555 ile Yükselen ve Düşen Kenarlarda 1 Saniye Çıkış
Genel Bakış
Merhabalar! İnternette karşılaştığım bir soru üzerine gerçeklediğim bir devreyi paylaşmak istiyorum. Soru şöyleydi:
Butona 1 sefer bastığımda ne kadar basılı olursa olsun ilk bastığım andan itibaren 1 saniye çıkış verecek. Ne zaman elimi çekersem tekrar 1 saniye çıkış verecek bir devre (mikrodenetleyici istenmiyor)...
Mikrodenetleyicisiz bir devre yapıldığında koşullar çoğaldıkça tasarlanacak devre karmaşıklaşacaktır. Basitliği sağlamak adına bu yüzden soru içindeki isteğin birinden feragat etmek durumundayız. Bu da, "Ne zaman elimi çekersem tekrar 1 saniye çıkış verecek" isteğidir.
Peki neden bu istekten feragat edeceğiz? Devrenin omurgası 555 tümdevresidir (tümdevre = entegre). 555'i hem yükselen hem de düşen kenarı saptamak için kullanacağız. 555 3 nolu ucundan çıkış verdiğinde bu çıkış süresi dolana dek 555'e başka bir eylem yaptıramıyoruz ki 1 saniyelik çıkış darbemiz sekteye uğramasın. Zaten istesek de, RC devresi dolum süresini (1sn) bitirmeden girişi değişse bile 555 çıkışta bir tepki vermeyecektir. Bu yüzden 555, -ne zaman- elimizi tuştan çekersek DEĞİL, -ilk çıkış darbesi bittikten sonra ne zaman- elimizi çekersek tepki verecektir. Dolayısıyla tasarım bu şekildedir.
Tasarladığım devre çizimi aşağıdadır.
Gördüğünüz gibi devre basit üç temel bölümden ve birkaç bileşenden (component) oluşuyor.
- Düşen kenar saptama bölümü
- Yükselen kenar saptama bölümü
- 1 saniyelik çıkış üreten monostable düzende kurulmuş 555 sürevci bölümü Bu bölümlerin dışında kalanlardan 47k değerindeki R1 direnci, tuşa basılınca kısa devreyi önlemek için, 10k değerindeki R5 direnci de 2 numaralı tetikleyici (trigger) girişindeki voltaj düzeyini transistörlerin iletimde olmadığı durumlarda 555'i tetiklemek için gereken voltaj düzeyinin (1/3 VCC) üzerinde tutmak içindir. Bu sayede 555'in tetikleyici girişinde oluşan kararsız voltaj değişimlerinden dolayı çıkış vermesinin önüne geçilmiş olunur.
Şimdi devrenin başlangıç durumunu ve üç temel bölümü kısa kısa betimleyelim...
SW1 tuşunun çıkışı ve C1 ve C2 kapasitörlerinin girişlerinin bağlı olduğu hata giriş hattı diyelim. Devreye ilk enerji verildiğinde giriş hattında yaklaşık 11-12 volt seviyesinde bir voltaj olacaktır. Bu değer oldğunda Q2 bir NPN transistör olmasına rağmen iletime geçmez. Gelin bunun nedenini bölüm başlıklarında irdeleyelim.
Devreye ilk enerji verildiğinde kendi kendine çıkış verebilir. Bu ilk anda yükselen voltajın yükselen kenar olarak algılanmasındandır.
1. Düşen Kenar Saptama Bölümü
Transistörün iletime geçmesi ayrı bir durum doyuma geçmesi ayrı bir durumdur. BC557'nin C - E uçlarında -10 miliamperlik doyum durumuna geçmesi için beyz ucuna enaz -0,5mA, -0,075V uygulanmalıdır. Daha fazla bilgi için transistörlerin veribetlerini (datasheet) inceleyebilirsiniz.
2. Yükselen Kenar Saptama Bölümü
Eğer transistörlerin iletimde kalma süresi 25 nanosaniyeden daha az olursa, 555'in tetikleyici ucu bu tetikleme darbesini muhtemelen algılayamayacak ve devre çalışmayacaktır.
3. 555 Sürevci Bölümü
T = 1,1RC formülünde kullanarak hesaplamayı yapalım.
- İstenen süre = 1 saniye
- Seçilen kapasitör = 10uF
- Seçilen direnç = ?
1T = 1,1 * R * C
21 = 1,1 * R * (10 * 10⁻⁶)
3R = 1 / (1,1 * (10 * 10⁻⁶))
4R = 1 / 0,000011
5R = 90909,090909091
Seçeceğimiz direnç 90909,090909091 gibi tuhaf bir sayı olarak sonuçlandı. Fakat böyle değerde bir direnci nerede buluruz diye endişelenmeyin çünkü standart bir değer olan 91k değerine çok yakın bir değer. Fakat bunun sonucunda tam 1 saniye yerine 1,001 saniyelik bir çıkış darbesi elde edeceğiz.
Dilerseniz sabit bir direnç bağlamak yerine 500k değerinde bir potansiyometre bağlayıp yaklaşık 5,5 saniyeye kadar çıkış süresi ayarlayabilirsiniz.
1T = 1,1 * R * C
2T = 1,1 * (91 * 10³) * (10 * 10⁻⁶)
3T = 1,1 * 91000 * 0,00001
4T = 1,001 saniye
Evet buraya kadar geldik ve devreyi kurduysak, devremiz çalışmaya hazır demektir. Aşağıda devrenin çalışmasını gösteren vidyo bağlantısını verdim. Ayrıca 555, BC557 ve BC547 bileşenlerinin veribetleri için bağlantıları da daha teknik ayrıntılara dalmak isteyenler için ekledim. Bu devre ne işimize yarar diye düşünenler olabilir. Devre tek başına bir hobi devresi olmaktan öteye gitmez. Devreye gerçek bir işlev kazandırmak isterseniz sensörlü devrelerle veya voltaj değişimlerinin saptanması gereken devrelerle birleştirip gerçek bir amaca hizmet etmesini sağlayabilirsiniz. Nelerle birleştireceğiniz sizin hayal gücünüze kalmış.
Eğer bu devrenin besleme voltajı değerini amacınıza uygun kullanmak için düşürmeyi ya da yükseltmeyi düşünürseniz Ohm yasası hesaplarını kullanarak R3, R4 ve R5 dirençlerini değiştiriniz.
Kaynaklar