利用555時基集成電路的基礎電路可以設計、開發出許多電子小實驗與科技制作。下面介紹幾種,供大家參考。 1.觸摸延時“小燈” 圖5-43是它的電路,它將觸摸開關發光二極管的實驗中加入延時電路,調整可調電阻阻值和電容量達到延時效果。要想增加延時的時間,就調換大容量的電容,如400μF、1000μF等。如果作為夜間床頭定時燈、樓道定時燈等,可拆去發光二極管和電阻,換一個6伏的小燈即可。
圖5-43 2.觸摸延時音樂門鈴 圖5-44是它的電路圖,與圖5-45比較,將觸摸延時“小燈”電路中拆去發光二極管,改為連接音樂片電路即可。它可以當作門鈴使用,也可安置在人手觸摸處作為瞬間報警器。
圖5-44 3.手控行車紅綠燈指示器模型 圖5-45是它的電路圖,先做一個紅綠燈燈架,將紅綠發光二極管固定在燈架上,按圖連接后,只要向下按動按鍵,則紅燈變為綠燈,手一離開便又成為紅燈。
圖5-45 圖5-46是 它的電路圖,只將上圖的手控改為磁控,再加上延時電路,就可以將上述模型改為路燈自動控制。先制作一個街道模型和指示燈架,將干簧管設在指示燈前方的道路 模型的下方。在一輛模型汽車的底部粘一塊磁鐵。當汽車行過干簧管上方時,電路導通,紅燈變為綠燈,汽車繼續向前行駛,由于延時電路作用,使綠燈亮一段時 間,保證汽車駛過路口。需要注意的是根據汽車模型的速度,調整干簧管的位置和電路延時的時間。
圖5-46 5.燈塔模型 先用硬紙做一個燈塔模型。圖5-47是它的電路圖,它只取閃光電路的一部分——一個綠發光二極管作為塔燈。最后調整好閃爍時間。
圖5-47 6.夜間打燈光靶 圖5-48是它的電路圖,它與閃光電路相比,集成電路的腳①是單獨與負極連接,而電容與R5卻 是經過干簧管與負極連接。先按圖14做一個一碰便可以翻倒的靶牌。在靶子的底部固定一塊磁鐵,將電路中的干簧管固定在與磁鐵相對應的支架底板上。綠色發光 二極管放置在靶心位置上,紅色發光二極管誘因在支架的底部。游藝時,將靶牌放在暗處,干簧管在磁場作用下導通,兩個發光二極管相互閃光,綠色發光二極管指 示靶心。當靶子被擊倒后,雖然干簧管失去了磁場的作用電路斷開,但這時電路并未全部不通,紅色發光二極管不會常亮,表示擊中靶子。如果把靶牌放到運動的車 模上,打靶更加緊張有趣。
圖5-48 圖5-49是它的電路圖,它是在音響電路中接入按鍵代替電鍵使用,做成一個發報練習器的,音調高低可自己選定。也可以自己做一個電鍵。
圖5-49 國際莫爾斯碼字符如下:圖5-50是 它的電路圖,它是在音響電路中接入干簧管,再將干簧管放入兩塊相吸引的磁鐵之間,這時,干簧管并不閉合,電路不導通。當移動一塊磁鐵后干簧管立即閉合,電 路導通報警。制作時先把干簧管安放在門窗的木框上,同時把一塊磁鐵固定在干簧管的上方,把另一塊磁鐵安放在門窗對著干簧管處的下方,注意一定要使這兩塊磁 鐵相吸,這時干簧管不導通,喇叭不發出音響。一旦門窗打開,干簧管被上方磁鐵吸引閉合,電路導通,發出音響報警。
在電路圖5-51中的A、B兩點是用一根細的導線連接(圖中的弧線),當人或動物碰斷導線時便會發聲報警,發光二極管發光。
10.雨水報警器 圖5-52是它的電路圖,它是在音響電路中從兩個電阻之間引出一個探頭改為雨水報警器的。用覆銅板照圖5-53做一個探頭,接到音響電路中,當雨水滴在探頭上,使電路導通,便會發出音響。這個報警器還可以作為各種遇水報警裝置。
