利用555时基集成电路的基础电路可以设计、开发出许多电子小实验与科技制作。下面介绍几种,供大家参考。 1.触摸延时“小灯” 图5-43是它的电路,它将触摸开关发光二极管的实验中加入延时电路,调整可调电阻阻值和电容量达到延时效果。要想增加延时的时间,就调换大容量的电容,如400μF、1000μF等。如果作为夜间床头定时灯、楼道定时灯等,可拆去发光二极管和电阻,换一个6伏的小灯即可。
图5-43 2.触摸延时音乐门铃 图5-44是它的电路图,与图5-45比较,将触摸延时“小灯”电路中拆去发光二极管,改为连接音乐片电路即可。它可以当作门铃使用,也可安置在人手触摸处作为瞬间报警器。
图5-44 3.手控行车红绿灯指示器模型 图5-45是它的电路图,先做一个红绿灯灯架,将红绿发光二极管固定在灯架上,按图连接后,只要向下按动按键,则红灯变为绿灯,手一离开便又成为红灯。
图5-45 图5-46是 它的电路图,只将上图的手控改为磁控,再加上延时电路,就可以将上述模型改为路灯自动控制。先制作一个街道模型和指示灯架,将干簧管设在指示灯前方的道路 模型的下方。在一辆模型汽车的底部粘一块磁铁。当汽车行过干簧管上方时,电路导通,红灯变为绿灯,汽车继续向前行驶,由于延时电路作用,使绿灯亮一段时 间,保证汽车驶过路口。需要注意的是根据汽车模型的速度,调整干簧管的位置和电路延时的时间。
图5-46 5.灯塔模型 先用硬纸做一个灯塔模型。图5-47是它的电路图,它只取闪光电路的一部分——一个绿发光二极管作为塔灯。最后调整好闪烁时间。
图5-47 6.夜间打灯光靶 图5-48是它的电路图,它与闪光电路相比,集成电路的脚①是单独与负极连接,而电容与R5却 是经过干簧管与负极连接。先按图14做一个一碰便可以翻倒的靶牌。在靶子的底部固定一块磁铁,将电路中的干簧管固定在与磁铁相对应的支架底板上。绿色发光 二极管放置在靶心位置上,红色发光二极管诱因在支架的底部。游艺时,将靶牌放在暗处,干簧管在磁场作用下导通,两个发光二极管相互闪光,绿色发光二极管指 示靶心。当靶子被击倒后,虽然干簧管失去了磁场的作用电路断开,但这时电路并未全部不通,红色发光二极管不会常亮,表示击中靶子。如果把靶牌放到运动的车 模上,打靶更加紧张有趣。
图5-48 图5-49是它的电路图,它是在音响电路中接入按键代替电键使用,做成一个发报练习器的,音调高低可自己选定。也可以自己做一个电键。
图5-49 国际莫尔斯码字符如下:图5-50是 它的电路图,它是在音响电路中接入干簧管,再将干簧管放入两块相吸引的磁铁之间,这时,干簧管并不闭合,电路不导通。当移动一块磁铁后干簧管立即闭合,电 路导通报警。制作时先把干簧管安放在门窗的木框上,同时把一块磁铁固定在干簧管的上方,把另一块磁铁安放在门窗对着干簧管处的下方,注意一定要使这两块磁 铁相吸,这时干簧管不导通,喇叭不发出音响。一旦门窗打开,干簧管被上方磁铁吸引闭合,电路导通,发出音响报警。
在电路图5-51中的A、B两点是用一根细的导线连接(图中的弧线),当人或动物碰断导线时便会发声报警,发光二极管发光。
10.雨水报警器 图5-52是它的电路图,它是在音响电路中从两个电阻之间引出一个探头改为雨水报警器的。用覆铜板照图5-53做一个探头,接到音响电路中,当雨水滴在探头上,使电路导通,便会发出音响。这个报警器还可以作为各种遇水报警装置。
