Teoria și practica utilizării cronometrului 555. Prima parte.
Prima parte. Teoretic.Probabil că nu există un astfel de radioamator ( Miau, și pisica lui!- Aici și mai departe cca. Kota), care nu ar folosi acest minunat microcircuit în practica sa. Ei bine, toată lumea a auzit cu siguranță despre ea.
Istoria sa a început în 1971, când Signetics Corporation a lansat cipul SE555/NE555 numit „Integrated Timer” ( Mașina timpului IC).
La acea vreme, era singurul microcircuit „temporizator” disponibil pentru consumatorul de masă. Imediat după ce a fost pus în vânzare, microcircuitul a câștigat popularitate sălbatică atât în rândul amatorilor, cât și în rândul profesioniștilor. Au apărut o grămadă de articole, descrieri și diagrame care folosesc acest dispozitiv.
În ultimii 35 de ani, aproape fiecare producător de semiconductori care se respectă a considerat că este de datoria lor să lanseze propria versiune a acestui microcircuit, inclusiv folosind procese tehnice mai moderne. De exemplu, Motorola lansează o versiune CMOS a MC1455. Dar cu toate acestea, nu există diferențe între toate aceste versiuni în ceea ce privește funcționalitatea și aspectul pinului. Toți sunt analogi completi unul cu celălalt.
Producătorii noștri autohtoni nu au stat deoparte și au produs acest microcircuit numit KR1006VI1.
Și iată o listă a producătorilor de peste mări care produc cronometrul 555 și denumirile lor comerciale:
Producător |
Numele cipului |
Texas Instruments |
În unele cazuri, sunt indicate două nume. Aceasta înseamnă că sunt disponibile două versiuni ale cipului - civil, pentru uz comercial și militar. Versiunea militară are o precizie mai mare, un interval mai larg de temperatură de funcționare și este disponibilă într-o carcasă metalică sau ceramică. Ei bine, mai scump, desigur.
Să începem cu carcasa și știfturile.
|
Microcircuitul este disponibil în două tipuri de carcase - plastic DIP și metal rotund. Adevărat, a fost încă produs într-o carcasă metalică - acum rămân doar carcase DIP. Dar în cazul în care ai deodată un asemenea noroc, îți prezint ambele desene ale carcasei. Atribuțiile pinului sunt aceleași în ambele cazuri. Pe lângă cele standard, sunt disponibile încă două tipuri de microcircuite - 556 și 558. 556 este o versiune duală a temporizatorului, 558 este o versiune cvadruplă.
Diagrama funcțională a temporizatorului este prezentată în figura de deasupra acestei propoziții.
Microcircuitul conține aproximativ 20 de tranzistoare, 15 rezistențe, 2 diode. Compoziția și cantitatea componentelor pot varia ușor în funcție de producător. Curentul de ieșire poate ajunge la 200 mA, curentul consumat este cu 3-6 mA mai mult. Tensiunea de alimentare poate varia de la 4,5 la 18 volți. În acest caz, precizia cronometrului este practic independentă de modificările tensiunii de alimentare și este de 1% din cea calculată. Deviația este de 0,1%/volt și deviația de temperatură este de 0,005%/C.
Acum ne vom uita la schema de circuit a temporizatorului și ne vom spăla oasele, sau mai degrabă picioarele - ce ieșire este necesară pentru ce și ce înseamnă totul.
Deci, concluzii ( Miau! Vorbeste despre picioare...):
1. Pământ. Nu este nimic special de comentat aici - ieșirea care este conectată la sursa de alimentare în minus și la firul comun al circuitului.
2. Lansați. Intrarea comparatorului nr. 2. Atunci când la această intrare este aplicat un impuls de nivel scăzut (nu mai mult de 1/3 Vp), temporizatorul pornește și o tensiune de nivel înalt este setată la ieșire pentru un timp determinat de rezistența externă R (Ra + Rb, vezi diagramă funcțională) și condensatorul C - acesta este așa-numitul mod multivibrator monostabil. Impulsul de intrare poate fi dreptunghiular sau sinusoidal. Principalul lucru este că durata sa ar trebui să fie mai scurtă decât timpul de încărcare al condensatorului C. Dacă totuși impulsul de intrare depășește această durată, atunci ieșirea microcircuitului va rămâne într-o stare de nivel înalt până când se stabilește un nivel ridicat la introduceți din nou. Curentul consumat de intrare nu depășește 500nA.
3. Ieșire. Tensiunea de ieșire se modifică odată cu tensiunea de alimentare și este egală cu Vpit-1,7V (nivel ridicat de ieșire). La un nivel scăzut, tensiunea de ieșire este de aproximativ 0,25 V (la o tensiune de alimentare de +5 V). Comutarea între stările joasă și înaltă are loc în aproximativ 100 ns.
4. Resetare. Atunci când la această ieșire este aplicată o tensiune de nivel scăzut (nu mai mult de 0,7 V), ieșirea este resetată la o stare de nivel scăzut, indiferent de modul în care se află cronometrul în prezent și ce face. Resetează, știi, este resetat și în Africa. Tensiunea de intrare este independentă de tensiunea de alimentare - este o intrare compatibilă cu TTL. Pentru a preveni resetările accidentale, este recomandat să conectați acest pin la pozitivul sursei de alimentare până când este necesar.
5. Control. Acest pin vă permite să accesați tensiunea de referință a comparatorului nr. 1, care este egală cu 2/3Valimentare. De obicei, acest pin nu este folosit. Cu toate acestea, utilizarea sa poate extinde semnificativ capacitățile de control al temporizatorului. Chestia este că, aplicând tensiune acestui pin, puteți controla durata impulsurilor de ieșire ale temporizatorului și, astfel, puteți conduce lanțul de sincronizare la RC. Tensiunea furnizată acestei intrări în modul multivibrator monostabil poate varia de la 45% la 90% din tensiunea de alimentare. Și în modul multivibrator de la 1,7 V la tensiunea de alimentare. În acest caz, primim un semnal modulat FM (FM) la ieșire. Dacă acest pin nu este utilizat, atunci se recomandă să-l conectați la firul comun printr-un condensator de 0,01 μF (10 nF) pentru a reduce nivelul de interferență și orice alte probleme.
6. Opriți-vă. Acest pin este una dintre intrările comparatorului nr. 1. Este folosit ca un fel de antipod la ieșirea 2. Adică este folosit pentru a opri temporizatorul și a aduce ieșirea în stare ( Miau! Panica linistita?!) nivel scăzut. Când este aplicat un impuls de nivel înalt (cel puțin 2/3 din tensiunea de alimentare), temporizatorul se oprește și ieșirea este resetată la o stare de nivel scăzut. La fel ca pinul 2, acestui pin pot fi furnizate atât impulsuri dreptunghiulare, cât și sinusoidale.
7. Descarcare. Acest pin este conectat la colectorul tranzistorului T6, al cărui emițător este conectat la masă. Astfel, atunci când tranzistorul este deschis, condensatorul C este descărcat prin joncțiunea colector-emițător și rămâne într-o stare descărcată până când tranzistorul se închide. Tranzistorul este deschis când ieșirea microcircuitului este scăzută și închis când ieșirea este activă, adică este ridicată. Acest pin poate fi folosit și ca ieșire auxiliară. Capacitatea sa de încărcare este aproximativ aceeași cu cea a unui temporizator convențional.
