معذرة هذا الشرح من سلسلة تشمل كل الالكترونيات لذا هناك إشارة لبعض المواضيع السابقة - رجاء المعذرة
=======
مؤقت 555
عندما نبحث عن هذه العائلة من الدوائر نجد أنها تقع فى قسم Linear رغم أنها تنتج نبضات ولها مثيل فى كل العائلات الرقمية ! لماذا لم تصنف رقمية؟؟
كل عائلة رقمية لها خواص ثابتة فمثلا TTL تعمل على 5فولت وهذه تعمل من 4.5 إلى 16 فولت و رغم أن هناك 7555 وهى الشقيق المصنوع بتقنية CMOS إلا أنها لا توافق باقى الخواص لهذه العائلة مثل حدود جهد الدخول لذا فتصنيفها مازال أيضا Linear
رأينا من دوائر المقارنات Comparators كيف باستخدام مقاومة ومكثف أن نحصل منه على نبضة مستطيلة ولكن هناك مشكلتان
الأولى أن زمن النبضة حساس جدا للجهد وكلما زاد الجهد قل زمن النبضة لسرعة شحن المكثف.
الثانية أن النبضة يمكن أن تقارن بجهد ثابت وهنا نحتاج لثنائى زينر وهو ذو نسبة خطأ عالية.
ما الحل إذن؟؟
لو نذكر تلك المرة حين تكلمنا عن دائرة المقاومة والمكثف و زمن التفريغ والشحن، أثبتنا أننا لو شحنا دوما أو فرغنا لنسبة من جهد البطارية، فإن زمن الشحن/التفريغ لا يعتمد على الجهد، فقط على قيم المقاومة والمكثف والنسبة وكلها ثوابت لا تتأثر بالظروف.
هذا يحل مشكلة ويضيف أخرى! حل مشكلة الثنائى زينر و أضاف الاعتماد الكلى على المقاومات لأن النسبة عبارة عن مقاومتين. ولو تذكرنا ما قلناه عن تصنيع المقاومات فى الدوائر المتكاملة وهو أننا لا نستطيع الحصول على قيمة دقيقة ولكن نستطيع الحصول على مقاومتان متماثلتان أو بنسب دقيقة لوجدنا الحل.
الرسم التالى يوضح الفكرة أولا و بعد ذلك نحللها لدائرة ولا أريد التعقيد بالشرح التفصيلى ولكن الكثير منا يريد استخدام هذه القطعة ثم لا تعطى النتائج المرجوة منها.
[IMG]
[/IMG]
نجد أنها مبنية حول 3 مقاومات متماثلة قيمة كل منها 5 كيلو أوم بين مصدر التغذية والأرضى لذا فهى تعطى نقطتين ثلث وثلثى المصدر. طرفى المصدر الكهربى هما الطرف رقم 1 للأرضى والطرف 8 للموجب.
ما أردناه أن نشحن إلى نسبة ثابتة من المصدر ولهذا نضع هاتين النقطتين على زوج من المقارنات Comparators و نجعل أحدهما لبدء عملية الشحن والآخر لإنهائها و طبعا الحل الوحيد هو:
لو انخفض جهد طرف ما حتى الثلثين يكون هذا إيذانا بالبدء ونسميه القدح Trigger، وهو هنا الطرف رقم 2 و من الطبيعى أن تكون وظيفته تفعيل مذبذب متعدد (سبق شرحه) Set a Multi Vibrator و الذى يعطى خرجه على الطرف 3
كل مذبذب متعدد أو دائرة توقيت يفضل أن يكون لها طرف إلغاء RESET ويلزم فى حالتين
1- إنهاء النبضة مبكرا – للحصول على نبضات متغيرة العرض.
2- عدم الاستجابة الآن لنبضات القدح للتحكم فى أداء الدائرة حسب الحاجة
وهذا هو الطرف رقم 4 و يجب هنا أن نذكر أنه يعمل على صفر فولت وهذا سبب الدائرة الصغيرة المرسومة ولا أريد أن أربطها بالمسميات المستخدمة فى دوائر المنطق و نقول عنها Active Low مثلا لاختلاف مستوى الجهود كما سيلى ذلك لاحقا.
تنتهى النبضة كما ذكرنا عند ثلثى المصدر، إذن يكون لدينا طرف لو زاد جهده عن ثلثى المصدر ينهى النبضة ولهذا يسمى "الحد" أو Threshold وهو الطرف 6 وهو أيضا متصل بمقارن Comparator و ستكون مهمته إنهاء الزمن أو النبضة و لكن هناك أولويات فطرف 4 له أولوية عن طرف 6 و سيلى شرح ذلك لاحقا مع تفصيل الدائرة.
حسنا، ماذا لو أردت أن أحصل على تعديل اتساع طبقا لإشارة معينة مثلا ؟ سمعت أنها تقوم بذلك!
