Teorija i praksa korištenja timera 555. Prvi dio.
Prvi dio. Teorijski.Vjerojatno ne postoji takav radio amater ( Mijau, i njegova mačka!- Ovdje i dalje cca. Kota), koji ne bi koristio ovaj prekrasni mikro krug u svojoj praksi. Pa za nju su sigurno svi čuli.
Njegova povijest započela je 1971., kada je Signetics Corporation izdala SE555/NE555 čip pod nazivom "Integrated Timer" ( IC vremeplov).
U to je vrijeme to bio jedini "timer" mikro krug dostupan masovnom potrošaču. Odmah nakon izlaska u prodaju, mikro krug je stekao divlju popularnost među amaterima i profesionalcima. Pojavila se hrpa članaka, opisa i dijagrama koji koriste ovaj uređaj.
Tijekom proteklih 35 godina gotovo svaki proizvođač poluvodiča koji poštuje sebe smatrao je svojom dužnošću izdati vlastitu verziju ovog mikro kruga, uključujući korištenje modernijih tehničkih procesa. Na primjer, Motorola izdaje CMOS verziju MC1455. Ali uz sve to, nema razlike između svih ovih verzija u funkcionalnosti i rasporedu pinova. Svi su oni potpuni analozi jedni drugima.
Naši domaći proizvođači također nisu stajali po strani i proizvodili ovaj mikro krug pod nazivom KR1006VI1.
A ovdje je popis inozemnih proizvođača koji proizvode mjerač vremena 555 i njihove komercijalne oznake:
Proizvođač |
Ime čipa |
Texas Instruments |
U nekim slučajevima navedena su dva imena. To znači da su dostupne dvije verzije čipa - civilna, za komercijalnu upotrebu i vojna. Vojna verzija ima veću točnost, širi raspon radnih temperatura i dostupna je u metalnom ili keramičkom kućištu. Pa skuplje, naravno.
Počnimo s kućištem i pribadačama.
|
Mikrokrug je dostupan u dvije vrste kućišta - plastični DIP i okrugli metal. Istina, još uvijek se proizvodio u metalnom kućištu - sada su ostala samo DIP kućišta. Ali u slučaju da vam se iznenada posreći, predstavljam oba crteža kućišta. Dodjela pinova je ista u oba slučaja. Osim standardnih, dostupna su još dva tipa mikro krugova - 556 i 558. 556 je dvostruka verzija mjerača vremena, 558 je četverostruka verzija.
Funkcionalni dijagram mjerača vremena prikazan je na slici neposredno iznad ove rečenice.
Mikrokrug sadrži oko 20 tranzistora, 15 otpornika, 2 diode. Sastav i količina komponenti može malo varirati ovisno o proizvođaču. Izlazna struja može doseći 200 mA, potrošena struja je 3-6 mA veća. Napon napajanja može varirati od 4,5 do 18 volti. U ovom slučaju, točnost mjerača vremena praktički ne ovisi o promjenama napona napajanja i iznosi 1% izračunate vrijednosti. Pomak je 0,1%/volt, a temperaturni pomak je 0,005%/C.
Sada ćemo pogledati shemu strujnog kruga mjerača vremena i oprati mu kosti, odnosno noge - koji izlaz je za što potreban i što sve to znači.
Dakle, zaključci ( Mijau! Govori o nogama...):
1. Zemlja. Ovdje se nema što posebno komentirati - izlaz koji je spojen na minus napajanja i na zajedničku žicu kruga.
2. Pokreni. Ulaz komparatora br. 2. Kada se na ovaj ulaz primijeni impuls niske razine (ne više od 1/3 Vpit), mjerač vremena pokreće se i na izlazu se postavlja napon visoke razine na vrijeme određeno vanjskim otporom R (Ra + Rb, vidi funkcionalni dijagram) i kondenzator C - to je takozvani monostabilni multivibratorski mod. Ulazni impuls može biti pravokutan ili sinusoidan. Glavno je da njegovo trajanje bude kraće od vremena punjenja kondenzatora C. Ako ulazni impuls ipak premaši ovo vrijeme trajanja, tada će izlaz mikro kruga ostati u stanju visoke razine sve dok se ulazna razina ponovno ne postavi na visoku. . Struja koju troši ulaz ne prelazi 500nA.
3. Izlaz. Izlazni napon mijenja se s naponom napajanja i jednak je Vpit-1,7V (visoka izlazna razina). Na niskoj razini, izlazni napon je približno 0,25 V (pri naponu napajanja od +5 V). Prebacivanje između niskog i visokog stanja događa se za otprilike 100 ns.
4. Ponovno postavljanje. Kada se na ovaj izlaz primijeni napon niske razine (ne više od 0,7 V), izlaz se vraća na stanje niske razine, bez obzira na to u kojem je načinu rada tajmer trenutno i što radi. Resetiraj, znaš, resetira se i u Africi. Ulazni napon je neovisan o naponu napajanja - to je TTL-kompatibilan ulaz. Kako biste spriječili slučajna resetiranja, snažno se preporuča spojiti ovaj pin na plus napajanja sve dok ne bude potreban.
5. Kontrola. Ovaj pin vam omogućuje pristup referentnom naponu komparatora br. 1, koji je jednak 2/3V napajanja. Obično se ova igla ne koristi. Međutim, njegova uporaba može značajno proširiti mogućnosti upravljanja timerom. Stvar je u tome što primjenom napona na ovaj pin možete kontrolirati trajanje izlaznih impulsa mjerača vremena i tako pokrenuti vremenski lanac na RC. Napon koji se dovodi na ovaj ulaz u modu monostabilnog multivibratora može biti u rasponu od 45% do 90% napona napajanja. I u multivibratorskom načinu rada od 1,7 V do napona napajanja. U ovom slučaju na izlazu primamo FM (FM) modulirani signal. Ako se ovaj pin ne koristi, preporuča se spojiti ga na zajedničku žicu preko kondenzatora od 0,01 μF (10 nF) kako bi se smanjila razina smetnji i svih drugih problema.
6. Stanite. Ovaj pin je jedan od ulaza komparatora br. 1. Koristi se kao neka vrsta antipoda izlazu 2. To jest, koristi se za zaustavljanje mjerača vremena i dovođenje izlaza u stanje ( Mijau! Tiha panika?!) niska razina. Kada se primijeni puls visoke razine (najmanje 2/3 napona napajanja), mjerač vremena se zaustavlja i izlaz se vraća na stanje niske razine. Baš kao i pin 2, na ovaj pin se mogu dovoditi i pravokutni i sinusoidni impulsi.
7. Ispuštanje. Ovaj pin je spojen na kolektor tranzistora T6, čiji je emiter spojen na masu. Dakle, kada je tranzistor otvoren, kondenzator C se prazni kroz spoj kolektor-emiter i ostaje u ispražnjenom stanju dok se tranzistor ne zatvori. Tranzistor je otvoren kada je izlaz mikrokruga nizak i zatvoren kada je izlaz aktivan, odnosno visok. Ovaj pin se također može koristiti kao pomoćni izlaz. Njegov kapacitet opterećenja je približno isti kao i izlaz konvencionalnog mjerača vremena.
8. Plus prehrana. Kao iu slučaju zaključka 1, nema se što puno reći. Napon napajanja timera može biti u rasponu od 4,5-16 volti. Za vojne verzije čipa, gornji raspon je 18 volti.