8. Plus nutriție. Ca și în cazul concluziei 1, nu sunt multe de spus. Tensiunea de alimentare a temporizatorului poate fi în intervalul 4,5-16 volți. Pentru versiunile militare ale cipului, gama superioară este la 18 volți.
Așadar, să presupunem că am furnizat energie cipului. Intrarea este mare, ieșirea este scăzută, condensatorul C este descărcat. Totul este calm, toată lumea doarme. Și apoi BANG - aplicăm o serie de impulsuri dreptunghiulare la intrarea temporizatorului. Ce se întâmplă?
Primul impuls de nivel scăzut comută ieșirea temporizatorului la o stare de nivel înalt. Tranzistorul T6 se închide și condensatorul începe să se încarce prin rezistorul R. Pe tot timpul în care condensatorul se încarcă, ieșirea temporizatorului rămâne activată - menține un nivel ridicat de tensiune. De îndată ce condensatorul este încărcat la 2/3 din tensiunea de alimentare, ieșirea microcircuitului se oprește și apare un nivel scăzut pe acesta. Tranzistorul T6 se deschide și condensatorul C se descarcă.
Cu toate acestea, există două nuanțe care sunt afișate în grafic cu linii punctate.
Primul este dacă, după terminarea încărcării condensatorului, la intrare rămâne un nivel de tensiune scăzut - în acest caz, ieșirea rămâne activă - rămâne la un nivel ridicat până când apare un nivel ridicat la intrare. Al doilea este dacă activăm intrarea Reset cu o tensiune scăzută. În acest caz, ieșirea se va opri imediat, în ciuda faptului că condensatorul încă se încarcă.
Deci, am terminat partea lirică - să trecem la numere și calcule dure. Cum putem determina timpul pentru care se va porni temporizatorul și valorile lanțului RC necesare pentru a seta acest timp? Timpul în care condensatorul este încărcat la 63,2% (2/3) din tensiunea de alimentare se numește constantă de timp, să o notăm cu litera t. Acest timp este calculat printr-o formulă uimitoare prin complexitatea sa. Iat-o: t = R*C, unde R este rezistența rezistenței în MegaOhmi, C este capacitatea condensatorului în microFaradi. Timpul se obține în secunde.
Vom reveni la formula atunci cand vom analiza in detaliu modurile de functionare ale cronometrului. Acum să ne uităm la un tester simplu pentru acest cip, care vă va spune cu ușurință dacă instanța temporizatorului funcționează sau nu.
Dacă după pornirea alimentării, ambele LED-uri clipesc, atunci totul este în regulă și microcircuitul este în stare de funcționare completă. Dacă cel puțin una dintre diode nu se aprinde sau, dimpotrivă, se aprinde constant, atunci un astfel de microcircuit poate fi aruncat în toaletă cu conștiința curată sau returnat vânzătorului dacă tocmai l-ați cumpărat. Tensiune de alimentare - 9 volți. De exemplu, de la o baterie Krona.
Acum să ne uităm la modurile de funcționare ale acestui microcircuit.
Strict vorbind, are două moduri. În primul rând - multivibrator monostabil. Monostabil - deoarece un astfel de multivibrator are o singură stare stabilă - oprit. Și îl comutăm temporar în starea de pornire prin aplicarea unui semnal la intrarea temporizatorului. După cum sa menționat mai sus, timpul pentru care multivibratorul intră în starea activă este determinat de circuitul RC. Aceste proprietăți pot fi utilizate într-o mare varietate de circuite. A începe ceva pentru un anumit timp sau invers - a forma o pauză pentru un anumit timp.
Al doilea mod este un generator de impulsuri. Microcircuitul poate produce o secvență de impulsuri dreptunghiulare, ai căror parametri sunt determinați de același lanț RC. ( Miau! Vreau un lanț. Pe coadă. Sau o brățară. Antistatic.)
La urma urmei, pisica noastră este plictisitoare.
Să începem de la început, adică de la primul mod.
Schema circuitului pentru conectarea microcircuitului este prezentată în figură. Circuitul RC este conectat între plus și minus al sursei de alimentare. Pin 6 - Stop este conectat la conexiunea dintre rezistor și condensator. Aceasta este intrarea comparatorului nr. 1. Pinul 7 este, de asemenea, conectat aici - Bit. Pulsul de intrare este aplicat pinului 2 - Start. Aceasta este intrarea comparatorului nr. 2. Un circuit complet simplu - un rezistor și un condensator - este mult mai simplu? Pentru a crește imunitatea la zgomot, puteți conecta pinul 5 la firul comun printr-un condensator de 10nF.
Deci, în starea inițială, ieșirea temporizatorului este scăzută - aproximativ zero volți, condensatorul este descărcat și nu vrea să fie încărcat, deoarece tranzistorul T6 este deschis. Această condiție este stabilă și poate dura la infinit. Când un impuls de nivel scăzut ajunge la intrare, comparatorul nr. 2 este declanșat și comută declanșatorul temporizatorului intern. Ca rezultat, la ieșire se stabilește un nivel de tensiune ridicat. Tranzistorul T6 se închide și condensatorul C începe să se încarce prin rezistorul R. Pe tot timpul în care se încarcă, ieșirea temporizatorului rămâne ridicată. Cronometrul nu răspunde la niciun stimul extern, dacă ajung la pinul 2. Adică după ce temporizatorul este declanșat de la primul impuls, impulsuri suplimentare nu au efect privind starea temporizatorului - acest lucru este foarte important. Deci, ce se întâmplă acolo? Oh, da - condensatorul se încarcă. Când se încarcă la o tensiune de 2/3V, comparatorul nr. 1 va funcționa și, la rândul său, va comuta declanșatorul intern. Ca rezultat, la ieșire se va stabili un nivel de tensiune scăzut, iar circuitul va reveni la starea sa originală, stabilă. Tranzistorul T6 se va deschide și va descărca condensatorul C.
Să trecem la al doilea mod.
Un alt rezistor a fost adăugat la acest circuit. Intrările ambelor comparatoare sunt conectate și conectate la joncțiunea rezistenței R2 și a condensatorului. Pinul 7 este conectat între rezistențe. Condensatorul este încărcat prin rezistențele R1 și R2.
Acum să vedem ce se întâmplă atunci când aplicăm alimentarea circuitului. În starea inițială, condensatorul este descărcat și intrările ambelor comparatoare au un nivel de tensiune scăzut, aproape de zero. Comparatorul nr. 2 comută declanșatorul intern și setează ieșirea temporizatorului la un nivel ridicat. Tranzistorul T6 se închide și condensatorul începe să se încarce prin rezistențele R1 și R2.
Când tensiunea de pe condensator atinge 2/3 din tensiunea de alimentare, comparatorul nr. 1, la rândul său, comută declanșatorul și oprește ieșirea temporizatorului - tensiunea de ieșire devine aproape de zero. Tranzistorul T6 se deschide și condensatorul începe să se descarce prin rezistorul R2. De îndată ce tensiunea condensatorului scade la 1/3 din tensiunea de alimentare, comparatorul nr. 2 va comuta din nou declanșatorul și va apărea din nou un nivel ridicat la ieșirea microcircuitului. Tranzistorul T6 se va închide și condensatorul va începe să se încarce din nou... uh, mi se învârte deja capul.
