IC 555 Osilator, Sirkuit Alarm dan Sirene

Dalam posting ini kita akan belajar bagaimana membangun dan mengoptimalkan rangkaian osilator IC 555 dasar, yang bentuk gelombangnya dapat ditingkatkan lebih lanjut untuk menghasilkan efek suara yang kompleks seperti alarm warble, sirene polisi, alarm peringatan merah, alarm star trek, dll.

Gambaran

Mode dasar yang biasanya digunakan untuk membuat osilator IC 555 adalah mode rangkaian astabil.

Jika kita melihat rangkaian astabil yang ditunjukkan di bawah ini, kita temukan pinouts bergabung dengan cara berikut:

• Pin pemicu 2 disingkat menjadi pin Ambang 6.
• Sebuah resistor R2 terhubung antara pin 2 dan pin pembuangan 7.

Dalam mode ini, ketika daya diterapkan, kapasitor C1 secara eksponensial mengisi melalui resistor R1 dan R2. Ketika tingkat pengisian naik hingga tingkat 2/3 dari tegangan suplai, menyebabkan pin pembuangan 7 menjadi rendah. Karena ini, C1 sekarang mulai melepaskan secara eksponensial, dan ketika level pelepasan turun ke level suplai 1/3, mengirimkan pemicu ke pin 2.

Ketika ini terjadi, pin 7 lagi berubah menjadi tinggi yang memulai tindakan pengisian pada kapasitor sampai menunjukkan level suplai 2/3. Siklus terus berlanjut tanpa batas membentuk mode sirkuit astabil.

Hasil kerja astabil di atas dalam dua jenis osilasi terjadi di C1 dan di pin keluaran 3 dari IC. Di seberang C1, naik turunnya tegangan secara eksponensial menciptakan frekuensi gigi gergaji untuk muncul.

Flip flop internal merespon frekuensi gigi gergaji ini dan mengubahnya menjadi gelombang persegi panjang pada output pin 3 dari IC. Ini memberi kita osilasi gelombang persegi panjang yang diperlukan pada output dari IC pin 3.

Karena frekuensi osilasi sepenuhnya bergantung pada R1, R2, dan C1, pengguna dapat mengubah nilai komponen ini untuk mendapatkan nilai yang diinginkan untuk periode ON OFF dari frekuensi osilasi, yang juga disebut kontrol PWM atau kontrol siklus tugas .

Grafik di atas memberi kita hubungan antara R1, dan C1.

R2 diabaikan di sini karena nilainya sangat kecil dibandingkan dengan R2.

Rangkaian Osilator Gelombang Persegi Dasar menggunakan IC 555

Dari pembahasan di atas kita belajar bagaimana IC 555 dapat digunakan dalam mode astabil untuk membuat rangkaian osilator gelombang persegi dasar.

Konfigurasi memungkinkan pengguna untuk memvariasikan nilai R1, dan R2 langsung dari 1K ke banyak mega ohm untuk mendapatkan sejumlah besar frekuensi yang dapat dipilih dan siklus tugas pada pin keluaran 3.

Namun, harus dicatat bahwa nilai R1 tidak boleh terlalu kecil karena konsumsi arus efektif rangkaian ditentukan oleh R1. Hal ini terjadi karena selama setiap proses pelepasan C1 pin 7 mencapai potensial tanah yang mengarahkan R1 langsung melintasi garis positif dan tanah. Jika nilainya rendah, mungkin ada pengurasan arus yang signifikan, meningkatkan konsumsi keseluruhan rangkaian.

R1 dan R2 juga menentukan lebar pulsa osilasi yang dihasilkan pada pin 3 IC. R2 secara khusus dapat digunakan untuk mengontrol rasio tanda / ruang dari pulsa keluaran.

Untuk berbagai rumus penghitungan duty cycle, frekuensi, dan PWM osilator IC 555 (astabil) bisa dipelajari di artikel ini .

Variable Frequency Oscillator menggunakan IC 555

Rangkaian Astabil yang dijelaskan di atas dapat ditingkatkan dengan fasilitas variabel yang memungkinkan pengguna untuk memvariasikan PWM dan juga frekuensi rangkaian sesuai keinginan. Ini hanya dilakukan dengan menambahkan potensiometer secara seri dengan resistor R2 seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Nilai R2 harus lebih kecil dibandingkan dengan nilai pot.

Dalam pengaturan di atas, frekuensi osilasi dapat bervariasi mulai dari 650 Hz, hingga 7,2 kHz melalui variasi pot yang ditunjukkan. Kisaran ini dapat ditingkatkan dan ditingkatkan lebih jauh dengan menambahkan sakelar untuk memilih nilai yang berbeda untuk C1, karena C1 juga bertanggung jawab langsung untuk mengatur frekuensi keluaran.

