на охрану
• Ограничение времени работы сирены
• Формирование импульсов для управления электрозамками

Преимущества использования микросхемы 555 для реле времени

Микросхема 555 имеет ряд достоинств, делающих ее популярным выбором для создания реле времени:

• Простота схемотехники — требуется минимум внешних компонентов
• Широкий диапазон питающих напряжений (4.5-18В)
• Высокая точность и стабильность временных интервалов
• Низкая стоимость микросхемы
• Возможность работы в различных режимах

Эти преимущества позволяют создавать надежные и недорогие таймеры для широкого спектра применений.

Особенности сборки реле времени на микросхеме 555

При самостоятельной сборке реле времени на 555 таймере следует учитывать некоторые нюансы:

• Используйте качественные конденсаторы с малым током утечки для стабильной работы
• Установите защитный диод параллельно обмотке реле
• Добавьте фильтрующий конденсатор по цепи питания микросхемы
• При необходимости точной настройки времени используйте подстроечный резистор
• Для увеличения нагрузочной способности примените транзисторный ключ

Соблюдение этих рекомендаций позволит собрать надежно работающее устройство.

Расчет времязадающей цепи для реле времени

Для расчета номиналов резистора и конденсатора времязадающей цепи можно использовать следующие формулы:

Для одновибратора: t = 1.1 * R * C

Для мультивибратора: f = 1.44 / ((R1 + 2R2) * C)

Где:

• t — время задержки в секундах
• f — частота в Герцах
• R, R1, R2 — сопротивление в Омах
• C — емкость в Фарадах

При выборе номиналов следует учитывать:

• Рекомендуемый диапазон резисторов: 1 кОм — 1 МОм
• Рекомендуемый диапазон конденсаторов: 100 пФ — 100 мкФ
• Для стабильной работы R*C должно быть больше 100 нс

Модификации схемы реле времени на 555 таймере

Базовую схему реле времени на микросхеме 555 можно модифицировать для расширения функциональности:

Регулируемая задержка

Для возможности регулировки времени задержки можно использовать:

• Переменный резистор вместо постоянного
• Набор конденсаторов, переключаемых галетным переключателем

Циклический режим работы

Для циклического включения/выключения нагрузки схему дополняют:

• Вторым таймером 555 для формирования двух интервалов
• Делителем частоты на счетчике для получения длительных циклов

Управление мощной нагрузкой

Для коммутации мощной нагрузки в схему добавляют:

• Транзисторный ключ для усиления выходного тока
• Твердотельное реле вместо электромагнитного
• Оптронную развязку для повышения помехозащищенности

Такие модификации позволяют адаптировать базовую схему под конкретные задачи.

реле времени и фотореле. Использование таймера 555 в качестве триггера Шмитта

Микросхема NE555 — аналоговый таймер, состоит из делителя напряжения, двух компараторов, асинхронного RS-триггер и ключа. Может работать как одновибратор, мультивибратор, прецизионный триггер Шмитта. В даташите приведены схемы детектора пропуска импульсов, широтно-импульсного модулятора, позиционно-импульсного модулятора. В интернете можно найти массу схем на основе таймера NE555.

Микросхема NE556 содержит два, а NE558 — четыре таймера в одном корпусе. Помимо биполярной, существует также КМОП версии этого таймера: LMC555, GLC555, TS555, ICM7555 и другие. Напряжение питания биполярной версии таймера от 5 до 15В, потребляемый ток до 15мА. В момент переключения таймера возникает скачок потребляемого тока, причиной которого является сквозной ток выходного каскада микросхемы. Поэтому для повышения надежности работы схемы рекомендуется ставить конденсатор по питанию емкостью 0.1-1 мкФ как можно ближе к выводам, а также вывод 5 соединить с общим проводом через конденсатор 0.

01-0.1мкФ. КМОП версии таймера не требуют этих конденсаторов. Они могут работать при понижении питания до 2В, а потребляемый ток значительно меньше, порядка 100 мкА. Выходной ток может достигать 200мА.