Dakle, pretpostavimo da smo napajali čip. Ulaz je visok, izlaz je nizak, kondenzator C je ispražnjen. Sve je mirno, svi spavaju. I onda BANG - primjenjujemo niz pravokutnih impulsa na ulaz tajmera. Što se događa?
Već prvi impuls niske razine prebacuje izlaz timera u stanje visoke razine. Tranzistor T6 se zatvara i kondenzator se počinje puniti kroz otpornik R. Cijelo vrijeme dok se kondenzator puni, izlaz timera ostaje uključen - održava visoku razinu napona. Čim se kondenzator napuni na 2/3 napona napajanja, izlaz mikro kruga se isključuje i na njemu se pojavljuje niska razina. Tranzistor T6 se otvara i kondenzator C se prazni.
Međutim, postoje dvije nijanse koje su na grafikonu prikazane točkastim linijama.
Prvi je ako nakon završetka punjenja kondenzatora na ulazu ostane niska razina napona - u ovom slučaju izlaz ostaje aktivan - ostaje na visokoj razini dok se na ulazu ne pojavi visoka razina. Drugi je ako aktiviramo ulaz Reset niskim naponom. U tom slučaju, izlaz će se odmah isključiti, unatoč činjenici da se kondenzator još uvijek puni.
Dakle, završili smo lirski dio - prijeđimo na oštre brojke i izračune. Kako možemo odrediti vrijeme za koje će se timer uključiti i vrijednosti RC lanca potrebne za postavljanje ovog vremena? Vrijeme tijekom kojeg se kondenzator napuni do 63,2% (2/3) napona napajanja nazivamo vremenskom konstantom, označimo je slovom t. Ovo vrijeme izračunava se po formuli koja je nevjerojatna u svojoj složenosti. evo je: t = R*C, gdje je R otpor otpornika u megaomima, C je kapacitet kondenzatora u mikrofaradima. Vrijeme se dobiva u sekundama.
Vratit ćemo se formuli kada detaljno razmotrimo načine rada mjerača vremena. Sada pogledajmo jednostavan tester za ovaj čip, koji će vam lako reći radi li vaša instanca timera ili ne.
Ako nakon uključivanja napajanja oba LED-a trepću, onda je sve u redu i mikro krug je u punom radnom stanju. Ako barem jedna od dioda ne svijetli ili, naprotiv, stalno svijetli, tada se takav mikrokrug može mirne savjesti baciti u WC školjku ili vratiti prodavatelju ako ste ga upravo kupili. Napon napajanja - 9 volti. Na primjer, iz baterije Krona.
Sada pogledajmo načine rada ovog mikro kruga.
Strogo govoreći, ima dva načina. Prvo - monostabilni multivibrator. Monostabilan - jer takav multivibrator ima samo jedno stabilno stanje - isključeno. I privremeno ga prebacimo u uključeno stanje primjenom nekog signala na ulaz tajmera. Kao što je gore navedeno, vrijeme za koje multivibrator prelazi u aktivno stanje određeno je RC krugom. Ova svojstva mogu se koristiti u širokom rasponu krugova. Započeti nešto za određeno vrijeme ili obrnuto - napraviti stanku za određeno vrijeme.
Drugi način rada je generator impulsa. Mikrokrug može proizvesti slijed pravokutnih impulsa, čiji su parametri određeni istim RC lancem. ( Mijau! Želim lanac. Na repu. Ili narukvicu. Anti statički.)
Uostalom, naša mačka je dosadna.
Krenimo od početka, odnosno od prvog načina.
Dijagram strujnog kruga za spajanje mikro kruga prikazan je na slici. RC krug je spojen između plusa i minusa napajanja. Pin 6 - Stop je spojen na vezu između otpornika i kondenzatora. Ovo je ulaz komparatora br. 1. Pin 7 je također spojen ovdje - Bit. Ulazni impuls se primjenjuje na pin 2 - Start. Ovo je ulaz komparatora br. 2. Potpuno jednostavan sklop - jedan otpornik i jedan kondenzator - je li puno jednostavniji? Da biste povećali otpornost na buku, možete spojiti pin 5 na zajedničku žicu preko kondenzatora od 10nF.
Dakle, u početnom stanju, izlaz mjerača vremena je nizak - oko nula volti, kondenzator je ispražnjen i ne želi se puniti, jer je tranzistor T6 otvoren. Ovo stanje je stabilno i može trajati neograničeno dugo. Kada na ulazu stigne impuls niske razine, aktivira se komparator br. 2 i prebacuje interni okidač tajmera. Kao rezultat, na izlazu se uspostavlja visoka razina napona. Tranzistor T6 se zatvara i kondenzator C se počinje puniti kroz otpornik R. Cijelo vrijeme dok se puni, izlaz mjerača vremena ostaje visok. Mjerač vremena ne reagira ni na kakve vanjske podražaje ako stignu na pin 2. To jest, nakon što se mjerač vremena aktivira od prvog impulsa, daljnji impulsi nemaju učinka o stanju mjerača vremena - ovo je vrlo važno. Dakle, što se tamo događa? O, da - kondenzator se puni. Kada se napuni do napona od 2/3 V, komparator br. 1 će raditi i zauzvrat će uključiti unutarnji okidač. Kao rezultat toga, na izlazu će se uspostaviti niska razina napona, a krug će se vratiti u prvobitno, stabilno stanje. Tranzistor T6 će se otvoriti i isprazniti kondenzator C.
Prijeđimo na drugi način.
Ovom je krugu dodan još jedan otpornik. Ulazi oba komparatora spojeni su i spojeni na spoj otpornika R2 i kondenzatora. Pin 7 je spojen između otpornika. Kondenzator se puni preko otpornika R1 i R2.
Sada da vidimo što se događa kada strujni krug uključimo. U početnom stanju, kondenzator je ispražnjen i ulazi oba komparatora imaju nisku razinu napona, blizu nule. Komparator br. 2 prebacuje interni okidač i postavlja izlaz vremena na visoku razinu. Tranzistor T6 se zatvara i kondenzator se počinje puniti kroz otpornike R1 i R2.
Kada napon na kondenzatoru dosegne 2/3 napona napajanja, komparator br. 1 zauzvrat uključuje okidač i isključuje izlaz mjerača vremena - izlazni napon postaje blizu nule. Tranzistor T6 se otvara i kondenzator se počinje prazniti kroz otpornik R2. Čim napon na kondenzatoru padne na 1/3 napona napajanja, komparator br. 2 ponovno će uključiti okidač i na izlazu mikro kruga ponovno će se pojaviti visoka razina. Tranzistor T6 će se zatvoriti i kondenzator će se ponovno početi puniti... uf, već mi se vrti u glavi.
Ukratko, kao rezultat svog ovog šamanizma, rezultat koji dobivamo je niz pravokutnih impulsa. Frekvencija pulsa, kao što ste vjerojatno već pogodili, ovisi o vrijednostima C, R1 i R2. Određuje se formulom:
Vrijednosti R1 i R2 zamijenjene su u Ohmima, C - u Faradima, frekvencija se dobiva u Hertzima.
