 |
|
|
|
||||||
|
| اعلانات |
|
|||||
|
|
| اعلانات اضافية ( قم بتسجيل الدخول لاخفائها ) | |
|
|
|
|||||
|
مولد النبضات 555 – 7555 – 556 555 Timers جزء 2
فى هذا الرسم عزلنا المذبذب المتعدد Q16,Q17 لنرى كيف تؤثر عليه الجهود المختلفة للقدح Trig ونهاية النبضة Threshold. حينما يكون خرج Q17 = صفر سيكون خرج القطعة +V والعكس بالعكس و سنشرح هذا تفصيلا لاحقا بإذن الله.  حينما يحدث القدح Trig سيجعلQ15 فى حال التشبع و بالتالى سيكون جهد قاعدة Q15-base يساوى صفر فيكون Q16 مفتوح Off مما يجعل Q17 فى حال التشبع من خلال الثنائى و مصدر التيار الثابت، وبالتالى يكون جهد مجمع Q17-Collector = صفر (أو 0.2فولت) وهو لا يسمح بإمداد Q16 بجهد للقاعدة و تيار تشغيل فيظل Off فى هذا الوضع لو حدث تغير جهد طرف إنهاء النبضة Threshold بحيث يسبب تشغيل لدائرة إنهاء النبضة Threshold ، سيضع مكبر إنهاء النبضة (لاحظ الالتزام بالألوان لتسهيل التذكر والمقارنة) جهد على مخرجه باللون الأحمر والذى يصل أيضا على Q15 والذى مازال فى حال التشبع مما يسبب تسربه للأرضى. لذا لن يجدى إنهاء النبضة Threshold ما لم يرفع جهد القدح Trig أولا. ولهذا ستجد دوما خط القدح يتصل بمقاومة للتغذية الموجبة و يرتبط من خلال مكثف بمصدر القدح Trigو ذلك لضمان أن هذا الطرف دوما موجب و النبضة المسببة للقدح أصغر ما يمكن من حيث الزمن. ترانزيستور القدح Q14 Trigger يأخذ مباشرة من دائرة الخرج و حينما يكون الخرج = +V يكون هو فى حال التشبع بهدف تفريغ مكثف التوقيت إما بهدف متى نبدأ النبضة التالية أو تفريغه تمهيدا للنبضة التالية. أما طرف الإلغاء Reset فيتصل بالترانزيستور Q25 والذى يلغى تأثير كل المراحل السابقة بسحب تيار مصدر التيار الثابت قبل الثنائى و توصيلة للأرضى فارضا على ترانزيستور التفريغ Q14 أن يكون فى حال التشبع وفارضا أيضا إنهاء النبضة، و أيضا نلاحظ أنه م س م PNP و عند النقطة D نجد مسارين: 1- الثنائى – قاعدة باعث Q17-be 2- Q25 – قاعدة باعث Q14-be هذا يفرض وضعا غريبا أن وظيفة الإلغاء Reset تعمل فى المدى من صفر إلى 0.7 فولت فقط – أما أعلى من ذلك، ستعمل القطعة. أيضا الطرف متصل بقاعدة ترانزيستور مما يجعلها عرضة لتكبير الإشارة مسببا إلغاء خاطئ للنبضة، لذا ستجد دوما فى الدوائر حينما لا تكون مستخدمة، إما توصل بمكثف للأرضى أو توصل مباشرة للجهد الموجب ولا تترك إطلاقا بدون توصيل. بقى أخر جزء وهو مرحلة الخرج أى ما يلى Q17 وهذا الجزء هام جدا لذا رسمت له رسما خاصا وسبب أهميته أنه موجود فى دوائر المنطق TTL لذا شرحها الآن سيفيد لاحقا. هذه الدائرة تسمى القطب الجامع Totem Pole لأنها تجمع الخرج و ترانزستوراته، ورغم أنها مشابهة جدا لدائرة الدفع والجذب السابق شرحها إلا أن الأولى روعى فيها أن تكون خطية وقليلة التشويه، أما هنا فلا يهم ذلك فقط سرعة الانتقال من صفر إلى +V والعكس هى ما يعنينا.  