Rangkaian Osilator Variabel PWM menggunakan IC 555

Gambar di atas menunjukkan bagaimana a fasilitas rasio ruang mark variabel dapat ditambahkan ke rangkaian osilator astabil IC 555 dasar apa pun melalui beberapa dioda dan potensiometer.

Fitur ini memungkinkan pengguna untuk mendapatkan PWM yang diinginkan atau periode ON OFF yang dapat disesuaikan untuk osilasi pada output pin 3 dari IC.

Pada diagram sisi kiri, jaringan yang melibatkan R1, D1, dan pot R3 secara bergantian mengisi C1, sedangkan pot R4, D2 dan R2 secara bergantian melepaskan kapasitor C1.

R2, dan R4 menentukan laju pengisian / pengosongan C1, dan dapat diatur secara sesuai untuk mendapatkan rasio ON / OFF yang diinginkan untuk frekuensi keluaran.

Diagram sisi kanan menunjukkan posisi R3 digeser secara seri dengan R1. Dalam konfigurasi ini, waktu pengisian C1 ditetapkan oleh D1 dan resistor seri, sedangkan pot hanya memungkinkan kontrol untuk waktu pengosongan C1, maka waktu OFF dari pulsa keluaran. Pot lain R3 pada dasarnya membantu untuk mengubah frekuensi keluaran, bukan PWM.

Sebagai alternatif, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, dimungkinkan juga untuk menghubungkan IC 555 dalam mode astabil untuk secara diskrit menyesuaikan rasio tanda / ruang (waktu ON / waktu OFF) tanpa mempengaruhi frekuensi osilasi.

Dalam konfigurasi ini panjang pulsa secara inheren meningkat seiring dengan berkurangnya interval ruang, dan sebaliknya.

Oleh karena itu, periode total setiap siklus gelombang persegi tetap konstan.

Fitur utama dari rangkaian ini adalah siklus tugas variabel, yang dapat bervariasi mulai dari 1% hingga 99% dengan bantuan potensiometer R3 yang diberikan.

Pada gambar sebelah kiri, C1 diisi secara bergantian oleh R1, separuh atas R3, dan D1, sementara itu dibuang melalui D2, R2, dan separuh bawah potensiometer R3. Pada gambar sisi kanan, C1 secara bergantian diisi melalui R1 dan D1 dan setengah kanan potensiometer R3, dan dibuang melalui potensiometer setengah kiri R3, D2, dan R2.

Dalam kedua astabel di atas, nilai C1 mengatur frekuensi osilasi menjadi sekitar 1,2 kHz.

Cara Pause atau Start / Stop IC Astable Osilator Fungsi dengan Push Button

Anda dapat memicu ON / OFF osilator astabil IC 555 dalam beberapa cara sederhana.

Ini dapat dilakukan dengan menggunakan tombol tekan atau melalui sinyal input elektronik.

Pada gambar di atas, pin 4 yang merupakan pin reset dari IC di-ground-kan melalui R3, dan sakelar push-to-ON terhubung melintasi jalur suplai positif.

Pin 4 dari IC 555 membutuhkan minimum 0,7 V agar tetap bias dan untuk menjaga agar IC berfungsi. Menekan tombol mengaktifkan fungsi osilator astabil IC, sementara melepaskan sakelar menghilangkan bias dari pin 4 dan fungsi IC dinonaktifkan.

Ini juga dapat diterapkan melalui sinyal positif eksternal pada pin 4 dengan sakelar dilepas dan R3 terhubung sebagaimana adanya.

Pada alternatif lain seperti yang ditunjukkan di atas, pin 4 dari IC dapat dilihat secara permanen bias melalui R3 dan supply positif. Di sini tombol tekan terhubung melintasi pin 4 dan ground. Ini berarti ketika tombol ditekan menonaktifkan gelombang persegi output IC, menyebabkan output berubah 0V.

Melepaskan tombol akan memulai pembangkitan gelombang persegi astabil yang biasanya melintasi pin 3 IC.

Hal yang sama dapat dicapai melalui sinyal negatif yang diterapkan secara eksternal atau sinyal 0 V pada pin 4 dengan R3 terhubung sebagaimana adanya.

Menggunakan pin 2 Untuk Mengontrol Frekuensi Astabil

Dalam diskusi kami sebelumnya, kami mempelajari bagaimana pembangkit pulsa IC 555 dapat dikontrol melalui pin 4.

Sekarang kita akan melihat bagaimana hal yang sama dapat dicapai melalui pin 2 IC seperti yang ditunjukkan di atas.