Vrijeme između početka svakog sljedećeg impulsa naziva se periodom i označava se slovom t. Sastoji se od trajanja samog impulsa - t1 i intervala između impulsa - t2. t = t1+t2.
Frekvencija i period su obrnuti pojmovi i odnos između njih je sljedeći:
f = 1/t.
t1 i t2 se, naravno, također mogu i trebaju izračunati. Kao ovo:
t1 = 0,693(R1+R2)C;
t2 = 0,693R2C;
Pa, čini se da smo završili s teoretskim dijelom. U sljedećem ćemo dijelu pogledati konkretne primjere uključivanja timera 555 u različitim strujnim krugovima i za najrazličitije namjene.
Ako još imate pitanja, možete ih postaviti.
|
Što mislite o ovom članku? |
Čip NE555 je analogni integrirani krug koji je univerzalni mjerač vremena, odnosno uređaj dizajniran za generiranje (generiranje) pojedinačnih ili ponavljajućih impulsa sa stabilnim karakteristikama tijekom vremena. Mikrokrug NE555 naširoko se koristi u tehnologijama za izradu vremenskih releja, generatora, modulatora, uređaja za prag i drugih funkcionalnih jedinica elektroničke opreme. Na temelju ovog mikro kruga izgrađeni su uređaji za kontrolu širine impulsa, uređaji za vraćanje izobličenog digitalnog signala, pretvarači impulsnog napona itd.
Čip je prvi put pustio u prodaju Signetics 1971. Dvostruka verzija NE555 proizvodi se s oznakom 556, a četverostruka verzija - 558.
Topologija čipa NE555 sastoji se od 2 diode, 23 tranzistora i 16 otpornika. Izlazna struja mikro kruga je 200 mA, dok mu je trenutna potrošnja samo 3 mA više. Mikro krug se napaja naponom u rasponu od 4,5 do 18 volti. Međutim, promjena napona napajanja ne utječe na točnost mjerača vremena NE555. Pogreška je samo oko 1% izračunate vrijednosti.
Blok dijagram NE555 čipa
Dodjela pinova na čipu NE555
Pin br. |
Oznaka |
mijenjati |
Svrha |
Opis |
Zajednička žica, minus snaga |
||||
Ako napon na ovom izlazu dosegne razinu ispod 1/2 CTRL, na izlazu mikrosklopa (pin 3) pojavljuje se napon visoke razine i počinje odbrojavanje vremena. |
||||
Q ili bez |
Na ovom pinu generira se jedan od dva napona, koji približno odgovara niskoj razini - 0,25 V i visokoj razini V CC - 1,7 V, ovisno o stanju mjerača vremena. Vrijeme prebacivanja s jedne razine na drugu događa se za približno 100 ns. |
|||
Reset (početak omogućavanja) |
Kada se na ovaj ulaz primijeni napon manji od 0,7 V, izlaz mikrosklopa je prisiljen u stanje niske razine (prebacuje se na GND). To se događa bez obzira na stanje ostalih ulaza, odnosno taj ulaz ima najveći prioritet. Drugim riječima, visoka razina napona na ovom ulazu (više od 0,7 V) omogućuje pokretanje mjerača vremena, inače je pokretanje zabranjeno. |
|||
Kontrola (kontrola razdjelnika) |
Spojen izravno na unutarnji razdjelnik napona. U nedostatku vanjskog signala, napon je 2/3 od V CC. Definira pragove za zaustavljanje i pokretanje. |
|||
Kada napon na ovom pinu premaši napon na CTRL pinu, izlaz postaje niski i interval završava. Zaustavljanje je moguće ako TRIG ulaz ne primi startni signal, budući da TRIG ulaz ima prioritet nad THR (izuzetak je mikro krug KR1006VI1). |
||||
? ili ¤< |
Izlaz je tipa otvorenog kolektora, obično se koristi za pražnjenje vremenskog kondenzatora između intervala. Stanja ovog izlaza ponavljaju stanja glavnog OUT izlaza, tako da se mogu spojiti paralelno kako bi se povećala nosivost timera za ulaznu struju. |
|||
Plus hrana. |
Načini rada čipa NE555
Monostabilni generator
Ulazni signal niske razine na ulazu INPUT (pin 2) prebacuje tajmer mikro kruga u način rada za brojanje vremena, dok se na izlazu mikro kruga (IZLAZ - pin 3) opaža visoka razina signala. Ova pozicija mjerača vremena traje određeni vremenski period, koji je jednak t=1,1*R*C. Zatim se mjerač vremena vraća u stabilno stanje, što određuje nisku razinu signala na izlazu mikro kruga (IZLAZ - pin 3).
Astabilni oscilator
Napon na izlazu mikro kruga (IZLAZ - pin 3) povremeno se mijenja. Dakle, na izlazu mikro kruga opaža se signal u obliku meandra, koji se može opisati sljedećim jednadžbama:
Trajanje visoke razine: t1 = ln2*(R1+R2)*C = 0,693*(R1+R2)*C
Trajanje niske razine: t2=ln2*R2*C2 = 0,693*R2*C2
Razdoblje: T=ln2*(R1+2*R2)*C = 0,693*(R1+2*R2)*C
Frekvencija: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C)
Ne treba vam kontrolor, rekli su. Radite sve s NE555 timerima, rekli su. Pa, uspio sam - čini se samo kako bih bio siguran da je rezultat dizajn koji je bio zadivljujući u svom razornom učinku na moju krhku psihu.
Recenzija, ako se ovaj tekst može tako nazvati, neće biti preduga. Jer samo konstatira moj potpuni i bezuvjetni neuspjeh u sklapanju elementarnih sklopova i pokazuje da je barem šest od dvadeset čipova sasvim funkcionalno.
Također napomena: čini se da je trgovina nedavno promijenila pravila, budući da sada imaju minimalnu narudžbu s besplatnom dostavom od 6 dolara, a ako je manja, onda će naplatiti dostavu 1,5 dolara. Kad sam kupovao, otpisali su mi samo kupovnu cijenu, odnosno 0,59$ i to je to.
U dva blistera ima točno dvadeset komada. S jedne strane svaki blister je omotan trakom, s druge strane je zatvoren gumenim čepom:
Općenito, u početku sam kupio tajmere kako bih napravio jednostavan generator za pronalaženje kratkog spoja u ožičenju - zainteresirali su se moji prijatelji. Suština uređaja je, ako sam dobro shvatio, da je strujni krug do kratkog spoja antena s koje se signal čuje običnim MF/LW prijemnikom.
Tamo gdje škripanje prestaje je otprilike mjesto gdje se javlja kratki spoj. Ovako to izgleda u praksi za prijatelja čijim sam stopama planirao krenuti:
Ali onda su oni koji su upoznati s potrebom zaključili da im baš i ne treba sve. Ili su odlučili nešto drugo, ali ja nisam inzistirao. I budite uzrujani: vidjeli ste koliko satovi koštaju (malo više od pola dolara za 20 komada) - kakvo razočaranje?
Redovni DIP8:
Stoga sam se odlučio zabaviti na drugačiji način i pogledao što rade od NE555. I, kako se pokazalo, rade mnogo toga. Sve vrste alarma, indikatori napona, indikatori nedostatka pulsa. Općenito, bio sam impresioniran.
Pa pošto svi opisuju otprilike istu stvar, evo par linkova za RadioKat: i. Sheme su u drugom.