水能導電,也就有電阻存在。圖5-54就是利用電阻值的不同,發出不同音調制作成高低水位報警器,它與雨水報警器中的探頭不同。用導線按照圖5-55做成水位探頭,接到電路中去。當水位低時,A與B導通,因有可調電阻,阻值較大發出低音;當水位升高A與C也導通,這時A與C電阻阻值因為沒有可調電阻遠遠小于A與B的電阻值,因此電流通過A與C,報警器便發出高音。 按這個思路還可以做成高低音門鈴、多路報警器等。
12.手控模仿鳥鳴實驗 圖5-56是 它的電路圖,它與音響器不同的是沒有電容,并將電容處斷開。先將音響器調響后,拆去電容,用兩個手指捏住導線的兩個端頭,這時喇叭發出高的音調。隨著手指 捏住松緊程度不同,喇叭發出時高時低、時響時斷、如同鳥叫一般的聲音。調整可調電阻阻值,會發出不同音調,模仿鳥鳴和其他音響。
圖5-56 13.節拍器 圖5-57是它的電路圖,它是將閃光電路中接上喇叭,做成既有燈光又有音響的節拍器,只是聲音較低。調整電阻阻值和電解電容可以得到不同的節拍。 如果去掉發光二極管,將節拍器調整到好似下雨的嘀嘀聲,還可以作為催眠器,響一夜用電量很少。
圖5-57 這個光控“燈”是見光發亮。圖5-58是它的電路圖,與前面介紹的光控“燈”控制相反,因此,只要把原電路中光敏電阻和可調電阻調一下位置就可以了。在實驗中不要忘記可調電阻的調整。 如果在電路中拆去發光二極管和電阻,接6伏繼電器,再由繼電器控制燈就可達到實用裝置的目的。
圖5-58 早上陽光照進屋內,它就播放出音樂。圖5-59是它的電路圖,它是在見光就亮的光控“燈”中,去掉發光二極管,改接音樂片和揚聲器而成。制作時可以根據自己所希望的亮度,慢慢調整可調電阻值。 該裝置還可以以市場銷售的小型激光指示器為光源槍,將光敏電阻安放在靶心處,找一個不透光的圓筒套在光敏電阻上,遮擋外部光線對它的干擾,調整可調電阻值,做成光電打靶器。
圖5-59 16.黑暗光控報警器 圖5-60是它的電路圖,它是在黑暗控制“燈”亮電路中接上音樂片電路,制作時根據所需的暗度下調整可調電阻值到發出音樂響聲。 該裝置還可以與小型激光指示器或其他光線配合,做成報警器,如在圈養的動物外圍,將小型激光指示器遠距離照射光敏電阻,當有動物外逃時,擋住激光束,便會 報警。或者將腳③與計算器中的連加相接,用來對傳送帶上的物品個數進行計算,或者用于通道顯示有人、動物通過等。
圖5-60 17.書寫光亮測試器 圖5-61是它的電路圖,它是在黑暗控制“燈”亮的電路中再加上一個發光二極管,就可以改裝為光線亮度測試器。反復調整可調電阻值,使它在符合書寫光照條件下,綠色發光二極管發光,而光照一暗時紅色發光二極管發光,以提醒人們注意。
圖5-61 圖5-62是它的電路圖,用鋼絲照圖做兩個探頭連在電路中,使用時,將它的兩個探頭插入花盆或其他物體中,反復調整可調電阻值,使它在濕潤時綠色發光二極管亮,干燥時紅色發光二極管亮,以示區別。
圖5-62 19.延時開的小“燈” 圖5-63是它的電路圖,它是將延時關電路中的電阻和電容交換位置,便可成為延時開的電路。按下按鍵,發光二極管由亮轉滅,當手指離開按鍵后,會發現過一會兒發光二極管才亮。
圖5-63 20.水沸報警器 先將熱敏電阻放入一個直徑為8毫米左右、長100毫米的銅管或不銹鋼管內,引出導線,用樹脂封好,不能進水。圖5-64是它的電路圖。實驗時插入開水中,要慢慢調整可調電阻的阻值,使它到100℃時音響報警,低于這個溫度時沒有音響報警。
圖5-64 555觸摸定時開關 集成電路IC1是一片555定時電路,在這里接成單穩態電路。平時由于觸摸片P端無感應電壓,電容C1通過555第7腳放電完畢,第3腳輸出為低電平,繼電器KS釋放,電燈不亮。