Ketika S1 ditekan, pin 2 tiba-tiba diterapkan dengan potensial ground, menyebabkan tegangan di C1 turun di bawah 1/3 Vcc. Seperti yang kita ketahui bahwa ketika tegangan pin 2 atau level muatan melintasi C1 ditahan di bawah 1/3 Vcc, pin keluaran 3 menjadi tinggi secara permanen.

Oleh karena itu menekan S1 menyebabkan penurunan tegangan C1 di bawah 1/3 Vcc memaksa output pin 3 naik selama S1 tetap ditekan. Ini menghambat kerja normal osilasi astabil. Saat push button dilepaskan, fungsi astbale akan kembali ke kondisi normal. Bentuk gelombang di sisi kanan mengakui respons pin 3 saat menekan tombol tekan.

Operasi di atas juga dapat dikontrol menggunakan sirkuit digital eksternal melalui dioda D1. Logika negatif pada katoda dioda memulai tindakan di atas, sedangkan logika positif tidak berpengaruh, dan memungkinkan fungsi astabil untuk mengembalikan kerja normalnya.

Cara Memodulasi Osilator IC 555

Pin 5, yang merupakan input kontrol IC 555, adalah salah satu pinout IC yang penting dan berguna. Ini memfasilitasi pengguna untuk memodulasi frekuensi keluaran IC hanya dengan menerapkan level DC yang dapat disesuaikan pada pin # 5.

Potensial DC yang meningkat menyebabkan lebar pulsa frekuensi keluaran bertambah secara proporsional, sedangkan penurunan potensial DC menyebabkan lebar pulsa frekuensi menjadi lebih sempit secara proporsional. Potensi ini harus benar-benar berada dalam level 0V dan Vcc penuh.

Pada gambar di atas, menyesuaikan pot menghasilkan potensi yang bervariasi pada pin 5 yang menyebabkan lebar pulsa output dari frekuensi osilasi berubah sesuai.

Karena modulasi menyebabkan lebar pulsa keluaran berubah, itu juga mempengaruhi frekuensi, karena C1 dipaksa untuk mengubah periode pengisian / pengosongan tergantung pada pengaturan panci.

Ketika AC yang bervariasi memiliki amplitudo antara 0V, dan Vcc diterapkan pada pin 5, PWM keluaran atau lebar pulsa juga mengikuti amplitudo AC yang bervariasi yang menghasilkan rangkaian pulsa pelebaran dan penyempitan yang berkelanjutan pada pin 3.

Sinyal AC juga dapat digunakan untuk modulasi, cukup dengan mengintegrasikan pin 5 dengan AC eksternal melalui kapasitor 10uF.

Pembuatan Alarm dan Sirene dengan IC 555

Konfigurasi osilator astabil yang serba guna dari IC 555 memungkinkan kita untuk mengimplementasikannya untuk membuat berbagai jenis sirene dan rangkaian alarm. Ini menjadi mungkin karena astabil pada dasarnya adalah generator bentuk gelombang, dan dapat disesuaikan untuk menghasilkan berbagai jenis bentuk gelombang suara, menyerupai suara alarm dan sirene.

Pada gambar di atas kita dapat melihat IC 555 dikonfigurasi sebagai monoton frekuensi 800 Hz sirkuit alarm .

Speaker dapat memiliki nilai impedansi apa pun, karena adanya resistansi pembatas arus Rx. Nilai yang aman bisa sekitar 70 Ohm 1 watt.

Untuk membuat rangkaian alarm nada kontinu daya tinggi, kami mengupgrade rangkaian di atas melalui driver transistor daya Q1 dan loudspeaker yang lebih kuat, seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Karena desain dapat menghasilkan volatge riak tingkat tinggi, D1 dan C3 disertakan untuk mencegah gangguan riak pada fungsi IC 555.

Dioda D2 dan D3 disertakan untuk menetralkan lonjakan sakelar induktif yang dihasilkan dari koil speaker, dan untuk melindungi transistor Q1 dari kerusakan.

Sirkuit Alarm IC 555 Pulsed

Alarm monoton 800 Hz sebelumnya dapat diubah menjadi alarm 800 Hz yang berdenyut lebih intresreting dengan menambahkan multivibrator astabil lainnya dengan rangkaian penghasil nada seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Kami telah mempelajari bagaimana pin 5 dapat digunakan untuk mengontrol lebar pulsa IC 555.

Di sini IC 2 dikonfigurasi sebagai rangkaian osilator 1 Hz yang menyebabkan pin 5 dari IC 1 menjadi rendah secara bergantian pada laju 1 Hz. Hal ini pada gilirannya menyebabkan lebar pulsa pin 3 800 Hz menyempit hingga hampir mematikan Q1. Ini menghasilkan efek alarm berdenyut tajam 1Hz pada loudspeaker.