الشكل 1 هو الدائرة كما هى فقط يوضح لنا أن الدخل لها إما صفر أو +V الشكل 2 يوضح الدائرة والدخل = صفر فيكون الترانزيستور Q20 غير موصل أى فى حال القطع Off لذا رسم بخطوط منقطة وهذا يجعل Q24 بدون تيار قاعدة وبالتالى فى حال القطع أيضا Off و أيضا سيكون Q21,Q22 بنظام دارلنجتون وفى حال التشبع بسبب R12 مما يجعل الخرج = + V الشكل 3 فى حال جهد الدخول = +V مما يجعل Q20 فى حال التشبع ON و الجهد بين المجمع والباعث Vce= 0.2 فولت كما يبين السهم الأزرق الآن قاعدة Q24 عى المتصلة بالمقاومة R12 مما يجعله فى حال التشبع، و يكون الجهد بين القاعدة والمجمع Vbc-sat = 0.5فولت وهذا لا يكفى لآن يجعل واحدا من Q21,Q22 يدخل فى التوصيل، ما بالك بالاثنين معا! لابد أن يكونا فى حال القطع Off و بالتالى يكون الخرج = صفر أو للدقة 0.2 فولت. من أهم خواص هذه التركيبة هو أنها أثناء الانتقال من حال لآخر يكون كلا الترانزستورين فى حال التوصيل وهذا يشكل قصر على التغذية (وهذا عيب خطير قد يتلفهما معا ما لم يكون الانتقال سريعا جدا) و لكن السرعة العالية هى هدفنا الأساسى. وما دخل السرعة فى توصيل الترانزستورين؟ ما يبطئ الانتقال أساسا هو السعات الشاردة و كلما تم شحنها وتفريغها أسرع كان الانتقال أسرع، و جودة التوصيل هو بالضبط ما يقوم بذلك، لاحظ أن لديك ترانزستورين وتحتاج شحن سعة أحدهما بينما تفرغ الآخر. وهل لذلك أثر على الدائرة؟ بالتأكيد فهى تضع قصر لحظى على أطراف التغذية وتسمى هذه الظاهرة Crowbar وهى تؤثر على كل القطع المحيطة سواء مثلها أو وظائف أخرى ولذلك يجب وضع مكثف ترشيح Filter بين طرفى التغذية قدره 0.1ميكرو من النوع المناسب للترددات العالية حتى لا تنتقل عبر خطوط التغذية وتخل بأداء باقى الدائرة. هذه الخاصية للرقم 555 فقط أما 7555 لا يعانى من هذا العيب لأنه بتقنية CMOS Crowbar مسمى يطلق على قضيب معدنى غليظ غالبا صلب أو نحاس متصل بالأرضى و له يد عازلة يوجد بجوار خطوط الكهرباء أو التغذية عموما، فإذا حدث طارئ يستدعى فصل فورى للقدرة، يلقى هذا القضيب على الكابلات فيسبب القصر الحادث فى تشغيل دوائر الحماية لفصل التغذية كما أن القصر يعمل على إيقاف (عودة) التيار من مسار أقرب موفرا حماية أسرع. طبعا إلقاء القضيب أسرع من الجري حتى مكان سكين الفصل. أرجو أن نتذكر هذا فى مواضيع TTL لاحقا بإذن الله فى المرة القادمة إن شاء الله نتكلم عن الدوائر التى نستخدم فيها هذه القطعة |
|
||||||
|
|
|
|||||
|
دوائر استخدام 555 و 7555 555/7555Applications
|
|
|||||
|
أمثلة عددية على 555
|
|
|||||
|
مزيد من تطبيقات 555 جزء -1
كاشف النبضة المفقودة Missing Pulse Detector لو عدنا للدائرة المكونة لهذه القطعة، سنذكر أنه طالما كان طرف القدح Trigger فاعلا أى أقل من الثلثين سيتسبب فى أن يكون الخرج موجود أى مساويا للتغذية ولو فحصنا الدائرة ستجد أن نفس الجهد الذى يسبب ذلك لدائرة الخرج، يذهب أيضا لترانزيستور التفريغ Discharge مانعا إياه أن يفرغ المكثف إلا بعد انتهاء نبضة القدح Triggerحتى لا يؤثر ذلك على دقة الزمن . هكذا نرى أن تتالى أو تكرار نبضة القدح لا يؤثر عمليا على أداء القطعة وهى تسمى "عدم تكرارية القدح" Non Re-Triggerable