24V Blinkschaltung: 555 Timer Design für Industrie & Kfz-Anwendungen

24V Blinkschaltung Schaltplan mit 555 Timer

Industrielle Steuergeräte wie SPS, HMI usw. haben eine Betriebsspannung von 12 V oder 24 V. Die Lasten (LED-Anzeigen) und Sensoren, die zum Interface mit einer SPS verwendet werden, haben ebenfalls eine Nennbetriebsspannung von 24 V. Darüber hinaus arbeiten auch einige Kfz-Kabelbäume mit 24 V. Es gibt auch 24 V Glühlampen, die in Rück- oder Scheinwerfern von Fahrzeugen verwendet werden. Die besprochene Schaltung, die "24V Blinkschaltung", ist auch eine Schaltung, die in Fahrzeugen für eine Funktion verwendet wird, der wir täglich begegnen. Der "24V Blinkrelais-Schaltkreis" wird in den Blinklichtern unserer Fahrzeuge eingesetzt. Dieser Bericht erklärt eine der Anwendungen des Blinkschaltkreises, der in Fahrzeugblinkern verwendet wird.

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Benötigte Komponenten:

1. 24 V Glühlampe
2. 7805 Regler-IC (Hinweis: Originaltext sagt 7085, korrigiert zu 7805)
3. Relais 5 V
4. 555 Timer IC
5. BC547 Transistor
6. Diode 1N4007
7. Widerstand – 1 kΩ, 470 kΩ
8. Kondensator – 10 µF, 0,1 µF
9. 24 V Stromversorgung

24V Blinkschaltung Schaltplan:

Der vollständige Schaltplan für den 24V Glühlampen-Blinkrelais-Schaltkreis zusammen mit den korrigierten berechneten Werten ist unten dargestellt.

Eine Glühlampen-Blinkschaltung ist eine sehr häufige Schaltung, der die meisten von uns von Zeit zu Zeit begegnen. In Fahrzeugen wird beim Betätigen des Blinkers zusammen mit dem Blinken auch ein Klickgeräusch gehört, das periodisch mit dem Blinken auftritt. Der Ton entsteht durch das Relais, das EIN und AUS geschaltet wird, was wiederum den Stromkreis schließt und unterbricht und die Lampe blinken lässt. Der Takt-Schaltkreis wird in diesem Projekt mit einem 555 Timer entworfen.

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555 Timer IC:

Der 555 Timer IC wurde 1972 eingeführt und wird im Wesentlichen für Impulserzeugung und Oszillatoranwendungen verwendet. Das Pin-Diagramm des 555 Timer IC ist unten dargestellt.

555 Timer IC
Pin Nr.	Pin-Name	Zweck
1	GND	Masse-Referenzspannung
2	TRIG	Steuert Ausgang
3	OUT	Wird auf ~1,7 V unter Vcc oder auf Masse getrieben
4	RESET	Setzt ein Zeitintervall zurück
5	CTRL	Bietet Zugriff auf den internen Spannungsteiler
6	THR	Fungiert als Schwelle, wann das Zeitintervall gestoppt wird
7	DIS	Open-Collector-Ausgang zum Entladen des Kondensators
8	Vcc	Positive Versorgungsspannung

Es gibt drei Betriebsarten des Timer IC: bistabil, monostabil und astabil.

• Im bistabilen Modus erzeugt die Schaltung 2 stabile Zustandsignale in LOW- und HIGH-Zustand. Die Ausgangssignale der LOW- und HIGH-Zustände werden durch Reset und Aktivieren der Eingänge gesteuert.
• Im monostabilen Modus erzeugt die Schaltung nur einen einzelnen Impuls, wenn der Timer eine Anzeige vom Eingang des Trigger-Tasters erhält.
• Im astabilen Modus erzeugt die Schaltung des IC einen kontinuierlichen Impuls mit exakter Frequenz basierend auf den Werten der zwei Widerstände und Kondensatoren, die in der externen Schaltung angeschlossen sind.

