Wie funktioniert diese Schaltung, um eine LED ein- und auszublenden?

Ich bin neu in der Elektronik. Ich versuche herauszufinden, wie diese Schaltung funktioniert, um das LED-Licht ein- und auszublenden:

http://www.555-timer-circuits.com/images/circuit-fading-led.gif.

Ich denke, es funktioniert so (natürlich liege ich falsch):

  1. Wenn Sie die Schaltung zum ersten Mal anschließen, fließt Strom von der 9-V-Stromquelle (ich weiß, dass Elektronen tatsächlich in die entgegengesetzte Richtung fließen, aber ich bleibe bei der Konvention) zu Pin 8 und 4 des 555-Timers. Sowohl der „Set“- als auch der „Reset“-Komparator im 555-Timer geben 0 aus, wodurch das Flip-Flop im 555-Timer seinen Anfangszustand (dh 0) und den Ausgang 0 beibehält, der an die Ausgangsstufe im 555-Timer weitergegeben wird , wodurch die Ausgangsstufe des 555-Timers Pin 3 des 555-Timers als Stromquelle nutzen kann. Der 33K-Widerstand (dh R1) reduziert die Spannung an den Pins 6 und 2 dramatisch auf einen Wert von weniger als 3 V, so dass sowohl die "Set"- als auch die "Reset"-Komparatoren innerhalb des 555-Timers weiterhin 0 ausgeben. Der Strom fließt jedoch durch Pin 3 beginnt, den 100-uF-Kondensator (C1) aufzuladen.
  2. Wenn C1 geladener wird, fließt weniger Strom in C1 und mehr Strom fließt durch die Basis des Transistors, wodurch das LED-Licht heller leuchtet. Schließlich führt die Ladung über C1 zu einer Spannung über Pin 6 und Pin 2 von mehr als 6 V, wodurch der "Set"-Komparator 1 ausgibt, wodurch der Zustand des Flipflops auf 1 gesetzt wird, wodurch die Ausgangsstufe den Pin ändert 3 von einer Stromquelle zu einer Stromsenke. C1 beginnt sich über R1 sowie über die Basis des NPN-Transistors (Q1) zu entladen – zuerst schnell, wodurch die LED zunächst weiter hell leuchtet und allmählich weniger hell wird, wenn die Ladung über C1 abnimmt.
  3. Schließlich führt die Ladung über C1 zu einer Spannung zwischen Pin 6 und Pin 2, die weniger als 3 V beträgt, was dazu führt, dass der „Reset“-Komparator 1 ausgibt (der „Set“-Komparator hat bereits mit der Ausgabe von 0 begonnen, als die Spannung unter 6 V gefallen ist). , wodurch der Zustand des Flip-Flops auf 0 wechselt, wodurch die Ausgangsstufe Pin 3 wieder als Stromquelle verwenden kann.
  4. Der Vorgang wiederholt sich.

Ist mein Gedankengang richtig? Habe ich etwas vergessen?

Antworten (2)

Q1 ist ein Emitterfolger. Die Spannung am Emitter ist die Kondensatorspannung minus 0,7 V oder so.

Wenn die LED Vf 2 V beträgt, beträgt der Strom durch die LED etwa (Vc1-2,7)/470. Bei 3 V am Kondensator ist die LED also fast aus.

Der Basisstrom beträgt etwa 12-25 uA (abhängig vom Transistor-Beta), wenn der Kondensator 6 V (Spitze) beträgt, sodass der Zyklus je nach Typ des 555 etwas verlängert wird. Ein bipolarer Typ gibt bei leichtem Strom etwa 7,8 V aus , sodass der Strom durch R1 nur etwa 55 uA beträgt, sodass er möglicherweise mit einem BC547A fehlschlägt.

