Λύσεις — Άσκηση 23η · Μονοσταθής πολυδονητής με το Ο.Κ. 555 (σελ. 63-64) – ΨΗΦΙΑΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ – ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ – ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ Β’ ΕΠΑΛ ΨΗΦΙΑΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ – ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις — Άσκηση 23η · Μονοσταθής πολυδονητής με το Ο.Κ. 555 (σελ. 63-64) – ΨΗΦΙΑΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ – ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

Λύσεις — Άσκηση 23η · Μονοσταθής πολυδονητής με το Ο.Κ. 555 (σελ. 63-64)

Μονοσταθής πολυδονητής με το Ο.Κ. 555: παραγωγή παλμού διάρκειας tp=1,1·R1·C1 ανά trigger.

Υπολογισμός χρόνου παλμού tp

Ζητούμενο: 2. Να κατασκευάσετε το κύκλωμα σε bread board με τιμές εξωτερικών εξαρτημάτων: \(R_1\) = 470 ΚΩ, \(C_1\) = 10 μF, \(R_2\) = 10 ΚΩ, \(R_3\) = 330 Ω, \(C_2\) = 10 nF. 3. Από τον τύπο \(t_p=1.1\cdot R_1\cdot C_1\) να υπολογίσετε το χρόνο που η έξοδος του Ο.Κ. 555 παραμένει σε HIGH στάθμη.

Πώς σκεφτόμαστε: Ο χρόνος του παλμού μονοσταθούς δίνεται από tp=1,1·R1·C1.

Λύση:

\( t_p=1{,}1\cdot R_1\cdot C_1=1{,}1\cdot470\cdot10^3\cdot10\cdot10^{-6}=1{,}1\cdot4{,}7\approx5{,}17\ s \).

Απάντηση: tp ≈ 5,17 s (με R1=470KΩ, C1=10μF).

Πρόσεξε:

Το tp εξαρτάται ΜΟΝΟ από R1 και C1.
Το γινόμενο R1·C1 είναι σταθερά χρόνου (όπως στα μεταβατικά φαινόμενα).

Πίνακας χρόνων για διάφορα R1, C1

Ζητούμενο: 8. Κρατώντας σταθερές τις τιμές των \(R_2\), \(R_3\), \(C_2\) και αλλάζοντας κάθε φορά τα \(R_1\), \(C_1\) να επαναλάβετε τα βήματα 3 και 6 και να συμπληρώσετε τον παρακάτω πίνακα. (\(R_1\) – \(C_1\): 470 ΚΩ – 10 μF, 1 ΜΩ – 10 μF, 330 ΚΩ – 22 μF, 1 ΜΩ – 22 μF, 220 ΚΩ – 47 μF, 1 ΜΩ – 47 μF, 330 ΚΩ – 100 μF, 680 ΚΩ – 100 μF· στήλες: χρόνος \(t_p\) με υπολογισμό, χρόνος \(t_p\) με μέτρηση.)

Πώς σκεφτόμαστε: Εφαρμόζουμε tp=1,1·R1·C1 για κάθε ζεύγος τιμών.

Λύση:

R1=470KΩ, C1=10μF → 5,17 s.
R1=1MΩ, C1=10μF → 11 s.
R1=330KΩ, C1=22μF → 7,99 s.
R1=1MΩ, C1=22μF → 24,2 s.
R1=220KΩ, C1=47μF → 11,37 s.
R1=1MΩ, C1=47μF → 51,7 s.
R1=330KΩ, C1=100μF → 36,3 s.
R1=680KΩ, C1=100μF → 74,8 s.
Οι χρόνοι που μετριούνται με χρονόμετρο είναι κοντά στους υπολογισμένους.

Απάντηση: tp=1,1·R1·C1: 470K/10μ→5,17s, 1M/10μ→11s, 330K/22μ→7,99s, 1M/22μ→24,2s, 220K/47μ→11,37s, 1M/47μ→51,7s, 330K/100μ→36,3s, 680K/100μ→74,8s.

Πρόσεξε:

Μεγαλύτερα R1 ή C1 → μεγαλύτερη διάρκεια παλμού.
Οι μετρημένες τιμές μπορεί να διαφέρουν λίγο (ανοχές εξαρτημάτων).

Λειτουργία του μονοσταθούς ΚΑΙ συμπεράσματα

Ζητούμενο: 4. Να δώσετε έναν παλμό trigger στην είσοδο 2 του Ο.Κ. 555 (με μικρής διάρκειας πίεση του διακόπτη \(S_1\)) και να παρατηρήσετε την κατάσταση του LED. 5. Να επαναλάβετε τη διαδικασία του βήματος 4 για να κατανοήσετε τη λειτουργία του μονοσταθή πολυδονητή. Να γράψετε τις παρατηρήσεις σας. 6. Με χρονόμετρο να μετρήσετε το χρόνο \(t_p\) που το LED είναι αναμμένο. 7. Να συγκρίνετε το χρόνο \(t_p\) που μετρήσατε στο βήμα 6 με το χρόνο \(t_p\) που υπολογίσατε στο βήμα 3. 9. Να διατυπώσετε τα συμπεράσματά σας.

Πώς σκεφτόμαστε: Ένας παλμός trigger κάνει την έξοδο HIGH για χρόνο tp και μετά επιστρέφει μόνη της στο LOW.

Λύση:

Στην ηρεμία, η έξοδος είναι LOW (LED σβηστό) — η μοναδική σταθερή κατάσταση.
Με πάτημα του μπουτόν S1 (παλμός trigger): η έξοδος γίνεται HIGH (LED αναμμένο) για χρόνο \(t_p\).
Μετά το \(t_p\), η έξοδος επιστρέφει μόνη της στο LOW (LED σβήνει), ανεξάρτητα από νέο πάτημα.
Βήματα 6-7: ο χρόνος \(t_p\) που μετράμε με το χρονόμετρο είναι κοντά στον υπολογισμένο (≈5,17 s)· μικρές διαφορές οφείλονται στις ανοχές των \(R_1\), \(C_1\) (κυρίως του ηλεκτρολυτικού πυκνωτή) και στην ακρίβεια της μέτρησης.
Συμπέρασμα: παράγει έναν παλμό ορισμένης διάρκειας ανά σκανδαλισμό.

Απάντηση: Ο μονοσταθής παράγει έναν παλμό διάρκειας tp ανά trigger: LOW (ηρεμία) → HIGH για tp → LOW μόνος του.

Πρόσεξε:

Εφαρμογές: χρονοκαθυστερήσεις, παραγωγή παλμού σταθερής διάρκειας, αντιμετώπιση αναπηδήσεων των διακοπτών.
Η διάρκεια είναι ανεξάρτητη από τη διάρκεια του trigger.