Pretpostavlja se da se popularnost NE555 objašnjava činjenicom da se radi o godinama provjerenom dizajnu (točnije 45 godina), koji je zabrinjavajuće jednostavan za konfiguriranje i prilično točno odgovara karakteristikama bez obzira na napon napajanja, koji može biti u rasponu od 4,5 V do 16 V za običnu verziju (ali postoje opcije). Odnosno, napon fluktuira, ali je frekvencija više stabilna nego ne.
Zapravo, da bi mjerač vremena radio, potrebno vam je nekoliko dijelova i bilo koji prikladan izvor energije - vrlo atraktivno za napraviti neko sranje bez puno muke.
Što se mene tiče, s mikrokontrolerom je još manje muke, ali u komentarima na priču o "Pishchalu" dobio sam i izgubio mir. Shvatio sam da se moram pokušati barem smiriti.
Dakle, ideja je bila jednostavna - mjerač vremena za hranjenje mačaka. Koji su, izgubivši sav stid, počeli zahtijevati hranu gotovo svakih pola sata, a nakon što su pojeli tri krekera, otišli su zadovoljni. Prema mišljenju veterinara, to nije baš korisno (a po našem mišljenju i izuzetno problematično), pa je bilo potrebno vratiti njihovu prehranu na svoje mjesto. Pa, to je dobra ideja: hranite barem ne više od jednom svakih pet do šest sati.
Praćenje sata, naravno, nije teško. Međutim, prvo, situaciju komplicira činjenica da ako se tijekom dana hranjenje po satu odvija više ili manje, onda noću to više nije tako, jer jedna mačka ima, recimo to tako, složen karakter. Točno - ode i pandžama grebe po radijatoru, a ako sam i odlučio ne obraćati pažnju na ovaj glazbeni eksperiment sumnjive kvalitete, žao mi je susjeda.
Odnosno, noću morate ustati i mjeriti vrijeme, au polusvjesnom stanju to je malo teško.
Drugo, nisu sve mačke tako skandalozne, pa se neke jednostavno ne slažu s tim gnjavatorom. I pokazalo se da su intervali različiti za sve, ali pošteno govoreći, bilo bi lijepo nahraniti u određeno vrijeme i one koji su propustili izvanredan obrok.
Stoga sam došao na ideju da napravim hrpu neovisnih mjerača vremena za određeno vrijeme - jedan po mački. I baš ovako: dođe mačak, daš mu hranu, pritisneš dugme, upali se lampica. Kao što se žarulja ugasila, mačka se može ponovno nahraniti.
Kao što možete pogoditi, ovo je jedna od glavnih opcija za tajmer. Može se zvati drugačije: može se zvati monostabil, može se zvati monostabil, može se zvati standby multivibrator.
Ovo ne mijenja suštinu: NE555 treba, zapravo, izdati samo jedan impuls potrebnog trajanja.
Stoga sam uzeo tajmerski krug od:
Ali malo sam ga pojednostavio tako što sam se riješio otpornika za podrezivanje (budući da imam fiksni interval) i druge LED diode - kao nepotrebne. Istodobno sam promijenio vrijednosti vremenskog lanca, provjeravajući istu dokumentaciju, koja izvještava da biste za izračunavanje približnog trajanja impulsa trebali koristiti formulu y t = 1,1RC.
Igrajući se fontovima i vrijednostima dijelova dostupnih u Chip-i-Dip butiku, ustanovio sam da za petosatni interval koji svima odgovara kondenzator kapaciteta 3300 μF i otpornik 5,1 MΩ sasvim su prikladni:
T = 1,1*0,0033*5100000 = 18513 sek = 5,14 sati.
Stvarnost se, međutim, pokazala malo drugačijom od teorije. Mjerač vremena, sastavljen prema ovoj shemi i s ovim vrijednostima, nastavio je raditi nakon pet sati. Nisam imao strpljenja čekati da završi s radom, pa sam pretpostavio da NE555 ne radi baš najbolje s velikim apoenima.
Brzo googlanje pokazalo je da da, moguće je, ali ne bi trebalo biti problema (teoretski) s otporom do 20 MOhm pri naponu napajanja od 15 V. Stoga sam nastavio eksperimentirati i otkrio da je u mom slučaju formula ispada ovako nešto:
I bio sam vrlo zahvalan sebi što sam kupio ne samo 5,1 MOhm, već i, za svaki slučaj, najbliže vrijednosti - 4,7 MOhm i 3,9 MOhm. Potonji je, srećom, bio taman za traženi interval.
S ovim ocjenama (3300 µF i 3,9 MOhm) sastavio sam blok mjerača vremena sa svjetlima i gumbima. Sve sam povezao zajedničkim dalekovodom, nemaju drugih dodirnih točaka (dobro, barem sam se trudio da nemaju). A kako sam sastavljao nadstrešnicu, provjeravao sam se multimetrom na svakom koraku i bio gotovo miran kada sam pokrenuo prvi mjerač vremena.
Ispalo je ovako (upozorio sam vas na samom početku):
Upalio se prema očekivanjima, pa sam odlemio preostale tipke i svjetla i upalio ga. Pritiskao sam gumbe. LED diode su se upalile točno kako su trebale: pritisnete gumb - upali se i to je to.
A onda sam napravio veliku grešku. Nisam napravio još nekoliko probnih vožnji, ali sam se samo uzrujao što nisam dobro zalemio žice na gumbe i odlučio sam ih ponovno zalemiti. Stoga još ne znam što se točno dogodilo: ili sam u početku nešto krivo napravio ili sam uspio nešto pokvariti prilikom ponovnog lemljenja žica.
Ali ispalo je smiješno. Pri ponovnom uključivanju (sa zalemljenim žicama) odmah su zasvijetlile tri LED diode. A pritiskanje tipki otkrilo je potpuni kaos: pritisnete jednu tipku - zasvijetli joj LED (odnosno, u teoriji se uključi tajmer), pritisnete drugu - prva se LED ugasi, druga svijetli. I tako dalje.
Iskustveno sam saznao da postoji određena kombinacija pritiska tipki koja pali sve LED diode. Ali do sada nisam stigao provjeriti strujni krug na kratke spojeve tamo gdje ih ne bi trebalo biti.
Bonus pjesma - igrajmo se minolovca:
Ukratko, želim reći da sam se zabavio s timerima. U praksi sam provjerio da ih možete kupiti u Kini - dolaze radnici.
I iako nisam mogao napraviti mjerač vremena za mačke, dobio sam slagalicu "Upali sve žarulje" kao bonus. I u isto vrijeme, razumijevanje da NE555 očito nije za mene. I zato:
Minimalni napon napajanja 4,5V
- velika potrošnja struje
Naravno, ovi nedostaci se mogu premostiti naručivanjem CMOS verzije čipa, koja je puno ekonomičnija i radi već od 1,5V. No obični koštaju 0,59 dolara za dvadeset komada, a CMOS oko 10 dolara. Odnosno, regulator je otprilike dvostruko skuplji, a ako se u dizajnu koriste dva ili više mjerača vremena, korist u potpunosti nestaje.
Pa hvala svima, vraćam se na ATmega328p, na kojem ću, očito, napraviti mjerač vremena za hranjenje.
