ماذا تعرف عن الدوائر المتكاملة ic . والدائرة timer 555
ماذا تعرف عن الدوائر المتكاملة ic . والدائرة timer 555
هى الدائرة المتكاملة الجاهزة للاستعمال وتعرف باسم (IC) وهى اختصار لكلمة INTEGRATED CIRCUIT ولها اطراف عديدة وتعرف ب PINS.
لكل طرف منها له خاصية , وذلك حسب الفولتية او التيار الذى يدخل لها او الذى يخرج منها عبر هذه الاطراف , حيث ان كل طرف من الدائرة يحمل فولتية حسب ما تقتضيه الحاجة.
توجد في هذه الدوائر مكثفات ومقاومات ووحدات ثنائية يتم تركيبها بطريقة معينة ودقيقة للغاية , وهى متصلة داخليا مع بعضها البعض مكونة بذلك الدائرة المتكاملة , وهى تتميز بالدقة المتناهية مع مراعاة تصميمها التوافقى التام .
لكل دائرة متكاملة رقم خاص بها ومطبوع على سطحها لمعرفتها ولها كثير من الاشكال والإحجام وهى تعتبر من اهم الاختراعات التى ظهرت فى القرن العشرين .
انواع الدائرة المتكاملة : –
1- الدائرة الخطية المتكاملة .LINER INTEGRATED CIRCUIT هى التى تتعامل مع التيار المتغير ( الاشارة) حيث تقوم بتكبيرها فى المراحل المختلفة من نفس الإشارة الداخلة لها .
2- الدائرة المنطقية المتكاملة DIGITAL LOGIC INTEGRATED CIRCUIT من عنوانها أي انها تتعامل بالمنطق حيت يكون خروجها نعم او يكون بلا .
كيفية فحص الدائرة الكاملة :-
يتم فحص الدائرة المتكاملة بواسطة الأجهزة التالية:
1- الافوميتر AVO-METER .
2- الاوسيلوسكوب OSCILLOSCOPE . .
3- المخطط التابع للدائرة المراد فحصها SCHEMATIC DIARGRAM.
1- الافوميتر به نستطيع اخذ الفولتيات او شدة التيار الداخل او الخارج من الدائرة المتكاملة ومعرفتها هل هى مناسبة او غير مناسبة .
2- الاوسيلوسكوب به نستطيع متابعة شكل الاشارة الداخل لها مع مراحل تكبيرها وخروجها من اطرافها واطراف الدائرة المتكاملة وتعرف هذه الأطراف باسم PINS.
3- المخطط التابع للدائرة المراد فحصها وهو أهم شئ حيث يتم بواسطته فحص كل أطراف الدائرة التي فيها الخلل ,وغالبا يكون لكل جهاز اليكترونى مخطط كامل فيه كل شئ عن الجهاز وطرق التشغيل والصيانة يعرف INSTRUCTION BOOK. فبواسطته يمكننا معرفة مداخل ومخارج الدائرة وتعيين اطرافها من الطرف الاول يليه الطرف الثانى وهكذا .
✓✓👈 روابط كتب أخرى مهمة :
لكن نتيجة ممارسة العمل الاليكترونى باستمرار فى فك وتركيب الدوائر المتكاملة تكاد تحفظ بعض ارقام الدوائر المتكاملة ومكانها فى الاجهزة .
4- الكاوية البخارية . DESOLDERING PUMP هى خير سند فى عملية فك وتركيب اى دائرة متكاملة ( IC ) مهما كان عدد أطرافها قليلا او كثيرا , بكل هدؤ وببساطة تامة يجب المراعاة عند الفك والتركيب على بقية مكونات الدائرة المركبة عليها الدائرة المتكاملة .
مميزات الدائرة المتكاملة ( IC ) :-
1- الدائرة المتكاملة تعمل بكفاءة عالية وهى اكثر فعالية .
2- صغير الحجم والوزن , وتقوم بالأعمال المختلفة حسب موقعها فى الدائرة .
3- استهلاك الطاقة اقل .
4- الحرارة الناتجة عنها بسيطة .
5- تحفظ فى درجة حرارة مناسبة حتى لا تفقد صلاحيتها بمرور الزمن .
عيوب الدوائر المتكاملة IC
لا يمكن اصلاحها عن العطب بل يلزم استبدالها كاملة بنفس الرقم .
في حوالي سنة 1960م ظهرت الدائرة المتكاملة 555 والتى كان يطلق عليها ان ذاك بـ جهاز الوقت " time machine in an integrated circuit " والتى ساعدت كثيراً المطورين والهواة لصنع دوائر بسيطة ورخيصة وأمنه .
وبعد فترة بسيطة من انتشارها تم تصميم العشرات من المشاريع وكتبت عنها المئات من المقالات و ظهرت دوائر تجارية تتكون من الدائرة المتكاملة 555
شكل الدائرة المتكاملة
صنعت الدائرة المتكاملة 555 بأشكال عديدة منها المعدني TO-99 .. ايضا بغلاف بلاستيكي DIP وذات 14 اطراف "DIP-14 " .. والاكثر انتشارا واستخداما هو بغلاف بلاستيكي بثمانية اطراف " DIP-8 "
اطراف " 555 Pin out "
خصائص المؤقت 555 :
يمكن للمؤقت 555 العمل كمؤقت أو كمذبذب .
