No title

Jan Hájek

ÈASOVAÈ 555 PRAKTICKÁ ZAPOJENÍ S JEDNÍM ÈASOVAÈEM

AA Praha a BEN – technická literatura

Jan Hájek

ÈASOVAÈ 555 Bez pøedchozího písemného svolení nakladatelství nesmí být kterákoli èást kopírována nebo rozmnožována jakoukoli formou (tisk, fotokopie, mikrofilm nebo jiný postup), zadána do informaèního systému nebo pøenášena v jiné formì èi jinými prostøedky. Autor a nakladatelství nepøejímají záruku za správnost tištìných materiálù. Pøedkládaná zapojení jsou zveøejnìna bez ohledu na pøípadné patenty tøetích osob. Nároky na odškodnìní na základì zmìn, chyb nebo vynechání jsou zásadnì vylouèeny. Veškerá práva vyhrazena. © Ing. Jan Hájek, Praha 1998–1999 Nakladatelství AA, Praha a BEN – technická literatura Pùvodní nìmecké vydání: Jan Hájek: Timer 555 55 attraktive, einfache Schaltungen zum Nachbauen. Franzis-Verlag GmbH, München 1989 ISBN 3-7723-6082-3 Jan Hájek: Èasovaè 555 AA Praha, Praha 1998; BEN – technická literatura, Praha 1999 ISBN 80-85230-20-8 (AA Praha) ISBN 80-901984-1-4 (BEN – technická literatura)

Obsah 1 2 2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 4 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 5 5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.1.5 5.1.6 5.2 5.2.1

Pøedmluva k èeskému vydání .......................................................................... 5 Pøedmluva k nìmeckému vydání .................................................................... 6 Úvod ................................................................................................................. 7 Základní zapojení èasovaèe 555 ..................................................................... 8 Popis funkce èasovaèe 555 ............................................................................. 8 Blokové zapojení .............................................................................................. 8 Vnitøní zapojení .............................................................................................. 12 555 jako multivibrátor ..................................................................................... 15 Monostabilní multivibrátor .............................................................................. 16 Astabilní multivibrátor .................................................................................... 24 Bistabilní multivibrátor .................................................................................... 34 Schmittùv obvod ............................................................................................ 34 Výstupní obvody èasovaèe 555 ..................................................................... 37 Elektrická výstupní zapojení .......................................................................... 37 Optická výstupní zapojení .............................................................................. 39 Zvuková výstupní zapojení ............................................................................ 43 Mechanická výstupní zapojení ....................................................................... 47 Izolující výstupní zapojení .............................................................................. 49 Èasové spínaèe .............................................................................................. 52 Jednoduché èasové spínaèe .......................................................................... 52 Èasový spínaè do postele .............................................................................. 52 Elektronický èasový spínaè ............................................................................ 54 Zpoždìné vypínání vnitøního osvìtlení automobilu ....................................... 55 Zpoždìné vypínání reflektorù automobilu ..................................................... 56 Schodišové èasové spínaèe ......................................................................... 57 Jednoduchý schodišový spínaè .................................................................... 57 Automatické osvìtlení dveøí .......................................................................... 58 Automatické osvìtlení garáže ........................................................................ 61 Automatické noèní svìtlo ............................................................................... 61 Schodišový spínaè ........................................................................................ 64 Pøesné èasové spínaèe .................................................................................. 64 Pøesný èasový spínaè .................................................................................... 65 Èasový spínaè pro fotografii .......................................................................... 66 Dvourozsahový èasový spínaè ...................................................................... 66 Èasový spínaè pro fotografické práce ........................................................... 69 Èasový spínaè pro temnou komoru ............................................................... 69 Impulzní generátory ....................................................................................... 72 Elektrické impulzní generátory ....................................................................... 72 Jednoduchý impulzní generátor ..................................................................... 72 Laditelný generátor pravoúhlých impulzù ...................................................... 72 Generátor pravoúhlých a pilovitých napìtí .................................................... 75 Krystalem øízený oscilátor .............................................................................. 75 Nastavitelný impulzní generátor .................................................................... 76 Jednoduchý generátor jehlových impulzù ..................................................... 78 Optické impulzní generátory .......................................................................... 78 Kapesní signalizátor ....................................................................................... 78

Jan Hájek: Èasovaè 555

3

5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5 5.4 5.4.1 5.4.2 5.4.3 6 6.1 6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 6.1.5 6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 6.2.6 6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4 6.3.5 7 7.1 7.1.1 7.1.2 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3 8 8.1 8.1.1 8.1.2 8.2

