الدرس الأول

المؤقتات 555

ماهي المؤقتات ؟

المؤقت هو عبارة عن دائرة مدمجة مكونة من 8 أرجل وتسمى المؤقت 555. وبكل بساطة من كلمة مؤقت سوف نفهم أننا نتعامل مع وقت وبإمكاننا التحكم به. من خلال عنصرين مهميين هما المقاومة والمكثف. والمؤقت يوفر لنا زمن تأخير وأيضاً يعمل كمذبذب أو قلاب فليب فلوب.


أهمية المؤقتات:

المؤقت من العناصر القديمة والفعالة إلى يومنا هذا. وهو من الأساسيات التي تدرس في الكليات والجامعات لأهمية هذا العنصر وأيضاً تطبيقاته الكثيرة جداً. ويعتبر المؤقت 555 عتبة البداية في عالم الدوائر المدمجة. بمجرد استيعابك للعناصر التماثلية وهي المقاومة والمكثف. والشيء المبهر ان من خلال المؤقتات نستطيع ان نتحكم بالزمن من دون برمجة.


التعرف على المؤقت 555:

يتكون عنصر المؤقت 555 من 8 أرجل، بداية عد الأطراف من جهة اليسار للدائرة المدمجة . فدعونا نتعرف على الأطراف بالتفصيل.



  1. هذا الطرف يوصل مع الأرضي GND

  2. جهد منخفض أقل من ثلث 1/3 جهد المصدر الأساسي، يحدث قدح أو اشعال بحيث يظهر لنا جهد عالي High بطرف 3 وهو الخرج.

  3. هو الخرج للمؤقت ويكون Low منخفض ، بمعنى الجهد المطبق عليه هو صفر فولت. أما إن كان الجهد عالي High سوف يكون أقل من مصدر الجهد الأساسي ب1.7 فولت . كامثال لو نفترض أن مصدر الجهد الأساسي 8 فولت، هذا يعني أن الجهد في طرف 3 سوف يصبح 6.3 فولت. اي ان ال Low هو صفر فولت و High هو 6.3 فولت.

  4. يقوم بعملية التصفير بحيث أنه يصفر الخرج وهو الطرف ثلاثه إلى وضع الجهد المنخفض Low فولت.

  5. عادةً في المشاريع يوصل هذا الطرف مع مكثف قيمته 10nF لتفادي التشويش Noises. لكن قد يستخدم لتحكم في التوقيت الخاص للمؤقت 555.

  6. هذا الطرف هو جهد العتبة Threshold وهي مراقبة الجهد من خلال طرف المكثف وهي التوصيلة الخارجية. بمعنى إن كان في هذا الطرف الجهد أعلى من العتبة Threshold اي يساوي أو أعلى من 2/3 ( لو نفترض الجهد الأساسي 8v هذا يعني الأعلى من العتبة هو 5.3v) سوف الخرج ينتقل من ال High إلى ال Low.

  7. هو تفريغ المكثف من الشحنات. وتكون التوصيلة الخارجية هي مقاومة مع المكثف وهذه العملية أو التوصيلة المسؤولة في تحديد وقت التفريغ.

  8. يوصل مع الجهد الموجب ويكون من 5v إلى 15v. وعادةً التغذية هي 5v.


من مميزاته:

  • 555 سهل الإستخدام والفهم والأهم من هذا ان مصادره كثيرة جداً.

  • سعره رخيص جداً وبإمكانك الحصول عليه بسهولة.

  • 555 لديه تطبيقات كثيرة بحيث أن كل مشروع يقدم لك معلومة جديدة.

  • دقة هذا العنصر بملاحقته البسيطة والرخيصة.

أمثلة وتطبيقات:

كما ذكرنا أن 555 من العناصر المهمة والشائعة بعالم الإلكترونيات، والتطبيقات كثيرة جداً. لكن سوف نتطرق إلى أهم التطبيقات وهي تعتبر المبدأ الأساسي لعمل المؤقت 555 ومن هذا المنطلق نبني مشاريعنا. وأليكم هذه الحالات الثلاثة:

  1. مذبذب احادي الإستقرار Monostable Multivibrator

  2. مذبذب عديم الإسقرار Astable Multivibrator

  3. مذبذب ثنائي الإسقرار. Bistable Multivibrator

وسوف نأخذ كل حاله على حده بحيث نفصل في الحاله ونشرحها. وأيضاً نحل مسائل حسابية. واخيراً ننتهي بالتطبيق العملي. ومن هنا نفهم الأساسيات الثلاثة ونستطيع ان نقرأ اي مخطط او مشروع يستخدم المؤقت 555.


ماهو مذبذب احادي الإسقرار؟

لديه حالة واحدة مستقرة و غير مستقرة بحيث إذا تم القدح أو الإشعال سوف تتغير حالته إلى حالة غير مستقرة. وتعتمد هذه الحاله كما ذكرنا على قيمة المقاومة Resistor والمكثف Capacitor. بمعنى لو نفترض أن لدينا مفتاح Switch Push Button كدخل موصل مع طرف 2 للمؤقت ولدينا مصباح كخرج موصل إلى الطرف 3 للمؤقت. وبغض النظر عن التوصيلات والملحقات الأخرى للمؤقت، أليكم تخطيط يوضح المثال.