水能导电,也就有电阻存在。图5-54就是利用电阻值的不同,发出不同音调制作成高低水位报警器,它与雨水报警器中的探头不同。用导线按照图5-55做成水位探头,接到电路中去。当水位低时,A与B导通,因有可调电阻,阻值较大发出低音;当水位升高A与C也导通,这时A与C电阻阻值因为没有可调电阻远远小于A与B的电阻值,因此电流通过A与C,报警器便发出高音。 按这个思路还可以做成高低音门铃、多路报警器等。
12.手控模仿鸟鸣实验 图5-56是 它的电路图,它与音响器不同的是没有电容,并将电容处断开。先将音响器调响后,拆去电容,用两个手指捏住导线的两个端头,这时喇叭发出高的音调。随着手指 捏住松紧程度不同,喇叭发出时高时低、时响时断、如同鸟叫一般的声音。调整可调电阻阻值,会发出不同音调,模仿鸟鸣和其他音响。
图5-56 13.节拍器 图5-57是它的电路图,它是将闪光电路中接上喇叭,做成既有灯光又有音响的节拍器,只是声音较低。调整电阻阻值和电解电容可以得到不同的节拍。 如果去掉发光二极管,将节拍器调整到好似下雨的嘀嘀声,还可以作为催眠器,响一夜用电量很少。
图5-57 这个光控“灯”是见光发亮。图5-58是它的电路图,与前面介绍的光控“灯”控制相反,因此,只要把原电路中光敏电阻和可调电阻调一下位置就可以了。在实验中不要忘记可调电阻的调整。 如果在电路中拆去发光二极管和电阻,接6伏继电器,再由继电器控制灯就可达到实用装置的目的。
图5-58 早上阳光照进屋内,它就播放出音乐。图5-59是它的电路图,它是在见光就亮的光控“灯”中,去掉发光二极管,改接音乐片和扬声器而成。制作时可以根据自己所希望的亮度,慢慢调整可调电阻值。 该装置还可以以市场销售的小型激光指示器为光源枪,将光敏电阻安放在靶心处,找一个不透光的圆筒套在光敏电阻上,遮挡外部光线对它的干扰,调整可调电阻值,做成光电打靶器。
图5-59 16.黑暗光控报警器 图5-60是它的电路图,它是在黑暗控制“灯”亮电路中接上音乐片电路,制作时根据所需的暗度下调整可调电阻值到发出音乐响声。 该装置还可以与小型激光指示器或其他光线配合,做成报警器,如在圈养的动物外围,将小型激光指示器远距离照射光敏电阻,当有动物外逃时,挡住激光束,便会 报警。或者将脚③与计算器中的连加相接,用来对传送带上的物品个数进行计算,或者用于通道显示有人、动物通过等。
图5-60 17.书写光亮测试器 图5-61是它的电路图,它是在黑暗控制“灯”亮的电路中再加上一个发光二极管,就可以改装为光线亮度测试器。反复调整可调电阻值,使它在符合书写光照条件下,绿色发光二极管发光,而光照一暗时红色发光二极管发光,以提醒人们注意。
图5-61 图5-62是它的电路图,用钢丝照图做两个探头连在电路中,使用时,将它的两个探头插入花盆或其他物体中,反复调整可调电阻值,使它在湿润时绿色发光二极管亮,干燥时红色发光二极管亮,以示区别。
图5-62 19.延时开的小“灯” 图5-63是它的电路图,它是将延时关电路中的电阻和电容交换位置,便可成为延时开的电路。按下按键,发光二极管由亮转灭,当手指离开按键后,会发现过一会儿发光二极管才亮。
图5-63 20.水沸报警器 先将热敏电阻放入一个直径为8毫米左右、长100毫米的铜管或不锈钢管内,引出导线,用树脂封好,不能进水。图5-64是它的电路图。实验时插入开水中,要慢慢调整可调电阻的阻值,使它到100℃时音响报警,低于这个温度时没有音响报警。
图5-64 555触摸定时开关 集成电路IC1是一片555定时电路,在这里接成单稳态电路。平时由于触摸片P端无感应电压,电容C1通过555第7脚放电完毕,第3脚输出为低电平,继电器KS释放,电灯不亮。

