Обзор модуля генератора импульсов на NE555
Обзор модуля генератора импульсов на NE555
Сегодня расскажу о модуле генератора импульсов на микросхеме NE555 (YS-32), которая способна работать от 10 до 200 кГц. Данный модуль используется для намотки спидометра, ремонте и так далее.
Технические параметры
► Микросхема: NE555;
► Форма генерируемых импульсов: прямоугольные импульсы;
► Рабочее напряжение: 5-15 В;
► Диапазоны частот: 1-50Гц, 50Гц — 1кГц, 1-10кГц, 10-200 кГц;
► Потребляемый ток: 100 мА;
► Выходной ток: 35 мА;
► Размеры: 31 х 22 х 17 мм;
► Вес: 7 г.
Обзор модуля NE555
Модуль основан на микросхеме NE555, которая была выпущена еще в 1971 году, компанией Signetics и которая на сегодняшний день остается популярной. Сам модуль имеет небольшие размеры, всего 31 на 17 мм. Частота выходного сигнала регулируется с помощью потенциометра, в определенном диапазоне, который задается с помощью перемычек: 1-50Гц, 50Гц — 1кГц, 1-10кГц и 10-200 кГц. Вторым потенциометром регулируется скважность. Для подключения используется трех контактный штыревой разъем, шагом 2,54 мм.
Назначение контактов:
► GND – Вывод питания, земля.
► OUT – Сигнальный вывод.
► VCC – Вывод питания, от 5 до 15 В.
Принципиальная схема:
Показания осциллограмм выходного сигнала NE555
Покажу показания выходного сигнала снятые с помощью осциллографа, потенциометр частоты и скважности выкрутил на минимум и на максимум.
1. Перемычка установлен на 1 Гц — 50 Гц, потенциометры на минимуме.
2. Перемычка установлен на 50 Гц — 1 кГц, потенциометры на минимуме.
3. Перемычка установлен на 1 кГц — 10 кГц, потенциометры на минимуме.
4. Перемычка установлен на 10к Гц — 200 кГц, потенциометры на минимуме.
5. Перемычка установлен на 1 Гц — 50 Гц, потенциометр частоты на максимуме, а потенциометр скважности выкручен максимально (до спада импульса).
6. Перемычка установлен на 50 Гц — 1 кГц, потенциометр частоты на максимуме, а потенциометр скважности выкручен максимально (до спада импульса).
7. Перемычка установлен на 1 кГц — 10 кГц, потенциометр частоты на максимуме, а потенциометр скважности выкручен максимально (до спада импульса).
8. Перемычка установлен на 10 кГц — 200 кГц, потенциометр частоты на максимуме, а потенциометр скважности выкручен максимально (до спада импульса).
Подключение модуля NE555 к Arduino
Необходимые детали:
► Arduino UNO R3 x 1 шт.
► Генератор импульсов на NE555 (от 1 Гц до 200 кГц ) x 1 шт.
► Провода DuPont M-F, 20 см x 1 шт.
Подключение:
Для наглядности подключим модуль генератора импульсов NE555 к аналоговому выводу Arduino, принципиальная схема подключена показана ниже.
Программа:
Скетч не сложный, просто считываем показания с аналогово порта А0 и полученные данные передаем в последовательный порт.
1. Период и скважность импульсного сигнала
Представим себе, что мы готовимся к встрече Нового Года и нам просто необходимо сделать мигающую гирлянду. Поскольку мы не знаем, как заставить её мигать самостоятельно, сделаем гирлянду с кнопкой. Будем сами нажимать на кнопку, соединяя тем самым цепь гирлянды с источником питания и заставляя лампочки зажигаться.
Принципиальная схема гирлянды с ручным управлением будет выглядеть так:
Управляемый генератор
Управляемый генератор прямоугольных импульсов показан на рис. 6 [Р 10/76-60]. Генератор также представляет собой двухкаскадный усилитель, охваченный положительной обратной связью. Для упрощения схемы генератора достаточно соединить эмиттеры транзисторов конденсатором.
Рис. 6. Управляемый генератор прямоугольных импульсов — схема.
Емкость этого конденсатора определяет рабочую частоту генерации. В данной схеме для управления частотой генерации в качестве управляемой напряжением емкости использован варикап. Увеличение запирающего напряжения на варикапе приводит к уменьшению его емкости. Соответственно, как показано на рис. 7, возрастает рабочая частота генерации.
Рис. 7. Как возрастает рабочая частота генерации.
Варикап, в порядке эксперимента и изучения принципа работы этого полупроводникового прибора, можно заменить простым диодом. При этом следует учитывать, что германиевые точечные диоды (например, Д9) имеют очень малую начальную емкость (порядка нескольких пФ), и, соответственно, обеспечивают небольшое изменение этой емкости от величины приложенного напряжения.
Кремниевые диоды, особенно силовые, рассчитанные на большой ток, а также стабилитроны, имеют начальную емкость 100. 1000 пФ, поэтому зачастую могут быть использованы вместо варикапов. В качестве варикапов можно применить и р-n переходы транзисторов.
Для контроля работы, сигнал с генератора (рис. 6) можно подать на вход частотометра и проверить границы перестройки генератора при изменении величины управляющего напряжения, а также при смене варикапа или его аналога. Рекомендуется полученные результаты (значения управляющего напряжения и частоту генерации) при использовании разного вида варикапов занести в таблицу и отобразить на графике (см., например, рис. 7). Отметим, что стабильность генераторов на RC-элементах невысока.
Как устроен генератор смешанных сигналов?
