CMOS 555 Blauer LED-Blinker mit langer Dauer

TEILE UND MATERIALIEN

• Zwei AAA-Batterien
• Batterieclip (Radio Shack Katalog # 270-398B)
• U1 - 1CMOS TLC555 Timer-IC (Radio Shack Katalog # 276-1718 oder gleichwertig)
• Q1 - 2N3906 PNP-Transistor (Radio Shack Katalog #276-1604 (15er Pack) oder gleichwertig)
• Q2 - 2N2222 NPN Transistor (Radio Shack Katalog #276-1617 (15 Stück) oder gleichwertig)
• CR1 - 1N914 Diode (Radio Shack Katalog #276-1122 (10er Pack) oder gleichwertig, siehe Anleitung)
• D1 - Blaue Leuchtdiode (Radio Shack Katalog Nr. 276-311 oder gleichwertig)
• R1 - 1,5 MΩ 1/4W 5 % Widerstand
• R2 - 47 KΩ 1/4W 5 % Widerstand
• R3 - 2,2 KΩ 1/4W 5 % Widerstand
• R4 - 620 Ω 1/4W 5% Widerstand
• R5 - 82 Ω 1/4W 5% Widerstand
• C1 - 1 µF Tantalkondensator (Radio Shack Katalog 272-1025 oder gleichwertig)
• C2 - 100 µF Elektrolytkondensator (Radio Shack Katalog 272-1028 oder gleichwertig)
• C3 - 470 µF Elektrolytkondensator (Radio Shack Katalog 272-1030 oder gleichwertig)

QUERVERWEISE

Lektionen in Stromkreisen , Band 1, Kapitel 16:„Spannungs- und Stromberechnungen“

Lektionen in Stromkreisen , Band 1, Kapitel 16:„Auflösung für unbekannte Zeit“

Lektionen in Stromkreisen , Band 3, Kapitel 4:„Bipolar-Junction-Transistoren“

Lektionen in Stromkreisen , Band 3, Kapitel 9 :„Elektrostatische Entladung“

Lektionen in Stromkreisen , Band 4, Kapitel 10:„Multivibratoren“

LERNZIELE

• Lernen Sie eine praktische Anwendung für eine RC-Zeitkonstante
• Lernen Sie eine von mehreren 555-Timer-Astabilen Multivibrator-Konfigurationen
• Kenntnis des Arbeitszyklus
• Umgang mit ESD-empfindlichen Teilen
• Verwendung von Transistoren zur Verbesserung der Stromverstärkung
• Wie man einen Kondensator verwendet, um die Spannung mit einem Schalter zu verdoppeln

SCHEMATISCHES DIAGRAMM

ILLUSTRATION

ANLEITUNG

HINWEIS! Dieses Projekt verwendet einen elektrostatisch empfindlichen Teil, den CMOS 555. Wenn Sie keinen Schutz wie in Band 3, Kapitel 9 beschrieben verwenden, Elektrostatische Entladung , Sie laufen Gefahr, es zu zerstören.

Diese Schaltung baut auf den beiden vorherigen Experimenten auf, nutzt deren Funktionen und ergänzt sie. Blaue und weiße LEDs haben eine höhere Vf (forward dropping voltage) als die meisten anderen, etwa 3,6 V. 3V-Batterien können sie nicht ohne Hilfe betreiben, daher sind zusätzliche Schaltkreise erforderlich.

Wie bei den vorherigen Schaltungen erhält die LED einen Impuls von 0,03 Sekunden (30 ms). C3 wird verwendet, um die Spannung dieses Impulses zu verdoppeln, kann dies jedoch nur für kurze Zeit. Das Messen des Stroms durch die LED ist mit dieser Schaltung wegen dieser kurzen Dauer unpraktisch, aber blaue LEDs sind im Allgemeinen vorhersehbarer, da sie später erfunden wurden.

Dieses spezielle Design kann auch mit einer einzelnen 1 1/2 V-Batterie verwendet werden. Das Basiskonzept wurde mit einem inzwischen veralteten IC, dem LM3909, erstellt, der eine rote LED, den IC und einen Kondensator verwendet. Wie bei dieser Schaltung könnte es mit einer einzelnen D-Zelle über ein Jahr lang eine rote LED blinken lassen. Als neuere rote LEDs ihre Vf von 1,5 V auf 2,5 V erhöhten, war dieser alte Chip nicht mehr praktikabel und wird immer noch von vielen Bastlern vermisst. Wenn Sie eine 11/2-V-Batterie ausprobieren möchten, wechseln Sie R5 auf 10Ω und verwenden Sie eine rote LED mit einem besseren CR1 (siehe nächster Absatz).

CR1 ist nicht die beste Wahl für diese Komponente, es wurde ausgewählt, weil es ein gemeinsames Teil ist und es funktioniert. Fast jede Diode funktioniert in dieser Anwendung. Schottky- und Germanium-Dioden fallen viel weniger Spannung ab, eine Silizium-Diode fällt um 0,6 bis 0,7 V ab, während eine Schottky-Diode 0,1 bis 0,2 V abfällt und eine Germanium-Diode 0,2 V bis 0,3 V abfällt. Wenn diese Komponenten verwendet werden, würde der reduzierte Spannungsabfall zu einer helleren LED-Intensität führen, da die Effizienz der Schaltungen erhöht wird.

THEORIE DES BETRIEBES

Q2 ist ein Schalter, den diese Schaltung verwendet. Wenn Q2 ausgeschaltet ist, wird C3 auf die Batteriespannung geladen, abzüglich des Diodenabfalls, wie in Abbildung 1 gezeigt. Da die blaue LED Vf 3,4 V bis 3,6 V beträgt, ist sie effektiv außerhalb des Stromkreises.

Abbildung 2 zeigt, was passiert, wenn Q2 eingeschaltet wird. Die + Seite des Kondensators C3 ist geerdet, was die - Seite auf -2,4V verschiebt. Die Diode CR1 ist jetzt rückwärts vorgespannt und befindet sich außerhalb des Stromkreises. Die -2,4 V werden über R5 und D1 auf die +3,0 V der Batterien entladen. Die 5,4 V bieten viel zusätzliche Spannung, um die blaue LED zum Leuchten zu bringen. Lange bevor C3 entladen ist, schaltet die Schaltung zurück und C3 beginnt wieder zu laden.

Im LM3909 CR1 war ein Widerstand. Die Diode wurde verwendet, um den Strom zu minimieren, indem R4 seinen maximalen Wert hat. Möglicherweise bemerken Sie ein schwaches blaues Leuchten der blauen LED, wenn sie ausgeschaltet ist. Dies zeigt den Unterschied zwischen Theorie und Praxis, 3 V reichen aus, um ein gewisses Leck durch die blaue LED zu verursachen, obwohl sie nicht leitet. Wenn Sie diesen Strom messen würden, wäre er sehr klein.