かりおかの実験室

実(体)験を書き綴っています。買ってみた。作ってみた。やってみた。行ってみた。使ってみた。・・・などなど。

IC555で”贅沢な”非安定マルチバイブレーターの実験

2013年06月08日 | 製作

この記事には後日談があります。2013年8月22日かりおかここに記すφ(._.)カキカキ
”贅沢な”モーター速度コントローラー ←クリック
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「一定時間毎に一定時間だけ、スイッチをONにする装置を簡単に作れないものかな~?」(´・ω・`)?


と思いました。

3分おきに、5秒だけ音を鳴らして時間の経過を知らせるとか、
30分毎に一瞬スイッチを入れて、定点カメラのシャッターを切らせるとか、
3時間毎に30分間、換気扇を動かすとか。


いろいろと便利に使えそうです。

「そうだ、タイマーIC555の発振回路で時定数を大きくし、ゆ~っくりと動かせば良いのでは?」

と思ったものの、555の基本的な発振回路では、ONにする時間とOFFにする時間を個別に設定することができず、また、ONの時間をOFFの時間より小さくできない(ソース駆動の場合)などと制約があり、都合が悪そうです。

そこで、こんな回路を構成してみましたっ(`_´)/

 
555の”基本的なタイマー回路”を2つ使い、片方が動いているときには他方が止まり、交互にON-OFFを繰り返すという、非安定マルチバイブレーターです。

こんな回路、見たことありますぅ~?(・ο・)

ネットで随分と調査してみたのですが、このような回路は見つけられませんでした。
互いのICの2番と3番をコンデンサで繋げただけなんですが、アッサリと動いたので若干拍子抜けです。
実際、動いているところを見てやってください。


単安定マルチバイブレーターを2個使って、非安定マルチバイブレーターを構成するという、なんと贅沢な回路なんでしょうっ(-∀-)


フト頭をよぎる・・・・。
「そんなの、トランジスタ2個の基本的なマルチバイブレーター回路でいいじゃん。」
アレレ?わざわざICを使って、複雑にするまでもないてことか・・・・・。

しか~し!この回路には、メリットがあると思います。
・トランジスタの回路では、電源電圧が5V程度までに制限されるが、NE555の場合は、16VまでOK。
・555は、電源電圧を変えても周期に影響が出ない。

その他のメリットについては、募集中で~す。どしどしどうぞ(-o-)ヾ(^_^;)

タイマーIC555を使った長時間タイマーの実験結果を踏まえると、正確な時間設定をすることには限界がありそうですが、24時間以上の間隔を扱うこともできそうですし、少しくらい時間がアバウトでも、問題ない用途もたくさんあると思います。

一定時間毎に・・・
植木に水をやる
・ペットのエサを補充する。
・水槽の空気ポンプやヒーターを動かす。
・サーキュレーターを動かす。
・空気清浄機を動かす。
・部屋の照明を点灯する。←不在時の防犯対策。
・インテリアイルミネーションの電源を入れる。
アロマライトを点ける。←臭いは断続的な方が効果あり。
・模型などの展示品を動かす。
・・・・・etc



念のため、ドライブ回路を設けてリレーを動かしてみましたが、問題は無さそうでしたっ(・`ω・)ゞデシッ!!

ONの時間、OFFの時間設定は思うがまま。
デューティー比設定も思うがまま。(←これは、どこまで可変できるかは未検証です。あしからず。)
もちろん、マルチバイブレーターですので、何かを交互に動かすという用途にも便利でしょう。


オチが思いつきませんが時間になりました。頭を切り替えて部屋の掃除でもしますか。生活は極めて質素、贅沢には程遠い実験室なのでした(-。-)=3ヾ(^_^;)
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この記事には、後日談があります。20201114かりおかここに記すφ(._.)カキカキ
”簡潔な”間欠タイマー回路を考えてみました。

