555 Timer Astable Multivibrator Circuit in Hindi

555 टाइमर ICके Astable Multivibrator मोड को फ्री रनिंग या सेल्फ-ट्रिगरिंग मोड भी कहा जाता है। मोनोस्टेबल मल्टीवीब्रेटर मोड के विपरीत, इसकी कोई स्थिर स्थिति नहीं है, कबि ये HIGH और ये LOW में बदलती रहती है। Astable मोड में किसी बाहरी ट्रिगरिंग की आवश्यकता नहीं होती है, यह स्वचालित रूप से अपने दो High और   low  को एक विशेष अंतराल पर इंटरचेंज करता है, इसलिए एक आयताकार तरंग उत्पन्न करता है। हाई और लो आउटपुट की यह समय अवधि बाहरी प्रतिरोधों और एक कैपेसिटर द्वारा निर्धारित की गई है। एस्टेबल मोड एक ऑसिलेटर सर्किट के रूप में काम करता है, जिसमें आउटपुट एक विशेष फ्रीक्वेंसी पर oscillates करता है और आयताकार तरंग में दालों को उत्पन्न करता है। जिसे square wave या PWM के नाम से भी बोलै जाता है।

555 टाइमर आईसी का उपयोग करते हुए, हम माइक्रोसेकंड से लेकर घंटों तक HIGH और LOW  आउटपुट की सटीक समय अवधि उत्पन्न कर सकते हैं, यही कारण है कि 555 एक बहुत लोकप्रिय और बहुमुखी आईसी है। नीचे जाने से पहले, आपको 555 टाइमर आईसी और उसके पिन के बारे में पता होना चाहिए, यहाँ इसके पिन के बारे में संक्षिप्त विवरण दिया गया है।

PINOUT

इस  555 टाइमर आईसी में 25 ट्रांजिस्टर 2 Diodes  और 15 रजिस्टर एक Silicon की चिप में हैं और  यह 8 PIN की IC है ,सभी पिन का एक स्पेशल कार्य है. नीचे हर एक पिन का कार्य बतया हुआ है कि कौन से पिन क्या काम के लिए इस्तेमाल की जाती है और साथ में इसका डायग्राम भी दिया गया है.

PIN-1 Ground:- यह पिन ग्राउंड रेफरेंस वोल्टेज है।(zero voltage)

PIN-2 Trigger :- जब इस पिन पर वोल्टेज कण्ट्रोल पिन(पिन 5) वोल्टेज के 1/2 से नीचे जाता है (1/3 Vcc जब बाहरी सिग्नल द्वारा कण्ट्रोल संचालित होता है), आउट पिन हाई हो जाती  है और एक समय अंतराल शुरू होता है। जब तक यह पिन पर लौ सिग्नल दिया जाता है, तब तक आउट पिन हाई रहता है।

PIN-3 Output :- यह एक पुश-पुल (PP) आउटपुट है जो या तो कम स्थिति (ground supply) या उच्च स्थिति  (Vcc Supply) के साथ उपयोग कर सकते है। जिसे हम 2 तरीके से किसी भी लोड के साथ में कनेक्ट कर सकते हैं. एक तरीका है कि इस पिन को +Vcc के साथ में कनेक्ट कर दिया जाए और दूसरा तरीका है कि इस पिन को ग्राउंड पिन के साथ में कनेक्ट कर दिया जाए. आउटपुट का वोल्टेज सप्लाई पर निर्बर करता है।

PIN-4 Reset :- यह पिन सीधे ट्रांजिस्टर से जुड़ी होती है. जिससे कि हम इस सर्किट को रीसेट कर सकते हैं.इसे रीसेट करने के लिए इसके ऊपर नेगेटिव Pulse देनी पड़ती है. वैसे तो इस पिन का इस्तेमाल नहीं किया जाता. ज्यादातर यह पिन+Vcc के साथ जुड़ी रहती है.वैसे यह पिन False Triggering से बचने के लिए इस्तेमाल की जाती है.

PIN-5 Control Voltage :-यह पिन दूसरे Comparator के Negative Terminal के  साथ में जुड़ी होती है.यह Triggering की तरह ही अतिरिक्त पल्स देने के लिए इस्तेमाल की जाती है.यह पिन Threshold और ट्रिगर वोल्टेज को बदलने का काम करती है

PIN-6 Threshold :-यह पिन दूसरे Comparator  के Positive Terminal के साथ में कनेक्ट होती है.जब इस पिन पर Comparator के नेगेटिव टर्मिनल की तुलना में वोल्टेज कम होगा तो Comparator की आउटपुट High हो जाएगा तो Flip-Flop का आउटपुट Low हो जाएगा. और अगर फ्लिप फ्लॉप का आउटपुट Low होगा तो Output Stage का आउटपुट भी Low हो जाएगा।

PIN-7 Discharge :- यह पिन NPN ट्रांजिस्टर के Collector टर्मिनल से जुड़ी होती है,जब भी 555 टाइमर की आउटपुट हाई होगा तो यह ट्रांजिस्टर Off रहेगा,और यह कैपेसिटर के लिए एक ओपन सर्किट की तरह काम करने लगता है. लेकिन जैसे ही 555 टाइमर IC की आउटपुट Low हो जाएगा तो यह ट्रांजिस्टर एक शार्ट सर्किट की तरह काम करने लगेगा .और इस समय कैपेसिटर ट्रांजिस्टर के द्वारा डिस्चार्ज हो जाता है.