Vielen Dank für Ihre Antwort! Warum sollte die Spannung am Emitter nur von der Kondensatorspannung beeinflusst werden? Würde es nicht auch von der Spannung von Pin 3 beeinflusst, während Pin 3 im Stromquellenmodus ist? Und wie sieht es mit der Spannung der Batterie aus? Geht das nicht in die Spannung am Emitter ein? Warum könnte es auch bei einem BC547A fehlschlagen, wenn der Strom durch R1 etwa 55 uA beträgt?
1. Wenn sich der Transistor im aktiven Modus befindet (was hier der Fall ist), beträgt Vbe 0,7 V. Wenn wir den Basisstrom ignorieren, ist die Emitterspannung die Kondensatorspannung minus 0,7 V. Der Strom durch den Widerstand von Pin 3 ändert schließlich die Kondensatorspannung, genau wie Sie sagen. 2. Die minimale Verstärkung eines BC547 A beträgt nur 110, was bedeutet, dass der Spitzenbasisstrom (mit Vcap = 6 V) bis zu 63 uA betragen könnte (bei Raumtemperatur, mehr bei niedriger Temperatur), sodass der Kondensator niemals 5 V erreichen wird. Es wird bei vielleicht 5,6 oder 5,8 V stehen bleiben, also bleibt Pin 3 hoch, die LED bleibt ziemlich hell und das war's.
@lostinthecloud Der von Pin 3 kommende Strom ... fließt durch den Kondensator, der die Kondensatorspannung beeinflusst.

In der Emitterfolgerkonfiguration fungiert Q1 als Stromverstärker. Innerhalb von Grenzen ist die Emitterspannung immer etwa 0,6 V kleiner als die Basisspannung. Wenn sich die Basis nach oben und unten bewegt, folgt ihr der Emitter abzüglich des Offsets, der durch die Durchlassspannung des Basis-Emitter-Übergangs verursacht wird. Der Grund für den Transistor ist, dass er pro 1 mA Strom in die Basis etwa 100 mA Strom vom Kollektor zum Emitter leiten kann.

Wenn die LED in Ihrer Schaltung direkt an den R1-C1-Knoten angeschlossen wäre, würde sie versuchen, so viel Strom durch den 33-K-Widerstand zu ziehen, dass der Spannungsabfall über dem Widerstand zu groß wäre und der Strom so niedrig wäre, dass die LED würde nicht leuchten. Mit dem Transistor dort kommt nur etwa 1% des LED-Stroms von Pin 3 durch R1. Der Rest kommt direkt von der 9 V Quelle. Ihre Aussage in Nr. 2 über "weniger Strom fließt in C1 und mehr Strom fließt durch die Basis des Transistors" ist also falsch, wie Sie es meinen. Der Basisstrom in den Transistor steigt leicht an, wenn die Spannung R1-C1 zunimmt, aber nur, weil der Strombedarf der LED zunimmt, wenn die Spannung an ihr und R3 zunimmt. Die mit dem Emitter verbundene Last ist eine Form einer negativen Rückkopplung, die als Emitterdegeneration bezeichnet wird.

Danke! Wollen Sie sagen, dass der Strom durch die Basis des Transistors mit zunehmender Ladung über dem Kondensator zunimmt, weil die Spannung an der Basis des Transistors mit zunehmender Ladung über dem Kondensator zunimmt (im Gegensatz zu der Art und Weise, wie ich es in meinem ursprünglichen Beitrag beschrieben habe? , was es so klingen ließ, als ob sich die Geschwindigkeit des Elektronenflusses in den Kondensator allmählich verlangsamte, wenn der Kondensator geladener wurde)? Verlangsamt sich der Elektronenfluss in einen Kondensator, wenn sich ein Kondensator auflädt?
Ja, der Elektronenfluss nimmt ab, wenn die Kondensatorspannung auf die Spannung an Pin 3 zunimmt (entweder Laden oder Entladen). Aber der Basisstrom steigt nicht streng an, weil die Basisspannung über Masse ansteigt. Wenn der Emitter anstelle einer LED und eines Widerstands eine Konstantstromlast hätte, würde sich der Basisstrom nicht ändern, wenn die Kondensatorspannung ansteigt und abfällt. Nicht genug Zeichen, um alles in einer Nachricht abzudecken.
Der Strom durch den Emitter ist die Summe aus Basis- und Emitterstrom, etwa 1:100 bei einem Kleinsignaltransistor. Die Basisspannung steigt, dies erhöht den Basisstrom, da ein Stromkreis von der Basis zum Emitter durch den Basis-Emitter-Übergang, im Grunde eine Diode, durch den Widerstand und durch die LED zu GND führt. Der Basisstrom steigt also an, was zu einem 100-fachen Anstieg des Kollektorstroms führt.
Wenn der Emitterstrom zunimmt, steigt auch die Spannung an R3, und wenn die Spannung an R3 zunimmt, nimmt der Basisstrom ab. Schließlich wird ein Stabilitätspunkt erreicht, bis sich die Basisspannung wieder ändert. Mit einer Spannungsrampe an der Basis erhält man eine Stromrampe durch die LED.
Wie funktioniert diese Schaltung, um eine LED ein- und auszublenden?
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