Pe scurt, ca rezultat al acestui șamanism, rezultatul pe care îl obținem este o secvență de impulsuri dreptunghiulare. Frecvența pulsului, așa cum probabil ați ghicit deja, depinde de valorile C, R1 și R2. Acesta este determinat de formula:
Valorile lui R1 și R2 sunt înlocuite în ohmi, C - în Farads, frecvența se obține în Herți.
Timpul dintre începutul fiecărui impuls următor se numește perioadă și este desemnat cu litera t. Constă din durata pulsului în sine - t1 și intervalul dintre impulsuri - t2. t = t1+t2.
Frecvența și perioada sunt concepte inverse și relația dintre ele este următoarea:
f = 1/t.
t1 și t2, desigur, pot și ar trebui, de asemenea, calculate. Ca aceasta:
t1 = 0,693(R1+R2)C;
t2 = 0,693R2C;
Ei bine, se pare că am terminat cu partea teoretică. În partea următoare, vom analiza exemple specifice de pornire a temporizatorului 555 în diverse circuite și pentru o mare varietate de utilizări.
Dacă mai aveți întrebări, le puteți adresa.
|
Ce parere aveti de acest articol? |
Cipul NE555 este un circuit integrat analogic care este un temporizator universal, adică un dispozitiv conceput pentru a genera (genera) impulsuri simple sau repetate cu caracteristici stabile în timp. Microcircuitul NE555 este utilizat pe scară largă în tehnologiile pentru construirea de relee de timp, generatoare, modulatoare, dispozitive de prag și alte unități funcționale ale echipamentelor electronice. Pe baza acestui microcircuit s-au construit dispozitive de control al lățimii impulsului, dispozitive pentru restabilirea unui semnal digital distorsionat, convertoare de tensiune a impulsurilor etc.
Cipul a fost lansat pentru prima dată în 1971 de către Signetics. Versiunea duală a NE555 este produsă cu denumirea 556, iar versiunea quad - 558.
Topologia cipului NE555 constă din 2 diode, 23 de tranzistoare și 16 rezistențe. Curentul de ieșire al microcircuitului este 200 mA, în timp ce consumul său curent este doar 3 mA Mai mult. Microcircuitul este alimentat de o tensiune din domeniu de la 4,5 la 18 volți. Cu toate acestea, precizia cronometrului NE555 nu este afectată de modificarea tensiunii de alimentare. Eroarea este doar aproximativ 1% din valoarea calculată.
Schema bloc a cipului NE555
Atribuirea pinului cipului NE555
PIN nr. |
Desemnare |
Modifica- |
Scop |
Descriere |
Cablu comun, minus putere |
||||
Dacă tensiunea la această ieșire atinge un nivel sub 1/2 din CTRL, apare o tensiune de nivel înalt la ieșirea microcircuitului (pin 3) și începe numărătoarea inversă a timpului. |
||||
Q sau fără |
La acest pin este generată una dintre cele două tensiuni, corespunzând aproximativ unui nivel scăzut - 0,25 V și un nivel ridicat V CC - 1.7V, în funcție de starea temporizatorului. Timpul de comutare de la un nivel la altul are loc în aproximativ 100 ns. |
|||
Resetare (pornire activare) |
Atunci când la această intrare este aplicată o tensiune mai mică de 0,7 V, ieșirea microcircuitului este forțată într-o stare de nivel scăzut (comuta la GND). Acest lucru se întâmplă indiferent de starea altor intrări, adică această intrare are cea mai mare prioritate. Cu alte cuvinte, un nivel de tensiune ridicat la această intrare (mai mult de 0,7 V) permite pornirea temporizatorului, altfel pornirea este interzisă. |
|||
Control (control divizor) |
Conectat direct la divizorul de tensiune intern. În absența unui semnal extern, tensiunea este de 2/3 din V CC. Definește pragurile de oprire și de pornire. |
|||
Când tensiunea la acest pin depășește tensiunea la pinul CTRL, ieșirea scade și intervalul se termină. O oprire este posibilă dacă intrarea TRIG nu primește un semnal de pornire, deoarece intrarea TRIG are prioritate față de THR (excepția este microcircuitul KR1006VI1). |
||||
? sau ¤< |
Ieșirea este de tip colector deschis, folosit de obicei pentru a descărca condensatorul de sincronizare între intervale. Stările acestei ieșiri repetă stările ieșirii principale OUT, astfel încât să poată fi conectate în paralel pentru a crește capacitatea de încărcare a temporizatorului pentru curentul de intrare. |
|||
Plus mancare. |
Moduri de operare ale cipul NE555
Generator monostabil
Un semnal de intrare de nivel scăzut la intrarea INPUT (pin 2) comută temporizatorul microcircuitului în modul de numărare a timpului, în timp ce un nivel ridicat de semnal este observat la ieșirea microcircuitului (IEȘIRE - pin 3). Această poziție a temporizatorului durează o perioadă specificată de timp, care este egală cu t=1,1*R*C. Apoi temporizatorul revine la o stare stabilă, care determină nivelul scăzut al semnalului la ieșirea microcircuitului (OUTPUT - pin 3).
Oscilator stabil
Tensiunea la ieșirea microcircuitului (OUTPUT – pin 3) se modifică periodic. Astfel, la ieșirea microcircuitului se observă un semnal sub formă de meandre, care poate fi descris prin următoarele ecuații:
Durata nivel înalt: t1 = ln2*(R1+R2)*C = 0,693*(R1+R2)*C
Durata nivel scăzut: t2=ln2*R2*C2 = 0,693*R2*C2
Perioadă: T=ln2*(R1+2*R2)*C = 0,693*(R1+2*R2)*C
Frecvență: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C)
Nu ai nevoie de controler, au spus ei. Faceți totul cu temporizatoarele NE555, au spus ei. Ei bine, am făcut-o - se pare, doar pentru a mă asigura că rezultatul a fost un design uimitor prin efectul său zdrobitor asupra psihicului meu fragil.
Revizuirea, dacă acest text poate fi numit așa, nu va fi prea lungă. Pentru că afirmă doar eșecul meu complet și necondiționat în asamblarea circuitelor elementare și demonstrează că cel puțin șase din douăzeci de cipuri sunt destul de funcționale.
De asemenea, rețineți: se pare că magazinul a schimbat recent regulile, deoarece acum au o comandă minimă cu livrare gratuită de 6 USD, iar dacă este mai puțin, atunci vor percepe 1,5 USD pentru livrare. Când am cumpărat, ei au anulat doar prețul de achiziție, adică 0,59 USD și atât.
Sunt exact douăzeci de bucăți în două blistere. Pe de o parte, fiecare blister este învelit cu bandă adezivă, pe de altă parte este închis cu un dop de cauciuc:
În general, am cumpărat inițial cronometre pentru a face un generator simplu pentru a găsi un scurtcircuit în cablare - prietenii mei au devenit interesați. Esența dispozitivului, dacă am înțeles bine, este că circuitul până la scurtcircuit este o antenă, semnalul de la care se aude cu un receptor MF/LW obișnuit.
