Bu darbe üreteci devreleri—diğer adıyla kararsız multivibratör osilatör devresi—bir 555 zamanlayıcı entegresi, NE555 veya LM555 kullanarak kararsız (serbest çalışan) modda çalışır. Bu tür devreler genellikle dijital mantık devreleriyle birlikte kullanılır.
555 zamanlayıcı entegresi, küçük sekiz bacaklı yapısıyla ve 4.5V ile 16V arasındaki geniş bir besleme voltaj aralığı ile oldukça popüler ve kullanımı basittir. Ayrıca, 5V'da 3mA akım tüketimi, maksimum 200mA çıkış akımı ve 1MHz'e kadar çıkış frekansı sunar.
555 zamanlayıcı IC'si birçok şekilde kullanılabilir, bunlardan biri de osilatördür ve bu kullanım iki türdedir:
İlk olarak, en basit darbe üreteci devresiyle başlayalım.
Nasıl Çalışır
Öncelikle, güç kaynağından gelen akım, R1 ve R2 dirençleri üzerinden C1 kapasitörüne akar ve onu şarj eder. Daha sonra, kapasitörün içindeki voltaj, güç kaynağının üçte ikisine ulaştığında, IC1 bunu pin 6 üzerinden algılar ve dahili olarak pin 7'yi toprağa bağlar.
Bu, C1'in R2 üzerinden deşarj olmasını sağlar, ancak kalan voltaj güç kaynağının üçte birine düştüğünde, pin 2 bunu algılar ve pin 7'yi topraktan ayırır. C1 tekrar şarj olur ve döngü tekrarlanır.
R1, pin 7 toprağa kısa devre yapıldığında IC'yi hasardan korur. Direnci çok düşüktür, bu nedenle osilatörün zamanlamasında önemli bir etkisi yoktur.
Çıkış frekansının formülü F = 1 ÷ {(R1 + 2R2) × C1}'dir. Formüldeki birimler ohm, farad ve hertz’dir. Bu formül yalnızca çıkış frekansını ilgilendirir ve çalışma döngüsünü dikkate almaz.
R1 = 1K, R2 = 10K ve C1 = 0.1μF olarak varsayalım; sonuç frekansı yaklaşık olarak 900Hz olur.
Parça Listesi
Eğer yüksek akım çıkışı verebilecek bir darbe osilatörü arıyorsanız, bu yüksek güçlü darbe üreteci devresi iyi bir seçenektir. Bu devre, osilatör olarak bir 555 zamanlayıcı IC kullanır ve akımı 3A'ya kadar yükselten bir LM350T kullanır.
Nasıl Çalışır
Tek başına 555 zamanlayıcı IC, maksimum 200mA akım çıkışı sağlayabilir. Ancak, çıkış akımı bu sınırın üzerine çıkarılabilir. Bu durumda, hedefimiz 3A'lık bir çıkış elde etmektir.
İlk olarak, akımı yükseltmek için bir 2N3055 güç transistörü kullanmayı düşündük. Ancak, 2N3055'e göre daha iyi performans sağladığı için LM350T regülatör IC'yi tercih ettik.
Çalışma Sırası
IC1'in çıkışı 'düşük' durumdayken, Q1 taban akımını almaz ve çalışmaz (kapalıdır). Bu, IC2'nin adj ucunun topraktan ayrıldığı ve çıkış voltajının VR2 tarafından ayarlandığı gibi (örneğin 12V) 'yüksek' durumda olduğu anlamına gelir.
IC1'in çıkışı 'yüksek' durumda olduğunda, Q1 çalışır (açılır) ve IC2'nin adj ucunu toprağa bağlar, bu da IC2'nin çıkış voltajını varsayılan olarak 1.2V yapar, yani 'düşük' durumda olur.
Özetle, Q1, zamanlayıcı IC'nin çıkış sinyalini regülatör IC'nin çıkışını kontrol etmek için kullanır. Böylece, devre çıkış voltajı 555 zamanlayıcı IC'nin çıkışının tersine çevrilmiş hali olur.
