Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

द बिगेस्ट लिटिल चिप: एन इंट्रो टू वर्सटाइल 555 टाइमर

1970 में, जब सिलिकॉन वैली के उपजाऊ मैदान में बमुश्किल आधा दर्जन कॉर्पोरेट रोप-वे जड़ ले चुके थे, तो सिग्नेटिक्स नामक कंपनी ने हंस कैमेंजीइंड नामक इंजीनियर से एक विचार खरीदा। यह एक सफलता की अवधारणा नहीं थी, सिर्फ 23 ट्रांजिस्टर और प्रतिरोधों का एक गुच्छा जो एक प्रोग्राम टाइमर के रूप में कार्य करेगा। टाइमर बहुमुखी, स्थिर और सरल होगा, लेकिन ये गुण इसके प्राथमिक विक्रय बिंदु की तुलना में कम हैं। इंटीग्रेटेड सर्किट की उभरती हुई तकनीक का उपयोग करके, सिनेटिक्स एक सिलिकॉन चिप पर पूरी चीज़ को पुन: पेश कर सकता है।

इसने कुछ करतब दिखाए। कैमेंजींड ने एक बड़ी प्लास्टिक शीट में अपने सर्किट का परिमार्जन करने के लिए ड्राफ्टिंग टेबल और विशेष रूप से माउंटेड एक्स-एक्टो चाकू का उपयोग करते हुए सप्ताह बिताए। सिनेटिक्स ने तब इस छवि को फोटोग्राफिक रूप से कम कर दिया, इसे छोटे वेफर्स में उतारा, और प्रत्येक वफ़र को शीर्ष पर मुद्रित उत्पाद संख्या के साथ काले प्लास्टिक के आधे इंच के आयत में एम्बेड किया। इस प्रकार, 555 टाइमर का जन्म हुआ।

यह बेची गई इकाइयों की संख्या (अरबों, और गिनती) और इसके डिजाइन की दीर्घायु (लगभग 40 वर्षों में अपरिवर्तित) दोनों की संख्या में, इतिहास की सबसे सफल चिप बन गई। खिलौनों से लेकर अंतरिक्ष यान तक हर जगह 555 का इस्तेमाल किया गया है। यह रोशनी को फ्लैश कर सकता है, अलार्म सिस्टम को सक्रिय कर सकता है, बीप के बीच रिक्त स्थान डाल सकता है, और खुद बीप बना सकता है। आज, आप लगभग 25 सेंट के लिए एक एकल चिप ऑनलाइन खरीद सकते हैं।

नीचे वर्णित परिचयात्मक परियोजना के लिए, आप 555CN, फेयरचाइल्ड LM555CN या KA555, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स NE555P, या STMicroelectronics NE555N का उपयोग कर सकते हैं। ब्रांड को कोई फर्क नहीं पड़ता। प्रत्येक निर्माता एक पुरानी धातु-शैली चिप के अलावा एक कॉम्प्लीमेंटरी मेटल-ऑक्साइड सेमीकंडक्टर (CMOS) संस्करण, एक दोहरे संस्करण और एक सतह-माउंट संस्करण प्रदान करता है, जो 8/10 फीट की दूरी पर आठ धातु पैरों पर खड़ा होता है। विभिन्न कारणों से, आपको पुराने शैली के संस्करण का उपयोग करना चाहिए।

सबसे पहले मैं दिखाऊंगा कि कैसे 555 एक एलईडी फ्लैश को चालू और बंद कर सकते हैं। तब मैं इसे संगीतमय स्वर उत्पन्न करने के लिए अनुकूलित करूंगा, और अंत में मैं एक गैजेट बनाने के लिए तीन 555 श्रृंखलाओं का उपयोग करूंगा, जिनका उपयोग आप गैर-वीडियो गेम जैसे चेकर्स या स्क्रैबल में समय सीमा लगाने के लिए कर सकते हैं। एक पूर्व निर्धारित अंतराल के अंत में, टाइमर एक कर्कश प्रतियोगी को यह बताने के लिए कराहने की आवाज करेगा कि उसका समय खत्म हो गया है और उसकी बारी खत्म हो गई है।

पृष्ठभूमि में शासक एक इंच के सोलहवें भाग में कैलिब्रेट किया जाता है।

555 चिप को नॉइसेमेकर में बदल दें

चित्र 1 ऊपर से देखा गया 555 चिप दिखाता है, जिसमें उसके पिन की पहचान की गई है। इसके शरीर में चिपका हुआ गोलाकार चिह्न पिन 1 से सटा हुआ है। चित्र 5 एक बुनियादी प्रकाश-चमकती सर्किट को दर्शाता है जो 555 के अद्भुत मोड का उपयोग करता है, जिसका अर्थ है कि पिन 3 पर आउटपुट पॉज़िटिव और नेगेटिव के बीच में फ़्लर्ट करता है और उतने लंबे समय तक नकारात्मक बिजली चालू है। चक्र का समय एक संधारित्र और दो प्रतिरोधों द्वारा निर्धारित किया जाता है। एक संधारित्र में विद्युत भंडारण क्षमता (इसलिए इसका नाम) है, जबकि प्रतिरोधक बिजली के प्रवाह को कम करते हैं। यदि आप संधारित्र के साथ क्रम में एक अवरोधक डालते हैं, तो रोकनेवाला संधारित्र के चार्ज और डिस्चार्ज समय को धीमा कर देता है, इस प्रकार समय को मापने के लिए बिजली का उपयोग करने का एक सरल तरीका प्रदान करता है।

