CMOS 555长持续时间最小部件红色LED闪光灯

第8章 - 555定时器电路

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零件和材料

  • 两个AAA电池
  • 电池夹(无线电小屋目录#270-398b)
  • 一个DVM或VOM
  • U1 - T一个CMOS TLC555定时器IC(无线电小屋目录#276-1718或同等产品)
  • D1 - 红色发光二极管(无线电棚目录#276-041或同等产品)
  • R1 - 1.5MΩ1/ 4W 5%电阻器
  • R2 - 47kΩ1/ 4W 5%电阻
  • C1 - 1μF钽电容器(无线电小屋目录272-1025或同等产品)
  • C2 - 100μF电解电容器(无线电小屋目录272-1028或等效)

交叉参考

电路中的课程,第1卷,第16章:“电压和电流计算

电路中的课程,第1卷,第16章:“解决未知时间

电路中的课程,第3卷,第9章:“静电放电

电路中的课程,第4卷,第10章:“多血栓仪

学习目标

  • 了解RC时间常数的实际应用
  • 学习几种555个定时器的多谐振荡器配置之一
  • 工作职责的工作知识
  • 了解如何处理ESD敏感部件

原理图,示意图

插图

指示

笔记!该项目使用静态敏感部分,CMOS 555.如果您不使用如第3卷中所述的保护,第9章静电放电,你冒着摧毁它的风险。

555不是权力猪,但它是1970年的1970年代的孩子,在1971年创造的。它将在几天内吮吸电池,如果不是小时。幸运的是,设计已经使用CMOS技术重新发明。新的实现并不完美,因为它缺乏原件的奇妙电流驱动,但对于CMOS设备,输出电流仍然非常好。主要优点包括更宽的电源电压范围(电源规格为2V至18V,它将使用11 / 2V电池)和低功耗。该项目使用TLC555,德州仪器设计。那里还有其他CMOS 555,非常相似但有一些差异。这些芯片设计用于替换,只要输出没有大幅加载,就可以很好地执行。

该设计将赤字变为优势,因为电流驱动器在较低电源电压下变差,其规格不超过2VDC的3mA。这种设计试图使用几种不同的方法尽可能长时间地使电池尽可能长。CMOS IC电流极低,并将LED脉冲送到30ms(这是一个非常短的时间,而是在人类视觉的持续存在范围内)以及使用真正大电阻器的慢速闪光速率(1秒)以最小化电流。占空比为3%,该电路大部分时间休过,(假设LED为20mA)平均电流为0.6mA。大问题是使用该IC的内置电流限制,因为它不受特定电流的额定值,并且LED电流可能在不同之间变化很大CMOS.IC。

当在处理非常低的电流(在这种情况下,在这种情况下)时,可以遇到电解电容器的问题,以至于泄漏可能过度,横向失效状态。如果您的实验似乎这样做,它可能通过在电池上充电来固定,然后在任何导体上放电电容器C1几次。

完成此电路时,LED应开始闪烁,并将继续执行此操作数月。如果使用较大的电池,例如D细胞,则此持续时间将大幅增加。

为了测量电流绘制馈送LED,将C1 +与跳线连接到VCC(插图上的红色显示),这将转动TLC555。测量从电池流到电路的恒流量。目标电流是20mA,使用不同的CMOS 555s测量9mA至24mA。这并不重要,但它会影响电池寿命。

经营理论

观察者读者将注意到,这是基本上使用的电路555音频振荡器实验。许多设计使用相同的基本设计和概念几种不同的方式,这就是这样的情况。如果电源不那么低,并且使用LED电流限制电阻,则传统的555 IC将在这种设计中起作用。除了晶体管类型之外,使用图中所示的框图1基本上与传统555相同。

该特定振荡器取决于销7晶体管,与早期实验中所示的555个单稳态多纤维器相同。启动条件具有放电的电容,输出高电平和引脚7晶体管关闭。电容器开始充电,如图2所示。

当引脚2和6上的电压达到电源的2/3时,通过内部比较器C1重置触发器,其打开销7晶体管,并启动通过R2放电的电容器C1,如图3所示。电流通过R1所示是偶然的,而不是除了耗尽电池之外的重要性。这就是这种电阻值如此大的原因。

当引脚2和6的电压达到电源的1/3时拖鞋通过内部比较器C2设置,何时关闭引脚7晶体管,允许电容器通过R1和R2再次开始充电,如图2所示。此循环重复。

电容器C2延长了电池的寿命,因为它将在电路关闭的97%的时间内存储电压,并在其上提供3%的电流。这种简单的补充将通过大幅的边缘将电池超出其使用寿命。

在运行这个实验时,我还没有预料到的反馈机制。TLC555的输出电流不是成比例的,因为电源电压下降到输出电流更大减少了很多。在我终止实验之前,我的闪光灯持续了6个月。它仍然闪烁,它只是非常暗淡。