Электроника для начинающих

_{R1 — резистор с сопротивлением 1 кОм; R2 — резистор с сопротивлением 10 кОм; R3 — резистор с сопротивлением 100 Ом; C1 — конденсатор емкостью 0,047 мкФ (керамический или электролитический); C2 — конденсатор емкостью 0,1 мкФ (керамический); IC2 — микросхема таймера 555}

Рис. 4.22.Это вариант электрической схемы приведенной выше монтажной схемы на рис. 4.21. Значения и обозначения компонентов на схемах одинаковы

Самый простой путь для этого — проложить провод перемычки сверху корпуса микросхемы.

Из схемы, показанной на рис. 4.22, я убрал сглаживающий конденсатор, поскольку я предполагаю, что вы собираете вторую часть схемы на той же самой макетной плате, что и первую, где уже есть сглаживающий конденсатор С3.

Динамик подключается последовательно резистору с сопротивлением 100 Ом (R3), который заменил светодиод, демонстрирующий наличие выходного сигнала микросхемы. Вывод 4 (Сброс) подключения непосредственно к положительному выводу источника питания, поскольку в этой схеме функцию сброса я использовать не собираюсь.

Итак, что же случится, если подать напряжение питания? Вы немедленно должны услышать гул из динамика. Если вы ничего не услышали, то это определенно есть следствие ошибки подключения.

Следует заметить, что теперь с помощью кнопки вы не можете изменить состояние микросхемы. Причина заключается в том, что конденсатор C1 заряжается и разряжается, а его меняющееся напряжение подключается через перемычку, проходящую сверху корпуса микросхемы к выводу 2 (Запуск). Таким образом, таймер 555 выполняет переключение самостоятельно. Более подробно я опишу это в следующем разд. «Теория — Внутри таймера 555. Автоколебательный режим» (режим генератора импульсов), если вы хотите увидеть точно, что происходит внутри.

В данном случае микросхема работает в автоколебательном режиме. Автоколебательный — означает, что он не стабилен, поскольку бесконечно переключается то в одно, то в другое состояние, посылая импульсы в течение всего времени пока схема подключена к источнику питания. Импульсы столь кратковременны, что их можно услышать в виде постоянного гула.

Фактические значения компонентов, которые я задал с помощью R1, R2 и C1, дают возможность микросхеме таймера 555 генерировать импульсы с частотой 1500 импульсов в секунду. Другими словами, таймер создает звук с частотой 1,5 кГц.

Посмотрите на табл. 4.2 далее в разд. «Фундаментальные сведения», чтобы увидеть насколько сильно отличаются значения R2 и C1, создающие импульсы разной частоты в «автоколебательном» режиме. Следует помнить, что эта таблица рассчитана при фиксированном значении сопротивления резистора R1 равного 1 кОм!

Приведенная далее табл. 4.2 показывает рассчитанную частоту автоколебаний для микросхемы таймера 555 в зависимости от значений времязадающих компонентов: емкости конденсатора С1 и сопротивления резистора R2 при неизменном значении сопротивления резистора R1 равного 1 кОм.

• Частота — количество циклов в секунду, округляется до двух цифр после запятой.

• По горизонтали приведены значения сопротивлений для резистора R2.

• По вертикали показаны значения емкости конденсатора С1.

• Предполагается, что сопротивление резистора R1 неизменно и равно 1 кОм.

Чтобы рассчитать различную частоту: нужно удвоить сопротивление резистора R2, прибавить к нему сопротивление R1, умножить эту сумму на величину емкости C1 и разделить результат на 1440. Таким образом мы получим:

Частота автоколебаний = 1440/((R1 + 2R2)хC1) периодов колебаний в секунду.

В формуле сопротивления резисторов R1 и R2 приведены в килоомах (кОм), емкость конденсатора C1 в микрофарадах (мкФ), а частота в герцах (Гц) (количество периодов колебаний в секунду). Следует заметить, что период колебаний измеряется от начала одного импульса и до начала следующего. Длительность каждого импульса не равна длительности промежутка между каждым импульсом. Этот вопрос обсуждается далее в разд. «Теория — Внутри таймера 555. Автоколебательный режим».

Внутри таймера 555. Автоколебательный режим

Теперь то, что происходит, показано на рис. 4.23.

Рис. 4.23.Когда таймер 555 используется в автоколебательном режиме, резистор R2 располагается между выводами 6 и 7, а вывод 6 подключен с помощью внешнего провода к выводу 2 таким образом, чтобы таймер выполнял самостоятельные переключения