Astabilní režim multivibrátoru 555 časovače IC se také nazývá režim volného běhu nebo samospouště. Na rozdíl od režimu Monostable Multivibrator nemá žádný stabilní stav, má dva kvazistabilní stavy (VYSOKÝ a NÍZKÝ). V Astabilním režimu není vyžadováno žádné externí spouštění, automaticky vyměňuje své dva stavy v určitém intervalu, a proto generuje obdélníkový průběh. Tato doba trvání výstupu HIGH a LOW byla určena externími odpory (R1 a R2) a kondenzátorem (C1). Astabilní režim funguje jako obvod oscilátoru, ve kterém výstup osciluje na konkrétní frekvenci a generuje impulsy ve tvaru obdélníkové vlny.
Pomocí časovače IC 555 můžeme generovat přesné časové trvání HIGH a LOW výstupu, od mikrosekund po hodiny, proto je 555 velmi populární a všestranný IC. Než projdete níže, měli byste vědět o 555 časovači IC a jeho PINech, zde je krátký popis jeho PINů.
Pin 1. Uzemnění: Tento pin by měl být připojen k zemi.
Pin 2. TRIGGER: Trigger pin je tažen ze záporného vstupu druhého komparátoru. Výstup dolního komparátoru je připojen k pinu SET klopného obvodu. Záporný puls (<Vcc / 3) na tomto Pin nastaví Flip flop a výstup jde High.
Pin 3. VÝSTUP: Tento pin také nemá žádnou speciální funkci. Toto je výstupní pin, kde je připojena zátěž. Může být použit jako zdroj nebo dřez a řídit až 200 mA proud.
Pin 4. Reset: V čipu časovače je klopný obvod. Resetovací kolík je přímo připojen k MR (Master Reset) klopného obvodu. Jedná se o aktivní Low pin a normálně připojený k VCC, aby se zabránilo náhodnému resetu.
Kolík 5. Ovládací kolík: Ovládací kolík je připojen od záporného vstupního kolíku komparátoru. Šířku výstupního pulzu lze řídit připojením napětí na tento pin, bez ohledu na RC síť. Normálně je tento kolík stažen kondenzátorem (0,01 uF), aby nedocházelo k nežádoucímu rušení hluku při práci.
Pin 6. THRESHOLD: Prahové napětí pin určuje, kdy se má resetovat klopný obvod v časovači. Mezní kolík je čerpán z kladného vstupu horního komparátoru. Pokud je ovládací kolík otevřený, pak napětí rovné nebo větší než VCC * (2/3) resetuje klopný obvod. Takže výstup klesá.
Pin 7. DISCHARGE: Tento pin je vytažen z otevřeného kolektoru tranzistoru. Vzhledem k tomu, že tranzistor (na kterém byl vybrán výbojový kolík, Q1) je jeho základna připojena k Qbar. Kdykoli výstup poklesne nebo se klopný obvod resetuje, výbojový kolík se stáhne na zem a vybije se kondenzátor.
Pin 8. Napájení nebo VCC: Je připojen na kladné napětí (+ 3,6 V až + 15 V).
Provoz režimu Astable Multivibrator 555 časovače IC:
- Když je zpočátku zapnuto napájení, napětí spouštěcího kolíku je pod Vcc / 3, což činí výstup spodního komparátoru VYSOKÝ a NASTAVÍ klopný obvod a výstup čipu 555 je VYSOKÝ.
- Díky tomu je tranzistor Q1 VYPNUTÝ, protože Qbar, Q '= 0 je přímo aplikován na základnu tranzistoru. Protože je tranzistor vypnutý, kondenzátor C1 se začne nabíjet a když se nabije na napětí vyšší než Vcc / 3, pak se spodní výstup komparátoru změní na LOW (horní komparátor je také na LOW) a výstup Flip flop zůstane stejný jako předchozí (výstup 555 zůstává VYSOKÝ).
- Nyní, když se nabíjení kondenzátoru dostane na napětí vyšší než 2/3 Vcc, pak napětí neinvertujícího konce (Threshold PIN 6) bude vyšší než invertující konec komparátoru. Díky tomu je výstup horního komparátoru VYSOKÝ a RESETUJE se klopný flop, výstup 555 čipu se stává LOW.
- Jakmile výstup 555 get LOW znamená Q '= 1, pak se tranzistor Q1 sepne a zkratuje kondenzátor C1 na zem. Takže kondenzátor C1 se začne vybíjet k zemi přes vybíjecí PIN 7 a odpor R2.
- Protože napětí kondenzátoru klesne pod 2/3 Vcc, horní výstup komparátoru bude LOW, nyní SR Flip flop zůstane v předchozím stavu, protože oba komparátory jsou LOW.
- Při vybíjení, když napětí kondenzátoru klesne pod Vcc / 3, bude výstup spodního komparátoru HIGH (horní komparátor zůstane LOW) a opět nastaví klopný obvod a výstup 555 se stane HIGH.
- Tranzistor Q1 se vypne a kondenzátor C1 se znovu začne nabíjet.
Toto nabíjení a vybíjení kondenzátoru pokračuje a je generována obdélníková oscilační výstupní vlna pro. Zatímco se kondenzátor nabíjí, výstup 555 je VYSOKÝ a zatímco se kondenzátor nabíjí, výstup bude nízký. Tomu se říká Astabilní režim, protože žádný ze stavů není stabilní a 555 automaticky mění svůj stav z HIGH na LOW a LOW na HIGH, takže se nazývá Free running Multivibrator.
Nyní je doba výstupu OUTPUT HIGH a OUTPUT LOW určena rezistory R1 a R2 a kondenzátorem C1. To lze vypočítat pomocí níže uvedených vzorců:
Vysoký čas (sekundy) T1 = 0,693 * (R1 + R2) * C1
Nízký čas (sekundy) T2 = 0,693 * R2 * C1
Časové období T = vysoký čas + nízký čas = 0,693 * (R1 + 2 * R2) * C1
Frekvence f = 1 / časové období = 1 / 0,693 * (R1 + 2 * R2) * C1 = 1,44 / (R1 + 2 * R2) * C1
Pracovní cyklus: Pracovní cyklus je poměr času, po který je výstup VYSOKÝ, k celkovému času.
Pracovní cyklus%: (čas VYSOKÝ / celková doba) * 100 = (T1 / T) * 100 = (R1 + R2) / (R1 + 2 * R2) * 100
Tuto 555 Timer Astable Calculator můžete také použít k výpočtu výše uvedených hodnot.
Zde je praktická ukázka Astabilního režimu časovače 555 IC, kde jsme k výstupu 555 IC připojili LED. V tomto 555 astabilním multivibrátorovém obvodu se LED automaticky zapne a vypne s určitou dobou trvání. Čas zapnutí, čas vypnutí, frekvenci atd. Lze vypočítat pomocí výše uvedených vzorců.
Výše uvedený obrázek ukazuje astabilní multivibrátorový obvodový diagram časovače 555. V 555 časových obvodech najdete spoustu obvodů a aplikací využívajících astabilní režim.