انماط عمل الدارة المتكاملة 555

انماط عمل الدارة المتكاملة

تعمل الدارة المتكاملة بشكل عام بنمطي عمل مختلفين، نقوم بشرحهما في التفصيل في الفقرة التالية..

1-نمط المهتز أحادي الاستقرار(LM555 Monostable Oscillator):
في هذا النمط فإن الخرج لا ينتقل إلى الحالة المنطقية “H” إلا بعد تطبيق نبضة قدح على مدخل القدح (القطب 2) للدارة 555، والشكل التالي يبين توصيلة المهتز أحادي الاستقرار .

عند تغذية الدارة بالجهد Vcc فإنه سوف يتشكل جهد على المدخل العاكس للمقارن COMP1 أكبر من الجهد الموجود على المدخل غير العاكس عند النقطة V1=Vcc/3مما يبقي حالة خرج المقارن Q على المستوى المنطقي “L” وذلك مهما تغيرت الحالة على خرج المقارن COMP2 ونفس الوقت لا ينشحن المكثف لأن الترانزستور TR في حالة عمل .

عندما يتم الضغط على المفتاح SW تبدأ عملية التوقيت، حيث أنه ينخفض فجأة الجهد على المدخل العاكس للمقارن COMP1 (يتم توصيله إلى الأرض عن طريق المفتاح SW) ليصبح خرج المقارن على الحالة المنطقية “H” كما أن الحالة المنطقية للمقارن COMP2 هي بالأصل “L” فيغير القلاب حالته Q=”H” و /Q=”L” ويفصل الترانزستور وتبدأ المكثفة بالشحن.

طبعاً لن يبقى المفتاح مضغوطاً، وهنا (عن تحرير المفتاح) فإن خرج المقارن COMP1 يعود إلى الحالة “L” ولكن لن يتغير خرج القلاب FF في هذه الحالة.

إن زمن وصول الجهد على طرفي المكثفة إلى هو زمن التوقيت، بعد ذلك يصبح الجهد على المدخل غيرا لعاكس للمقارن COMP2 أكبر من الجهد الموجود على المدخل العاكس ويصبح خرج المقارن COMP2 على الحالة المنطقية “H” وبنفس الوقت يكون خرج المقارن COMP1 على الحالة “L” ليغير عندها القلب حالة خرجه ويفتح الترانزستور وتبدأ المكثفة عملية التفريغ.

يبقى الخرج على حاله إلى أن يتم ضغط المفتاح SW مرة أخرى.

يحسب زمن التوقيت بالعلاقة التالية:

حيث أن : t=time-out time(sec), C=Capacity(F), R=Resistance(ohm)

إن التيار الذي يتغير على طرفي المكثف والمقاومة يعطى بالعلاقة:

حيث أن :

T = 1.1 x R x C (in seconds)

الدارة العملية:

الشكل التالي يبين أنه عند تطبيق نبضة القدح السالبة فإن الخرج يصبح فعالاً..

ذكرنا أنه لحساب زمن التوقيت (زمن استمرار نبضة الخرج على الحالة المنطقية “H”) يمكن حسابه من العلاقة :

بالإضافة إلى ذلك يمكن حساب الزمن t_high بيانياً بالاستعانة بالشكل التالي وذلك من أجل قيم مختلفة للمقاومة R_A وللمكثفة C.

حتى تصبح هذه الدارة مقبولة وظيفياً فإنه يجب إضافة مكثف ربط على التسلسل مع مدخل القدح وإضافة ثنائي على التوازي مع المقاومة R محيز عكسياً.الشكل التالي يبين الدارة المحسنة..

2-المهتز عديم الاستقرار (LM555 Astable Oscillator):
في هذا النمط عند توصيل التغذية للدارة سوف تظهر إشارة منطقية على الخرج، والشكل التالي يبين توصيلة المهتز عديم الاستقرار والإشارات عند كل نقطة من نقاط الدارة ..

في هذا النمط مباشرة بعد تطبيق التغذية على الدارة ينتقل الخرج إلى الحالة المنطقية “H” ويبدأ المكثف بعملية الشحن من خلال المقاومتين R_A & R_B وذلك وفق المبدأ التالي:

عند تطبيق التغذية فإن التيار سوف يمر من خلال مقاومات المقارنات المتساوية والجهد سوف يقسم بنسبة الثلث لكل منها حيث أن الجهد عند النقطة V2 على المدخل العاكس للمقارن الثاني Comp2 هو ، كما انه عن النقطة V1 على المدخل الغير عاكس للمقارن الأول Comp1 هو وبالتالي فإن خرج المقارن الأول هو “H” كما أن خرج المقارن الثاني “L” وبالتالي فإن خرج القلاب R-S سيكون Q=”H” ويكون /Q=”L” والترانزستور TR في حالة إغلاق لتتابع المكثفة عملية الشحن.

خلال عملية الشحن يزداد الجهد على طرفي المكثفة حتى يصبح الجهد على طرفيها (عند النقطة X) المتصلة مع مداخل المقارنات أكبر من الجهود الموجودة على الأطراف الأخرى، وعندها ينتقل خرج المقارن COMP1 إلى “L” وينتقل خرج المقارن COMP2 إلى الحالة المنطقية “H” وعندها يغير القلاب حالته ليصبح الخرج Q=”L” والخرج /Q=”H” وينقل بدوره الترانزستور TR إلى حالة الإشباع لتبدأ عندها المكثفة بالتفريغ عبر المقاومة R_B والترانزستور TR .كما يبين الشكل التالي:

تستمر عملية التفريغ حتى ينخفض الجهد عند النقطة X بحيث أنه يصبح الجهد على المدخل العاكس للمقارن COMP1 أصغر من الجهد الموجود على المدخل غير العاكس لنفس المقارن أي أن وكذلك بالنسبة للمقارن COMP2 يصبح الجهد على المدخل غير العاكس أكبر من الجهد الموجود على المدخل العاكس لنفس المقارن أي أن وهذا بدوره ينقل خرج المقارن COMP2 إلى الحالة “H” وخرج المقارن COMP1 إلى الحالة “L”،فيقطع الترانزستور ويصبح الخرج Out على الحالة المنطقية “H” وتعاد المرحلة الأولى.