जब आप सर्किट में S1 को बंद करते हैं, तो R1 और R2 से करंट प्रवाहित होता है और धीरे-धीरे कैपेसिटर C1 को चार्ज करना शुरू करता है। IC1 (555 टाइमर) इस प्रक्रिया की निगरानी करता है। जब C1 सर्किट को पॉजिटिव वोल्टेज के 2/3 प्राप्त करता है, तो 555 पिन 3 पर अपने आउटपुट को पॉजिटिव से नेगेटिव में उलट देता है और C1 को R2 के माध्यम से खुद को डिस्चार्ज करने के लिए मजबूर करता है। जब C1 पर चार्ज 2/3 से घटकर 1/3 हो जाता है, तो चिप अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाती है, अपने आउटपुट को ऋणात्मक से सकारात्मक में बदल देती है, और चक्र को दोहराता है।

C1 के लिए 0.1 माइक्रोफ़ारड (μF) कैपेसिटर का उपयोग करके, R1 के लिए एक 120 किलोहेम (kΩ) अवरोधक, और R2 के लिए 1 megohm (MΩ) रोकनेवाला, एलईडी प्रत्येक सेकंड में लगभग 5 गुना चमकती है। (सर्किट में अन्य घटकों का समय पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है: R3 एलईडी को अत्यधिक धारा से बचाता है, जबकि C2 यादृच्छिक इलेक्ट्रॉनिक शोर से 555 टाइमर की सुरक्षा करता है।)

यह है कि चित्र 2 में एलईडी-फ्लैशर सर्किट को ब्रेडबोर्ड में प्लग किए गए घटकों का उपयोग करना चाहिए।

मान लीजिए आप C1 के रूप में 0.1μF संधारित्र के बजाय 1μF संधारित्र का उपयोग करते हैं। अब प्रत्येक चक्र 10 बार तक रहता है। इसके विपरीत, यदि आप C1 के लिए 0.01μF संधारित्र का उपयोग करते हैं, तो चक्र 1/10 लंबे होते हैं। आप रोकनेवाला मान समायोजित करके समय भी बदल सकते हैं। R1 + R2 का मान "चालू" चक्र को प्रभावित करता है, जबकि R2 अकेले "बंद" चक्र को निर्धारित करता है।

उच्च प्रतिरोध और एक छोटे संधारित्र के साथ, 555 वास्तव में बहुत तेजी से साइकिल चलाएगा - आसानी से काफी तेजी से अपनी दालों के लिए लाउडस्पीकर के माध्यम से संगीत शोर करने के लिए। चित्रा 3 सर्किट का एक संशोधित संस्करण दिखाता है। एलईडी और इसकी श्रृंखला रोकनेवाला को एक अलग प्रतिरोधक, कैपेसिटर C3 और L1 के साथ बदल दिया गया है, 1 mini RadioShack लघु लाउडस्पीकर। (नोट: जब तक आप एम्पलीफायर नहीं जोड़ते हैं, तब तक आप 555 टाइमर के साथ पूर्ण आकार का लाउडस्पीकर नहीं चला सकते।) सुनिश्चित करें कि आप R1, R2 और C1 के मूल्यों को अपडेट करते हैं, जिन्हें 555 रन बनाने के लिए बदल दिया गया है। अब जब आप बिजली कनेक्ट करते हैं, तो आपको कम-गढ़ा ड्रोन सुनना चाहिए।

फिक्स्ड इंटरवल के लिए Noigemaker को ट्रिगर करने के लिए दूसरा 555 जोड़ें

हमारे पास एक नीम हकीम है; अब हमें एक निश्चित अंतराल के लिए इसे ट्रिगर करने की आवश्यकता है। इसे मोनस्टेबल मोड में वायर्ड किए गए दूसरे 555 के साथ किया जा सकता है, जिसका अर्थ है कि यह केवल एक पल्स का उत्सर्जन करता है। चित्र 4 में दिखाया गया है कि यह सर्किट में जोड़ा गया है। S2 एक पुशबटन है, हालाँकि आप केवल 2 तारों को एक साथ स्पर्श करके सुधार कर सकते हैं। जब ऐसा होता है, IC2 1 सेकंड तक चलने वाली एकल पल्स का उत्सर्जन करता है। यह दृश्य पुष्टिकरण प्रदान करने के लिए डी 2, एक एलईडी को रोशन करता है। पल्स D1 के माध्यम से भी जाता है, एक सिग्नल डायोड, और IC1 को सक्रिय करता है, जो पहले की तरह एक ध्वनि बनाता है, सिवाय इसके कि C4 इसे आगे बढ़ाता है और आवृत्ति में कमी का कारण बनता है, एक कराहना प्रभाव पैदा करता है।