Unde se oprește scârțâitul este aproximativ locul unde apare scurtcircuitul. Iată cum arată în practică pentru un prieten pe ai cărui pași am plănuit să-l urmez:
Dar apoi cei familiarizați cu nevoia au decis că nu au nevoie cu adevărat de tot. Sau au decis altceva, dar eu nu am insistat. Și fiți supărați: ați văzut cât costă cronometrele (puțin mai mult de jumătate de dolar pentru 20 de bucăți) - ce dezamăgire?
DIP8 obișnuit:
Prin urmare, am decis să mă distrez într-un mod diferit și m-am uitat la ce au făcut de fapt din NE555. Și, după cum sa dovedit, ei fac o mulțime de lucruri. Tot felul de alarme, indicatoare de tensiune, indicatori de puls lipsă. Per total, am fost impresionat.
Ei bine, din moment ce toată lumea descrie aproximativ același lucru, iată câteva link-uri RadioKat: și. Schemele sunt în a doua.
Se presupune că popularitatea lui NE555 se explică prin faptul că este un design care a fost dovedit de-a lungul anilor (mai precis, de 45 de ani), care este deconcertant de simplu de configurat și respectă destul de precis caracteristicile, indiferent de tensiunea de alimentare, care poate fi în intervalul de la 4,5V la 16V pentru versiunea obișnuită (dar există opțiuni). Adică, tensiunea fluctuează, dar frecvența este mai stabilă decât nu.
De fapt, pentru a face cronometrul să funcționeze, aveți nevoie de câteva piese și de orice sursă de alimentare adecvată - foarte atractiv pentru a face niște rahat fără prea multe bătăi de cap.
În ceea ce mă privește, cu un microcontroler sunt și mai puține bătăi de cap, dar în comentariile la povestea despre „Pishchal” am câștigat și mi-am pierdut pacea. Mi-am dat seama că trebuie să încerc măcar să mă calmez.
Deci, ideea a fost simplă - un cronometru pentru hrănirea pisicilor. Care, după ce și-a pierdut toată rușinea, a început să ceară mâncare aproape la fiecare jumătate de oră și, după ce au mâncat trei biscuiți, au plecat mulțumiți. Potrivit medicului veterinar, acest lucru nu este foarte util (și, în opinia noastră, este, de asemenea, extrem de supărător), așa că a fost necesar să le readucem dieta la locul său. Ei bine, aceasta este o idee bună: hrăniți cel puțin o dată la cinci până la șase ore.
A ține evidența ceasului, desigur, nu este dificilă. Cu toate acestea, în primul rând, situația este complicată de faptul că, dacă în timpul zilei hrănirea la oră continuă mai mult sau mai puțin, atunci noaptea nu mai este chiar așa, deoarece o pisică are, să spunem, un caracter complex. Exact - se duce și zgârie caloriferul cu ghearele și chiar dacă am decis să nu dau atenție acestui experiment muzical de o calitate îndoielnică, îmi pare rău de vecini.
Adică noaptea trebuie să te trezești și să-l cronometrezi din nou, iar într-o stare semi-conștientă acest lucru este puțin dificil.
În al doilea rând, nu toate pisicile sunt atât de scandaloase, așa că unele pur și simplu nu vin împreună cu acel generator de probleme. Și se dovedește că intervalele sunt diferite pentru fiecare, dar în dreptate ar fi bine să îi hrănim la o oră stabilită și pe cei care au ratat o masă extraordinară.
Prin urmare, mi-a venit ideea de a face o grămadă de temporizatoare independente pentru o perioadă fixă de timp - una pentru fiecare pisică. Și cam așa: vine o pisică, îi dai de mâncare, apeși butonul, se aprinde becul. La fel cum s-a stins becul, pisica poate fi hrănită din nou.
După cum ați putea ghici, aceasta este una dintre opțiunile principale pentru cronometru. Poate fi numit diferit: poate fi numit monostabil, poate fi numit monostabil, poate fi numit multivibrator standby.
Acest lucru nu schimbă esența: NE555 este necesar, de fapt, să emită un singur impuls de durata necesară.
Prin urmare, am luat circuitul temporizatorului de la:
Dar l-am simplificat puțin scăpând de rezistența de tăiere (deoarece am un interval fix) și de al doilea LED - ca fiind inutil. În același timp, am schimbat valorile lanțului de sincronizare, verificând cu aceeași documentație, care raportează că pentru a calcula durata aproximativă a impulsului, ar trebui să utilizați formula y t = 1,1RC.
După ce m-am jucat cu fonturile și cu valorile pieselor disponibile în boutique-ul Chip-i-Dip, am descoperit că pentru un interval de cinci ore care se potrivește tuturor, un condensator cu o capacitate de 3300 μF și un rezistor de 5,1 MΩ. sunt destul de potrivite:
T = 1,1*0,0033*5100000 = 18513 sec = 5,14 ore.
Realitatea, însă, s-a dovedit a fi ușor diferită de teorie. Cronometrul, asamblat după această schemă și cu aceste valori, a continuat să funcționeze după cinci ore. Nu am avut răbdarea să aștept să se termine de funcționare, așa că am presupus că NE555 nu funcționează foarte bine cu valori mari.
O căutare rapidă pe Google a arătat că da, se poate, dar nu ar trebui să fie probleme (teoretic) cu o rezistență de până la 20 MOhm la o tensiune de alimentare de 15 V. Prin urmare, am continuat să experimentez și am aflat că în cazul meu formula se dovedește ceva de genul:
Și mi-am fost foarte recunoscător că am cumpărat nu numai 5,1 MOhm, ci și, pentru orice eventualitate, cele mai apropiate evaluări - 4,7 MOhm și 3,9 MOhm. Acesta din urmă, din fericire, a fost potrivit pentru intervalul necesar.
Cu aceste evaluări (3300 µF și 3,9 MOhm) am asamblat un bloc de temporizatoare cu lumini și butoane. Am conectat totul cu o linie electrică comună, nu au alte puncte de contact (bine, cel puțin am încercat să nu o fac). Și de când asamblam baldachinul, m-am verificat la fiecare pas cu un multimetru și am fost aproape liniștit când am pornit primul dintre cronometre.
A ieșit așa (te-am avertizat chiar de la început):
S-a pornit așa cum era de așteptat, așa că am dezlipit butoanele și luminile rămase și am aprins-o. Am apăsat pe butoane. LED-urile s-au aprins exact așa cum trebuia: apăsați butonul - se aprinde și atât.
Și apoi am făcut o mare greșeală. Nu am mai făcut câteva încercări, dar am fost doar supărat că nu am lipit firele la butoane foarte bine și am decis să le rezid. Prin urmare, nu știu încă ce s-a întâmplat exact: ori am făcut ceva greșit inițial, ori am reușit să stric ceva în timp ce reluam firele.
Dar s-a dovedit amuzant. Când este pornit din nou (cu firele lipite), trei LED-uri s-au aprins imediat. Și apăsarea butoanelor a dezvăluit un haos complet: apăsați un buton - LED-ul său se aprinde (adică, în teorie, cronometrul se aprinde), apăsați pe altul - primul LED se stinge, al doilea se aprinde. Și așa mai departe.
