Содержание
Модуль NE555 регулируемый генератор импульсов
Модуль NE555 регулируемый генератор импульсов
О магазине
Условия заказов
Оптовикам
Дропшиппинг
Статус заказа
Контакты
21
700
Описание
Модуль NE555 регулируемый генератор импульсов на микросхеме NE555 Диапазон частот 1 Гц — 200 кГц Потонцеометром Ra можно регулировать частоту а Rb регулирует длительность импульсов
Можно применять как генератор импульсов для шагового двигателя, производить регулируемые импульсы для MCU, а также генератор станет отличным дополнением к вашей измерительной лаборатории: для проверки схем, которым нужно импульсное питание, усилителей, передатчиков, а также для экспериментов с цифровыми устройствами, и преобразователями
Технические характеристики
4V V-П_П (отличается в зависимости от входного напряжения, амплитуда выходного будет отличаться)Дополнительно
| Материал корпуса | Пластик + металл |
| Совместимость | Windows |
| Страна регистрации бренда | Китай |
| Страна-производитель товара | Китай |
| Тип | Аксессуары для Роботов |
Комментарии
0
Пока не было комментариев.
Прокомментировать
Уважаемые покупатели!
|
ШИМ регулятор скорости вращения вентилятора на таймере 555 —
Автоматический регулятор скорости вращения 4х-проводного вентилятора для компьютера
Этот простой регулятор скорости вращения можно использовать для автоматического управления 4-х выводным «умным» компьютерным вентилятором в зависимости от температуры радиатора.
Если в схему добавить ключ на полевом или биполярном транзисторе то можно управлять обычным 2-х или 3-х выводным компьютерным вентилятором. Варианты схемы будут рассмотрены далее в статье.
Я использовал такой регулятор в маленьком компьютерном системном блоке — «неттопе» Lenovo, в котором по какой-то причине не удалось задействовать встроенную в плату ШИМ регулировку скорости вентилятора охлаждения процессора. Возможно из-за аппаратной проблемы на плате, но скорее всего из — за отсутствия нужного драйвера скорость вентилятора всегда была на минимуме и процессор перегревался. То есть материнская плата не увеличивала скорость при увеличении нагрузки процессора и его нагреве, как это обычно происходит в ноутбуках и десктопах. Использование сторонних программ для управления вентиляторами не дало результатов. Все программы просто не видели чип управления вентилятором.
Однако, эту схему можно с успехом использовать в любом устройстве, где требуется охлаждение элементов схемы, например в блоке питания или в звуковом усилителе мощности.
Принцип работы заключается в постоянном отслеживании температуры радиатора транзисторов или микросхемы и увеличении скорости вращения лопастей вентилятора пропорционально росту температуры.
По способу подключения и управления «Компьютерные» вентиляторы бывают нескольких типов:
Самый простой — это 2 провода. Плюс и минус напряжения питания 12 вольт. Часто такие вентиляторы применяются в недорогих компьютерных блоках питания. Управлять скоростью вращения такого вентилятора можно изменяя напряжения его питания. Никакого контроля скорости вращения нет.
Следующий тип — вентилятор с 3 проводами. Отличается от двухпроводного наличием третьего провода, по которому передается сигнал от датчика вращения. Таким образом материнская плата компа или другое устройство, к которому подключен вентилятор, может «знать» о скорости вращения вентилятора. Если например вентилятор сломается и перестанет крутиться, то пропадут сигналы от датчика вращения на третьем проводе.
В этом случае материнская плата выключится чтобы предотвратить разрушение процессора из-за перегрева. Управлять скоростью такого вентилятора можно также как и в случае с 2-х проводным — изменением напряжения питания или с помощью ШИМ — регулирования.
Третий тип — вентилятор с четырьмя проводами. Это наиболее продвинутый тип управления. Обычно используется в более дорогих и качественных вентиляторах. Именно такой вентилятор использовался в моем неттопе. Его работу мы разберем подробнее дальше.
четвертый тип подключения — это разновидность первого двухпроводного, с использованием стандартного разъема MOLEX. Обычно вентиляторы с такими разъёмами используются для установки в компьютерные корпуса для улучшения охлаждения внутри компьютера. Провод +5V MOLEX-а в простых вентиляторах не используется, но иногда он может быть задействован для питания дополнительного контроллера если вентилятор продается в комплекте с регулятором оборотов. Но чаще всего задействованы только +12 и GND.