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10 コメント

コメント日が  古い順  |   新しい順
長時間タイマー作っちゃいましたね、マイコンを使... (RLC)
2013-06-08 11:13:26
長時間タイマー作っちゃいましたね、マイコンを使わない所が凄いです。
555は高性能ではありませんが、かりおかさんのように新たな回路を生み出す人達に育てられ、現在も残っている歴史あるICなんです。
返信する
●RLCさんへ (かりおか)
2013-06-08 22:46:52
●RLCさんへ
555を使ってみて、息の長いICである理由がわかったような気がします。
これからも実験室での活躍が期待できそうです(^_^)
返信する
タイマーIC555は基本的に出力オフの時間をオ... (Hamai)
2013-06-13 19:58:26
タイマーIC555は基本的に出力オフの時間をオンの時間より長くすることが出来ず、出力をシンク形式にすれば反転動作で出力オフの時間をオンの時間より長くすることが出来るのはご存知の通りです。ところが、負荷の大きいものを動作させるときトランジスタをバッファとして利用しなければならない場合、通常はNPN型を使いますが反転動作を含む場合にはPNP型を使うことを、もしかするとK工作員は気が付いていないように思えるのですがどうでしょう?
PNP型のパワートランジスタが手元にない場合、PNPの小型トランジスタとNPNのパワートランジスタをダーリントン接続(インバーテッド接続)して使用すれば事足りますから、初回に動作させるのでなければ繰り返しタイマーとして555は大抵1個で済むはずなので...。
逆に言えば起動直後から動作させる時は『”贅沢な”非安定マルチバイブレーター』は有効ですね。   浜井
返信する
●Hamaiさんへ (かりおか)
2013-06-13 22:56:51
●Hamaiさんへ
コメントありがとうございます(・_・)゛
この回路を考えるに至った経緯は、以下のとおりでした。
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音声で時刻を知らせる電波時計を見つけました。(ブログにも書いたものです。)
「お、これを一定時間毎に動かせば、イチイチ時計を見なくても良いので便利かも。」
そこで、IC555の発振回路で考えたところ、スイッチをONにする時間を0.7秒としたら、スイッチをOFFにしておく時間が、数分程度までしか設定できない計算になりました。(電子工作で使える現実的な抵抗とコンデンサの組み合わせで。)
「なんだ~、意外に時間間隔を広く可変できないものだなぁ~。1時間に1回動作なんて無理無理じゃん。」
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というわけで、時間間隔を幅広く、さらにONの時間、OFFの時間をどちらでも自由に設定できる、汎用的な間欠タイマーができないかと思ったわけです。
(ですので、シンク駆動で何かを解決できるという考えはありませんでした。)
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ネタバレしそうですが、モーターを断続回転させるのに、シンク駆動を使うのが良さそうなので、電力増幅用のPNPトランジスタを注文中で、明後日届くところなんです。
100均ストップウォッチの改造ネタのときもそうでしたが、なんだかHamaiさんにいただくコメントはタイムリーですね(^_^;)ゞ
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やっぱりねぇ。 (Hamai)
2013-06-14 00:48:19
やっぱりねぇ。
オン(1日)とオフ(1秒)なんていう比率では抵抗の比率がおよそ86400対1ですから、電流制限の500Ωを想定するともう一方は大体43MΩ。だから通常では正しくない『ONにする時間とOFFにする時間を個別に設定することができず』と、気持ちが現れていたのですね。
良~く分かりました。
先行コメントになると思いますので多くは書きませんが、
当方、マブチモーターFA-130RAのステップ回転に成功しています。
ただし、NE555(先日秋葉で買ってきました)とPNP型のパワートランジスタの組み合わせでは旨くいかない場合がありました。   浜井
返信する
●Hamaiさんへ (かりおか)
2013-06-14 23:13:03
●Hamaiさんへ
ええっ、Hamaiさんも何か同じようなことをされているのでしょうか。
どのような形で成功されたのでしょうか。また、うまくいかなかったのは、どのようなパラメータの時だったでしょうか。
周波数やデューティー比などがわかれば、是非参考にさせていただきたく思います。
HamaiさんがHPやブログなどで、たくさんの知識や経験を公開されたら、きっと多くの方が感謝されると思います。
返信する
こんなのが去年あったみたいです。 (RLC)
2013-06-15 12:51:57
こんなのが去年あったみたいです。