وهى يقصد بها عدم التأثر بتكرار القدح أثناء زمن النبضة. هناك العديد من المؤقتات – خاصة الرقمية منها - بها خاصية إعادة القدح Re-Trigger أى أن أى نبضة تأتى قبل انتهاء الزمن تتسبب فى بدء الزمن من جديد وهذه الصفة تتيح عمل دائرة تسمى كاشف النبضة المفقودة Missing Pulse Detector ولكن أي منها لا تنافس 555 فى شعبيتها و انخفاض سعرها هذه الدائرة تفيد كمراقب لسيل من النبضات Clock و تعطى إنذار عند غيابها وهى طبعا هامة جدا فى بعض دوائر الاتصال الرقمية ففى بعض الأساليب غياب نبضة يعنى خطأ فى القيمة المستقبلة وهى أسرع طريقة لاكتشاف غياب التيار الكهربى للانتقال لخدمة الطوارئ UPS مثلا. لو شاهدت Data Sheet للقطعة NE555 وهى إنتاج شركة Texas Instruments وهى نفس القطعة http://www.alldatasheet.com/datashee.../TI/NE555.html ستجد الدائرة التى أرفقتها بعد بعض الإيضاحات هنا  زمن التوقيت يحدد بالمقاومة والمكثف RA,C و يكون أطول من زمن بين نبضتين متتاليتين و يفضل أن ينتهى قبل النبضة التالية فمثلا لو تحدث نبضة كل مللي ثانية يكون زمن التوقيت أكبر من مللى و أقل من 2 مللى ولكن لو شئت يمكنك أن تزيد الزمن لتكشف غياب نبضتين متتاليتين أو أكثر. الترانزيستور المستخدم متصل بطرف القدح لذا كل نبضه تسبب له أن يكون قصر على أطراف المكثف. هذا بدوره يفرغ المكثف كل نبضة قدح Trigger جاعلا الخرج لا ينتهى إلا بغياب نبضه فلا يتم تفريغ المكثف وبالتالى يشحن و ينهى زمن النبضة بطريقة طبيعية لكن هذا يتطلب أن تكون النبضة سالبة، ماذا لو كانت موجبة؟ الحل بسيط وهو أن نستخدم ترانزيستور س م س NPN كما بالرسم التالى  وهذا يتيح أن تكون نبضة البدء مختلفة عن النبضة تحت المراقبة. فى المرة القادمة إن شاء الله نتحدث عن مزيد من دوائر 555 |
|
|||||
|
مزيد من تطبيقات 555 جزء -2
مولد نبضة مربعة 50% duty ratio كثير من التطبيقات تتطلب أن يكون الزمن بين النبضتين مساويا لزمن النبضة وهو ما تعرف بالموجة المربعة (مع التجاوز) لكن الاسم الأدق هو 50% duty ratio هيه – هذا مستحيل لأن زمن الشحن يعتمد على مقاومتين بينما زمن التفريغ يعتمد على مقاومة واحدة! معك حق، لذلك أمامنا حلين لهذه المعضلة – تذكر أن الهدف أن نعرف كيف نفكر للوصول للحل وليس الهدف مجرد معرفة أى حل. الحل الأول أن نعدل الدائرة بحيث يكون هناك مقاومة واحدة فى كل من المسارين – هذا الحل وضعته شركة ناشونال National كما يلى  زمن الشحن كما هو موضح بالصورة = 0.69 RA × C أما زمن التفريغ معقد قليلا لتداخل المقاومتين معا. كما هو مذكور بالمواصفات (الصورة) يجب أن تكون RB أقل من نصف RA و إلا لن تعمل الدائرة. صعوبة هذه الدائرة لو أردت أن تغير التردد حسب الضرورة ستحتاج لضبط النسبة أيضا هناك دائرة أسهل ويقال أنها دقيقة وهى نظريا تعطى بالتأكيد 50% لكن عمليا قد تختلف بنسبة طفيفة  الفكرة هنا أننا نستخدم طرف الخرج OUT فى كل من الشحن والتفريغ من خلال مقاومة واحدة و مكثف واحد ولهذا يفترض أن يكون زمن الشحن مساوى لزمن التفريغ ولكن لسبب ما قد لا تكون الدقة كاملة. يمكن