CMOS 555 Long Duration Red LED Flasher

부품 및 재료

<울>

AAA 배터리 2개

배터리 클립(Radio Shack 카탈로그 번호 270-398B)

DVM 또는 VOM

U1 - CMOS TLC555 타이머 IC(Radio Shack 카탈로그 번호 276-1718 또는 동급)

Q1 - 2N3906 PNP 트랜지스터(Radio Shack 카탈로그 #276-1604(15팩) 또는 동급)

Q2 - 2N2222 NPN 트랜지스터(Radio Shack 카탈로그 #276-1617(15팩) 또는 동급)

D1 - 적색 발광 다이오드(Radio Shack 카탈로그 번호 276-041 또는 동급)

R1 - 1.5MΩ 1/4W 5% 저항기

R2 - 47KΩ 1/4W 5% 저항기

R3 - 2.2KΩ 1/4W 5% 저항기

R4 - 27Ω 1/4W 5% 저항(또는 더 나은 값을 테스트 선택)

C1 - 1µF 탄탈륨 커패시터(Radio Shack 카탈로그 272-1025 또는 동급)

C2 - 100µF 전해 커패시터(Radio Shack 카탈로그 272-1028 또는 동급)

상호 참조

전기 회로의 교훈 , 1권, 16장:"전압 및 전류 계산"

전기 회로의 교훈 , 1권, 16장:"미지의 시간에 대한 풀이"

전기 회로의 교훈 , 3권, 4장:"바이폴라 접합 트랜지스터"

전기 회로의 교훈 , 3권, 9장:"정전기 방전"

전기 회로의 교훈 , 4권, 10장:"멀티바이브레이터"

학습 목표

<울>

RC 시상수에 대한 실제 적용 알아보기

여러 555 타이머 Astable Multivibrator 구성 중 하나 알아보기

듀티 사이클에 대한 작업 지식

ESD에 민감한 부품 처리 방법

트랜지스터를 사용하여 전류 이득을 개선하는 방법

LED에 대한 올바른 저항을 계산하는 방법

개략도

그림

지침

노트! 이 프로젝트는 정전기에 민감한 부품인 CMOS 555를 사용합니다. 3권, 9장, 정전기 방전에 설명된 보호 기능을 사용하지 않는 경우 , 당신은 그것을 파괴할 위험이 있습니다.

이전 실험에 표시된 회로, CMOS 555 Long Duration Minimum Parts Red LED Flasher , LED 전류 제어가 부족하다는 한 가지 큰 단점이 있습니다. 이 실험은 동일한 기본 555 회로도를 사용하고 이를 수정하기 위해 트랜지스터화된 드라이버를 추가합니다.

이 트랜지스터 드라이버에 사용된 부품은 중요하지 않습니다. TLC555를 최소로 로드하고 Q2를 완전히 켜도록 설계되었습니다. 이것은 배터리 전압이 2V에 접근함에 따라 TLC555의 드라이브가 최소값으로 감소하기 때문에 중요합니다. 바이폴라 트랜지스터는 좋은 스위치가 될 수 있습니다.

LED는 많은 변화를 가질 수 있으므로 사용된 특정 LED와 일치하도록 R4를 조정해야 합니다. 전류는 27Ω 및 2.5V의 Vf(LED 순방향 강하 전압)에서 18.5mA로 제한되며, 2.1V의 LED Vf는 33mA를, 1.5의 LED Vf는 56mA를 소비합니다. 후자는 배터리 수명에 미치는 영향은 말할 것도 없고 너무 많은 전류입니다. 이를 수정하려면 목표 전류를 20mA로 가정하여 Vf가 2.1V이면 47Ω, Vf가 1.5V이면 75Ω을 사용합니다.

그림에서 빨간색으로 표시된 점퍼를 사용하여 Vf를 측정할 수 있습니다. 그러면 LED가 완전히 켜집니다. 다음 방정식을 사용하여 R4의 값을 계산할 수 있습니다.

R4 =(3V-Vf) / 0.02A

이전 실험에서 커패시터 C2가 배터리의 수명을 연장한다고 언급했습니다. 흥미로운 실험은 주기적으로 이 부분을 제거하고 어떤 일이 일어나는지 보는 것입니다. 처음에는 LED가 흐려지는 것을 볼 수 있으며 1~2주 후에 회로가 ​​LED 없이 죽고 교체되면 몇 초 안에 작업을 재개합니다. 이 점멸기는 새 알카라인 AAA 배터리를 사용하여 3개월 동안 작동합니다.

작동 이론

CMOS 555 오실레이터는 이전 실험에서 충분히 설명되었으므로 이번 설명에서는 트랜지스터 드라이버를 중심으로 설명하겠습니다.

트랜지스터 드라이버는 Q1의 공통 컬렉터 구성 요소와 Q2의 공통 이미 터 구성 요소를 결합합니다. 이것은 Q2가 완전히 켜지도록 허용하면서 매우 높은 입력 저항을 허용합니다. 트랜지스터의 입력 저항은 트랜지스터의 β(이득)에 이미 터 저항을 곱한 값입니다. Q1의 이득이 50(최소값)이면 드라이버는 100KΩ 이상으로 TLC555를 로드합니다. 트랜지스터는 같은 제품군 내에서도 이득에 큰 변화가 있을 수 있습니다.

Q1이 켜지면 1ma가 Q2로 전송됩니다. 이것은 포화라고 하는 Q2를 완전히 돌리기에 충분합니다. Q2는 LED용 단순 스위치로 사용됩니다.