当需要开灯时,用手触碰一下金属片P,人体感应的杂波信号电压由C2加至555的触发端,使555的输出由低变成高电平,继电器KS吸合,电灯点亮。同时,555第7脚内部截止,电源便通过R1给C1充电,这就是定时的开始。
当电容C1上电压上升至电源电压的2/3时,555第7脚道通使C1放电,使第3脚输出由高电平变回到低电平,继电器释放,电灯熄灭,定时结束。
定时长短由R1、C1决定:T1=1.1R1*C1。按图中所标数值,定时时间约为4分钟。D1可选用1N4148或1N4001。
相片曝光定时器
附图电路是用555单稳电路制成的相片曝光定时器。用人工启动式单稳电路。
工作原理:电源接通后,定时器进入稳态。此时定时电容CT的电压为:VCT=VCC=6V。对555这个等效触发器来讲,两个输入都是高电平,即VS=0。继电器KA不吸合,常开点是打开的,曝光照明灯HL不亮。

按一下按钮开关SB之后,定时电容CT立即放到电压为零。于是此时555电路等效触发的输入成为:R=0、S=0,它的输出就成高电平:V0=1。继电 器KA吸动,常开接点闭合,曝光照明灯点亮。按钮开关按一下后立即放开,于是电源电压就通过RT向电容CT充电,暂稳态开始。当电容CT上的电压升到 2/3VCC既4伏时,定时时间已到,555等效电路触发器的输入为:R=1、S=1,于是输出又翻转成低电平:V0=0。继电器KA释放,曝光灯HL熄 灭。暂稳态结束,有恢复到稳态。
曝光时间计算公式为:T=1.1RT*CT。本电路提供参数的延时时间约为1秒~2分钟,可由电位器RP调整和设置。
电路中的继电器必需选用吸合电流不应大于30mA的产品,并应根据负载(HL)的容量大小选择继电器触点容量。
单电源变双电源电路
附图电路中,时基电路555接成无稳态电路,3脚输出频率为20KHz、占空比为1:1的方波。3脚为高电平时,C4被充电;低电平时,C3被充电。由 于VD1、VD2的存在,C3、C4在电路中只充电不放电,充电最大值为EC,将B端接地,在A、C两端就得到+/-EC的双电源。本电路输出电流超过 50mA。

简易催眠器
时基电路555构成一个极低频振荡器,输出一个个短的脉冲,使扬声器发出类似雨滴的声音(见附图)。扬声器采用2英寸、8欧姆小型动圈式。雨滴声的速度 可以通过100K电位器来调节到合适的程度。如果在电源端增加一简单的定时开关,则可以在使用者进入梦乡后及时切断电源。

直流电机调速控制电路
这是一个占空比可调的脉冲振荡器。电机M是用它的输出脉冲驱动的,脉冲占空比越大,电机电驱电流就越小,转速减慢;脉冲占空比越小,电机电驱电流就越 大,转速加快。因此调节电位器RP的数值可以调整电机的速度。如电极电驱电流不大于200mA时,可用CB555直接驱动;如电流大于200mA,应增加 驱动级和功放级。

图中VD3是续流二极管。在功放管截止期间为电驱电流提供通路,既保证电驱电流的连续性,又防止电驱线圈的自感反电动势损坏功放管。电容C2和电阻R3 是补偿网络,它可使负载呈电阻性。整个电路的脉冲频率选在3~5千赫之间。频率太低电机会抖动,太高时因占空比范围小使电机调速范围减小。
用555制作的D类放大器
我们知道D类放大器具有体积小、效率高的特点。这里介绍一个用555电路制作的简易D类放大器。它是利用555电路构成一个可控的多谐振荡器,音频信号输入到控制端得到调宽脉冲信号(如图),基本能满足一般的听音要求。

由IC 555和R1、R2、C1等组成100KHz可控多谐振荡器,占空比为50%,控制端5脚输入音频信号,3脚便得到脉宽与输入信号幅值成正比的脉冲信号,经L、C3接调、滤波后推动扬声器。
风扇周波调速电路
夏天要来了,电风扇又得派上用场。这里介绍一个电风扇模拟阵风周波调速电路,可以为将我们家里的老式风扇增加一个实用功能,也算是一个迎接夏天到来的准备吧。下面介绍其工作原理。

电路见图1a。电路中NE555接成占空比可调的方波发生器,调节RW可改变占空比。在NE555的3脚输出高电平期间,过零通断型光电耦合器 MOC3061初级得到约10mA正向工作电流,使内部硅化镓红外线发射二极管发射红外光,将过零检测器中光敏双向开关于市电过零时导通,接通电风扇电机 电源,风扇运转送风。在NE555的3脚输出低电平期间,双向开关关断,风扇停转。
MOC3061本身具有一定驱动能力,可不加功率驱动元件而直接利用MOC3061的内部双向开关来控制电风扇电机的运转。RW为占空比调节电位器,亦即电风扇单位时间内(本电路数据约为20秒)送风时间的调节,改变C2的取值或RW的取值可改变控制周期。
图1b电路为MOC3061的典型功率扩展电路,在控制功率较大的电机时,应考虑使用功率扩展电路。制作时,可参考图示参数选择器件。由于电源采用电容压降方式,请自制时注意安全,人体不能直接触摸电路板。
电热毯温控器
一般电热毯有高温、低温两档。使用时,拨在高温档,入睡后总被热醒;拨在低温档,有时醒来会觉得温度不够。这里介绍一种电热毯温控器,它可以把电热毯的温度控制在一个合适的范围。