P.s. A sad mogu li i ja pisati o ekranu iz ITEAD Studija? Inače, peče me savjest, jer su, s jedne strane, ovi paravani ovdje već bili preko krova, a s druge strane moramo ispuniti obećanje.
Planiram kupiti +19 Dodaj u favorite Svidjela mi se recenzija +38 +67Povijest stvaranja vrlo popularnog mikro kruga i opis njegove unutarnje strukture
Jedna od legendi elektronike je NE555 integrirani tajmer čip. Razvijen je davne 1972. Ne može se svaki mikro krug ili čak svaki tranzistor pohvaliti takvom dugovječnošću. Što je tako posebno u vezi s ovim mikro krugom koji ima tri petice u svojoj oznaci?
Signetics je započeo serijsku proizvodnju čipa NE555 nakon točno godinu dana razvio ga je Hans R. Camenzind. Ono što je najviše iznenadilo u ovoj priči bilo je to što je Camenzind u to vrijeme bio praktički nezaposlen: dao je otkaz u PR tvrtki Mallory, ali se nigdje nije uspio zaposliti. U biti, bilo je “domaće”.
Mikrokrug je ugledao svjetlo dana i stekao toliku slavu i popularnost zahvaljujući naporima upravitelja Signeticsa Arta Furyja, koji je, naravno, bio Camenzindov prijatelj. Prethodno je radio u General Electricu pa je poznavao tržište elektronike, što je tamo potrebno i kako privući pozornost potencijalnog kupca.
Prema Camenzindovim sjećanjima, A. Fury je bio istinski entuzijast i zaljubljenik u njegov rad. Kod kuće je imao cijeli laboratorij pun radio komponenti, gdje je provodio razne studije i eksperimente. To je omogućilo stjecanje ogromnog praktičnog iskustva i produbljivanje teoretskog znanja.
U to su vrijeme Signeticsovi proizvodi nosili naziv “5**”, a iskusni A. Fury, koji je imao neobičan osjećaj za tržište elektronike, odlučio je da bi oznaka 555 (tri petice) bila baš prikladna za novi mikro krug. I nije pogriješio: mikro krug je postao vrlo tražen, postao je, možda, najrašireniji u cijeloj povijesti stvaranja mikro krugova. Najzanimljivije je da mikrokrug nije izgubio svoju važnost do danas.
Nešto kasnije, dva slova su se pojavila u označavanju mikro kruga; postalo je poznato kao NE555. Ali kako je u to vrijeme vladala potpuna zbrka u sustavu patentiranja, svi su požurili proizvesti integralni mjerač vremena, naravno, stavljajući druga (čitaj njihova) slova ispred tri petice. Kasnije, na temelju mjerača vremena 555, razvijeni su dvostruki (IN556N) i četverostruki (IN558N) mjerači vremena, naravno u paketima s više pinova. Ali isti NE555 uzet je kao osnova.
Riža. 1.NE555 integralni mjerač vremena
555 u SSSR-u
Prvi opis 555 u domaćoj radiotehničkoj literaturi pojavio se već 1975. godine u časopisu “Elektronika”. Autori članka primijetili su činjenicu da ovaj mikro krug neće biti ništa manje popularan od operativnih pojačala koja su već bila široko poznata u to vrijeme. I uopće nisu pogriješili. Mikrokrug je omogućio stvaranje vrlo jednostavnih dizajna, a gotovo svi su počeli raditi odmah, bez bolnog podešavanja. Ali poznato je da se ponovljivost dizajna kod kuće povećava proporcionalno kvadratu njegove "jednostavnosti".
U Sovjetskom Savezu, kasnih 80-ih, razvijen je potpuni analog 555, tzv. KR1006VI1. Prva industrijska primjena domaćeg analoga bila je u videorekorderu Elektronika VM12.
Unutarnja struktura čipa NE555
Prije nego što zgrabite lemilo i počnete sastavljati dizajn na integriranom mjeraču vremena, prvo ćemo shvatiti što je unutra i kako sve to radi. Nakon toga bit će puno lakše razumjeti kako određena praktična shema funkcionira.
Unutar integralnog mjerača vremena nalazi se preko dvadeset, čiji je spoj prikazan na slici -
Kao što možete vidjeti, dijagram strujnog kruga prilično je složen i ovdje je prikazan samo radi općih informacija. Uostalom, još uvijek ne možete staviti lemilo u njega i nećete ga moći popraviti. Zapravo, to je točno ono što svi drugi mikro krugovi, digitalni i analogni, izgledaju iznutra (vidi -). Ovo je tehnologija za proizvodnju integriranih krugova. Također neće biti moguće razumjeti logiku rada uređaja u cjelini pomoću takve sheme, pa je u nastavku funkcionalni dijagram i njegov opis.
Tehnički podaci
Ali prije nego što shvatite logiku mikro kruga, vjerojatno biste trebali dati njegove električne parametre. Raspon napona napajanja je prilično širok, 4,5…18V, a izlazna struja može doseći 200mA, što omogućuje korištenje čak i releja male snage kao opterećenja. Sam mikro krug troši vrlo malo: samo 3 ... 6 mA dodaje se struji opterećenja. Istodobno, točnost samog mjerača vremena praktički ne ovisi o naponu napajanja - samo 1 posto izračunate vrijednosti. Pomak je samo 0,1%/volt. Temperaturni pomak je također mali - samo 0,005%/°C. Kao što vidite, sve je prilično stabilno.
Funkcionalni dijagram NE555 (KR1006VI1)
Kao što je gore spomenuto, u SSSR-u su napravili analog buržoaskog NE555 i nazvali ga KR1006VI1. Analog se pokazao vrlo uspješnim, ništa lošijim od izvornika, tako da ga možete koristiti bez ikakvih strahova i sumnji. Slika 3 prikazuje funkcionalni dijagram integriranog mjerača vremena KR1006VI1. Potpuno je kompatibilan s NE555 čipom.
Slika 3. Funkcionalni dijagram integriranog mjerača vremena KR1006VI1
Sam čip nije toliko velik - dostupan je u osmopinskom DIP8 paketu, kao iu malom SOIC8. Potonje sugerira da se 555 može koristiti za SMD montažu, drugim riječima, programeri su još uvijek zainteresirani za to.
Također postoji nekoliko elemenata unutar mikro kruga. Glavni je DD1. Kada se na ulaz R dovede logička jedinica, flip-flop se vraća na nulu, a kada se na ulaz S primijeni logička jedinica, prirodno se postavlja na jedinicu. Za generiranje upravljačkih signala na RS ulazima koristi se, o čemu će biti riječi malo kasnije.
Fizičke razine logičke jedinice ovise, naravno, o korištenom naponu napajanja i praktički se kreću od Upit/2 do gotovo punog Upit. Približno isti omjer je uočen u CMOS logičkim čipovima. Logička nula je, kao i obično, u rasponu od 0...0,4V. Ali te se razine nalaze unutar mikro kruga, o njima možete samo nagađati, ali ih ne možete dodirnuti rukama ili ih vidjeti očima.
Izlazni stupanj
Da bi se povećala nosivost mikro kruga, snažan izlazni stupanj pomoću tranzistora VT1, VT2 spojen je na izlaz okidača.
Ako se RS okidač resetira, tada je na izlazu (pin 3) prisutan napon logičke nule, tj. tranzistor VT2 je otvoren. U slučaju kada je okidač postavljen na izlazu, razina je također logična.