4

Blikaè .............................................................................................................. 80 Infraèervený vysílaè ....................................................................................... 80 Impulzní generátor s infraèervenou diodou ................................................... 81 Akustické impulzní generátory ....................................................................... 81 Piezometronom .............................................................................................. 82 Kapesní metronom ......................................................................................... 83 Elektronický metronom .................................................................................. 83 Metronom s regulací hlasitosti ....................................................................... 84 Metronom podle AR ....................................................................................... 84 Impulzní generátory s mechanickým výstupem ............................................ 87 Blikaè pro automobily ..................................................................................... 87 Intervalový spínaè pro stìraèe ....................................................................... 88 Budiè palivového èerpadla ............................................................................. 89 Tónové generátory ......................................................................................... 90 Jednotónové generátory ................................................................................. 90 Tónový generátor s piezoelektrickým mìnièem ............................................ 90 Tónový generátor 800 Hz ............................................................................... 90 Akustický varovný signál ................................................................................ 90 Poplašný tónový generátor ............................................................................ 93 Volací tón 1750 Hz ......................................................................................... 93 Spínané tónové generátory ............................................................................ 94 Tónový generátor pro výcvik morseovky ....................................................... 94 Pípátko pro morseovku .................................................................................. 95 Akustický indikátor blikaèe ............................................................................. 95 Vícetónový zvonek ......................................................................................... 97 Dìtský klavír ................................................................................................... 97 Poplašný tónový generátor 800 Hz ................................................................ 98 Modulované tónové generátory ..................................................................... 99 Indikátor vlhkosti ............................................................................................ 99 Trylkující poplach ......................................................................................... 101 Jednoduchá siréna ....................................................................................... 102 Poplachová siréna ........................................................................................ 103 Zapuzovaè hlodavcù .................................................................................... 103 Rùzná použití ............................................................................................... 106 Zapojení bez èlenu RC ................................................................................. 106 Mìniè úrovní ................................................................................................. 106 Bistabilní klopný obvod ................................................................................ 106 Zapojení s èlenem RC .................................................................................. 108 Kapacitní snímaè .......................................................................................... 108 Stabilizovaný zdroj záporného napìtí .......................................................... 108 Hlas robota ....................................................................................................110 Pøíloha ........................................................................................................... 111 Technická data .............................................................................................. 111 Mechanická data ........................................................................................... 111 Elektrická data ............................................................................................... 112 Nomogramy ...................................................................................................113 Literatura ....................................................................................................... 114 Literatura k èeskému vydání ......................................................................... 116 Rejstøík .......................................................................................................... 117 Jan Hájek: Èasovaè 555

Pøedmluva k èeskému vydání V èeštinì vyšlo o èasovaèi 555 sice nespoèetné množství pøíspìvkù v rùzných èasopisech, dlouhou dobu však chybìla kniha, zabývající se soustavnì tímto velmi rozšíøeným a vzhledem k velkému množství známých zapojení velmi populárním obvodem. Aèkoli byl èasovaè uveden na svìtový trh pøed více než ètvrt stoletím, jeho popularita je trvalá a stále se objevují další zajímavá použití. Od prvopoèátku až do dnešní doby je vyrábìn øadou svìtových firem. O trvalé potøebì tohoto obvodu svìdèí i to, že je nabízen nyní i v provedení pro povrchovou montហ(SMD - surface mount device). Neustálou popularitu èasovaèe 555 dokazují nejen desítky a stovky zapojení povìtšinì roztroušených po stránkách mnohých (èasto nesnadno dostupných) èasopisù, nýbrž i knihy, vycházející v cizinì i v nìkolika vydáních. Pro ètenáøe, zajímající se hloubìji elektronikou pøedkládáme pøeklad knihy, vyšlé v roce 1989 ve známém západonìmeckém nakladatelství elektronické literatury Franzis v Mnichovì. Obsahem pøedložené pøíruèky je systematický výklad funkce èasovaèe 555, dovolující nabýt znalostí, potøebných pro optimální využití výborných vlastností èasovaèe. Poèínaje zjednodušeným blokovým zapojením pøes podrobné vnitøní zapojení až po základní zapojení vnìjších obvodù, lišící se zejména pøipojením vstupù. Úplnou novinkou a dosud nikde neuveøejnìným aspektem je systematické rozdìlení výstupních zapojení èasovaèe do nìkolika skupin podle druhu na výstup pøipojených obvodù v kapitole 3. Za ní následují z velkého množství známých zapojení peèlivì vybrané a povìtšinì typické pøíklady, zaøazené do samostatných kapitol s obdobnou tématikou. Na konci knihy jsou uvedena technická data, nomogramy a seznam použité literatury. Od pùvodního nìmeckého vydání knihy uplynulo již nìkolik let, ve kterých se podaøilo nashromáždit jak další literární prameny, døíve neobjevené, tak i vyšla mezitím literatura nová. Proto byla kniha doplnìna v èeském vydání o další knižní prameny a obsažnìjší èlánky o èasovaèi 555, zejména sbírky zapojení, ve kterých si laskavý ètenáø jistì najde spoustu dalších podnìtù jak pro experimentování, tak i ke stavbì nejrùznìjších užiteèných pøístrojù a zaøízení.