فى نظام العمل كمؤقت ( والمعروف بالنظام أحادى الأستقرار monostable ) يعمل المؤقت 555 ببساطة كمؤقت يقوم بتوليد نبضىة أو ما يعرف بإسم " طلقة واحدة ". one-shot .
عند توصيل نبضة بدء (قدح – إشعال) trigger إلى طرف البدء فإن خرج المؤقت يتحول من مستوى الجهد المنخفض إلى مستوى الجهد المرتفع ولفترة زمنية يتم تحديدها بدائرة RC خارجية .
قى نظام العمل كمذبذب ( والمعروف باسم النظام عديم الاستقرار astable أو الحر ) يعمل المؤقت 555 كمولد نبضات مستطيلة حيث يمكن التحكم فى الشكل الموجى الناتج ( فترة زمنية منخفضة أو فترة زمنية مرتفعة أو التردد ..) عن طريق دوائر شحن وتفريغ RC خارجية .
المؤقت 555 سهل الإستخدام ( يحتاج إلى قليل من المكونات والحسابات ) ورخيص ويمكن إستخدامه فى الكثير من التطبيقات المذهلة . على سبيل المثال : توليد نبضات الساعة الرقمية digital clock و دوائر الفلاشر flasher ودوائر السراين sirens ( الانذار) ودوائر التوقيت one-shot timer ودوائر تشغيل المفاتيح الخالية من الارتدادات (القفزات) bounce-free وتوليد الاشكال الموجية المختلفة مثل الشكل الموجى المثلث triangular وفى مقسمات الترددمبدأ عمل المؤقت ICs 555 :
الشكل يبين مخطط صندوقى مبسط لما بداخل المؤقت 555 .
الدائرة الكاملة ( بالمكونات الخارجية ) تمثل المؤقت 555 يعمل بنظام المذبذب عديم الاستقرار astable .
أخذ المؤقت 555 هذا الاسم بسبب وجود 3 مقاومات قيمة كل منها 5-k كما في الشكل .
هذه المقاومات تعمل كمقسم جهد بثلاثة درجات بين جهد المنبع (VCC) والأرضى .
نتيجة لذلك يكون جهد الطرف العلوي للمقاومة السفلية ( المتصل بطرف الدخل الموجب + للمقارن 2 ) 1⁄3VCC بينما يكون جهد الطرف العلوي للمقاومة الوسطى ( المتصل بالدخل السالب - للمقارن 1) 2⁄3VCC .
خرج أى مقارن (مرتفع أم منخفض) يعتمد على الجهد التماثلى الواصلة الى دخليه .
إذا كان الدخل الموجب أكثر إيجابية من دخله السالب فإن مستوى خرجه المنطقى يكون مرتفعا.
والعكس إذا كان الدخل الموجب أقل من الدخل السالب فإن مستوى خرجه المنطقى يكون منخفضا .
يتم توصيل خرجى المقارنين إلى مدخلى القلاب (الفليب فلوب ) SR flipflop ويسميان مدخل الوضع set ومدخل التحرير reset .
التعرف على وظائف اطراف المؤقت 555
الطرف 1: الأرضي ground
الطرف 2 : البدء (القدح – الإشعال ) trigger: الدخل إلى ألمقارن 2 والذي يستخدم في عمل set للفليب فلوب عندما يعبر جهد الطرف 2 من أكبر من إلى إقل من 1⁄3VCC عندئذ يتحول خرج المقارن إلى مرتفع ويقوم بعمل set للفليب فلوب .
الطرف 3 : الخرج : output خرج المؤقت 555 عبارة عن مرحلة مكبر عاكس قادر على العمل كمصب (سحب) أو كمصدر (إعطاء) حوالي 200 mA . مستوى جهد الخرج يعتمد على تيار الخرج ولكنه تقريبا
الطرف 4 : التصفير : reset : يقوم بعمل rest أى يكون فعال عندما يكون منخفض
Active-low والذي يجبر الخرج (معكوس Q) أن يكون مرتفعا وبالتالي يكون الطرف 3 (الخرج) منخفضا .
الطرف 5 : جهد التحكم : control : يستخدم فى تخطى المستوى 2⁄3VCC عند الحاجة ولكنه غالبا ما يتم توصيله بالارضي خلال مكثف إمرار 0.01-μF ( للتخلص من التداخلات الناتجة عن مصدر التغذية VCC . توصيل جهد خارجي إلى هذا الطرف يعطى تحكم بوضع مستوى آخر للبدء.
الطرف 6 : العتبة أو الحد threshold : وهو الدخل إلى المقارن العلوى والذي يستخدم في تحرير reset الفليب فلوب . عندما يعبر جهد الطرف 6 من أقل من ألى اكبر من 2⁄3VCC يتحول خرج المقارن العلوي إلى الحالة المرتفعة ويقوم بعمل reset للفليب فلوب .
الطرف 7: التفريغ discharge: متصل بالمجمع المفتوح للترانزستور NPN والذى يستخدم في عمل دائرة قصر لتوصيل الطرف 7 بالأرضى عندما يكون معكوس Q مرتفع (والطرف 3 منخفض) ويؤدى ذلك إلى تفريغ المكثف .
الطرف 8 : جهد التغذية الموجب VCC : يكون بين 4.5 و 16 V للمؤقت 555 المكون من دوائر TTL وقد يصل إلى اقل من 1 V في النوع CMOS .