Работа 4-х проводного вентилятора
Для того, чтобы заставить работать 4-х пиновый вентилятор, нужно сделать следующее:
- подключить черный провод к минусу источника питания (земле)
- подключить желтый провод 3 +12 источника питания. При этом, в зависимости от типа вентилятора, он крутиться не буде вообще, либо будет вращаться на самой минимальной скорости
- На синий провод подать управляющие импульсы от генератора или ШИМ контроллера. Это должны быть прямоугольные импульсы амплитудой от 4 до 12 вольт и с частотой от нескольких сот герц до нескольких килогерц.
Вентилятор может работать при частоте управляющих импульсов в довольно широком диапазоне. Определяющим фактором является не частота импульсов, а их скважность. Чем больше процент заполнения импульсов тем выше скорость вращения. Собственно, как и у любого вентилятора, подключенного к шим контроллеру через транзисторный ключ. Вся разница в том, что этот ключ на полевом транзисторе встроен в вентилятор и внешний уже не требуется.
Подавая импульсы на синий провод мы как раз и управляем этим встроенным в вентилятор ключом.
Скорость вращения также несколько зависит от частоты импульсов. При большей частоте и при одинаковой скважности скорость вентилятора будет несколько выше. При питании от материнской платы компьютера частот следования импульсов обычно в районе 10 кГц, но вентилятор будет прекрасно работать и при частоте импульсов например в 400..500 Гц. В моем контроллере на NE555 частота импульсов в районе 1..4 кГц в зависимости от настроек схемы.
Схема регулятора скорости вращения четырех-проводного вентилятора
Четырехпроводной вентилятор подключается так:
- черный провод — минус питания 12 вольт (земля)
- желтый провод — к источнику плюс 12 вольт
- если нужно измерять частоту вращения вентилятора то третий, зеленый провод подключается к соответствующей цепи. Либо оставляем неподключенным
- Синий провод подключаем к выходу нашего устройства (к правому выводу резистора R2 сопротивлением 27 Ом
С случае с моим компьютером я просто перерезал синий провод, который шел от вентилятора к материнской плате и подал на на него сигнал от этого регулятора.
Остальные 3 провода остались подключенными к разъему на материнской плате неттопа.
Основа регулятора — мультивибратор на микросхеме NE555. В качестве термо-датчика используется китайский терморезистор номинального сопротивления 100 к. Такие терморезисторы используются для контроля температуры в столиках 3D принтеров. Они очень дешевы, на алиэкспресс можно заказать партию из 10 или 20 штук. Терморезистор имеет очень малые размеры и соответственно, небольшой инерционностью. Он очень удобен для наших целей. Проволочные выводы терморезистора не имеют изоляции поэтому необходимо надеть на них кусочки термоусадочной трубки
Терморезистор приклеиваем к радиатору эпоксидным клеем.
При комнатной температуре сопротивление терморезистора — в районе 100 килоом. При этом, при указанном на схеме сопротивлении резистора R1 скважность выходного сигнала близка к 2. То есть коэффициент заполнения = 0,5. Это является исходным состоянием, при котором обороты вентилятора минимально — необходимые.
Форма сигнала на выходе таймера 555 при комнатной температуре
По мере увеличения температуры в контролируемой точке, сопротивление терморезистора уменьшается и увеличивается коэффициент заполнения прямоугольного сигнала на выходе:
Форма сигнала на выходе при увеличении температуры
Соответственно увеличивается число оборотов вентилятора. В каждом случае необходимый диапазон регулировки скважности зависит от ваших потребностей и от параметров конкретного вентилятора. Поэтому настраивать схему нужно отдельно для каждого вентилятора и диапазона рабочих температур.
Настройку можно осуществить в следующей последовательности:
- Вместо резистора R1 временно впаиваем подстроечный (или переменный) резистор сопротивлением 300 — 500 кОм
- Крутим до получения необходимого минимального числа оборотов вентилятора
- теперь нужно добиться максимальной температуры в контролируемой точке. Если это радиатор процессора компьютера, то запускаем на компьютере какой-нибудь бенчмарк чтобы на 100 % загрузить процессор.