باستخدام مقاومة متغيرة أن تغير التردد كما تريد دون تأثير على نسبة الزمن. الطريقة المثلى للحصول على 50% هى استخدام مذبذب عند ضعف التردد المرغوب و استخدام دائرة مذبذب متعدد ثنائى الاستقرار Bi-Stable MV كدائرة لقسمة التردد ÷2 التردد هنا تقريبا = 0.72 مقسوما على R*C إلغاء نبضة البدء دوما عند توصيل التيار لدائرة توليد نبضة (وحيد الاستقرار) ما ينتج نبضة دون حدوث قدح Trigger ، هذه الظاهرة أحيانا تكون ذات آثار مدمرة حيث تحدث فى الزمن الخطأ، لذا يجب التخلص منها. فمثلا لو وصلتها بموتور ليعمل فترة محددة عند حدوث أمر ما يولد نبضة القدح، فعند توصيل التيار سيعمل الموتور بدون هذا الأمر وهذا خطر أحيانا. كما سبق أن تكلمنا، فوضع مكثف على طرف 3 "طرف الإلغاء" RESET يجب أن يكون كبيرا بالقدر الكافى حتى يظل جهده أقل من 0.7 فولت حتى يسبب هذا الإلغاء. حسنا هذا حل بسيط وتقليدى!! لماذا تقول أنه لا يصلح؟ السبب عند انقطاع التيار لن يأخذ هذا المكثف فرصة للتفريغ السريع ولذا لو عادت الكهرباء فى خلال ثوانى ربما يفشل فى القيام بواجبة – تذكر أنه يحتاج للتفريغ من قيمة التغذية والتى قد تصل إلى 15 فولت حتى أقل من 0.7 فولت ليتمكن من إعادة الدورة – فضلا عن أن المكثفات الكبيرة ستكون عادة كيماوية والتى يعرف عنها إبقاء جهد ربما أعلى من 0.7 فولت نتيجة تحلل العازل الذى تكون أثناء شحنه (راجع الشروح الأولى الخاصة بأنواع المكثفات) لذلك يجب أن نستخدم دائرة بترانزيستور حتى نستخدم مكثف أقل فى السعة و أفضل فى الجودة و تكون الدائرة أسرع استجابة و أأمن فى التشغيل  فى هذه الدائرة، يكون الشحن من خلال المكثف C1 من خلال المقاومة R1 و قاعدة الترانزيستور، سيظل الترانزيستور فى حال التشبع فارضا RESET على القطعة زمن أكثر قليلا من 1 إلى 2 قيمة المقاومة × المكثف أى هنا حوالى 0.02 ثانية و يمكن زيادة الزمن بزيادة المكثف حتى 10 ميكرو والذى يعطى ثانيتين تقريبا و عند انقطاع التيار يفرغ المكثف بسرعة من خلال الثنائى المرسوم فى الدائرة، و من الجيد أن أى تفريغ نسبى فى المكثف سيمكن الدائرة من العمل. أى ترانزيستور س م س NPN يصلح للاستخدام هنا ولكن كلما زاد معامل تكبيره  أعطى ذلك زمنا أطول و أداء أفضل للدائرة.هناك قاعدة أفضل دوما استخدامها وهى إن أردت أن تمنع ظاهرة فى جزء ما، تأكد من حدوثها فى مكان آخر و استخدمها لمنع حدوثها حيث تريد!! – كلام غريب أليس كذلك ببساطة نعلم أنها تعطى نبضه فى البدء وربما فى 99.9% من الحالات ستحدث، إذن نستخدم قطعة مخصصة لوظيفة إلغاء نبضات البدء أو كما تسمى Start Up RESET و لنؤكد حدوثها بوضع مكثف بين طرف القدح والأرضى ، ثم نوجه هذه النبضة لكل الدوائر التى تحتاج لمثل هذا الإجراء فى آن. طبعا السؤال ولماذا؟ ألم نصمم تلك الدائرة؟ - الإجابة نعم ولكن ماذا لو فى ظرف ما لم تؤدى غرضها، سنحتاج لتحديد أين الخطأ، وفى الدائرة الأخيرة ستبحث لماذا لم تظهر نبضة حتى تتأكد من ظهورها و لكن فى الدوائر الأخرى – عم ستبحث؟ فى المرة القادمة إن شاء الله نتحدث عن مزيد من دوائر 555 |