Принцип действия генератора смешанных импульсов направлен на то, чтобы ускорить образование сигналов и воспроизводить их с максимальной точностью. Передняя панель прибора снабжена органами управления для контроля самых важных и часто изменяемых параметров. Менее востребованные и редко используемые функции можно найти в меню на основном экране.
Регулятором уровня устанавливается амплитуда движения выходного сигнала. Амплитуду и смещение можно регулировать без входа в многоуровневую систему меню.
Отдельный регулятор также позволяет изменить частоту дискретизации путем изменения периодичности выходного сигнала. При этом форму последнего этот настройщик изменить не сможет. Такая функция есть лишь в меню на основном экране редактирования. Форму выбирают при помощи сенсорной панели или мышки. Пользователь открывает нужную страницу и просто заполняет бланк с цифровой клавиатуры или поворотной ручкой.
ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ПРОТЕЙ ОСУЩЕСТВЛЯЕТ ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИЯ С МАЛЫМИ ДЛИТЕЛЬНОСТЯМИ ПЕРЕДНЕГО ФРОНТА НАЗНАЧЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА В ГАЗОВОЙ СРЕДЕ СОСТАВ КОМПЛЕКТА ГЕНЕРАТОР
ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИЯ ГИН С ДВУМЯ ДЕЛИТЕЛЯМИ НАПРЯЖЕНИЯ ТОКОВЫМ ШУНТОМ И КОЛЛЕКТОРОМ КОМПЛ ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ГАЗОВЫХ РАЗРЯДОВ ЯВЛЯЕТСЯ ОБОРУДОВАНИЕМ ПРОИЗВОДЯЩИМ НАНОСЕКУНДНЫЕ ИМПУЛЬСЫ НАП
ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА С ЗИП КОМПЛЕКТ ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ ТОКА АМПЛИТУДОЙ КА ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ НС НА НИЗКОИМПЕДАНСНОЙ НАГРУЗКЕ ОМ ИЗГОТОВИТЕЛЬ УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ СИЛЬНОТОЧНОЙ
ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ГЕНЕРАТОР НАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ ОСУЩЕСТВЛЯЕТ ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИЯ С МАЛЫМИ ДЛИТЕЛЬНОСТЯМИ ПЕРЕДНЕГО ФРОНТАОСНОВНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА В ГАЗОВОЙ СРЕДЕ
ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ НАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ ПРЕДН ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СОСТАВЕ УСТАНОВКИ ПО ОЧИСТКЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ С ПОМОЩЬЮ БАРЬЕРНОГО РАЗРЯДА ГЕНЕРАТОР ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО В ЛАБО РАТ
ГЕНЕРАТОР ХОЛОДНОЙ АТМОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ НА БАЗЕ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ГЕНЕРАТОРА НАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНОЙ И ПРОМЫШЛЕННОЙ ОБРАБОТКИ ТЕКСТИЛЯ ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОЙ И ПРАКТИЧЕСКИ ОДНОРОДНОЙ
ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСНЫХ ТОКОВ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ В НАГРУЗКЕ ИМПУЛЬСА ТОКА АМПЛИТУДОЙ ДО КА ПРИ НАПРЯЖЕНИИ ДО КВ ИЗГЛЬ ГОУ ВПО ТПУ ОСП НИИ ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ ТОВАРНЫЙ ЗНАК ОТСУТСТВУЕТ
ИМПУЛЬСНОПЕРИОДИЧЕСКИЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ГЕНЕРАТОР ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ФОРМИРОВАНИЮ НАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ НА РЕЗИСТИВНОЙ НАГРУЗКЕ С ВЫСОКОЙ ЧАСТОТОЙ ПОВТОРЕНИЯ ИЗГОТОВИТЕЛЬ ИСЭ СО РАН
ПОЗ ЛИЦ ПОЗ КОНТР ГЕНЕРАТОР СИНХРОННЫХ ИМПУЛЬСОВ ОБ КБ ШТ
НАНОСЕКУНДНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ ТИП СМ Н НАПРЯЖЕНИЕ КВ ЧАСТОТА КГЦ В РАЗОБРАННОМ ВИДЕ ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ НАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ ШТ
Проверка работы
В первом случае после конструирования должен получиться стандартный мотор-редуктор Ардуино синусоидальных и прямоугольных волновых сигналов, диапазон которых регулируется от до 40 МГц.
Проверить управление легче легкого – есть 2 кнопки – вверх и вниз, для настройки грубого характера, а другие – влево и вправо – настраивают аппарат на точную проверку. Настроить шаг можно в зависимости от установленной частоты на аппарате.
Во втором случае итоговое решение будет выглядеть так:
Кроме того, перед переносом программы, указанной в разделе «Программное обеспечение», нужно проверить правильность кода с помощью компилирования.
Аппаратная часть прибора легко соединяется с использованием отдельных модулей, поэтому частотный генератор на базе микропроцессора Ардуино может сделать начинающий разработчик электронных устройств.
Схема генератора импульсов с данным регулятором включает в себя резисторы только закрытого типа. При этом микросхемы можно использовать даже серии ППР1. В данном случае конденсаторов требуется только два. Уровень отрицательного сопротивления напрямую зависит от проводимости элементов. Если емкость конденсаторов составляет менее 4 пФ, то отрицательное сопротивление может повыситься даже до 5 Ом.
Чтобы решить данную проблему, необходимо использовать стабилитроны. Регулятор в данном случае устанавливается на генератор импульсов возле аналогового адаптера. Выходные контакты при этом необходимо тщательно зачистить. Также следует проверить пороговое напряжение самого катода. Если оно превышает 5 В, то подсоединять регулируемый генератор импульсов можно на два контакта.