Если это, например, радиатор охлаждения какого либо блока питания, то нагружаем блок питания по максимуму. И т.д. - В течение примерно 10…15 минут наблюдаем за работой этого всего, подстраивая резистором необходимую максимальную скорость вращения вентилятора так, чтобы температура не превышала максимально допустимую.
- Измеряем сопротивление переменного резистора и впаиваем вместо него в схему постоянный резистор близкого номинала.
- Может также потребоваться подобрать (или даже совсем исключить из схемы) резистор R3. Его сопротивление зависит от характеристики терморезистора. Чем меньше сопротивление R3 тем больше зависимость скорости вращения от изменения температуры.
Если это, например, радиатор охлаждения какого либо блока питания, то нагружаем блок питания по максимуму. И т.д.Теперь о том как подключить к данной схеме двух — или трех — проводной вентилятор. В таком случае вентилятор нужно подключать по цепи его питания
Схема использования обычного двух или трех проводного вентилятора
Кроме указанного на схеме, в качестве ключа можно использовать практически любой подходящий по мощности MOSFET транзистор.
Что делать, если у вас есть только терморезистор на 10 кОм? Не проблема. Можно адаптировать схему для работы с таким терморезистором (термисторы на 10 кОм очень распространены). Для того, чтобы использовать такой термистор нужно изменить некоторые элементы схемы. Вот новые номиналы:
R1 должен быть сопротивлением от 20 до 22 кОм
С1 должен быть емкостью 10 нф (0.01 мкФ)
R3 можно поставить на 1 — 3 килоом или просто заменить перемычкой (зависит от нужной характеристики регулировки и от вашего конкретного вентилятора).
Как генерировать ШИМ с помощью IC 555 (исследованы 2 метода)
IC 555 — чрезвычайно полезное и универсальное устройство, которое можно применять для настройки многих полезных схем в области электроники. Одной из очень полезных функций этой ИС является ее способность генерировать ШИМ-импульсы, размер которых можно изменять или обрабатывать в соответствии с потребностями приложения или схемы.
Что такое ШИМ
ШИМ означает широтно-импульсную модуляцию, процесс, который включает в себя управление шириной импульса, периодами ВКЛ/ВЫКЛ или логическими выходами, генерируемыми из определенного источника, такого как схема генератора или микроконтроллер.
В основном ШИМ используется для определения размеров или регулировки выходного напряжения или мощности конкретной нагрузки в соответствии с индивидуальными требованиями или требованиями приложения.
Это цифровой способ управления мощностью, более эффективный, чем аналоговые или линейные методы.
Существует множество примеров, иллюстрирующих эффективное использование ШИМ для управления заданными параметрами.
Используется для управления скоростью двигателей постоянного тока, в инверторах для управления среднеквадратичным значением выходного переменного тока или для создания модифицированных выходных синусоидальных сигналов.
Его также можно увидеть в источниках питания SMPS для точного управления выходным напряжением.
Он также применяется в схемах драйверов светодиодов для включения функции затемнения светодиодов.
Он широко используется в топологиях понижающего/повышенного напряжения для получения пониженного или повышающего напряжения без использования громоздких трансформаторов.
Таким образом, в основном его можно использовать для настройки выходного параметра в соответствии с нашими собственными предпочтениями.
Означает ли это, что с таким количеством интересных вариантов применения метод может быть слишком сложным или дорогим для настройки??
Определенно нет. На самом деле это можно очень просто реализовать с помощью одной микросхемы LM555.
Существует два основных метода, с помощью которых IC 555 можно использовать для генерации выходного сигнала с широтно-импульсной модуляцией. В первом методе используется только одна микросхема IC 555 и несколько связанных частей, таких как диоды, потенциометр и конденсатор. Второй метод заключается в использовании стандартной моностабильной конфигурации IC 555 и использовании внешнего сигнала модуляции.
IC 555 PWM с использованием диодов
Первый способ является самым простым и эффективным, в нем используется показанная ниже конфигурация:
Демонстрационное видео
Принцип действия показанной выше схемы ШИМ с двумя диодами IC 555 довольно прост. Фактически это стандартная конструкция нестабильного мультивибратора, за исключением независимого управления периодом включения/выключения выхода.
Поскольку мы знаем, что время включения схемы ШИМ IC 555 определяется временем, которое требуется ее конденсатору для зарядки на уровне 2/3 Vcc через резистор на выводе № 7, а время выключения определяется временем разрядки конденсатор ниже 1/3 Vcc через сам контакт № 7.