Am aflat empiric că există o anumită combinație de apăsări de butoane care aprinde toate LED-urile. Dar până acum nu am ajuns să verific circuitul pentru scurtcircuite unde nu ar trebui să existe.
Bonus track - hai să jucăm minesweeper:
Pentru a rezuma, vreau să spun că m-am distrat cu cronometre. În practică, am verificat că le puteți cumpăra din China - vin muncitorii.
Și, deși nu am putut face cronometrul pisicii, am primit puzzle-ul „Aprindeți toate becurile” ca bonus. Și, în același timp, înțelegerea că NE555 clar nu este pentru mine. Si de aceea:
Tensiune minima de alimentare 4.5V
- consum mare de curent
Desigur, aceste neajunsuri pot fi depășite prin comanda versiunii CMOS a cipului, care este mult mai economică și funcționează începând de la 1,5V. Dar cele obișnuite costă 0,59 USD pentru douăzeci de bucăți, iar cele CMOS costă aproximativ 10 USD. Adică, controlerul este de aproximativ de două ori mai scump și dacă în proiectare sunt utilizate două sau mai multe cronometre, beneficiul dispare cu totul.
Așa că vă mulțumesc tuturor, mă întorc la ATmega328p, pe care, evident, voi face un cronometru de hrănire.
Ps. Și acum pot scrie și despre ecran de la ITEAD Studio? Apropo, mă chinuie conștiința, pentru că, pe de o parte, aceste paravane de aici erau deja prin acoperiș, iar pe de altă parte, trebuie să ne îndeplinim promisiunea.
Plănuiesc să cumpăr +19 Adauga la favorite Mi-a placut recenzia +38 +67Istoria creării unui microcircuit foarte popular și o descriere a structurii sale interne
Una dintre legendele electronicii este Cip cronometru integrat NE555. A fost dezvoltat în 1972. Nu orice microcircuit sau chiar fiecare tranzistor se poate mândri cu o astfel de longevitate. Deci, ce este atât de special la acest microcircuit care are trei cinci în marcaj?
Signetics a început producția în serie a cipului NE555 exact un an după a fost dezvoltat de Hans R. Camenzind. Cel mai surprinzător lucru din această poveste a fost că la acea vreme Camenzind era practic șomer: a părăsit compania PR Mallory, dar nu a reușit să se angajeze nicăieri. În esență, a fost „de casă”.
Microcircuitul a văzut lumina zilei și a câștigat atât de multă faimă și popularitate datorită eforturilor managerului Signetics, Art Fury, care era, desigur, prietenul lui Camenzind. Anterior a lucrat la General Electric, așa că cunoștea piața de electronice, de ce era nevoie acolo și cum să atragă atenția unui potențial cumpărător.
După amintirile lui Camenzind, A. Fury a fost un adevărat entuziast și iubitor al operei sale. Acasă avea un întreg laborator plin cu componente radio, unde a efectuat diverse studii și experimente. Acest lucru a făcut posibilă acumularea unei vaste experiențe practice și aprofundarea cunoștințelor teoretice.
La acea vreme, produsele Signetics erau denumite „5**”, iar experimentatul A. Fury, care avea un simț neobișnuit al pieței electronice, a decis că marcajul 555 (trei cinci) ar fi potrivit pentru noul microcircuit. Și nu s-a înșelat: microcircuitul a fost la mare căutare, a devenit, poate, cel mai răspândit din întreaga istorie a creării de microcircuite. Cel mai interesant lucru este că microcircuitul nu și-a pierdut relevanța până în prezent.
Ceva mai târziu, două litere au apărut în marcajul microcircuitului, acesta a devenit cunoscut sub numele de NE555. Dar, din moment ce în acel moment era o confuzie completă în sistemul de brevetare, toată lumea s-a grăbit să producă cronometrul integral, în mod firesc, punând alte (citiți-le) litere în fața celor trei cinci. Ulterior, pe baza temporizatorului 555, au fost dezvoltate temporizatoare duale (IN556N) și quad (IN558N), desigur în pachete cu mai multe pini. Dar același NE555 a fost luat ca bază.
Orez. 1. Temporizator integral NE555
555 în URSS
Prima descriere a lui 555 în literatura de inginerie radio internă a apărut deja în 1975 în revista „Electronics”. Autorii articolului au remarcat faptul că acest microcircuit nu ar fi mai puțin popular decât amplificatoarele operaționale care erau deja cunoscute pe scară largă la acea vreme. Și nu s-au înșelat deloc. Microcircuitul a făcut posibilă crearea unor modele foarte simple și aproape toate au început să funcționeze imediat, fără o configurare dureroasă. Dar se știe că repetabilitatea unui design acasă crește proporțional cu pătratul „simplităţii” acestuia.
În Uniunea Sovietică, la sfârșitul anilor 80, a fost dezvoltat un analog complet al lui 555, numit KR1006VI1. Prima aplicație industrială a analogului casnic a fost în reportofonul Elektronika VM12.
Structura internă a cipului NE555
Înainte de a lua un fier de lipit și de a începe să asamblați designul pe un cronometru integrat, mai întâi să ne dăm seama ce este înăuntru și cum funcționează totul. După aceasta, va fi mult mai ușor de înțeles cum funcționează o schemă practică specifică.
În interiorul temporizatorului integral există peste douăzeci, a căror conexiune este prezentată în figură -
După cum puteți vedea, schema circuitului este destul de complexă și este afișată aici doar pentru informații generale. La urma urmei, încă nu poți instala un fier de lipit în el și nu îl vei putea repara. De fapt, așa arată toate celelalte microcircuite, atât digitale, cât și analogice, din interior (vezi -). Aceasta este tehnologia de producere a circuitelor integrate. De asemenea, nu va fi posibil să înțelegeți logica de funcționare a dispozitivului în ansamblu folosind o astfel de schemă, așa că mai jos este o diagramă funcțională și descrierea acesteia.
Date tehnice
Dar, înainte de a înțelege logica microcircuitului, probabil că ar trebui să îi oferiți parametrii electrici. Gama de tensiune de alimentare este destul de largă, 4,5…18V, iar curentul de ieșire poate ajunge la 200mA, ceea ce permite ca și sarcină să fie folosite chiar și relee de putere mică. Microcircuitul în sine consumă foarte puțin: la curentul de sarcină se adaugă doar 3...6mA. În același timp, precizia cronometrului în sine nu depinde practic de tensiunea de alimentare - doar 1 la sută din valoarea calculată. Deriva este de numai 0,1%/volt. Deviația de temperatură este, de asemenea, mică - doar 0,005%/°C. După cum puteți vedea, totul este destul de stabil.
Diagrama funcțională a NE555 (KR1006VI1)
După cum am menționat mai sus, în URSS au făcut un analog al burghezului NE555 și l-au numit KR1006VI1. Analogul s-a dovedit a fi foarte reușit, nu mai rău decât originalul, așa că îl puteți folosi fără teamă sau îndoială. Figura 3 prezintă diagrama funcțională a temporizatorului integrat KR1006VI1. Este pe deplin compatibil cu cipul NE555.
Figura 3. Schema funcțională a temporizatorului integrat KR1006VI1
Cipul în sine nu este atât de mare - este disponibil într-un pachet DIP8 cu opt pini, precum și într-un SOIC8 de dimensiuni mici. Acesta din urmă sugerează că 555 poate fi folosit pentru montarea SMD, cu alte cuvinte, dezvoltatorii sunt încă interesați de el.