Voltajı Artırma
Bu devre, 555 zamanlayıcı IC'si yalnızca bu voltaj aralığında çalışabileceği için 5V ila 15V arası bir besleme voltajı gerektirir. Ancak, LM350T'nin çıkışı giriş voltajından yaklaşık 2-3V daha düşüktür, bu da devre çıkışının 3V ile 12V arasında olacağı anlamına gelir.
Yine de, daha yüksek bir çıkış voltajına ihtiyaç duyulursa (örneğin 24V DC motor için), giriş voltajı LM350T'nin maksimum 37V sınırları içinde kalarak 27V’a kadar artırılabilir ve IC1 öncesinde voltajı düşürmek için bir regülatör devresi eklenebilir (örneğin 12V besleme için 7812 çipi gibi).
Ayrıca, yalnızca 1.5A'ya ihtiyaç duyulursa, LM350T yerine daha ucuz olan LM317T regülatör IC'si kullanılabilir.
Şimdi, 555 darbe üreteci devresi frekanslarını kontrol etmek için dijital mantık kullanma fikrini inceleyelim.
Daha önce öğrendiğimiz gibi, kapasitörün kapasitesi çıkış frekansını (F) doğrudan etkiler. Bu fikre dayanarak, aşağıdaki basit dört frekans seçilebilir darbe üreteci devresini oluşturduk.
Parçalar
Ancak frekansı elle değiştirmek yerine dijital verilerle kontrol etmek istiyorsak, CD4066 en iyi seçenek olur. CD4066'yı veri seçici devre olarak kullanacağız.
CD4066 Çift Yönlü Anahtar
CD4066, oldukça popüler ve yaygın olarak kullanılan bir çiptir. Her biri farklı bir kontrol pimiyle kontrol edilen dört analog anahtara sahiptir.
Kontrol pini VDD'ye (yüksek durumdaki güç pimi 14) bağlı olduğunda, ilgili iç anahtarın direnci önemli ölçüde azalır (80 ila 250Ω). Bu, anahtarın kapandığını gösterir.
Ancak, kontrol pini VSS'ye (düşük durumdaki güç pimi 7) bağlı olduğunda, anahtarın direnci büyük ölçüde artar (yaklaşık 10MΩ). Bu, anahtarın açıldığı anlamına gelir.
Her giriş, çıkış ve kontrol pini seti bağımsız çalışır. Ayrıca, normal bir anahtar gibi, giriş ve çıkış kutuplu değildir ve yer değiştirilebilir.
Bu IC'nin avantajlarından biri, dijital olması nedeniyle normal anahtarlardan ve rölelerden daha yüksek hassasiyet ve hızla çalışmasıdır. Ancak, CMOS çipi olduğundan minimum miktarda akıma dayanabilir.
Şimdi CD4066’yı yukarıdaki devreyle birleştirelim.
CD4006 bu devrede döner anahtar gibi çalışır. Örneğin, kapasitörleri (C1-C4) bağlayarak çıkış frekansını seçer.
Pin 13, 5, 6 veya 12'ye yüksek durum voltajı (mantıksal '1') uygularsak, anahtar devreyi tamamlayarak ilgili kapasitörleri IC1'in pin 2 ve 6'sına bağlar.
Aynı anda birden fazla kontrol pimi mantıksal '1' alırsa, kapasitörler birbirine paralel bağlanır ve toplam kapasite artar, böylece çıkış frekansı düşer. Ayrıca, çıkış frekans aralığını değiştirmek istersek, VR1’i ayarlayabiliriz.
Dirençleri R1 ve R2'yi de değiştirebiliriz.
Sonuç
Gördüğünüz gibi, 555 çipi bir darbe üreteci devresinin çekirdeği olarak oldukça iyi çalışır. Burada ele aldığımız örnek devreler yalnızca buzdağının görünen kısmıdır. Bu çip, kesinlikle geniş bir uygulama yelpazesine sahip olacaktır. Gelecekte, OP-AMP darbe üreteci devresinden de bahsedebilirim. Normalde bu OP-AMP’ler sinyalleri yükseltmekte uzmanlaşmıştır, ancak onları bir darbe üreteci rolünde de kullanabiliriz.
**Bu yazı ilk olarak eleccircuit websitesinde görülmüştür.
