Регулятор скорости с использованием таймера 555

Фото 555В этой статье мы покажем вам, как контролировать скорость маленького двигателя постоянного тока с помощью таймера 555. Проекты с использованием небольших двигателей постоянного тока (для роботов, машинок) требуют наличия регуляторов скорости для их безупречной работы.

Чтобы вам не покупать для этого дорогостоящие контроллеры, мы и решили написать эту статью. Она поможет вам создать свой собственный контроллер скорости, что очень сильно сэкономит ваши средства.

Регулятор скорости

Таймер 555

555

Схема

По сути, таймер 555 — это 8-контактный интегрированный чип, который способен производить точные временные задержки или генерацию. Подключив к таймеру 555 резистор и конденсатор разных номиналов, мы сможем использовать его для наших проектов.

Проще говоря, он работает в 3 различных режимах.

  • Нестабильный
  • Моностабильный
  • Бистабильный

Целью проекта из данной статьи является управление скоростью двигателя постоянного тока с помощью 555. Для реализации этого нам нужно перейти в нестабильный режим работы.

Нестабильное состояние

В таком состоянии выходной импульс постоянно переключается между двумя состояниями (высокий — низкий).

Как только мы включим схему, на выходе не будет стабильного состояния. Это означает, что он будет колебаться с определенной частотой в зависимости от значений RC (резистор — конденсатор), подключенных к таймеру 555.

Читать также:  Индуктивное реактивное сопротивление XL

Мы можем увеличить или уменьшить частоту, изменив значения RC.

Базовое нестабильное соединение для таймера 555 показано ниже.

Нестабильное соединение

Приведенная ниже формула поможет нам выбрать подходящие значения для резистора и конденсатора для генерации прямоугольных сигналов.

Используемые формулы:

Время включения (секунды) = 0,693 * (R1 + R2) * C

Время выключения (сек) = 0,693 * R2 * C

Частота = 1,44 / ((R1 + R2 + R2) * C)

Рабочий цикл (в процентах) = (ВКЛ / (ВКЛ + ВЫКЛ)) * 100

Пример расчета:

R1 = 1 К

R2 = 330 Ом

C = 1000 мкФ

Время включения (сек) = 0,693 * ((1 × 1000) +330) * (1000 X 10 e -6)) = 0,693 * 1330 * 0,001 = 0,92 секунды

Время выключения (секунды) = 0,693 * 330 * 0,001 = 0,22 секунды

частота = 1,44 / ((1000 + 330 +330) * 0,001) = 0,869 Гц

Рабочий цикл (в процентах) = (0,92 / (0,92 + 0,22)) * 100 = 80%

В зависимости от рабочего цикла, скорость двигателя будет варьироваться.

Формула для выбора значений

Если рабочий цикл больше, то скорость двигателя будет высокой, если меньше, то скорость двигателя будет низкой.

Принципиальная электрическая схема

Регулятор скорости с 555

На приведенной выше принципиальной схеме показан регулятор скорости, использующий таймер 555, с небольшой модификацией нашей базовой нестабильной схемы.

Читать также:  Пассивный полосовой RC-фильтр

Работа регулятора

Работа регулятора

Когда мы подключаем схему, то получается, что выходной сигнал НИЗКИЙ. Таким образом, конденсатор C1 разряжается через D1 и через R1.

Как только заряд конденсатора станет меньше 1/3 напряжения Vcc, ТРИГГЕР (контакт 2) переведет ВЫХОД (контакт 3) в ВЫСОКИЙ сигнал. Теперь конденсатор будет заряжаться через R2 через D2.

Как только заряд конденсатора превышает 2/3 напряжения Vcc. ПОРОГ (контакт 6) установит ВЫХОД на НИЗКИЙ сигнал.

Работа схемы

Согласно внутреннему подключению 555, РАЗРЯД (контакт 6) похож на открытый коллектор в транзисторе. Когда мы подаем базовый ток на транзистор, вывод РАЗРЯДА станет НИЗКИМ.

Базовый ток обеспечивается ВЫХОДОМ (вывод 3) внутри. По этой причине, когда выход становится ВЫСОКИМ, соответственно РАЗРЯД (вывод 7) становится НИЗКИМ.

В нашей схеме мы подключили резистор к РАЗРЯДУ (вывод 7).

Когда РАЗРЯД (вывод 7) становится НИЗКИМ, ток от резистора будет течь через землю, и ток не будет течь к затвору полевого МОП-транзистора. Что заставляет MOSFET ВЫКЛЮЧАТЬСЯ.

Если РАЗРЯД (вывод 7) становится ОТКРЫТЫМ, то ток будет течь к затвору полевого МОП-транзистора. Что заставляет MOSFET ВКЛЮЧАТЬСЯ.

Читать также:  Фазоры

На нашей принципиальной схеме левая часть потенциометра действует как R1, правая часть — как R2, а последовательный конденсатор — как С1.

Вместо R1 и R2 мы использовали R1.

Чтобы найти выходную частоту, то высчитайте ее по формуле:

Частота = 1,44 / (R1 * C1)

Надеемся, что эта статья вам помогла со сборкой регулятора скорости. А если вы смогли еще и сэкономить при этом немного денег, то мы тогда, вообще, счастливы. Удачи и новых идей в ваших проектах.

С Уважением, МониторБанк

Добавить комментарий