Назначение выводов

1. общий провод
2. запуск, если напряжение на этом выводе будет меньше 1/3 Vcc
3. выход
4. сброс триггера
5. контроль напряжения делителя
6. остановка, если напряжение на выводе превысит 2/3 Vcc
7. разряд конденсатора через транзистор
8. плюс питания

Если нужен одиночный импульс заданной длительности, используем таймер в режиме одновибратора:

Конденсаторы C2, C3 как говорилось выше, нужны для защиты от помех во время переключения. Их ставить необязательно. Цепь R1C1 нужна для запуска одновибратора сразу после подачи питания. Конденсатор C4 и резистор R3 задают длительность формируемого импульса.

Она определяется по формуле:

t = 1.1 * RC

Емкость нужно брать в фарадах, а сопротивление в Омах, но для удобства лучше емкость подставлять в микрофарадах, а сопротивление в мегаомах. Результат будет в секундах. Для указанных на схеме номиналов расчетное время работы составит 11 секунд. В реальности чуть более 12 секунд из-за тока утечки конденсатора.

После подачи питания загорается нижний по схеме светодиод, спустя примерно 12 секунд загорается верхний, а нижний гаснет. Схема будет оставаться в этом состоянии пока мы не нажмем на кнопку или кратковременно не прервем питание.

Нигде не нашел информации о максимальной емкости конденсатора времязадающей цепочки. Дело в том что слишком большая емкость может вывести из строя внутренний транзистор, который замыкает конденсатор на землю для его разряда. Максимальный ток этого транзистора 200мА и чтобы его не превысить я на всякий случай поставил резистор R2 номиналом 47 Ом.

При емкости конденсатора C4 менее 100мкФ его можно не ставить.

Теперь схема мультивибратора:

Здесь светодиоды будут гореть по очереди. Конденсатор C1 в этой схеме уже обязателен, без него у меня переход из низкого уровня в высокий был плавным: нижний светодиод начинал слабо светиться еще до того как погасал верхний. Частота импульсов находится по формуле:

f = 1.443 / C * (R1 + 2R2)

длительность импульса:

t_H = 0.693 C * (R1 + R2)

длительность паузы:

t_L = 0.693 C * R2

Для указанных на схеме номиналов:

f = 1.443 / 0.0001 * (1000 + 2 * 100000) = 0.072Гц

t_H = 0.693 * 0.0001 * (1000 + 100000) = 6.99с

t_L = 0.693 * 0.0001 * 100000 = 6.93с

Получить коэффициент заполнения меньше 50% в этой схеме нельзя, т.к. ток заряда и ток разряда проходят через общий резистор R2. Можно поставить параллельно R2 диод, исключив таким образом этот резистор из цепи заряда конденсатора.

Теперь заряд конденсатора идет по цепи R1D1C3, а разряд через резистор R2 и внутренний транзистор. Длительность импульса и длительность паузы находяться по одной формуле t = 1.1 R * C Для нахождения длительности импульса в формулу подставляется сопротивление R2, а для нахождения длительности паузы — R1. Для указанных на схеме номиналов:

длительность импульса:

t_H = 1.1 * 10000 * 0.0001 = 1.1c

длительность паузы:

t_L = 1.1 * 100000 * 0.0001 = 11c

Заменив резистор на переменный и добавив еще один диод можно получить простой шим-регулятор. Вот его схема:

Вращая ручку переменного резистора можно менять время горения диодов. Переменный резистор лучше взять с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота. Российские маркируются буквой «А», импортные — «B». Но и без маркировки отличить линейный от логарифмического не составит труда: в среднем положении ручки у линейного сопротивление обоих плеч будет примерно одинаковым, а у логарифмического отличаться в разы. Уменьшив емкость конденсатора можно увеличить частоту шим, при этом яркость светодиодов будет меняться плавно. Для управления более мощной нагрузкой можно добавить в схему полевой транзистор.

Таймер NE555 можно использовать в качестве триггера Шмитта и построить на нем фотореле:

Резистором R1 задается уровень освещенности при котором реле срабатывает, а подбором резистора R3 устанавливается гистерезис. Гистерезис без резистора R3 будет 1/3 от напряжения питания. Для фотореле такой гистерезис в большинстве случаев будет приемлем и можно резистор R3 не ставить. Но вот для термореле гистерезис нужен минимальный и без этого резистора не обойтись.