في هذه الحالة يكون المصباح في وضع إطفاء Low وعندما نضغط على المفتاح بمعنى قدح أو اشعال. سوف يضيء High المصباح لفترة معينة ومن ثم يعود إلى حالته السابقة وهي Low. وبإمكننا التحكم بزمن التأخير من هذا القانون :


ونلاحظ علامة R1 هي المقاومة ، C هي المكثف واخيراً قيمة ثابتة هي 1.1. ولإثبات الفكرة بشكل أوضح. لاحظوا هذه الرسمة.


تطبيقات حسابية:

1) كم سوف تكون فترة الوقت (اضاءة الليد LED مثلاً) لو افترضنا أن قيمة المقاومة 10 كيلو اوم , والمكثف 100 مايكرو فاراد؟


2) لو طلب منك تنفيذ مشروع بسيط وهو زمن تأخير لفترة معينة وهي 5 ثواني. وتملك مكثف بقيمة 100 مايكرو فاراد. فما هي المقاومة المطلوبة؟


العناصر المطلوبة:


تخطيط الدائرة Circuit Diagram:


تخطيط الدائرة Circuit Diagram بشكل حقيقي:


كيفية توصيل الدائرة:



عمل الدائرة:



الدرس الثاني

ماهو مذبذب عديم الإسقرار؟

ليس لديه حاله مستقرة بمعنى ينتقل من بين حالتين بشكل مستمر Low , High وهذه الإستمرارية تولد نبضات مربعة مستمرة. وبمجرد تحديد قيم مقاومات، ومكثف نسبطيع التحكم بوقت هذه النبضات. ولا نحتاج إلى مفتاح لتوليد هذه النبضات. بل من نفسه سوف يعمل، وبالإضافة إلى ذلك هذه النبضات المربعة تكون بتردد ثابت. وهذا مثال بسيط بالرسم يوضح الحالة.

وكما ذكرنا سابقاً لدينا ثلاث عناصر بحيث انها تمكنا بتحديد وقت ال ton و ال toff من خلال هذا القانون:


تطبيقات حسابية:

1) لو نفترض ان المعطيات كالتالي, احسب الفترة الزمنية لل ton و toff ؟

وبذلك نستطيع حساب التردد الFrequency من خلال الوقت للدورة الواحدة T وهي جمع ال ton و toff. وأليكم هذه الرسمة توضح لنا ايجاد الوقت T.

ومن هنا نستطيع حساب التردد وهي كالتالي:

ومن هنا نحصل على النبضات النهائية بهذا الشكل:



الدورة الزمنية Duty Cycle:

وهي نسبة وقت معين تكون فيه الدائرة أو الحمل يعمل ON. وبالمقارنة مع وقت الإطفاء OFF بمعنى في هذه الفترة لا يعمل الحمل تماماً. دعونا نسهل الفكرة بهذا المثال:

وهذا يعني أن الدورة الزمنية هي 50%. دعونا نعزز لهذه المعلومة بعدة أمثلة:


وبهذه الحاله الدورة الزمنية هي 25%. لكن لو نفترض أن الدورة الزمنية 75% كيف سيصبح شكل النبضات. وهي كالآتي:


إذاً فهمنا الان ماهي الدورة الزمنية من خلال الأمثلة السابقة . لكن كيف نحسب الدورة الزمنية رياضياً . والطريقة سهله جداً، تطيبيقاً لهذا القانون:


لنطبق هذا القانون على المثال السابق:



العناصر المطلوبة:


تخطيط الدائرة Circuit Diagram:


تخطيط الدائرة Circuit Diagram بشكل حقيقي:

كيفية توصيل الدائرة:



عمل الدائرة:



الدرس الثالث

ماهو مذبذب ثنائي الإستقرار؟

لديه حالتين مستقرة إما High أو Low بحيث هذه الحاله تتغير من High إلى Low والعكس صحيح. بمجرد تدخل خارجي وهي مفتاحين الإشعال أو التصفير. دعونا نوضحها بمقارنه بسيطة مع احادي الإستقرار. في حالة احادي الإستقرار عندما نضغط على المفتاح سوف يضيء المصباح الخرج لفترة معينه ومن ثم تطفيء بدون اي تدخل. لكن في حالة ثنائي الإستقرار مجرد أن نضغط على الزر الموصل مع منفذ الإشعال سوف يضيء المصباح ولن يطفيئ نهائياً إلا عندما نضغط على زر الموصل مع طرف التصفير. أليكم هذه الرسمة توضح كيفية عمل ثنائي الإستقرار.

العناصر المطلوبة:


تخطيط الدائرة Circuit Diagram:


تخطيط الدائرة Circuit Diagram بشكل حقيقي:

كيفية توصيل الدائرة:



عمل الدائرة:



490 views0 comments

Recent Posts

See All