Izlazni stupanj je izrađen prema push-pull krugu, koji vam omogućuje povezivanje opterećenja između izlaza i zajedničke žice (pinovi 3.1) ili sabirnice napajanja (pinovi 3.8).
Mala napomena o izlaznom stupnju. Prilikom popravka i postavljanja uređaja na digitalnim mikro krugovima, jedna od metoda provjere kruga je primjena signala niske razine na ulaze i izlaze mikro krugova. U pravilu, to se radi kratkim spajanjem tih istih ulaza i izlaza na zajedničku žicu pomoću šivaće igle, bez nanošenja štete mikrokrugovima.
U nekim sklopovima NE555 napajanje je 5V, pa se čini da je i to digitalna logika i da se također može koristiti sasvim slobodno. Ali zapravo nije. U slučaju mikro kruga 555, točnije s njegovim push-pull izlazom, takvi "eksperimenti" se ne mogu izvesti: ako je izlazni tranzistor VT1 u ovom trenutku u otvorenom stanju, tada će doći do kratkog spoja i tranzistor će jednostavno izgorjeti. A ako je napon napajanja blizu maksimuma, onda je katastrofalan kraj jednostavno neizbježan.
Dodatni tranzistor (pin 7)
Osim spomenutih tranzistora postoji i VT3 tranzistor. Kolektor ovog tranzistora spojen je na pin 7 mikro kruga "Pražnjenje". Njegova je svrha isprazniti vremenski kondenzator kada se koristi mikro krug kao generator impulsa. Pražnjenje kondenzatora događa se u trenutku kada se okidač DD1 resetira. Ako se prisjetimo opisa okidača, tada na inverznom izlazu (na dijagramu označen krugom) u ovom trenutku postoji logična jedinica koja dovodi do otvaranja tranzistora VT3.
O signalu resetiranja (pin 4)
Okidač možete resetirati u bilo kojem trenutku - signal "resetiranja" ima visok prioritet. U tu svrhu postoji poseban ulaz R (pin 4), na slici označen kao Usbr. Kao što možete razumjeti sa slike, resetiranje će se dogoditi ako se na pin 4 primijeni puls niske razine od ne više od 0,7 V. U tom će se slučaju na izlazu mikro kruga (pin 3) pojaviti napon niske razine.
U slučajevima kada se ovaj ulaz ne koristi, na njega se primjenjuje logička jedinica kako bi se uklonio impulsni šum. Najlakši način da to učinite je spojiti pin 4 izravno na sabirnicu napajanja. Ni u kojem slučaju ga ne smijete ostaviti, da tako kažem, u "zraku". Tada ćete se morati dugo pitati i pitati zašto shema radi tako nestabilno?
Napomene o okidaču "općenito"
Kako ne bismo potpuno zabunili u kakvom je stanju okidač, valja podsjetiti da se, kada se govori o okidaču, uvijek uzima u obzir stanje njegovog izravnog izlaza. Pa, ako se kaže da je okidač "instaliran", tada je izravni izlaz u stanju logičke jedinice. Ako kažu da je okidač "resetiran", izravni izlaz će sigurno biti u stanju logične nule.
Na inverznom izlazu (označenom malim krugom), sve će biti upravo suprotno, stoga se izlaz okidača često naziva parafaza. Da ne bi opet sve brkali, nećemo više o ovome.
Svatko tko je pažljivo čitao do ove točke mogao bi pitati: "Oprostite, ovo je samo okidač sa snažnim tranzistorskim stupnjem na izlazu. Gdje je tajmer?" I bit će u pravu, jer još nije ni došlo do mjerača vremena. Kako bi napravio mjerač vremena, njegov otac, tvorac Hans R. Camenzind, izumio je originalan način upravljanja ovim okidačem. Cijeli trik ove metode leži u generiranju kontrolnih signala.
Generiranje signala na RS okidačkim ulazima
Dakle, što smo dobili? Cijelu stvar unutar timera kontrolira okidač DD1: ako je postavljen na jedan, izlaz mikro kruga ima napon visoke razine, a ako se resetira, tada pin 3 ima nisku razinu i, osim toga, tranzistor VT3 otvoreno je. Svrha ovog tranzistora je pražnjenje vremenskog kondenzatora u krugu, na primjer, generatora impulsa.
Okidač DD1 kontrolira se pomoću komparatora DA1 i DA2. Za upravljanje radom flip-flopa potrebno je na izlazima komparatora dobiti R i S signale visoke razine. Referentni napon se dovodi na jedan od ulaza svakog komparatora, koji je formiran preciznim razdjelnikom na otpornicima R1…R3. Otpor otpornika je isti, pa se napon koji se na njih primjenjuje dijeli na 3 jednaka dijela.
Generiranje upravljačkih signala okidača
Pokrenite mjerač vremena
Referentni napon od 1/3U dovodi se na izravni ulaz komparatora DA2, a vanjski napon pokretanja timera Uzap dovodi se preko pina 2 na inverzni ulaz komparatora. Kako bi se utjecalo na ulaz S flip-flopa DD1, izlaz ovog komparatora mora dobiti visoku razinu. To je moguće ako je napon Uzap u rasponu od 0...1/3U.
Čak će i kratkotrajni impuls takvog napona pokrenuti okidač DD1 i uzrokovati pojavu visoke razine napona na izlazu mjerača vremena. Ako je Uzap ulaz izložen naponu većem od 1/3U i do napona napajanja, tada se neće dogoditi promjene na izlazu mikro kruga.
Zaustavite mjerač vremena
Da biste zaustavili tajmer, jednostavno morate resetirati interni okidač DD1, a da biste to učinili, generirajte R signal visoke razine na izlazu komparatora DA1. Komparator DA1 uključuje se malo drugačije nego DA2. Referentni napon od 2/3U primjenjuje se na invertirajući ulaz, a upravljački signal "Operation threshold" Uthr primjenjuje se na izravni ulaz.
S ovom vezom, visoka razina na izlazu komparatora DA1 pojavit će se samo kada napon Uthr na izravnom ulazu premaši referentni napon 2/3U na invertirajućem ulazu. U tom će se slučaju okidač DD1 resetirati, a na izlazu mikro kruga (pin 3) uspostavit će se signal niske razine. Također će se otvoriti "pražnjenje" tranzistora VT3, što će isprazniti vremenski kondenzator.
Ako je ulazni napon unutar 1/3U...2/3U, niti jedan od komparatora neće raditi, a stanje na izlazu timera se neće promijeniti. U digitalnoj tehnologiji taj se napon naziva "razina sive boje". Ako jednostavno spojite pinove 2 i 6, dobit ćete komparator s razinama okidanja 1/3U i 2/3U. Pa čak i bez ijednog dodatnog detalja!
Promjena referentnog napona
Pin 5, označen na slici kao Urev, namijenjen je za praćenje referentnog napona ili njegovu promjenu pomoću dodatnih otpornika. Također je moguće dovesti upravljački napon na ovaj ulaz, čime je moguće dobiti frekvencijski ili fazno modulirani signal. Ali češće se ovaj pin ne koristi, ali kako bi se smanjio utjecaj smetnji, spojen je na zajedničku žicu kroz mali kondenzator.