Există, de asemenea, puține elemente în interiorul microcircuitului. Principalul este DD1. Când una logică este aplicată la intrarea R, flip-flop-ul este resetat la zero, iar atunci când unul logic este aplicat la intrarea S, acesta este în mod natural setat la unu. Pentru a genera semnale de control la intrările RS se folosește, despre care vom discuta puțin mai târziu.
Nivelurile fizice ale unei unități logice depind, desigur, de tensiunea de alimentare utilizată și practic variază de la Upit/2 până la Upit aproape complet. Aproximativ același raport este observat în cipurile logice CMOS. Zeroul logic se află, ca de obicei, în intervalul 0...0,4V. Dar aceste niveluri sunt situate în interiorul microcircuitului, puteți doar ghici despre ele, dar nu le puteți atinge cu mâinile sau le puteți vedea cu ochii.
Etapa de ieșire
Pentru a crește capacitatea de încărcare a microcircuitului, la ieșirea de declanșare este conectată o etapă de ieșire puternică care utilizează tranzistori VT1, VT2.
Dacă declanșatorul RS este resetat, atunci este prezentă o tensiune logică zero la ieșire (pin 3), adică. tranzistorul VT2 este deschis. În cazul în care declanșatorul este setat la ieșire, nivelul este și unul logic.
Etapa de ieșire este realizată conform unui circuit push-pull, care vă permite să conectați o sarcină între ieșire și firul comun (pinii 3.1) sau magistrala de alimentare (pinii 3.8).
O mică notă despre stadiul de ieșire. La repararea și configurarea dispozitivelor pe microcircuite digitale, una dintre metodele de verificare a circuitului este aplicarea unui semnal de nivel scăzut la intrările și ieșirile microcircuitelor. De regulă, acest lucru se realizează prin scurtcircuitarea acestor intrări și ieșiri la firul comun folosind un ac de cusut, fără a provoca vreun rău microcircuitelor.
În unele circuite, sursa de alimentare NE555 este de 5V, așa că se pare că aceasta este și logică digitală și poate fi folosită și destul de liber. Dar de fapt nu este. În cazul microcircuitului 555, sau mai precis cu ieșirea lui push-pull, astfel de „experimente” nu pot fi făcute: dacă tranzistorul de ieșire VT1 este în stare deschisă în acest moment, atunci va rezulta un scurtcircuit și tranzistorul va pur și simplu ars. Și dacă tensiunea de alimentare este aproape de maxim, atunci un final dezastruos este pur și simplu inevitabil.
Tranzistor suplimentar (pin 7)
Pe langa tranzistoarele mentionate mai exista si un tranzistor VT3. Colectorul acestui tranzistor este conectat la pinul 7 al microcircuitului „Descărcare”. Scopul său este de a descărca condensatorul de temporizare atunci când se utilizează microcircuitul ca generator de impulsuri. Descărcarea condensatorului are loc în momentul în care declanșatorul DD1 este resetat. Dacă ne amintim descrierea declanșatorului, atunci la ieșirea inversă (indicată în diagramă printr-un cerc) în acest moment există o unitate logică, care duce la deschiderea tranzistorului VT3.
Despre semnalul de resetare (pin 4)
Puteți reseta declanșatorul în orice moment - semnalul de „resetare” are prioritate ridicată. Pentru aceasta, există o intrare specială R (pin 4), desemnată în figură ca Urev. După cum puteți înțelege din figură, o resetare va avea loc dacă la pinul 4 este aplicat un impuls de nivel scăzut de cel mult 0,7 V. În acest caz, va apărea o tensiune de nivel scăzut la ieșirea microcircuitului (pin 3).
În cazurile în care această intrare nu este utilizată, i se aplică un nivel logic pentru a scăpa de zgomotul de impuls. Cel mai simplu mod de a face acest lucru este să conectați pinul 4 direct la magistrala de alimentare. Sub nicio formă nu trebuie să-l lăsați, ca să spunem așa, în „aer”. Apoi va trebui să vă întrebați și să vă întrebați mult timp, de ce funcționează schema atât de instabilă?
Note despre declanșatorul „în general”
Pentru a nu fi complet confuz cu privire la starea în care se află declanșatorul, trebuie amintit că atunci când discutăm despre un declanșator, starea ieșirii sale directe este întotdeauna luată în considerare. Ei bine, dacă se spune că declanșatorul este „instalat”, atunci ieșirea directă este în starea logică. Dacă ei spun că declanșatorul este „resetat”, ieșirea directă va fi cu siguranță într-o stare logică de zero.
La ieșirea inversă (marcată cu un cerc mic), totul va fi exact invers, prin urmare, ieșirea de declanșare este adesea numită parafază. Pentru a nu mai confunda totul, nu vom mai vorbi despre asta.
Oricine a citit cu atenție până la acest punct poate întreba: „Scuzați-mă, acesta este doar un declanșator cu un tranzistor puternic la ieșire. Unde este cronometrul în sine?” Și va avea dreptate, deoarece nici măcar nu a ajuns la cronometru încă. Pentru a face un cronometru, tatăl său, creatorul Hans R. Camenzind, a inventat o modalitate originală de a controla acest declanșator. Întregul truc al acestei metode constă în generarea semnalelor de control.
Generarea semnalelor la intrările de declanșare RS
Deci, ce am primit? Totul din interiorul temporizatorului este controlat de declanșatorul DD1: dacă este setat la unul, ieșirea microcircuitului are un nivel de tensiune ridicat, iar dacă este resetat, atunci pinul 3 are un nivel scăzut și, în plus, tranzistorul VT3 este deschis. Scopul acestui tranzistor este de a descărca un condensator de temporizare într-un circuit, de exemplu, un generator de impulsuri.
Declanșatorul DD1 este controlat folosind comparatoarele DA1 și DA2. Pentru a controla funcționarea flip-flop-ului, la ieșirile comparatoarelor trebuie să se obțină semnale R și S de nivel înalt. La una dintre intrările fiecărui comparator este furnizată o tensiune de referință, care este formată dintr-un divizor de precizie pe rezistențele R1...R3. Rezistența rezistențelor este aceeași, astfel încât tensiunea aplicată acestora este împărțită în 3 părți egale.
Generarea semnalelor de control de declanșare
Porniți un cronometru
O tensiune de referință de 1/3U este furnizată la intrarea directă a comparatorului DA2, iar tensiunea de pornire a temporizatorului extern Uzap este furnizată prin pinul 2 la intrarea inversă a comparatorului. Pentru a influența intrarea S a flip-flop-ului DD1, ieșirea acestui comparator trebuie să primească un nivel ridicat. Acest lucru este posibil dacă tensiunea Uzap este în intervalul 0...1/3U.
Chiar și un impuls de scurtă durată al unei astfel de tensiuni va declanșa declanșarea DD1 și va face să apară o tensiune de nivel înalt la ieșirea temporizatorului. Dacă intrarea Uzap este expusă la o tensiune mai mare de 1/3U și până la tensiunea de alimentare, atunci nu vor apărea modificări la ieșirea microcircuitului.