जारी रखने से पहले सुनिश्चित करें कि सर्किट का यह संस्करण काम करता है।

एक 555 समय जोड़ें प्रतीक्षा अवधि के लिए

हमारे पास एक शोर है जो एक निश्चित अंतराल के लिए शुरू किया जा सकता है; अब हमें ध्वनि होने से पहले समय के अंतराल को मापने की आवश्यकता है। एक तीसरा 555 टाइमर इस प्रतीक्षा अवधि को लागू कर सकता है, अगर हम इसे उच्च-मूल्य प्रतिरोधों और एक बड़े संधारित्र के साथ समायोजित करते हैं।

चित्रा 5 में, सी 7 को पी 1, एक पोटेंशियोमीटर (चर रोकनेवाला) के माध्यम से चार्ज किया जाता है। आप प्रतीक्षा अंतराल को समायोजित करने के लिए "ट्यून" पी 1 कर सकते हैं, और अंतराल को और भी लंबा करने के लिए सी 7 के मूल्य में वृद्धि कर सकते हैं। अंतराल के अंत में, पिन 3 पर आउटपुट नकारात्मक हो जाता है। यह IC2 के ट्रिगर पिन से जुड़ता है और इसे अपनी संक्षिप्त पल्स का उत्सर्जन करने के लिए कहता है, जो IC1 को अपनी आवाज बनाने के लिए कहता है।

चित्र 5 में thecircuit का वास्तविक-जीवन संस्करण। शीर्ष चिप एक समय अंतराल (एक निश्चित अवरोधक का उपयोग करके मापता है जिसे पोटेंशियोमीटर P1 के लिए प्रतिस्थापित किया गया है)। लाल एलईडी उसी समय चमकती है जब एक ध्वनि 1 ds लाउडस्पीकर (चिप के बाईं ओर) के माध्यम से उत्पन्न होती है।

ध्यान दें कि S2 को स्थानांतरित कर दिया गया है ताकि यह IC3 को नियंत्रित करे। जब आप किसी गेम के दौरान समय सीमा लगाने के लिए सर्किट का उपयोग करते हैं, तो प्रत्येक व्यक्ति की बारी की शुरुआत में S2 को हिट करें।

यदि किसी खिलाड़ी को अनुमत समय के भीतर स्थानांतरित नहीं किया जाता है, तो सर्किट अपने अशिष्ट शोर को नहीं करता है, एक रद्द-रीसेट बटन, S3 जोड़ा गया है। जब कोई खिलाड़ी चलता है तो आप इस बटन को दबाते हैं। बगल में "नेकां" आपको बताता है कि यह एक सामान्य रूप से बंद पुशबटन है। गैजेट के उपयोग में नहीं होने पर आपको अपनी बिजली आपूर्ति को डिस्कनेक्ट करने के लिए पावर स्विच एस 1 की आवश्यकता होती है।

आगे क्या होगा?

आप 555 को दिलचस्प तरीके से व्यवहार करने के लिए समय प्रतिरोधों के बजाय अन्य घटकों को स्थानापन्न कर सकते हैं। चित्र 3 में, यदि आप आर 2 के बजाय एक थर्मिस्टर या एक फोटोस्टोरिस्टर का उपयोग करते हैं, तो आप ऑडियो आवृत्ति को गर्मी या प्रकाश के साथ नियंत्रित कर सकते हैं। एक photoresistor और 555 monostable मोड में मोशन डिटेक्टर के रूप में कार्य कर सकते हैं। “555 ″ के लिए Makezine.com खोजें या और भी अधिक परियोजना के विचारों के लिए Doctronics की जाँच करें।

हंस कैमेंजींड ने कभी नहीं सोचा था कि उनका टाइमर इतनी सार्वभौमिक उपयोगिता बन जाएगा। वह अब सोचते हैं कि 555 का आंतरिक डिज़ाइन विशेष रूप से सुरुचिपूर्ण नहीं है और इसे दशकों पहले एक मेकओवर दिया जाना चाहिए था। इंजीनियरों के लिए डिजाइन में लालित्य एक बड़ी बात हो सकती है, लेकिन अंत उपयोगकर्ताओं के लिए, उपयोगिता आमतौर पर अधिक महत्वपूर्ण होती है। 555 सरल, सटीक और मजबूत है, जो बिजली की आपूर्ति की एक विस्तृत श्रृंखला को सहन करता है और न केवल एलईडी और लाउडस्पीकरों को चलाने में सक्षम है, बल्कि रिले और यहां तक ​​कि छोटी मोटर भी है।

25 सेंट के लिए, यह पर्याप्त से अधिक है।

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