أجل ولو لاحظت الطرف 5 تجد أنه متصل مباشرة بين المقاومة العليا (المتصلة بالموجب) والمقاومة الوسطى وهى النقطة الداخلة أيضا للمقارن الذى ينهى النبضة ، فلو غيرت جهد هذه النقطة يتغير عرض النبضة بالتبعية و كلما زاد الجهد زاد عرض النبضة والعكس بالعكس. وهنا يجب أن نلاحظ أن لا حدود لهذا الجهد باستثناء جهد التغذية أى لا تزيد عن طرف 8 ولا تقل عن طرف 4 حتى لا تتلف القطعة ، فقط نعلم أن عند جهد قريب من الطرف 8 تحتاج لزمن
للوصول لنهاية النبضة.
قبل أن نترك هذه النقطة يجب أن نعيد النظر للدائرة لنؤكد أن هذا الجهد على الطرف 5 يؤثر على النقطة (أ) و هذا ينعكس أيضا على النقطة (ب) حيث يكون جهد (ب) دوما نصف جهد (أ) و لذلك يؤثر أيضا على مقارن القدح جاعلا الجهد اللازم لحدوث القدح أقل .
إذن لو كان جهد الطرف 5 = صفر سيكون الزمن = صفر؟
للأسف لا وسنشرح ذلك فى الدائرة أيضا
أما الطرف 7 فهو لازم لتفريغ المكثف عند وصوله لحد إنهاء الزمن وهو ببساطة ترانزيستور كما بالرسم يكون فاصلا طوال زمن النبضة.
قبل أن نناقش الاستخدامات نفحص قليلا دوائرها أو تركيبها من الداخل حتى نفهم تناقضاتها وما تفعله ومالا تفعله.
لو تذكرنا المقارنات Comparators سنجد أنها مجرد مكبر تفاضلى ولتحسين أداؤه يكون من النوع دارلنجتون و يزود بمصادر تيار كحمل ذو معاوقة عالية و مقاومة صغيرة، إذن يجب أن يكون لدينا زوج من هذه.
مهلا ، أحدهما يتجاوب عندما يزيد الجهد عن نقطة محددة و الثانى عندما يقل عند نقطة محددة!
إذن ليكن أحدهما س م س NPN والثانى عكسه أى م س م PNP
المكبر التفاضلى من النوع م س م PNP يتجاوب مع انخفاض الجهد لذا يوضع للقدح Trigger وهو باللون الأزرق Q10,Q11,Q12,Q13 و مصدر التيار الثابت له Q9 مع Q19 و يؤخذ الخرج من Q11
هيه هذا ليس ترانزيستور !! هذا شئ جديد ذو أربع أطراف – ما هذا و كيف يعمل؟!!
ببساطة تعودنا أن نصنع مصدر تيار ثابت من ثنائى وترانزيستور ، وعند الحاجة لأكثر من مصدر يمكننا ببساطة إضافة ترانزيستور آخر فقط ولو كان المطلوب تيارين متساويين، إذن يمكن ربط القاعدتين Base و أيضا الباعثين Emitter و نأخذ من كل مجمع Collector خرج كما بالرسم الأيسر العلوى
[IMG]
[/IMG]
الآن لنقم بالتصنيع بتقنية الدوائر المتكاملة والشكل الأيمن سبق شرحه كترانزيستور واحد سابقا
لماذا نصنع 2 ترانزيستور و نسعى لتوصيل طرفى E الباعث؟ واحد يكفى بمساحة مكافئة
نفس القصة للقاعدة B فقط علينا أن نفصل المجمعين Collector كما بالرسم! أليس كذلك؟ ماذا نتج لدينا الآن؟
ترانزيستور واحد له باعث E واحد وقاعدة واحدة B و مجمعين C كما بالرسم
نكمل الحديث؟
المكبر التفاضلى من النوع س م س NPN يتجاوب مع زيادة الجهد لذا يوضع للحد Threshold وهو باللون الأحمر Q1,Q2,Q3,Q4 و مصدر التيار الثابت له Q5,Q6,Q7,Q8 و يؤخذ الخرج من Q6
يذهب كل خرج لنقطة مناسبة للمذبذب المتعدد Q16,Q17 وهو ثنائى الاستقرار Bi-stable MV فيما عدا أن المقاومة التى تربط مجمع Q16 بقاعدة Q17 حذفت، وهذا لا يؤثر على نظرية العمل. رجاء مراجعته إن احتاج الأمر.
هنا إحدى النقاط التى عبرنا كل هذا الطريق لنفهمها وهى ماذا يحدث لو ظل طرف القدح Trigger أقل من ثلث المنبع ولم يعد مرة أخري- أى ماذا يحدث لو كان القدح Trigger بجهد مستمر بدلا من نبضة؟!! نعود للرسم و نحاول أن نفكر فى ذلك للمرة القادمة بإذن الله
شرح مولد النبضات 555 – 7555 – 556 555 Timers
