このプロジェクトでは、555タイマーICを使用した単純な時間遅延回路を設計します。この回路は、遅延時間の開始用とリセット用の2つのスイッチで構成されています。また、時間遅延を調整するためのポテンショメータがあり、ポテンショメータを回転させるだけで時間遅延を増減できます。
ここでは、AC負荷の切り替えに9Vバッテリーと5Vオプションリレーを使用しました。5Vの電圧レギュレータは、回路に5Vの定期的な電源を供給するために使用されます。また、555を使用して1分のタイマー回路を確認してください。
必要なコンポーネント：
- 555タイマーIC
- 抵抗器-1k（3）
- 抵抗器-10k
- 可変抵抗器– 1000k
- コンデンサ– 200uF、0.01uF
- LED-赤と緑
- プッシュボタン-2
555タイマーIC：
時間遅延回路の詳細に入る前に、まず555タイマーICについて学ぶ必要があります。
ピン1。アース： このピンはアースに接続する必要があります。
ピン2。トリガー： トリガーピンは、コンパレータ2の負の入力からドラッグされます。コンパレータ2の出力はフリップフロップのSETピンに接続されています。コンパレータの2つの出力がハイの場合、タイマー出力で高電圧が得られます。このピンがグランド（またはVcc / 3未満）に接続されている場合、出力は常にハイになります。
ピン3。出力： このピンにも特別な機能はありません。負荷が接続されている出力端子です。
ピン4。リセット： タイマーチップにフリップフロップがあります。リセットピンは、フリップフロップのMR（マスターリセット）に直接接続されています。このピンは、フリップフロップがハードリセットを停止するためにVCCに接続されています。
ピン5。制御ピン： 制御ピンは、コンパレータ1の負の入力ピンから接続されます。通常、このピンはコンデンサ（0.01uF）でプルダウンされ、動作への不要なノイズ干渉を回避します。
ピン6。THRESHOLD： しきい値ピン電圧は、タイマーでフリップフロップをリセットするタイミングを決定します。スレッショルドピンは、コンパレータ1の正の入力から引き出されます。コントロールピンが開いている場合。次に、VCC *（2/3）以上の電圧（つまり、9V電源の場合は6V）がフリップフロップをリセットします。そのため、出力は低くなります。
ピン7。放電： このピンはトランジスタのオープンコレクタから引き出されます。トランジスタ（放電ピンが取られたQ1）は、ベースがQbarに接続されているためです。出力がローになるか、フリップフロップがリセットされると、放電ピンがグランドに引き下げられます。
ピン8。電源またはVCC： 正の電圧（+ 3.6v〜 + 15v）に接続されています。
555 ICについて詳しく知りたい場合は、555タイマーICの詳細な記事をご覧ください。
555タイマーICの単安定モード：
555タイマーICは、この時間遅延回路に対して単安定モードで構成されています。そこで、ここでは555タイマーICの単安定モードについて説明します。
以下は555タイマーICの内部構造です。
操作は簡単で、最初は555が安定状態にあります。つまり、PIN3のOUPUTはローです。下部コンパレータの非反転端が1 / 3Vccにあることがわかっているため、トリガーPIN 2を（プッシュボタンスイッチを介して）グランドに接続して負（<1 / 3Vcc）の電圧を印加すると、次の2つのことが起こります。
- まず、下側のコンパレータがHIGHになり、フリップフロップがSetになり、PIN3でHIGHOUTPUTが得られます。
- そして2つ目は、トランジスタQ1がオフになり、タイミングコンデンサC1がグランドから切り離され、抵抗R1を介して充電が開始されることです。
この状態は準安定状態と呼ばれ、しばらくの間（T）残ります。ここで、コンデンサが充電を開始し、2/3 Vccをわずかに超える電圧に達すると、しきい値PIN 6の電圧が上位コンパレータの反転端の電圧（2 / 3Vcc）よりも大きくなります。ここでも、次の2つのことが起こります。
- まず、上位コンパレータがHIGHになり、フリップフロップがリセットされ、PIN3のチップの出力がLOWになります。
- 次に、トランジスタQ2がオンになり、コンデンサは放電PIN7を介してグランドに放電を開始します。
そのため、555 ICは、RCネットワークによって決定された時間が経過すると、自動的に安定状態（LOW）にフォールバックします。この準安定状態の持続時間は、この555単安定計算機を使用して計算するか、以下の式を使用して計算できます。
T = 1.1 * R1 * C1秒。R1はOHMで、C1はファラッドです。
これで、MONOSTABLEモードには安定状態が1つしかなく、準安定状態に移行するためにPIN2で負のパルスが必要であることがわかります。準安定状態は1.1 * R1 * C1秒間だけ残り、その後自動的に安定状態に戻ります。この回路を設計する際、コンデンサが充電および放電するのに十分な時間を確保できるように、PIN2のトリガーパルスはOUPUTパルスよりも十分に短くする必要があることを覚えておいてください。
回路図：
以下は、555ICを使用した単純な遅延回路の回路図です。
時間遅延回路の動作：
回路全体は、7805電圧レギュレータを使用して5Vで給電されます。最初はボタンが押されていないとき、555 ICの出力はLOWのままであり、STARTボタンを押してコンデンサC1が放電状態のままになるまで、回路はこの状態のままです。
上で説明したように、準安定状態（不安定）の時間遅延は、タイミングコンデンサと抵抗の値に依存します。これらの値を変更すると、準安定状態の時間遅延も変更されます。ここでは、青色LEDが特定の時間、準安定状態で点灯し、赤色LEDが安定状態で点灯します。そこで、ここではこのタイミング抵抗を可変抵抗に置き換え、ボード自体のポテンショメータのノブを回すだけで時間遅延を調整できるようにしました。ここでは、時間遅延後にACアプライアンスをトリガーするためのオプションのリレーも接続しました。 AC負荷をトリガーするためのリレーのインターフェースについてはこちらをご覧ください。
スタートボタンを押すと、カウントダウンタイマーが始まり、青色LEDがオンになり、特定の時間（式T = 1.1 * R1 * C1で定義）の後、555タイマーは安定状態になり、赤色LEDがオンになり、青色LEDがオンになります。オフになります。以下のビデオに示されているように、ポテンショメータを使用して時間遅延を増減できます。