Заменив фототранзистор на терморезистор можно получить термореле. Но мне такая схема не понравилась: для получения минимального гистерезиса требуется точный подбор резистора R3. Проще сделать термореле на компараторе.

Таймеры и реле времени, схемы самодельных устройств (Страница 9)

Таймер на 4 часа управляющий симистором на микросхеме CA3094A Время, на которое симистор будет включаться после кратковременного нажатия пусковой кнопки «START”, определяется значением сопротивления резистора R6. Если переключатель разомкнут, то начинается процесс длительного разряда конденсатора С1. Если напряжение Е1 будет меньше, чем напряжение…

0 2204 0

Схема простого таймера на транзисторе и тиристоре

Применение конденсатора С1 различной емкости в простом моностабильном таймере на однопереходном транзисторе, который управляет тиристором, переключающим реле, и потенциометра R1 позволяет регулировать время задержки таймера в достаточно широком диапазоне. В схеме может быть применен тиристор…

0 3714 0

Схема таймера с индикацией от 1 до 10 секунд или от 1 до 10 мин Матрица из 10 светодиодов служит для индикации интервалов времени от 1 до 10 сек или 1 до 10 мин. Схема может использоваться для определения продолжительности телефонных звонков, времени выдержки в фотографии или времени приготовления пищи. Частота импульсов с выхода генератора, выполненного на…

0 3741 0

Таймер с задержкой 10 минут на основе SN74121 В схеме таймера используется автоколебательный мультивибратор SN74121, который генерирует импульсы с длительностью в 4 сек. Тактовая частота мультивибратора устанавливается резистором R1. Микросхемы U2 и U3 делят входную частоту мультивибратора на 144, что дает, в итоге, временную задержку в 576…

0 2393 0

Последовательный таймер для тестирования внешних устройств (NE555) В схеме  используются три таймера 555, которые подключены последовательно. С приведенными на схеме значениями первый таймер работает в течение 10 мс после его запуска от импульса, поданного на вывод 2, или же с помощью соединения этого вывода с общим проводом. В конце временного цикла…

0 3144 0

Схема реле времени с задержкой от 2 до 5 минут После нажатия на пусковую кнопку «START” нагрузка LOAD включается с задержкой до 5 мин, как это требуется для некоторых CMOS-схем и цифровых систем управления. В схеме используется пара таймеров 555: микросхема А — в простом режиме таймера, а микросхема В — как триггер…

0 4376 0

Таймер с десятью фиксированными интервалами Схема предназначена для формирования десяти предварительно установленных независимых интервалов времени, которые проходят по очереди с подачей звукового сигнала в конце каждого интервала. Таймер останавливается после каждого интервала до тех пор, пока не будет нажата пусковая кнопка «START”…

0 3052 0

Бюджетный 1-часовой таймер на микросхеме NE555 Схема с использованием таймера NE555 предназначена для выключения телевизора или другого устройства после любого желаемого интервала времени до одного часа с момента нажатия на пусковую кнопку «START”. В схеме используется реле MR312C производства компании IRC с сопротивлением катушек 212 Ом…

0 3587 0

Счетчик для определения продолжительности выполнения программы С помощью схемы, представленной на рисунке, измеряется время между 2 точками программы микропроцессора, во время ее выполнения. Кварцевый генератор на 1 МГц на логических элементах обеспечивает тактовыми импульсами счетчик 1941А производства компании Fluke, который используется для подсчета…

0 2085 0

Реле с большой временной задержкой, использующий малую емкость конденсатора

Применение двух детекторов уровня высокой точности при помощи двух входов микросхемы СА3098 устраняет необходимость использования дорогих времязадающих конденсаторов большой емкости с низким током утечки, если необходимы большие задержки длительностью в несколько часов. Для 4-часового таймера…

1 2246 0

 1 …  5  6  7  8 9 10  11  12  13  … 15 

Как сделать реле времени своими руками: схема, видео, фото

С помощью электронных реле можно хорошо сэкономить, например, снять свет в коридоре, чулане или крыльце. Нажав на кнопку, мы включаем свет и через определенное время он автоматически выключается. Этого времени должно хватить на поиск предмета в коридоре, кладовой или проникновение в квартиру. Кроме того, освещение не загорается без надобности, если вы забудете его выключить. Это устройство не только полезное, но и очень удобное. В этой статье мы расскажем, как сделать реле времени своими руками, предоставив все необходимые схемы и инструкции.