Opriți cronometrul
Pentru a opri temporizatorul, trebuie pur și simplu să resetați declanșatorul intern DD1 și, pentru a face acest lucru, generați un semnal R de nivel înalt la ieșirea comparatorului DA1. Comparatorul DA1 este pornit ușor diferit de DA2. O tensiune de referință de 2/3U este aplicată la intrarea inversoare, iar semnalul de control „Prag de funcționare” Uthr este aplicat la intrarea directă.
Cu această conexiune, un nivel ridicat la ieșirea comparatorului DA1 va apărea numai atunci când tensiunea Uthr la intrarea directă depășește tensiunea de referință 2/3U la intrarea inversoare. În acest caz, declanșatorul DD1 va fi resetat și un semnal de nivel scăzut va fi stabilit la ieșirea microcircuitului (pin 3). Se va deschide și tranzistorul „descărcare” VT3, care va descărca condensatorul de sincronizare.
Dacă tensiunea de intrare este între 1/3U...2/3U, niciunul dintre comparatori nu va funcționa, iar starea de la ieșirea temporizatorului nu se va schimba. În tehnologia digitală, această tensiune se numește „nivel de gri”. Dacă conectați pur și simplu pinii 2 și 6, obțineți un comparator cu niveluri de declanșare de 1/3U și 2/3U. Și chiar și fără un singur detaliu suplimentar!
Modificarea tensiunii de referință
Pinul 5, desemnat în figură ca Urev, este destinat pentru monitorizarea tensiunii de referință sau schimbarea acesteia folosind rezistențe suplimentare. De asemenea, este posibilă furnizarea unei tensiuni de control la această intrare, făcând posibilă obținerea unui semnal modulat în frecvență sau fază. Dar, mai des, acest pin nu este folosit, dar pentru a reduce influența interferenței este conectat la firul comun printr-un condensator mic.
Microcircuitul este alimentat prin pinii 1 - GND, 2 +U.
Iată descrierea reală a temporizatorului integrat NE555. Cronometrul conține o mulțime de circuite diferite, care vor fi discutate în articolele următoare.
Boris Aladyshkin
Continuarea articolului:
Fiecare radioamator a întâlnit cipul NE555 de mai multe ori. Acest mic cronometru cu opt picioare a câștigat o popularitate enormă pentru funcționalitatea, caracterul practic și ușurința în utilizare. Pe cronometrul 555, puteți asambla circuite de diferite niveluri de complexitate: de la un simplu declanșator Schmitt, cu doar câteva elemente, până la o blocare cu combinație în mai multe etape, folosind un număr mare de componente suplimentare.
În acest articol, vom arunca o privire mai atentă asupra microcircuitului NE555, care, în ciuda vechimii sale înaintate, este încă la cerere. Este de remarcat faptul că această cerere se datorează în primul rând utilizării circuitelor integrate în circuitele care utilizează LED-uri.
Descrierea si domeniul de aplicare
NE555 este dezvoltarea companiei americane Signetics, ai cărei specialiști nu au renunțat în timpul crizei economice și au reușit să dea viață lucrărilor lui Hans Camenzind. El a fost cel care, în 1970, a reușit să demonstreze importanța invenției sale, care la acea vreme nu avea analogi. NE555 IC a avut o densitate mare de instalare la costuri reduse, ceea ce ia adus un statut special.
Ulterior, producătorii concurenți din întreaga lume au început să-l copieze. Așa a apărut KR1006VI1 domestic, care a rămas unic în această familie. Faptul este că în KR1006VI1 intrarea de oprire (6) are prioritate față de intrarea de pornire (2). Analogii importați de la alte companii nu au această caracteristică. Acest fapt ar trebui să fie luat în considerare la dezvoltarea circuitelor cu utilizarea activă a două intrări.
Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, prioritățile nu afectează funcționarea dispozitivului. Pentru a reduce consumul de energie, încă din anii 70 ai secolului trecut, a fost lansată producția unui cronometru în serie CMOS. În Rusia, microcircuitul tranzistorului cu efect de câmp a fost numit KR1441VI1.
Temporizatorul 555 și-a găsit cea mai mare aplicație în construcția circuitelor generatoare și a releelor de timp cu posibilitatea de întârzieri de la microsecunde la câteva ore. În dispozitivele mai complexe, acesta îndeplinește funcțiile de eliminare a respingerii contactului, PWM, restaurarea semnalului digital și așa mai departe.
Caracteristici și dezavantaje
O caracteristică specială a temporizatorului este un divizor intern de tensiune, care stabilește un prag superior și inferior fix pentru două comparatoare. Deoarece divizorul de tensiune nu poate fi eliminat și tensiunea de prag nu poate fi controlată, zona de aplicare a lui NE555 este restrânsă.
Temporizatoarele asamblate pe tranzistoare CMOS nu au aceste dezavantaje și nu necesită instalarea de condensatoare externe.
Parametrii principali ai IC seria 555
Elementele interne NE555 includ cinci unități funcționale, care pot fi văzute în diagrama logică. La intrare există un divizor de tensiune rezistiv, care generează două tensiuni de referință pentru comparatoare de precizie. Contactele de ieșire ale comparatoarelor merg la următorul bloc - un flip-flop RS cu un pin de resetare extern și apoi la un amplificator de putere. Ultimul nod este un tranzistor cu colector deschis, care poate îndeplini mai multe funcții, în funcție de sarcina la îndemână.
Tensiunea de alimentare recomandată pentru tipurile IC NA, NE, SA este în intervalul de la 4,5 la 16 volți, iar pentru SE poate ajunge la 18V. În acest caz, consumul de curent la Upit minim este de 2–5 mA, la Upit maxim – 10–15 mA. Unele circuite integrate din seria 555 CMOS consumă mai puțin de 1 mA. Cel mai mare curent de ieșire al unui microcircuit importat poate atinge o valoare de 200 mA. Pentru KR1006VI1 nu este mai mare de 100 mA.
Calitatea construcției și producătorul influențează foarte mult condițiile de funcționare ale temporizatorului. De exemplu, intervalul de temperatură de funcționare al NE555 este de la 0 la 70 ° C, iar SE555 de la -55 la +125 ° C, ceea ce este important de știut atunci când proiectați dispozitive pentru funcționare în medii deschise. Puteți să vă familiarizați cu parametrii electrici mai detaliat și să aflați valorile tipice ale tensiunii și curentului la intrările CONT, RESET, THRES și TRIG în fișa de date a IC din seria XX555.
Locația și alocarea pinii
NE555 și analogii săi sunt disponibile în principal în pachete PDIP8, TSSOP sau SOIC cu opt pini. Aranjamentul pinout, indiferent de carcasă, este standard. Denumirea grafică simbolică a temporizatorului este un dreptunghi cu inscripția G1 (pentru un singur generator de impulsuri) și GN (pentru multivibratoare).
- General (GND). Prima concluzie se referă la cheie. Se conectează la sursa negativă de alimentare a dispozitivului.
- Declanșare (TRIG). Aplicarea unui impuls de nivel scăzut la intrarea celui de-al doilea comparator duce la lansarea și apariția la ieșire a unui semnal de nivel înalt, a cărui durată depinde de evaluarea elementelor externe R și C. Posibile variații ale intrării semnal sunt scrise în secțiunea „Montistrator”.
