Назад в библиотеку

Моделирование недорогого генератора импульсов 50 Гц

Автор: Shuvajit Pradhan

Перевод: К.В. Коновалов

Источник: Shuvajit Pradhan Simulation of Low Cost 50Hz Pulse Generator // International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET) – 2020, Volume: 07 Issue: 04, p. 1234-1236., URL: https://www.researchgate.net/publication/345385748_Simula...

Аннотация

В этой статье описывается моделирование недорогого генератора импульсов 50Гц. Предлагаемый генератор разработан по схеме мультивибратора. Эта схема генератора импульсов разработана с использованием микросхемы таймера 555, сопротивления и конденсатора. В электротехнике есть много приложений, где используется генератор импульсов. Мы можем использовать этот тип импульсного генератора в лабораторных электрических машинах, где мы используем генератор импульсов или генератор частоты для управления скорость трехфазного асинхронного двигателя. Во многих сферах промышленности также используют генератор импульсов. Мы также можем использовать этот генератор импульсов во многих электронных устройствах, где необходимы разные импульсы, потому что в этом генераторе мы можем контролировать частоту.

Введение

Микросхема таймера 555 используется в качестве схемы таймера IC и является наиболее часто используемой линейной интегральной схемой общего назначения. Он может работать в двух режимах: моностабильном (одно стабильное состояние) и нестабильном (нет стабильного состояния). Мультивибраторная схема ведет себя как несинусоидальный генератор с регенеративной обратной связью. В нестабильном режиме ИС выдает прямоугольные сигналы с переменным рабочим циклом. Нестабильный мультивибратор [3] может быть получен путем добавления резисторов и конденсаторов. Время, при котором выходной сигнал становится либо высоким, либо низким, определяют подключенные извне резисторы и конденсаторы. Частота - это количество циклов, завершенных за один цикл, а рабочий цикл - это отношение периода времени высокого состояния к периоду времени низкого состояния.

Рабочий цикл:

Отношение метки к пространству прямоугольного или импульсного генератора называется рабочим циклом. Рабочий цикл полезен, когда назначение выходной волны используется для запуска какого-либо устройства. При изменении рабочего цикла изменяется среднее напряжение постоянного тока или уровень постоянного тока. Рабочий цикл - это термин, который описывает процент каждого цикла, занимаемого активным периодом [2].

Рабочий цикл = {(R1+R2)/(R1+2*R2)}*100

Генератор импульсов:

Генератор импульсов - это электронное устройство, которое генерирует импульсы обычно прямоугольной формы. Генератор импульсов предназначен для подачи импульсов во многие электрические приборы.

В этой статье мы собираемся показать, что выход генератора импульсов будет составлять 50 Гц. Мы также можем изменять частоту с помощью внешнего потенциометра. В данной работе предлагается изготовить генератор импульсов частотой 50 Гц [1].

Принцип работы системы

В этой статье производится моделирование недорогого генератора импульсов частотой 50 Гц. На рисунке 2 показана схема генератора импульсов. Основным компонентом этой схемы является микросхема таймера 555. В этой схеме мы использовали сопротивление 440 Ом (R1) и 220 Ом (R2), потенциометр 2 КОМ (RV2), конденсаторы 10 мкФ (C1) и 10nF (C2) и батарею 9В для питания этой схемы. Светодиод соединен с выводом 3 микросхемы к GND для индикации частоты на выходе.

Эта схема настроена в нестабильном режиме микросхемы таймера 555. Нестабильный режим приводит к самопроизвольному срабатыванию таймера 555. Он вырабатывает импульсы пока подключен к источнику питания. Вывод 2 и вывод 6 соединены таким образом, что схема действует как генератор. Конденсатор C1 заряжается через два резистора R1 и потенциометр (RV2). C1 также разряжается через потенциометр (RV2). Мы хотим установить частоту на уровне 50 Гц, поэтому мы подключаем счетчик-таймер в частотном режиме для измерения частоты. В этом режиме светодиод мигает. Мы можем изменить частоту, используя управление потенциометром. Но наша цель - поддерживать частоту на уровне 50 Гц.

На схеме, которая изображена на рисунке 3 используется потенциометр 2 кОм, который может изменять сопротивление. Вывод 7 микросхемы таймера 555 разряжает электрический ток. В теоретическом расчете этой схемы также указана частота 50 Гц.

На рисунке 4 показан непрерывный процесс генерации импульсов с одинаковой частотой. Таким образом, когда мы меняем потенциометр, частота будет изменяться вместе с изменением сопротивления.

На рисунке 5 мы можем видеть, что в генераторе импульсов генерируются разная частота импульса при изменении сопротивления. Но мы фиксируем наш импульс в диапазоне 50 Гц.

Результаты и обсуждение

В данной статье описывается моделирование недорогого генератора импульсов частотой 50 Гц. Мы использовали Proteus 8 professional для разработки схемы и моделирования генератора импульсов. В программном обеспечении, когда мы изменяем параметры на потенциометре RV2, частота изменяется. Но наша задача состояла в том, чтобы контролировать частоту в 50 Гц и стабилизировать её. Ниже приведен теоретический расчет для поддержания частоты в 50 Гц.

Мы берем R1=440 Ом, VR=2 кОм, R2=220 Ом, C1=10 мкФ/16 В

Мы знаем, что f=1.44/[{(R1+VR)+2R2}*C1]

Подставляем значения R1,R2,VR,C1

Получим: f=1.44/[{(440+2000)+(2*200)}*(1*10^-5)]=1.44/0.0288=50

Выводы

Генератор импульсов - это электронное оборудование, которое используется для генерации прямоугольного импульса. Генератор импульсов используется для работы в цифровых схемах и устройствах управления сигналами. Импульс вводится в схему для тестирования в качестве тактового сигнала, который проходит через устройство. В этой статье мы узнали о генераторе импульсов, который может генерировать импульс частотой 50 Гц. Этот импульс можно использовать в электротехнической лаборатории для контроля скорости трехфазного асинхронного двигателя. Мы также можем использовать его в промышленном оборудовании.

Список источников

1. D. Mohankumar Схема генератора импульсов частотой 50 Гц – Electro Schematics [Электронный ресурс]: Режим доступа: https://www.electroschematics.com/50-hz-pulse-generator.
2. 555 Учебное пособие по генератору – Electronics Tutorials [Электронный ресурс]: Режим доступа: https://www.electronics-tutorials.ws/waveforms/555_oscillator.
3. R. Teja Нестабильный мультивибратор с использованием таймера 555 | Схема, Рабочий цикл, Приложения – Electronics Hub [Электронный ресурс]: Режим доступа: https://www.electronicshub.org/astable-multivibrator-using-555-timer.