• Самый простой вариант
• Самодельный таймер на базе NE 555
• Реле на одном транзисторе

Простейший вариант

Пример конструктора для самостоятельной сборки таймера задержки отключения:

При желании можно самостоятельно собрать реле времени по следующей схеме:

времязадающим элементом является конденсатор С1, в штатной комплектации комплекта он имеет следующие характеристики: 1000 мкФ/16 В, время задержки в данном случае составляет примерно 10 минут. Регулировка времени переменным резистором R1. Питание платы 12 вольт. Нагрузка управляется через контакты реле. Плату можно не изготавливать, а собрать на макетной плате или смонтировав на поверхность.

Для изготовления реле времени нам потребуются следующие детали:

Правильно собранное устройство не нуждается в настройке и готово к работе. Это самодельное реле времени было описано в журнале «Радио» 2005.07.

Самодельный таймер на основе NE 555

Еще одна схема электронного таймера, сделанная своими руками, также легкая и воспроизводимая. Сердцем этой схемы является интегральная микросхема таймера NE 555. Данное устройство предназначено как для выключения, так и для включения устройств, схема устройства представлена ​​ниже:

NE555 — это специализированная микросхема, используемая в конструкции различных электронных устройств, таймеров, генераторов сигналов и т. д. Она достаточно распространена, поэтому ее можно найти в любом радиомагазине. Эта микросхема управляет нагрузкой через электромеханическое реле, с помощью которого можно включать и выключать полезную нагрузку.

Таймер управляется двумя кнопками: «Пуск» и «Стоп». Чтобы начать обратный отсчет, необходимо нажать на кнопку «Старт». Отключение и возврат устройства в исходное состояние осуществляется кнопкой стоп. Узел, задающий временной интервал, представляет собой цепочку из переменного резистора R1 и электролитического конденсатора С1. От их величины зависит время задержки реле времени.

При заданных значениях элементов R1 и C1 диапазон времени может составлять от 2 секунд до 3 минут. В качестве индикатора состояния работоспособности конструкции используется светодиод, включенный параллельно катушке реле. Как и в предыдущей схеме, для ее работы требуется дополнительный внешний источник питания на 12 вольт.

Для того, чтобы реле включалось само сразу при подаче питания на плату питания, нужно немного изменить схему: вывод 4 микросхемы соединить с плюсовым проводом, вывод 7 отключить, а вывод 2 и 6 соединены вместе. Подробнее об этой схеме вы можете узнать из видео, в котором подробно описан процесс сборки и работы с устройством:

Реле на одном транзисторе

Самый простой вариант — использовать схему реле времени всего на одном транзисторе, СТ 973 А, его импортный аналог БД 876. Это решение тоже основано на заряде конденсатора на питание напряжения, через потенциометр (переменный резистор). Изюминкой схемы является принудительное переключение и разрядка емкости через резистор R2 и возврат в исходное исходное положение тумблером S1.

При подаче питания на прибор емкость С1 начинает заряжаться через резистор R1 и через R3, открывая тем самым транзистор VT1. При зарядке емкости до выключенного состояния VT1 реле обесточивается, тем самым отключая или включая нагрузку в зависимости от назначения схемы и типа используемого реле.

Выбранные вами элементы могут иметь небольшой разброс номиналов, это не повлияет на работоспособность схемы. Задержка может незначительно варьироваться и зависеть от температуры окружающей среды, а также величины сетевого напряжения. На фото ниже представлен пример готовой самоделки:

Теперь вы знаете, как сделать реле времени своими руками. Надеемся, что предоставленная инструкция была вам полезна и вы смогли собрать эту самоделку в домашних условиях!

Будет интересно почитать:

• Системы дистанционного управления освещением
• Что такое импульсное реле?
• Как сделать светодиодное освещение для кровати

Опубликовано: 04.