PIN-8 +Vcc :- यह पिन IC को +Vcc के साथ कनेक्ट करते है जिसकी वोल्टेज रंग 4.5v से लेकर 15v तक होती है  कुछ में 18v तक बी होती है ये इसकी Datasheet में दिया होता है।

जब circuit  को पावर सप्लाई से कनेक्ट किया जाता है , तो ट्रिगर पिन(PIN 2 ) वोल्टेज Vcc 1/ 3 से नीचे होता है, जो 1/ 3VCC  वाले Comparator के आउटपुट को उच्च(HIGH) बनाता है और 555 ic  के फ्लिप फ्लॉप और आउटपुट को HIGH  रखता है 

 इस समय ट्रांजिस्टर OFF रहता है, क्योंकि Qbar, Q '= 0 सीधे ट्रांजिस्टर के base  पर Zero Signal होने के कारण । जब ट्रांजिस्टर बंद है, Capacitor C1 चार्ज करना शुरू कर देता है और जब यह Vcc 1/ 3 की तुलना से ऊपर के वोल्टेज पर चार्ज हो जाता है, तो लोअर Comparator आउटपुट LOW हो जाता है (ऊपरी तुलनित्र भी कम होता है) और Flip फ्लॉप आउटपुट पिछले (555 आउटपुट) के समान रहता है रहता है)।

अब जब संधारित्र चार्जिंग वोल्टेज 2 / 3Vcc से अधिक हो जाता है, तो नॉन-इनवर्टिंग एंड (थ्रेशोल्ड पिन 6) का वोल्टेज Comparator के इन्वर्टिंग सिरे से अधिक हो जाता है। यह ऊपरी Comparator आउटपुट को उच्च बनाता है और फ्लिप फ्लॉप को रीसेट करता है, 555 चिप का आउटपुट LOW हो जाता है।

जैसे ही 555 के आउटपुट में LOW का मतलब Q '= 1 होता है, तो ट्रांजिस्टर Q1 ON हो जाता है और ग्राउंड पर कैपेसिटर C1 छोटा हो जाता है। तो कैपेसिटर C1 डिस्चार्ज पिन 7 और रेसिस्टेंट R2 के माध्यम से जमीन पर डिस्चार्ज करना शुरू कर देता है।

जैसे ही संधारित्र वोल्टेज 2/3 Vcc से नीचे आता है, ऊपरी Comparator आउटपुट LOW हो जाता है, अब SR Flip फ्लॉप पिछले अवस्था में बना हुआ है क्योंकि दोनों तुलनित्र LOW हैं।

डिस्चार्ज करते समय, जब संधारित्र वोल्टेज Vcc / 3 से नीचे हो जाता है, तो यह लोअर Comparator आउटपुट हाई (ऊपरी Comparator कम रहता है) बनाता है और फ़्लिप फ़्लॉप को फिर से सेट करता है और 555 आउटपुट हाई हो जाता है।

ट्रांजिस्टर Q1 बंद हो जाता है और फिर से संधारित्र C1 चार्ज करना शुरू कर देता है।

संधारित्र का यह चार्जिंग और डिस्चार्जिंग जारी है और इसके लिए एक आयताकार दोलन आउटपुट तरंग उत्पन्न होती है। जबकि संधारित्र से चार्ज हो रहा है 555 का आउटपुट हाई है, और जबकि संधारित्र से डिस्चार्ज आउटपुट हो रहा है LOW होगा। इसलिए इसे अस्टेबल मोड कहा जाता है क्योंकि कोई भी स्टेट स्थिर नहीं है और 555 अपने राज्य को हाई से लो और लो से हाई तक इंटरचेंज करता है, इसलिए इसे फ्री रनिंग मल्टीवीब्रेटर कहा जाता है।

अब OUTPUT हाई और OUTPUT कम अवधि, प्रतिरोधों R1 और R2 और कैपेसिटर C1 द्वारा निर्धारित की जाती है। इसकी गणना नीचे दिए गए सूत्रों का उपयोग करके की जा सकती है:

Ton =0.69xCx(Ra+Rb)

Toff =0.69xCxRb

Ton =length of high output pulse in second

Toff =length of low output pulse in second

Ra= Resistance of R1 in ohm

Rb= Resistor of R2 in ohm

C= Capacitance of C in Farads

0.69= Constant value in 555 timer

Time High (Seconds) T1 = 0.693 * (R1+R2) * C1

Time Low (Seconds) T2 = 0.693 * R2 * C1

Time Period T = Time High + Time Low = 0.693 * (R1+2*R2) * C1

Freqeuncy f = 1/Time Period = 1/ 0.693 * (R1+2*R2) * C1 = 1.44 / (R1+2*R2) * C1

Duty Cycle: The duty cycle is the ratio of time for which the output is HIGH to the total time.

Duty cycle %: (Time HIGH/ Total time) * 100 = (T1/T) * 100 = (R1+R2)/ (R1+2*R2) *100

उपरोक्त मानों की गणना करने के लिए आप इस 555 टाइमर एस्टेबल कैलकुलेटर का उपयोग भी कर सकते हैं।

यहां 555 टाइमर आईसी के एस्टेबल मोड का व्यावहारिक प्रदर्शन है, जहां हमने 555 आईसी के आउटपुट के लिए एक एलईडी कनेक्ट किया है। इस 555 एस्टेबल मल्टीविब्रेटर सर्किट में, एलईडी एक विशेष अवधि के साथ स्वचालित रूप से चालू और बंद हो जाएगा। समय, बंद समय, आवृत्ति आदि की गणना उपरोक्त सूत्रों के उपयोग से की जा सकती है।