Jan Hájek: Èasovaè 555

5

Pøedmluva k nìmeckému vydání V nìmecké jazykové oblasti chybí publikace, zabývající se èasovaèem 555. Pro zaplnìní této mezery byla sestavena tato sbírka zapojení a je zde pøedložena ètenáøi, který se o tuto problematiku zajímá. Obsažena jsou zapojení, která pøesahují obvyklé aplikaèní nabídky výrobcù a která mají podnítit ètenáøe k dalšímu experimentování. Popud pøišel z USA, kde v populární øadì “Book Bugs” (knihy o “švábech” - myšleny jsou nožièkové integrované obvody, podobající se broukùm) vyšla v nìkolika vydáních kniha M. Berlina s øadou zajímavých zapojení s èasovaèem 555. V evropské nìmecké literatuøe není nic odpovídajícího s vyjímkou technického popisu a sbírky (Valvo/Philips jako následovník pùvodní firmy Signetics), kniha o tónových generátorech (nakladatelství Frech) a nìkolik více nebo ménì obsáhlých pøíspìvkù v èasopisech. Zapojení s èasovaèem 555 jsou roztroušena v množství èlánkù a návodù v odborných a populárních èasopisech, vycházejících po mnohá léta, takže vyhledání urèitého zapojení ke zvolenému tématu je velmi obtížné. Autor sbíral hned od poèátku, kdy se èasovaè 555 objevil na trhu, všechna dostupná zapojení. Z tìchto obsáhlých podkladù pøedkládá výbìr jednoduchých zapojení s jediným èasovaèem 555, systematicky rozdìlených do skupin s obdobnou tématikou nebo funkcí. Zapojení jsou krátce vysvìtlena a popsána, obsaženy jsou i praktické zkušenosti; úplné stavebnice a podrobné popisy si mùže každý nalézt v pøíslušné literatuøe. Kniha je rozdìlena do tøí hlavních dílù. Prvá èást (kapitoly 2 a 3) popisuje vnitøní strukturu a funkci èasovaèe 555, jakož i základní zapojení, která se pak vyskytují v pøíkladech použití v druhé èásti (kapitoly 4 až 7). Tøetí èást (pøílohy) obsahuje technická data èasovaèe, nomogramy k jednoduchému stanovení hodnot potøebných souèástek, seznam literatury a rejstøík. Dùležitou èástí knihy jsou odkazy na literaturu. K všeobecným popisùm funkèním a èinnosti základních zapojení v prvé èásti (kap. 2 a 3) jsou literární prameny jednoduše sestaveny za sebou a prùbìžnì oèíslovány (L1, L2 atd.). Pro jednotlivé pøíklady použití (od kap. 4), ukazující na rozmanité možnosti užití èasovaèe 555 jsou odkazy na pùvodní literaturu pøiøazeny jednotlivým obrázkùm. To umožòuje ètenáøi, který se blíže zajímá o stavbu popisovaného zapojení, nahlédnout do odpovídající literatury, kde nalezne napø. podrobnìjší popis, stavební návody s návrhy plošných spojù a další potøebné informace. Nìkteré firmy nabízejí stavebnice pro konstrukci rùzných pøístrojù s èasovaèem 555 a dokonce existují i experimentální plošné spoje. S tìmi je možno vyzkoušet zde popisovaná zapojení a jejich varianty. Pøedkládaná kniha ukazuje, jak všestranné a zajímavé jsou možnosti použití èasovaèe 555. Souèasnì je myšlena jako pøíruèka pro všechny uživatele.

6

Jan Hájek: Èasovaè 555