Mikrokrug se napaja preko pinova 1 - GND, 2 +U.
Ovdje je stvarni opis NE555 integriranog mjerača vremena. Tajmer sadrži mnogo različitih sklopova, o kojima će biti riječi u sljedećim člancima.
Boris Aladiškin
Nastavak članka:
Svaki radio amater više se puta susreo s čipom NE555. Ovaj mali mjerač vremena s osam krakova stekao je ogromnu popularnost zbog svoje funkcionalnosti, praktičnosti i jednostavnosti korištenja. Na mjeraču vremena 555 možete sastaviti sklopove različitih razina složenosti: od jednostavnog Schmittovog okidača, sa samo nekoliko elemenata, do višestupanjske kombinirane brave koristeći veliki broj dodatnih komponenti.
U ovom ćemo članku pobliže pogledati mikro krug NE555, koji je, unatoč poodmakloj dobi, još uvijek tražen. Vrijedno je napomenuti da je ova potražnja prvenstveno posljedica upotrebe IC-ova u sklopovima koji koriste LED diode.
Opis i opseg
NE555 je razvoj američke tvrtke Signetics, čiji stručnjaci nisu odustali tijekom ekonomske krize i uspjeli su oživjeti djela Hansa Camenzinda. On je bio taj koji je 1970. godine uspio dokazati važnost svog izuma, koji u to vrijeme nije imao analoga. NE555 IC imao je visoku gustoću instalacije po niskoj cijeni, što mu je priskrbilo poseban status.
Nakon toga su ga konkurentski proizvođači iz cijelog svijeta počeli kopirati. Tako se pojavio domaći KR1006VI1, koji je ostao jedinstven u ovoj obitelji. Činjenica je da u KR1006VI1 ulaz za zaustavljanje (6) ima prioritet nad ulazom za pokretanje (2). Uvezeni analozi drugih tvrtki nemaju ovu značajku. Ovu činjenicu treba uzeti u obzir pri razvoju sklopova s aktivnim korištenjem dva ulaza.
Međutim, u većini slučajeva prioriteti ne utječu na rad uređaja. Kako bi se smanjila potrošnja energije, još 70-ih godina prošlog stoljeća pokrenuta je proizvodnja mjerača vremena serije CMOS. U Rusiji je mikrokrug tranzistora s efektom polja nazvan KR1441VI1.
Najveću primjenu mjerač vremena 555 našao je u konstrukciji generatorskih sklopova i vremenskih releja s mogućnošću kašnjenja od mikrosekundi do nekoliko sati. U složenijim uređajima obavlja funkcije uklanjanja odbijanja kontakta, PWM-a, vraćanja digitalnog signala i tako dalje.
Značajke i nedostaci
Posebna značajka mjerača vremena je unutarnji razdjelnik napona, koji postavlja fiksni gornji i donji prag za dva komparatora. Budući da se razdjelnik napona ne može ukloniti i napon praga ne može se kontrolirati, područje primjene NE555 je suženo.
Tajmeri sastavljeni na CMOS tranzistorima nemaju ove nedostatke i ne zahtijevaju ugradnju vanjskih kondenzatora.
Glavni parametri serije 555 IC
Unutarnji dio NE555 uključuje pet funkcionalnih jedinica, koje se mogu vidjeti na logičkom dijagramu. Na ulazu se nalazi otpornički djelitelj napona, koji generira dva referentna napona za precizne komparatore. Izlazni kontakti komparatora idu na sljedeći blok - RS flip-flop s vanjskim reset pinom, a zatim na pojačalo snage. Posljednji čvor je tranzistor s otvorenim kolektorom, koji može obavljati nekoliko funkcija, ovisno o zadatku.
Preporučeni napon napajanja za tipove IC NA, NE, SA je u rasponu od 4,5 do 16 volti, a za SE može doseći 18V. U ovom slučaju, potrošnja struje pri minimalnom Upitu je 2–5 mA, pri maksimalnom Upitu – 10–15 mA. Neki IC-ovi serije 555 CMOS troše manje od 1 mA. Najveća izlazna struja uvezenog mikro kruga može doseći vrijednost od 200 mA. Za KR1006VI1 nije veći od 100 mA.
Kvaliteta izrade i proizvođač uvelike utječu na radne uvjete mjerača vremena. Na primjer, raspon radne temperature NE555 je od 0 do 70°C, a SE555 od -55 do +125°C, što je važno znati kod projektiranja uređaja za rad u otvorenim okruženjima. Možete se detaljnije upoznati s električnim parametrima i saznati tipične vrijednosti napona i struje na ulazima CONT, RESET, THRES i TRIG u podatkovnoj tablici na IC seriji XX555.
Položaj i dodjela pinova
NE555 i njegovi analozi pretežno su dostupni u osmopinskim PDIP8, TSSOP ili SOIC kućištima. Raspored pinouta, bez obzira na kućište, je standardan. Simbolična grafička oznaka mjerača vremena je pravokutnik s natpisom G1 (za generator jednog impulsa) i GN (za multivibratore).
- Općenito (GND). Prvi zaključak odnosi se na ključ. Spaja se na negativno napajanje uređaja.
- Okidač (TRIG). Primjena impulsa niske razine na ulaz drugog komparatora dovodi do pokretanja i pojave na izlazu signala visoke razine, čije trajanje ovisi o ocjeni vanjskih elemenata R i C. Moguće varijacije ulaza signala napisani su u odjeljku "Montistrator".
- Izlaz (OUT). Visoka razina izlaznog signala je (Upit-1.5V), a niska razina je oko 0.25V. Prebacivanje traje oko 0,1 µs.
- Ponovno postavljanje (RESET). Ovaj ulaz ima najveći prioritet i može kontrolirati rad mjerača vremena bez obzira na napon na ostalim pinovima. Da bi se omogućilo pokretanje, potrebno je da na njemu postoji potencijal veći od 0,7 volti. Iz tog razloga, spojen je preko otpornika na napajanje kruga. Pojava pulsa manjeg od 0,7 volti zabranjuje rad NE555.
- Kontrola (CTRL). Kao što se može vidjeti iz unutarnje strukture IC, on je izravno povezan s razdjelnikom napona i, u nedostatku vanjskog utjecaja, proizvodi 2/3 Upit. Primjenom upravljačkog signala na CTRL, na izlazu se može dobiti modulirani signal. U jednostavnim krugovima spojen je na vanjski kondenzator.
- Zaustavi (THR). To je ulaz prvog komparatora, pojava napona na kojem prelazi 2/3 Upit zaustavlja rad okidača i pretvara izlaz timera na nisku razinu. U ovom slučaju ne bi trebalo biti signala okidača na pinu 2, budući da TRIG ima prioritet nad THR (osim za KR1006VI1).
- Pražnjenje (DIS). Spojen izravno na unutarnji tranzistor, koji je spojen prema zajedničkom kolektorskom krugu. Tipično, vremenski kondenzator spojen je na spoj kolektor-emiter, koji se prazni dok je tranzistor u otvorenom stanju. Rjeđe se koristi za povećanje nosivosti mjerača vremena.
- Snaga (VCC). Spaja se na pozitivan pol izvora napajanja od 4,5–16 V.
NE555 Načini rada
Tajmer serije 555 radi u jednom od tri načina; pogledajmo ih detaljnije na primjeru čipa NE555.
