Astabilný režim multivibrátora s časovačom 555 IC sa nazýva aj režim voľného chodu alebo automatického spustenia. Na rozdiel od režimu Monostable Multivibrator nemá stabilný stav, má dva kvázi stabilné stavy (HIGH a LOW). V Astabilnom režime nie je potrebné žiadne externé spúšťanie, automaticky vymieňa svoje dva stavy v konkrétnom intervale, a preto generuje obdĺžnikový priebeh. Toto časové trvanie výstupu HIGH a LOW bolo určené externými rezistormi (R1 a R2) a kondenzátorom (C1). Astabilný režim funguje ako obvod oscilátora, v ktorom výstup osciluje na konkrétnej frekvencii a generuje impulzy vo forme obdĺžnikového vlnenia.
Pomocou 555 časovača IC môžeme generovať presné časové trvanie HIGH a LOW výstupu, od mikrosekúnd po hodiny, preto je 555 veľmi populárny a všestranný IC. Predtým, ako prejdete nižšie, mali by ste vedieť o 555 časovači IC a jeho PINoch, tu je krátky popis jeho PINov.
Pin 1. Zem: Tento pin by mal byť pripojený k zemi.
Pin 2. TRIGGER: Trigger pin je potiahnutý zo záporného vstupu komparátora dva. Spodný výstup komparátora je pripojený k pinu SET klopného obvodu. Záporný impulz (<Vcc / 3) na tomto kolíku nastaví klopný obvod a výstup bude vysoký.
Pin 3. VÝSTUP: Tento pin tiež nemá žiadnu špeciálnu funkciu. Toto je výstupný pin, kde je pripojená záťaž. Môže byť použitý ako zdroj alebo výlevka a napájaný až do prúdu 200 mA.
Pin 4. Reset: V časovačovom čipe je klopný obvod. Resetovací pin je priamo spojený s MR (Master Reset) klopného obvodu. Toto je aktívny nízky pin a normálne pripojený k VCC, aby sa zabránilo náhodnému resetovaniu.
Kolík 5. Ovládací kolík: Ovládací kolík je pripojený od záporného vstupného kolíka komparátora. Šírku výstupného impulzu je možné riadiť priložením napätia na tento pin, bez ohľadu na RC sieť. Normálne je tento kolík stiahnutý kondenzátorom (0,01 uF), aby sa zabránilo nežiaducemu rušeniu hluku pri práci.
Pin 6. THRESHOLD: Prahové napätie pin určuje, kedy sa má resetovať klopný obvod v časovači. Prahový kolík sa čerpá z kladného vstupu horného komparátora. Ak je ovládací kolík otvorený, potom napätie rovnajúce sa alebo väčšie ako VCC * (2/3) resetuje klopný obvod. Takže výstup klesá.
Pin 7. DISCHARGE: Tento pin je vytiahnutý z otvoreného kolektora tranzistora. Pretože tranzistor (na ktorom sa vzal výbojový kolík, Q1) dostal svoju základňu pripojenú k Qbar. Kedykoľvek poklesne výkon alebo sa obnoví klopný obvod, vybíjací kolík sa stiahne na zem a vybije sa kondenzátor.
Pin 8. Napájanie alebo VCC: Je pripojené na kladné napätie (+ 3,6 V až + 15 V).
Prevádzka režimu Astable Multivibrator s 555 časovačom IC:
- Keď je počiatočné napájanie ZAPNUTÉ, napätie spúšťacieho kolíka je nižšie ako Vcc / 3, čo spôsobí, že dolný výstup komparátora je VYSOKÝ a NASTAVÍ sa klopný obvod a výstup z čipu 555 je VYSOKÝ.
- Tým sa tranzistor Q1 VYPNE, pretože Qbar, Q '= 0 sa priamo aplikuje na základňu tranzistora. Pretože je tranzistor vypnutý, kondenzátor C1 sa začne nabíjať a keď sa nabije na napätie vyššie ako Vcc / 3, potom sa spodný výstup komparátora zmení na LOW (horný komparátor je tiež na LOW) a výstup s klopným obvodom zostane rovnaký ako predchádzajúci (výstup 555 zostáva VYSOKÁ).
- Teraz, keď sa nabíjanie kondenzátora dostane na napätie vyššie ako 2/3 Vcc, potom napätie neinvertujúceho konca (Threshold PIN 6) bude vyššie ako invertujúci koniec komparátora. Vďaka tomu je výstup z horného komparátora VYSOKÝ a RESETUJE sa klopný obvod, výstup z 555 čipov sa stáva LOW.
- Akonáhle výstup 555 get LOW znamená Q '= 1, potom sa tranzistor Q1 zapne a skratuje kondenzátor C1 na zem. Takže kondenzátor C1 sa začne vybíjať na zem cez vybíjací PIN 7 a odpor R2.
- Pretože napätie kondenzátora klesá pod 2/3 Vcc, výstup horného komparátora sa stáva LOW, teraz SR Flip flop zostáva v predchádzajúcom stave, pretože oba komparátory sú LOW.
- Počas vybíjania, keď napätie kondenzátora klesne pod Vcc / 3, bude výstup dolného komparátora HIGH (horný komparátor zostane LOW) a znova sa nastaví klopný obvod a výstup 555 sa stane HIGH.
- Tranzistor Q1 sa vypne a opäť sa kondenzátor C1 začne nabíjať.
Toto nabíjanie a vybíjanie kondenzátora pokračuje a generuje sa obdĺžniková oscilujúca výstupná vlna pre. Zatiaľ čo sa kondenzátor nabíja, výstup 555 je VYSOKÝ a zatiaľ čo sa kondenzátor nabíja, výstup bude nízky. Toto sa nazýva Astabilný režim, pretože žiadny zo stavov nie je stabilný a 555 automaticky mení svoj stav z HIGH na LOW a LOW na HIGH, preto sa nazýva Free running Multivibrator.
Teraz je trvanie OUTPUT HIGH a OUTPUT LOW určené rezistormi R1 a R2 a kondenzátorom C1. To je možné vypočítať pomocou nasledujúcich vzorcov:
Vysoký čas (sekundy) T1 = 0,693 * (R1 + R2) * C1
Nízky čas (sekundy) T2 = 0,693 * R2 * C1
Časové obdobie T = vysoký čas + nízky čas = 0,693 * (R1 + 2 * R2) * C1
Frekvencia f = 1 / časové obdobie = 1 / 0,693 * (R1 + 2 * R2) * C1 = 1,44 / (R1 + 2 * R2) * C1
Pracovný cyklus: Pracovný cyklus je pomer času, počas ktorého je výstup VYSOKÝ, k celkovému času.
Pracovný cyklus%: (čas HIGH / celkový čas) * 100 = (T1 / T) * 100 = (R1 + R2) / (R1 + 2 * R2) * 100
Túto 555 Timer Astable Calculator môžete tiež použiť na výpočet vyššie uvedených hodnôt.
Tu je praktická ukážka Astabilného režimu časovača 555 IC, kde sme na výstup 555 IC pripojili LED. V tomto 555 astabilnom obvode multivibrátora sa dióda LED automaticky zapína a vypína s konkrétnym trvaním. Čas zapnutia, čas vypnutia, frekvencia atď. Je možné vypočítať pomocou vyššie uvedených vzorcov.
Obrázok vyššie zobrazuje astabilný multivibrátorový obvodový diagram časovača 555. V 555 časových obvodoch nájdete veľa obvodov a aplikácií využívajúcich astabilný režim.