Sirkuit Alarm Warble He-Haw

Jika Anda ingin mengubah desain sebelumnya menjadi alarm melengkung yang menusuk telinga, Anda dapat melakukannya hanya dengan mengganti dioda D1 dengan resistor 10 K seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas. Juga dikenal sebagai alarm he-haw, ini biasanya digunakan di kendaraan darurat Eropa.

Kita tahu bahwa pin 5 dapat digunakan dengan sinyal tinggi / rendah eksternal untuk memodulasi keluaran pin 3 dengan lebar pulsa pelebaran / penyempitan yang sesuai. Catu daya rendah tinggi bergantian 1 Hz pada pin 5 IC2 memaksa tegangan keluaran pin # 3 dari IC 1 untuk menghasilkan frekuensi yang berubah secara simetris yang bervariasi dari 500 Hz hingga 440 Hz. Hal ini menyebabkan speaker menghasilkan suara alarm warble volume tinggi yang tajam pada kecepatan 1 Hz.

Membuat Sirene Polisi

IC 555 juga dapat digunakan untuk membuat sirkuit sirene polisi yang meniru sempurna seperti yang ditunjukkan di atas.

Sirkuit ini dirancang untuk menghasilkan suara ratapan yang biasa terdengar di sirene polisi.

Di sini IC2 dihubungkan sebagai osilator frekuensi rendah dengan frekuensi diatur pada tingkat ON OFF 6 detik.

Tanjakan gelombang segitiga eksponensial lambat yang dihasilkan melintasi C1-nya diumpankan di dasar Q1 yang dikonfigurasi sebagai pengikut emitor .

Frekuensi IC1 diatur pada 500 Hz yang menjadi frekuensi pusatnya.

Lereng naik dan turun yang lambat di dasar Q1 mengikuti di emitornya dan memodulasi pin 5 dari IC1. Jalan lambat menyebabkan siklus bergantian tegangan naik lambat selama 3 detik, dan tegangan menurun lambat selama 3 detik pada pin 5. Karena frekuensi pin 3 ini dan PWM juga memodulasi yang sesuai sehingga menghasilkan efek suara sirene polisi yang meraung.

Sirkuit Alarm Star Trek Peringatan Merah

Rangkaian terakhir dalam daftar adalah generator efek suara lain yang sangat menarik menggunakan osilator astabil IC 555. Ini adalah generator suara alarm peringatan merah, juga disebut alarm trek bintang karena sering digunakan dalam trek bintang serial TV populer.

Biasanya, bunyi alarm peringatan merah dimulai dengan nada frekuensi rendah, yang naik ke nada frekuensi tinggi dalam rentang cepat sekitar 1,15 detik, dan terputus selama 0,35 detik, dan naik lagi dari frekuensi rendah ke tinggi, dan siklus terus memunculkan suara alarm peringatan merah star trek.

Sama seperti rangkaian alarm dan suara sirine sebelumnya, rangkaian ini juga terus mengulang urutannya selama tetap menyala.

IC 2 di sini dikonfigurasi sebagai rangkaian osilator non simetris. Kapasitor C1 diisi secara bergantian melalui elemen R1 dan D1, dan secara bergantian dibuang melalui R2.

Ini menghasilkan gigi gergaji yang naik dan memudar dengan cepat di seluruh kapasitor C1. Sinyal ramping ini disangga oleh pengikut emitor dan diterapkan sebagai tegangan modulasi ke pin input kontrol 5 dari IC1 melalui R7.

Karena sifat gigi gergaji, bentuk gelombang ini menyebabkan frekuensi keluaran pin 3 dari IC1 naik secara bertahap untuk bagian gelombang yang membusuk secara lambat, dan kemudian dengan cepat turun selama bagian bentuk gelombang yang runtuh.

Selama setiap bagian yang membusuk dari siklus bentuk gelombang, pulsa persegi panjang yang sesuai dari pin 3 dari IC2 langsung mematikan Q2, yang pada gilirannya menyebabkan pin2 dari IC2 menjadi rendah. Ini mengganggu output C2 dan nada yang naik pada speaker, sehingga menimbulkan efek suara alarm trek bintang peringatan merah yang khas.

Kembali kepada Anda

Nah, itulah beberapa petunjuk tentang cara menggunakan IC 555 untuk membuat rangkaian alarm dan osilator sirene yang berguna. Apakah Anda memiliki generator efek suara menarik lainnya yang menggunakan IC 555? Jika ya, berikan detailnya di sini, kami akan dengan senang hati memasukkannya ke dalam daftar di atas.