В приведенной выше простой схеме ШИМ эти два параметра могут быть независимо установлены или зафиксированы с помощью потенциометра и пары раздвоенных диодов.
Левый диод, катод которого подключен к контакту № 7, разделяет время выключения, а правый диод, анод которого подключен к контакту № 7, разделяет время включения выхода IC.
Когда ползунок потенциометра ближе к левому диоду, время разряда уменьшается из-за меньшего сопротивления на пути разряда конденсатора. Это приводит к увеличению времени включения и уменьшению времени выключения IC PWM.
И наоборот, когда ползунок потенциометра больше направлен к правому диоду, это приводит к уменьшению времени включения из-за снижения сопротивления потенциометра на пути заряда конденсатора. Это приводит к увеличению периода ВЫКЛ и уменьшению периодов ВКЛ выходных ШИМ ИС.
Вы можете заменить резисторы времени одним потенциометром, если хотите изменить рабочий цикл, сохранив при этом постоянную частоту, как показано на следующем рисунке.
Схема 555 может быть отрегулирована, как показано ниже, для изменения частоты при сохранении постоянного коэффициента заполнения около 50%.
2) IC 555 PWM с использованием внешней модуляции
Второй метод немного сложнее, чем описанный выше, и требует внешнего переменного постоянного тока на контакте № 5 (управляющий вход) IC для реализации пропорционально изменяющейся ширины импульса на выходе IC. .
Давайте изучим следующую простую конфигурацию схемы:
Распиновка IC 555
На схеме показано подключение IC 555 в режиме простого моностабильного мультивибратора. Мы знаем, что в этом режиме микросхема способна генерировать положительный импульс на выводе №3 в ответ на каждый отдельный отрицательный триггер на выводе №2.
Импульс на выводе № 3 сохраняется в течение некоторого заданного периода времени в зависимости от значений Ra и C. Мы также можем видеть, что выводы № 2 и № 5 назначены как входы синхронизации и модуляции соответственно.
Выход берется с обычного контакта №3 микросхемы.
В приведенной выше простой конфигурации IC 555 полностью настроен для генерации необходимых импульсов ШИМ, ему просто требуется прямоугольный импульс или тактовый вход на выводе № 2, который определяет выходную частоту, и вход переменного напряжения на выводе #5, амплитуда или уровень напряжения которого определяют размеры ширины импульса на выходе.
Импульсы на контакте № 2 генерируют соответствующие чередующиеся треугольные волны на контактах № 6/7 микросхемы, ширина которых определяется компонентами синхронизации RA и C.
Эта треугольная волна сравнивается с мгновенным значением напряжения, подаваемого на контакт № 5, для измерения импульсов ШИМ на выходе № 3.
Проще говоря, нам просто нужно подать серию импульсов на контакт № 2 и переменное напряжение на контакт № 5 для достижения требуемых импульсов ШИМ на контакте № 3 микросхемы.
Амплитуда напряжения на контакте № 5 будет напрямую влиять на усиление или ослабление выходных импульсов ШИМ или просто на увеличение или уменьшение мощности.
Напряжение модуляции может быть очень низким сигналом тока, но оно даст ожидаемые результаты.
Например, предположим, что мы подаем прямоугольную волну 50 Гц на контакт № 2 и постоянное напряжение 12 В на контакт № 5, результат на выходе покажет ШИМ со среднеквадратичным значением 12 В и частотой 50 Гц.
Для уменьшения среднеквадратичного значения нам просто нужно понизить напряжение на выводе № 5. Если мы изменим его, результатом будет меняющийся ШИМ с различными среднеквадратичными значениями.
Если это изменяющееся среднеквадратичное значение применяется к каскаду драйвера MOSFET на выходе, любая нагрузка, поддерживаемая MOSFET, также будет реагировать с соответствующими различными высокими и низкими результатами.
Если двигатель подключен к MOSFET, он будет реагировать с различной скоростью, лампа с различной интенсивностью света, а инвертор с модифицированными эквивалентами синусоидальной волны.
Форма выходного сигнала
Приведенное выше обсуждение можно увидеть и проверить на приведенной ниже иллюстрации формы сигнала:
Самая верхняя форма волны представляет собой напряжение модуляции на выводе № 5, выпуклость на кривой представляет возрастающее напряжение и наоборот.