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7805 Regler-IC:

Schaltungen mit Spannungsquellen können Schwankungen aufweisen, was zu nicht festen Ausgangsspannungen führt. Einer der beliebten ICs dafür ist der 7805 Regler-IC, ein Mitglied der festen linearen Spannungsregler, der solche Schwankungen ausgleicht. Es gibt viele Anwendungen, in denen der 7805 eine sehr wichtige Rolle spielt:

1. Festspannungsregler
2. Positiver Regler in negativer Umgebung
3. Einstellbarer Ausgangsregler
4. Stromregler
5. Einstellbarer DC-Spannungsregler
6. Geregelter Dual-Supply
7. Ausgangspolaritätsumkehr-Schutzschaltung
8. Rückwärtspolaritäts-Schutzschaltung

LM 7805 Spannungsregler IC
Pin Nr.	Pin-Name	Zweck
1	Eingang	Ungeregelte Spannung anlegen für geregelten Ausgang
2	Masse	Mit Masse verbunden
3	Ausgang	Ausgang ist ein geregelter Spannungssignal

Der IC erreicht seine maximale Effizienz, wenn eine Eingangsspannung von 7,2 V angelegt wird.

Im IC 7805 Spannungsregler wird viel Energie in Form von Wärme abgegeben. Der Unterschied zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung wird als Wärme abgegeben. Wenn der Unterschied zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung hoch ist, entsteht mehr Wärme. Daher bietet dieser IC auch eine Möglichkeit für einen Kühlkörper.

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BC547 Transistor:

BC547 ist ein NPN-Bipolartransistor. Er wird hauptsächlich für Schaltzwecke sowie für Verstärkungsprozesse verwendet. Der kleinere Strom an der Basis wird verwendet, um den größeren Strom an Kollektor und Emitter zu steuern. Seine grundlegenden Anwendungen sind Schalten und Verstärken. Unten ist die Pin-Belegung für den BC547 Transistor.

Die Funktionsweise des Transistors ist einfach. Wenn an seinen Anschlüssen eine Eingangsspannung angelegt wird, beginnt ein gewisser Strom von der Basis zum Emitter zu fließen und steuert den Strom am Kollektor. Die Spannung zwischen Basis und Emitter ist am Emitter negativ und an der Basis positiv für seine NPN-Konstruktion.

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1N4007 Diode:

1N4007 ist eine PN-Übergangsgleichrichterdiode. Diese Diodentypen lassen den elektrischen Strom nur in eine Richtung fließen. So kann sie zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom verwendet werden. 1N4007 hat verschiedene reale Anwendungen, z. B. Freilaufdiode-Anwendungen, allgemeine Gleichrichtung von Netzteilen, Inverter, Konverter usw. Die Pin-Belegung der Diode ist unten dargestellt.

1N4007 Diode
Pin Nr.	Pin-Name	Ladung
1	Anode	+
2	Kathode	–

Das obige Diagramm zeigt das symbolische Bild der 1N4007. Das Verständnis jedes Bauelements eines elektrischen Schaltkreises wird 크게 verbessert, wenn die elektrischen Eigenschaften dieses Bauelements bekannt sind. Die elektrischen Eigenschaften der Diode 1N4007 sind unten tabellarisch dargestellt.

1N4007 Elektrische Eigenschaften
Parameter	Werte	Einheiten
Durchlassspannung bei 1,0 A	1,1	V
Sperrstrom bei 25 °C	5	µA
Gesamtkapazität bei 1,0 MHz	15	pF
Max. Volllast-Sperrstrom bei 75 °C	30	µA
Gleichgerichteter Mittelwert des Vorwärtsstroms	1	A
Spitzenwert der periodischen Sperrspannung	1000	V

Die Merkmale der Diode 1N4007 sind wie folgt:

• Geringer Sperrstrom
• Geringer Vorwärtsspannungsabfall
• Hohe Vorwärts-Spitzenstromfähigkeit

Diese Diode hat viele reale Anwendungen in eingebetteten Systemen, einige der wichtigsten Anwendungen des speziellen Diodes sind unten aufgeführt:

1. Konverter
2. Für Schaltzwecke in eingebetteten Systemen
3. Freilaufdiode-Anwendungen
4. Inverter
5. Allgemeine Gleichrichtung von Netzteilen
6. Zur Vermeidung von Rückstrom und zum Schutz von Mikrocontrollern wie Arduino oder PIC.