當需要開燈時,用手觸碰一下金屬片P,人體感應的雜波信號電壓由C2加至555的觸發端,使555的輸出由低變成高電平,繼電器KS吸合,電燈點亮。同時,555第7腳內部截止,電源便通過R1給C1充電,這就是定時的開始。
當電容C1上電壓上升至電源電壓的2/3時,555第7腳道通使C1放電,使第3腳輸出由高電平變回到低電平,繼電器釋放,電燈熄滅,定時結束。
定時長短由R1、C1決定:T1=1.1R1*C1。按圖中所標數值,定時時間約為4分鐘。D1可選用1N4148或1N4001。
相片曝光定時器
附圖電路是用555單穩電路制成的相片曝光定時器。用人工啟動式單穩電路。
工作原理:電源接通后,定時器進入穩態。此時定時電容CT的電壓為:VCT=VCC=6V。對555這個等效觸發器來講,兩個輸入都是高電平,即VS=0。繼電器KA不吸合,常開點是打開的,曝光照明燈HL不亮。

按一下按鈕開關SB之后,定時電容CT立即放到電壓為零。于是此時555電路等效觸發的輸入成為:R=0、S=0,它的輸出就成高電平:V0=1。繼電 器KA吸動,常開接點閉合,曝光照明燈點亮。按鈕開關按一下后立即放開,于是電源電壓就通過RT向電容CT充電,暫穩態開始。當電容CT上的電壓升到 2/3VCC既4伏時,定時時間已到,555等效電路觸發器的輸入為:R=1、S=1,于是輸出又翻轉成低電平:V0=0。繼電器KA釋放,曝光燈HL熄 滅。暫穩態結束,有恢復到穩態。
曝光時間計算公式為:T=1.1RT*CT。本電路提供參數的延時時間約為1秒~2分鐘,可由電位器RP調整和設置。
電路中的繼電器必需選用吸合電流不應大于30mA的產品,并應根據負載(HL)的容量大小選擇繼電器觸點容量。
單電源變雙電源電路
附圖電路中,時基電路555接成無穩態電路,3腳輸出頻率為20KHz、占空比為1:1的方波。3腳為高電平時,C4被充電;低電平時,C3被充電。由 于VD1、VD2的存在,C3、C4在電路中只充電不放電,充電最大值為EC,將B端接地,在A、C兩端就得到+/-EC的雙電源。本電路輸出電流超過 50mA。

簡易催眠器
時基電路555構成一個極低頻振蕩器,輸出一個個短的脈沖,使揚聲器發出類似雨滴的聲音(見附圖)。揚聲器采用2英寸、8歐姆小型動圈式。雨滴聲的速度 可以通過100K電位器來調節到合適的程度。如果在電源端增加一簡單的定時開關,則可以在使用者進入夢鄉后及時切斷電源。

直流電機調速控制電路
這是一個占空比可調的脈沖振蕩器。電機M是用它的輸出脈沖驅動的,脈沖占空比越大,電機電驅電流就越小,轉速減慢;脈沖占空比越小,電機電驅電流就越 大,轉速加快。因此調節電位器RP的數值可以調整電機的速度。如電極電驅電流不大于200mA時,可用CB555直接驅動;如電流大于200mA,應增加 驅動級和功放級。

圖中VD3是續流二極管。在功放管截止期間為電驅電流提供通路,既保證電驅電流的連續性,又防止電驅線圈的自感反電動勢損壞功放管。電容C2和電阻R3 是補償網絡,它可使負載呈電阻性。整個電路的脈沖頻率選在3~5千赫之間。頻率太低電機會抖動,太高時因占空比范圍小使電機調速范圍減小。
用555制作的D類放大器
我們知道D類放大器具有體積小、效率高的特點。這里介紹一個用555電路制作的簡易D類放大器。它是利用555電路構成一個可控的多諧振蕩器,音頻信號輸入到控制端得到調寬脈沖信號(如圖),基本能滿足一般的聽音要求。

由IC 555和R1、R2、C1等組成100KHz可控多諧振蕩器,占空比為50%,控制端5腳輸入音頻信號,3腳便得到脈寬與輸入信號幅值成正比的脈沖信號,經L、C3接調、濾波后推動揚聲器。
風扇周波調速電路
夏天要來了,電風扇又得派上用場。這里介紹一個電風扇模擬陣風周波調速電路,可以為將我們家里的老式風扇增加一個實用功能,也算是一個迎接夏天到來的準備吧。下面介紹其工作原理。

電路見圖1a。電路中NE555接成占空比可調的方波發生器,調節RW可改變占空比。在NE555的3腳輸出高電平期間,過零通斷型光電耦合器 MOC3061初級得到約10mA正向工作電流,使內部硅化鎵紅外線發射二極管發射紅外光,將過零檢測器中光敏雙向開關于市電過零時導通,接通電風扇電機 電源,風扇運轉送風。在NE555的3腳輸出低電平期間,雙向開關關斷,風扇停轉。
MOC3061本身具有一定驅動能力,可不加功率驅動元件而直接利用MOC3061的內部雙向開關來控制電風扇電機的運轉。RW為占空比調節電位器,亦即電風扇單位時間內(本電路數據約為20秒)送風時間的調節,改變C2的取值或RW的取值可改變控制周期。
圖1b電路為MOC3061的典型功率擴展電路,在控制功率較大的電機時,應考慮使用功率擴展電路。制作時,可參考圖示參數選擇器件。由于電源采用電容壓降方式,請自制時注意安全,人體不能直接觸摸電路板。
電熱毯溫控器
一般電熱毯有高溫、低溫兩檔。使用時,撥在高溫檔,入睡后總被熱醒;撥在低溫檔,有時醒來會覺得溫度不夠。這里介紹一種電熱毯溫控器,它可以把電熱毯的溫度控制在一個合適的范圍。