Второй сигнал представляет собой равномерный тактовый импульс, подаваемый на контакт № 2. Это просто для того, чтобы ИС переключалась на определенной частоте, без которой ИС не сможет работать как генератор ШИМ.
Третий сигнал отображает реальную генерацию ШИМ на выводе №3. Мы видим, что ширина импульсов прямо пропорциональна верхнему сигналу модуляции.
Ширина импульса, соответствующая «выпуклости», может быть видна как гораздо более широкая и близко расположенная, которая пропорционально становится тоньше и разреженной по мере снижения уровня напряжения модуляции.
Вышеупомянутая концепция может быть очень легко и эффективно применена в приложениях управления питанием, как обсуждалось ранее в статье выше.
Как сгенерировать фиксированный 50%-й рабочий цикл из схемы IC 555
На следующем рисунке показана простая конфигурация, которая обеспечит вам фиксированный 50%-й рабочий цикл ШИМ на выводе №3. Идея была представлена в одном из технических описаний IC 555, и эта конструкция выглядит очень интересной и полезной для приложений, которым нужен простой и быстрый каскад генератора с фиксированной скважностью 50%.
555 Схема генератора ШИМ-таймера
ШИМ (широтно-импульсная модуляция) является важной особенностью каждого современного микроконтроллера из-за необходимости управления многими устройствами почти во всех областях электроники. ШИМ широко используется для управления двигателем, освещением и т. д. Иногда мы не используем микроконтроллер в наших приложениях, и если нам нужно генерировать ШИМ без микроконтроллера , мы предпочитаем некоторые ИС общего назначения, такие как операционные усилители, таймеры, генераторы импульсов и т. д. Здесь мы используем микросхему таймера 555 для генерации ШИМ. ИС таймера 555 — очень полезная ИС общего назначения, которую можно использовать во многих приложениях.
Требуемые компоненты:
- Таймер 555 IC -1
- Горшок 10K -1
- Резистор 100 Ом -1
- Конденсатор 0,1 мкФ -1
- Резистор 1 кОм -1 (дополнительно)
- Доска для хлеба -1
- Аккумулятор 9В -1
- Светодиод -1
- или КРО-1
- Проводная перемычка —
- Разъем аккумулятора -1
Мультиметр
Что такое ШИМ-сигнал?
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — это цифровой сигнал, который чаще всего используется в схемах управления. Этот сигнал устанавливается высоким (5 В) и низким (0 В) в заранее определенное время и скорость. Время, в течение которого сигнал остается высоким, называется «время включения», а время, в течение которого сигнал остается низким, называется «время выключения». Есть два важных параметра для PWM, как описано ниже:
Рабочий цикл ШИМ:
Процент времени, в течение которого сигнал ШИМ остается ВЫСОКИМ (время), называется рабочим циклом. Если сигнал всегда включен, это означает, что рабочий цикл равен 100 %, а если он всегда выключен, то это означает, что рабочий цикл равен 0 %.
Рабочий цикл = время включения/(время включения + время выключения)
Частота ШИМ:
Частота сигнала ШИМ определяет, как быстро проходит один период сигнала ШИМ. Один период завершается включением и выключением ШИМ-сигнала, как показано на рисунке выше. В нашем уроке мы установим частоту 5 кГц.
Мы можем заметить, что светодиод выключен на полсекунды, а светодиод горит еще полсекунды. Но если частота включения и выключения увеличилась с «1 в секунду» до «50 в секунду». Человеческий глаз не может уловить эту частоту. Для обычного глаза светодиод будет виден как светящийся с половинной яркостью. Таким образом, при дальнейшем уменьшении времени включения светодиод становится намного светлее.
Ранее мы использовали ШИМ во многих наших проектах, проверьте их ниже:
- Широтно-импульсная модуляция с ATmega32
- ШИМ с Arduino Uno
- Генерация ШИМ с помощью микроконтроллера PIC
- Учебное пособие по ШИМ Raspberry Pi
- Управление двигателем постоянного тока с Raspberry Pi
- Светодиодный диммер мощностью 1 Вт
- Светодиодный диммер на базе Arduino с ШИМ
555 Схема генератора ШИМ с таймером и объяснение:
В этой схеме генератора ШИМ , , как мы упоминали выше, мы использовали микросхему таймера 555 для генерации сигнала ШИМ .