Jednokratni
Shema spoja monovibratora prikazana je na slici. Za formiranje pojedinačnih impulsa, osim NE555 mikro kruga, trebat će vam otpor i polarni kondenzator. Shema radi na sljedeći način. Jedan impuls niske razine primjenjuje se na ulaz tajmera (2), što uzrokuje prebacivanje mikro kruga i pojavu visoke razine signala na izlazu (3). Trajanje signala izračunava se u sekundama pomoću formule:
Nakon određenog vremena (t), na izlazu se generira signal niske razine (početno stanje). Prema zadanim postavkama, pin 4 kombiniran je s pinom 8, odnosno ima visok potencijal.
Prilikom izrade shema morate uzeti u obzir 2 nijanse:
- Napon napajanja ne utječe na trajanje impulsa. Što je veći napon napajanja, veća je brzina punjenja vremenskog kondenzatora i veća je amplituda izlaznog signala.
- Dodatni impuls, koji se može primijeniti na ulaz nakon glavnog, neće utjecati na rad mjerača vremena dok ne istekne vrijeme t.
Na rad generatora pojedinačnih impulsa može se utjecati izvana na dva načina:
- primijeniti signal niske razine na Reset, koji će vratiti mjerač vremena u prvobitno stanje;
- Sve dok ulaz 2 prima signal niske razine, izlaz će ostati visok.
Dakle, koristeći pojedinačne signale na ulazu i parametre vremenskog lanca, moguće je dobiti pravokutne impulse s jasno određenim trajanjem na izlazu.
Multivibrator
Multivibrator je generator periodičnih pravokutnih impulsa zadane amplitude, trajanja ili frekvencije, ovisno o zadatku. Razlikuje se od jednostrukog vibratora u tome što nema vanjskih smetnji za normalno funkcioniranje uređaja. Shematski dijagram multivibratora temeljenog na NE555 prikazan je na slici.
Otpornici R1, R2 i kondenzator C1 sudjeluju u formiranju ponavljajućih impulsa. Vrijeme pulsa (t 1), vrijeme pauze (t 2), period (T) i frekvencija (f) izračunavaju se pomoću formula u nastavku: 
Iz ovih je formula lako vidjeti da vrijeme pauze ne može premašiti vrijeme impulsa, odnosno neće biti moguće postići radni ciklus (S=T/t 1) veći od 2 jedinice. Da bi se riješio problem, krugu se dodaje dioda čija je katoda spojena na pin 6, a anoda na pin 7.
U podatkovnoj tablici za mikrosklopove, oni često rade s recipročnom vrijednošću radnog ciklusa - Duty cycle (D=1/S), koji se prikazuje kao postotak.
Shema radi na sljedeći način. U trenutku napajanja, kondenzator C 1 se prazni, što pretvara izlaz timera u stanje visoke razine. Zatim se C 1 počinje puniti, dobivajući kapacitet do gornje granične vrijednosti od 2/3 U PIT. Nakon dostizanja praga, IC se prebacuje, a na izlazu se pojavljuje niska razina signala. Započinje proces pražnjenja kondenzatora (t 1), koji se nastavlja do donje granične vrijednosti od 1/3 U PIT. Kada se postigne, dolazi do obrnutog prebacivanja i izlaz mjerača vremena postavlja se na visoku razinu signala. Kao rezultat, krug prelazi u samooscilirajući način rada.
Precizni Schmitt okidač s RS okidačem
Mjerač vremena NE555 ima komparator s dva praga i RS flip-flop ugrađen u njega, što vam omogućuje implementaciju preciznog Schmittovog okidača s RS flip-flopom u hardveru. Ulazni napon komparator dijeli na tri dijela, kada se dosegne svaki od njih, dolazi do sljedećeg prebacivanja. U ovom slučaju, vrijednost histereze (obrnuto prebacivanje) je jednaka 1/3 U PIT. Mogućnost korištenja NE555 kao preciznog okidača je tražena u konstrukciji sustava za automatsko upravljanje.
3 najpopularnija sklopa temeljena na NE555
Jednokratni
Na slici je prikazana praktična inačica jednosmjernog sklopa TTL NE555. Krug se napaja unipolarnim naponom od 5 do 15V. Ovdje su vremenski elementi: otpornik R 1 - 200 kOhm-0,125 W i elektrolitski kondenzator C 1 - 4,7 μF-16V. R 2 održava visoki potencijal na ulazu sve dok ga neki vanjski uređaj ne vrati na nisku razinu (na primjer, tranzistorski prekidač). Kondenzator C 2 štiti krug od prolaznih struja tijekom sklopnih trenutaka.
Jednokratna aktivacija se događa u trenutku kratkog spoja ulaznog kontakta na masu. U ovom slučaju, visoka razina s trajanjem od:
t=1,1*R 1 *C 1 =1,1*200000*0,0000047=1,03 s.
Dakle, ovaj sklop generira kašnjenje izlaznog signala u odnosu na ulazni signal za 1 sekundu.
Treperenje LED na multivibratoru
Na temelju kruga multivibratora koji je gore opisan, možete sastaviti jednostavnu LED bljeskalicu. Da biste to učinili, LED je spojen na izlaz mjerača vremena u seriji s otpornikom. Vrijednost otpornika nalazi se pomoću formule:
R=(U IZLAZ -U LED)/I LED,
U OUT – vrijednost napona amplitude na pinu 3 mjerača vremena.
Broj spojenih LED dioda ovisi o vrsti korištenog NE555 čipa i njegovoj nosivosti (CMOS ili TTL). Ako je potrebno treptati LED s snagom većom od 0,5 W, tada se krug nadopunjuje tranzistorom, čije će opterećenje biti LED.
Vremenski relej
Krug podesivog mjerača vremena (elektronički vremenski relej) prikazan je na slici. 
Uz njegovu pomoć možete ručno podesiti trajanje izlaznog signala od 1 do 25 sekundi. Da biste to učinili, ugradite promjenjivi otpornik nominalne vrijednosti od 250 kOhm u seriju s konstantnim otpornikom od 10 kOhm. Kapacitet vremenskog kondenzatora je povećan na 100 μF.
Shema radi na sljedeći način. U početnom stanju, pin 2 je visok (iz napajanja), a pin 3 je nizak. Tranzistori VT1, VT2 su zatvoreni. U trenutku kada se pozitivni impuls primijeni na bazu VT1, struja teče kroz krug (Vcc-R2-kolektor-emiter-zajednička žica). VT1 se otvara i stavlja NE555 u način rada za mjerenje vremena. Istodobno se na izlazu IC pojavljuje pozitivan puls koji otvara VT2. Kao rezultat, struja emitera VT2 uzrokuje rad releja. Korisnik može prekinuti zadatak u bilo kojem trenutku kratkim spojem RESET-a na masu.
Tranzistori SS8050 prikazani na dijagramu mogu se zamijeniti s KT3102.
Nemoguće je pregledati sve popularne sklopove temeljene na NE555 u jednom članku. U tu svrhu postoje čitave kolekcije koje sadrže praktične razvoje tijekom cijelog postojanja mjerača vremena. Nadamo se da će dostavljene informacije poslužiti kao vodič tijekom sastavljanja krugova, uključujući opterećenje koje su LED diode.
Pročitajte također