工作原理:
電路如圖所示。圖中IC為NE555時基電路。RP3為溫控調節電位器,其滑動臂電位決定IC的觸發電位V2和閥電位Vf,且V5=Vf=2Vz。 220V交流電壓經C1、R1限流降壓,D1、D2整流、C2濾波,DW穩壓后,獲得9V左右的電壓供IC用。室溫下接通電源,因已調 V2Vz,V6≥Vf時,IC翻轉,3腳變為低電平,BCR截止,電熱絲停止發熱,溫度開始逐漸下降,BG1的ICEO隨之逐漸減小,V2、V6降低。當 V6元件選擇:
BG1可選用3AX、3AG等PNP型鍺管;BCR用400V以上的小型雙向可控硅,其它元件按圖標選用。
制作要點:
熱敏傳感器BG1可用耐溫的細軟線引出,并將其連同管腳接頭裝入。一電容器鋁殼內,注入導熱硅脂,制成溫度探頭。使用時,把該溫度探頭放在適當部位即可。
多用途延遲開關電源插座
家用電器、照明燈等電源的開或關,常常需要在不同的時間延遲后進行,本電源插座即可滿足這種不同的需要。
工作原理:電路如圖所示,它由降壓、整流、濾波及延時控制電路等部分組成。

按下AN,12V工作電壓加至延遲器上,這時NE555的②腳和⑥ 腳為高電平,則NE555的③ 腳輸出為低電平,因此繼電器K得電工作,觸點K1-1向上吸合,這時“延關”插座得電,而“延開”插座無電。
這時電源通過電容器C3 、電位器RP、電阻器R3至“地”,對C3進行充電,隨著C3上的電壓升高,NE555的②、⑥腳的電壓越來越往下降,當此電壓下降至2/3Vcc 時,NE555的③腳輸出由低電平跳變為高電平,這時繼電器將失電而不工作,則其控制觸點恢復原位,則“延關”插座失電,而“延開”插座得電。就這樣滿足 了不同的需求,LED、LED2作相應的指示。
本電路只要元器件是好的,裝配無誤,裝好即可正常工作。
延時時間由C3及PR+R3的值決定,T≈1.1C3(PR+R3)。RP指有效部分。C3可用數十pF至1000μF的電容器,(PR+R3)的值可取2K~10MΩ。
C1的耐壓值應≥400V,R1的功率應≥2W,AN按鈕開關可選用K-18型的,繼電器的型號為JQX-13F-12V。其它元器件無特殊要求。
新穎實用的直流低壓穩壓電源
開關電源部分的VD1-VD4、R1、C1、C2組成整流濾波電路。NE555和R2、R3、C4、VD6等元件組成多諧振蕩電路,其頻率約 20KHz。R4、C3、VD5組成降壓穩壓電路,為NE555提供12V工作電源。大功率管VT1及變壓器T構成開關電路。VT1的工作狀態由 NE555的③腳控制,導通時間由脈沖寬度決定,調整R3即可改變脈沖寬度。脈沖寬度變寬,輸出電壓升高;脈沖寬度變窄,輸出電壓降低。VT2及R8、 R9、C6組成過流保護電路。當負載過重或發生短路故障時,VT2導通,強迫NE555復位停振,從而保護VT1不致損壞。C7、R10為保護網絡,防止 VT1的c-e結被瞬間脈沖擊穿。兩個次級繞組經整流濾波后分別輸出20V及12V。
為了使制作簡單,開關電源設計成不能自動穩壓的,其功能類似于變壓器,只是實現輕型化的隔離降壓作用,穩壓功能由后面的穩壓電路實現。12V直流電壓經7805穩壓后輸出+5V電壓;20V直流電壓送至可調穩壓電路。兩者不共地,以便于進行加減組合輸出多種電壓。

像以上介紹的利用基礎電路擴展的電子制作還可以舉出許多例子,只要大家多動腦筋,發揮創造性,就可以充分利用這套器件中磁控、光控和溫控的作用,再制作出 各種適應它們的外圍作品,如:干簧管放在水容器的外面指定位置,使磁鐵隨水面上升,當到達干簧管位置時便可報警;或將磁鐵放在車輪上,干簧管放在靠近磁鐵 的位置,車輪每旋轉一圈就使干簧管閉合一次,等等類似這樣的裝置;或者加入其他有關的繼電器、聲控、紅外發射與接收等元器件就可以制作出更多新穎有趣的電 子科技作品來。關于無線電方面的內容和焊接技術其他書籍介紹較多,這里就不再介紹了。
|