工作原理:
电路如图所示。图中IC为NE555时基电路。RP3为温控调节电位器,其滑动臂电位决定IC的触发电位V2和阀电位Vf,且V5=Vf=2Vz。 220V交流电压经C1、R1限流降压,D1、D2整流、C2滤波,DW稳压后,获得9V左右的电压供IC用。室温下接通电源,因已调 V2Vz,V6≥Vf时,IC翻转,3脚变为低电平,BCR截止,电热丝停止发热,温度开始逐渐下降,BG1的ICEO随之逐渐减小,V2、V6降低。当 V6元件选择:
BG1可选用3AX、3AG等PNP型锗管;BCR用400V以上的小型双向可控硅,其它元件按图标选用。
制作要点:
热敏传感器BG1可用耐温的细软线引出,并将其连同管脚接头装入。一电容器铝壳内,注入导热硅脂,制成温度探头。使用时,把该温度探头放在适当部位即可。
多用途延迟开关电源插座
家用电器、照明灯等电源的开或关,常常需要在不同的时间延迟后进行,本电源插座即可满足这种不同的需要。
工作原理:电路如图所示,它由降压、整流、滤波及延时控制电路等部分组成。

按下AN,12V工作电压加至延迟器上,这时NE555的②脚和⑥ 脚为高电平,则NE555的③ 脚输出为低电平,因此继电器K得电工作,触点K1-1向上吸合,这时“延关”插座得电,而“延开”插座无电。
这时电源通过电容器C3 、电位器RP、电阻器R3至“地”,对C3进行充电,随着C3上的电压升高,NE555的②、⑥脚的电压越来越往下降,当此电压下降至2/3Vcc 时,NE555的③脚输出由低电平跳变为高电平,这时继电器将失电而不工作,则其控制触点恢复原位,则“延关”插座失电,而“延开”插座得电。就这样满足 了不同的需求,LED、LED2作相应的指示。
本电路只要元器件是好的,装配无误,装好即可正常工作。
延时时间由C3及PR+R3的值决定,T≈1.1C3(PR+R3)。RP指有效部分。C3可用数十pF至1000μF的电容器,(PR+R3)的值可取2K~10MΩ。
C1的耐压值应≥400V,R1的功率应≥2W,AN按钮开关可选用K-18型的,继电器的型号为JQX-13F-12V。其它元器件无特殊要求。
新颖实用的直流低压稳压电源
开关电源部分的VD1-VD4、R1、C1、C2组成整流滤波电路。NE555和R2、R3、C4、VD6等元件组成多谐振荡电路,其频率约 20KHz。R4、C3、VD5组成降压稳压电路,为NE555提供12V工作电源。大功率管VT1及变压器T构成开关电路。VT1的工作状态由 NE555的③脚控制,导通时间由脉冲宽度决定,调整R3即可改变脉冲宽度。脉冲宽度变宽,输出电压升高;脉冲宽度变窄,输出电压降低。VT2及R8、 R9、C6组成过流保护电路。当负载过重或发生短路故障时,VT2导通,强迫NE555复位停振,从而保护VT1不致损坏。C7、R10为保护网络,防止 VT1的c-e结被瞬间脉冲击穿。两个次级绕组经整流滤波后分别输出20V及12V。
为了使制作简单,开关电源设计成不能自动稳压的,其功能类似于变压器,只是实现轻型化的隔离降压作用,稳压功能由后面的稳压电路实现。12V直流电压经7805稳压后输出+5V电压;20V直流电压送至可调稳压电路。两者不共地,以便于进行加减组合输出多种电压。

像以上介绍的利用基础电路扩展的电子制作还可以举出许多例子,只要大家多动脑筋,发挥创造性,就可以充分利用这套器件中磁控、光控和温控的作用,再制作出 各种适应它们的外围作品,如:干簧管放在水容器的外面指定位置,使磁铁随水面上升,当到达干簧管位置时便可报警;或将磁铁放在车轮上,干簧管放在靠近磁铁 的位置,车轮每旋转一圈就使干簧管闭合一次,等等类似这样的装置;或者加入其他有关的继电器、声控、红外发射与接收等元器件就可以制作出更多新颖有趣的电 子科技作品来。关于无线电方面的内容和焊接技术其他书籍介绍较多,这里就不再介绍了。
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