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Relais:

Ein Relais ist ein elektrisch betätigter Schalter. Der Schalter kann beliebig viele Kontakte in verschiedenen Kontaktformen haben, wie Schließkontakte, Öffnungskontakte oder Kombinationen davon. Relais werden verwendet, um einen Stromkreis durch ein unabhängiges Niederspannungssignal zu steuern, oder wo mehrere Stromkreise durch ein Signal gesteuert werden müssen. Alte Relais hatten Elektromagnete zum Öffnen und Schließen der Kontakte, aber jetzt wurden andere Betriebsprinzipien erfunden, wie das Halbleiterrelais (Solid State Relay). Es nutzt im Wesentlichen Halbleitereigenschaften zur Steuerung, ohne auf bewegliche Teile angewiesen zu sein. Die Pin-Belegung eines 5 V Relais, das in der Schaltungskonstruktion verwendet wird, ist unten dargestellt.

5V Relais
Pin Nr.	Pin-Name	Beschreibung
1	Spulenende 1	Wird zum Auslösen des Relais verwendet
2	Spulenende 2	Wird zum Auslösen des Relais verwendet
3	Common (COM)	Mit einem Ende der Last verbunden
4	Normalerweise geschlossen (NC)	Wenn das andere Ende an diesen Anschluss angeschlossen ist, bleibt die Last vor dem Auslösen verbunden
5	Normalerweise offen (NO)	Wenn das andere Ende an diesen Anschluss angeschlossen ist, bleibt die Last vor dem Auslösen getrennt

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Funktionsweise der 24V Blinkschaltung:

Verbinden Sie die Komponenten ordnungsgemäß wie im gezeigten Schaltplan. Die positiven Enden der Lampen sind miteinander verbunden und mit dem Relais verbunden. Die positiven Enden der Lampen sind miteinander verbunden und mit der 24 V Versorgung verbunden, um die Lampen zu schalten, sind die negativen Enden mit einem Relais verbunden. Der Common-Pin des Relais ist mit dem Relais verbunden und der Normalerweise-Offen (NO) Pin ist mit dem negativen Ende einer Lampe verbunden und der Normalerweise-Geschlossen (NC) Pin des Relais ist mit dem negativen Ende der anderen Lampe verbunden. Auf diese Weise wird zu jedem Zeitpunkt nur eine Lampe eingeschaltet.

Das Relais muss periodisch EIN und AUS geschaltet werden. Diese Funktion wird von einem 555 Timer übernommen. Wir verwenden den 555 Timer im astabilen Modus, um einen Impuls mit vordefinierten EIN- und AUS-Zeiten zu erzeugen. In unserem Schaltkreis wird eine der Lampen im EIN-Zustand leuchten und die andere im AUS-Zustand. Die Spannungsversorgung, die wir haben, beträgt 24 V, aber der 555 Timer benötigt eine viel geringere Betriebsspannung. Deshalb verwenden wir den 7805 Spannungsregler, der die eingehenden 24 V auf 5 V regelt, die zum Betreiben des Timers und Relais verwendet werden können. Der NPN-Transistor BC547 (oder 2N2222) wird verwendet, um das Relais gemäß den vom Timer gegebenen Impulsen EIN oder AUS zu schalten. Aber die Stromausgabe vom 555 Timer reicht nicht aus, um das Relais EIN oder AUS zu schalten, wir verwenden einen Transistor dazwischen über einen Basiswiderstand. Diese Schaltung nennt man Relais-Treiberschaltung. Der fertige Schaltkreis zusammen mit allen korrekten Verbindungen und Werten der Komponenten sollte einen funktionierenden 24V Blinkschaltkreis ergeben.