http://blog.makezine.com/2012/08/22/555-timer-contest-highlights/
返信する
●RLCさんへ (かりおか)
2013-06-15 13:44:56
●RLCさんへ
555の応用コンテストみたいなものがあるんですね~。
予想以上にいろいろな使い方があって、廃れないわけですね。
返信する
トランジスタの方は記録を残しておかなかったので... (Hamai)
2013-06-16 13:24:40
トランジスタの方は記録を残しておかなかったので今から再実験するのもねぇ...。
「K工作員にまる投げ」でどうでしょうか? ^^);
回路は555を用いたオーソドックスな無安定バイブレーターですから説明は不要でしょうし、ステップ回転の原理も要らないかもしれないけど...。
 
ステップ回転させるには、1~2秒程度に1回、適当な幅のパルス電源を加えてステップ回転
していることを確認できれば、基本となるパルス幅が得られた事になります。
555の7番ピンと6番ピンを結ぶ抵抗をボリウムにして調整すれば良いのですが、闇雲にやったのでは旨く行きませんので、私は次のようにしました。
 
FA-130RAの適正負荷時の回転数(定格回転数)は6500rpmですから1秒当りでは約108回転。
これにステップ数3を掛けた325が定格ステップ数です。(FA-130RAのステップ量は、モーターを手で回すと停止する箇所が6箇所あるので本来1/6回転なのですが、均等割りのステップではないため1/3として扱い、ステップ数3としています。)
この定格ステップ数の逆数が1ステップ回転するために必要なパルス幅に相当しますが、これは定格回転時ですから、駆動時に必要なトルクを得るための時間は定格時の3倍と見積もります。理由は定格電流が500mAで回転を無理矢理止めたときの電流がおよそ2Aであることから4倍以上は無意味で3倍ならかなり重い負荷でも大丈夫と計算できるからです。
結局、 1/325x3 ≒ 0.00923 約9ミリ秒と求められます。
そこでTLo= 0.69Rb・C=0.00923 より7番ピンと6番ピンを結ぶ抵抗Rbと6番ピンに繋がるコンデンサCの積が0.013[秒]程度になるようにします。
 
私の場合、コンデンサは漏れが少なく比較的精度の高いマイカを使おうとしたとき、たまたま0.047μFと0.01μFがあったので組み合わせて0.057μFとし、200KΩの抵抗を使うと0.0114[秒]となりますからこれにしました。ただこのコンデンサの値だと比較的ゆっくりしたステップ回転を確認するには電源ラインと7番ピンを結ぶ抵抗Raには20MΩ位必要になったので、この辺は適当に調整すれば良いと思います。
 
蛇足ですが、4番ピンと電源ラインを100KΩでつなぎ、4番ピンと接地間にプッシュスイッチを接続しています。本来はリセットですが私はターボスイッチと呼んでます。理由は分かりますよね。\(^_^)/   浜井
返信する
●Hamaiさんへ (かりおか)
2013-06-16 20:55:10
●Hamaiさんへ
詳細なご説明をいただきまして、大変ありがとうございました。
このような計算で得られたパラメータの回路を使って、FA130モーターに1パルス与える毎に、1/3回転ずつ回転させることができたということですね。
DCモーターをステップモーターのように動かせるとは思いもしませんでした。大変面白い結果だと思いますので、他の人にも教えてあげようと思います!
貴重な実験結果を、こんなブログのコメント欄で公開いただいて恐縮です。
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