- Ieșire (OUT). Nivelul ridicat al semnalului de ieșire este (Upit-1.5V), iar nivelul scăzut este de aproximativ 0.25V. Comutarea durează aproximativ 0,1 µs.
- Resetare (RESETARE). Această intrare are cea mai mare prioritate și este capabilă să controleze funcționarea temporizatorului indiferent de tensiunea de pe ceilalți pini. Pentru a permite pornirea, este necesar ca pe acesta să fie prezent un potențial de peste 0,7 volți. Din acest motiv, este conectat printr-un rezistor la sursa de alimentare a circuitului. Apariția unui puls mai mic de 0,7 volți interzice funcționarea lui NE555.
- Control (CTRL). După cum se poate observa din structura internă a CI, acesta este conectat direct la divizorul de tensiune și, în absența influenței externe, produce 2/3 Upit. Prin aplicarea unui semnal de control la CTRL, se poate obține un semnal modulat la ieșire. În circuitele simple este conectat la un condensator extern.
- Opriți (THR). Este intrarea primului comparator, apariția unei tensiuni la care depășește 2/3 Upit oprește funcționarea declanșatorului și transformă ieșirea temporizatorului la un nivel scăzut. În acest caz, nu ar trebui să existe semnal de declanșare la pinul 2, deoarece TRIG are prioritate față de THR (cu excepția KR1006VI1).
- Descărcare (DIS). Conectat direct la tranzistorul intern, care este conectat conform unui circuit colector comun. De obicei, un condensator de sincronizare este conectat la joncțiunea colector-emițător, care se descarcă în timp ce tranzistorul este în stare deschisă. Mai puțin folosit pentru a crește capacitatea de încărcare a temporizatorului.
- Putere (VCC). Se conectează la pozitivul unei surse de alimentare de 4,5–16 V.
NE555 Moduri de operare
Cronometrul din seria 555 funcționează în unul dintre cele trei moduri;
O singura sansa
Schema de circuit a unui singur vibrator este prezentată în figură. Pentru a forma impulsuri unice, pe lângă microcircuitul NE555, veți avea nevoie de o rezistență și un condensator polar. Schema funcționează după cum urmează. Un singur impuls de nivel scăzut este aplicat la intrarea temporizatorului (2), ceea ce face ca microcircuitul să se comute și să apară un nivel ridicat de semnal la ieșire (3). Durata semnalului este calculată în secunde folosind formula:
După un timp specificat (t), la ieșire este generat un semnal de nivel scăzut (starea inițială). În mod implicit, pinul 4 este combinat cu pinul 8, adică are un potențial ridicat.
Atunci când dezvoltați scheme, trebuie să luați în considerare 2 nuanțe:
- Tensiunea de alimentare nu afectează durata impulsurilor. Cu cât tensiunea de alimentare este mai mare, cu atât rata de încărcare a condensatorului de temporizare este mai mare și amplitudinea semnalului de ieșire este mai mare.
- Un impuls suplimentar, care poate fi aplicat intrării după cel principal, nu va afecta funcționarea temporizatorului până la expirarea timpului t.
Funcționarea generatorului de impuls unic poate fi influențată extern în două moduri:
- trimite un semnal de nivel scăzut la Resetare, care va readuce cronometrul la starea inițială;
- Atâta timp cât intrarea 2 primește un semnal de nivel scăzut, ieșirea va rămâne ridicată.
Astfel, folosind semnale unice la intrare și parametrii lanțului de sincronizare, este posibil să se obțină impulsuri dreptunghiulare cu o durată clar definită la ieșire.
Multivibrator
Un multivibrator este un generator de impulsuri dreptunghiulare periodice cu o anumită amplitudine, durată sau frecvență, în funcție de sarcină. Diferența sa față de un singur vibrator este că nu există nicio perturbare externă pentru funcționarea normală a dispozitivului. Diagrama schematică a unui multivibrator bazat pe NE555 este prezentată în figură.
Rezistoarele R1, R2 și condensatorul C1 participă la formarea impulsurilor repetate. Timpul pulsului (t 1), timpul de pauză (t 2), perioada (T) și frecvența (f) sunt calculate folosind formulele de mai jos: 
Din aceste formule este ușor de observat că timpul de pauză nu poate depăși timpul pulsului, adică nu va fi posibil să se realizeze un duty cycle (S=T/t 1) de mai mult de 2 unități. Pentru a rezolva problema, la circuit este adăugată o diodă, al cărei catod este conectat la pinul 6, iar anodul la pinul 7.
În fișa de date pentru microcircuite, acestea funcționează adesea cu reciproca ciclului de lucru - Ciclu de lucru (D=1/S), care este afișat ca procent.
Schema funcționează după cum urmează. În momentul alimentării cu energie, condensatorul C 1 este descărcat, ceea ce transformă ieșirea temporizatorului într-o stare de nivel înalt. Apoi C 1 începe să se încarce, câștigând capacitate până la valoarea pragului superior de 2/3 U PIT. După ce a atins pragul, IC-ul comută și la ieșire apare un nivel scăzut al semnalului. Începe procesul de descărcare a condensatorului (t 1), care continuă până la valoarea pragului inferioară de 1/3 U PIT. Când este atins, are loc comutarea inversă și ieșirea temporizatorului este setată la un nivel de semnal ridicat. Ca rezultat, circuitul intră în modul auto-oscilant.
Declanșator de precizie Schmitt cu declanșator RS
Cronometrul NE555 are un comparator cu două praguri și un flip-flop RS încorporat, ceea ce vă permite să implementați un declanșator Schmitt de precizie cu un flip-flop RS în hardware. Tensiunea de intrare este împărțită de comparator în trei părți, când fiecare dintre ele este atinsă, are loc următoarea comutare. În acest caz, valoarea histerezisului (comutarea inversă) este egală cu 1/3 U PIT. Capacitatea de a utiliza NE555 ca declanșator de precizie este solicitată în construcția sistemelor de control automat.
3 cele mai populare circuite bazate pe NE555
O singura sansa
O versiune practică a circuitului one-shot TTL NE555 este prezentată în figură. Circuitul este alimentat de o tensiune unipolară de la 5 la 15V. Elementele de temporizare de aici sunt: rezistența R 1 - 200 kOhm - 0,125 W și condensatorul electrolitic C 1 - 4,7 μF - 16 V. R2 menține un potențial ridicat la intrare până când un dispozitiv extern îl resetează la un nivel scăzut (de exemplu, un comutator tranzistor). Condensatorul C 2 protejează circuitul de curenții de trecere în timpul momentelor de comutare.
Activarea one-shot are loc în momentul unui scurtcircuit al contactului de intrare la masă. În acest caz, un nivel ridicat cu o durată de:
t=1,1*R1 *C1 =1,1*200000*0,0000047=1,03 s.
Astfel, acest circuit generează o întârziere a semnalului de ieșire în raport cu semnalul de intrare cu 1 secundă.
LED intermitent pe multivibrator
Pe baza circuitului multivibrator discutat mai sus, puteți asambla o lampă LED simplă. Pentru a face acest lucru, un LED este conectat la ieșirea temporizatorului în serie cu un rezistor. Valoarea rezistenței este găsită folosind formula:
R=(U OUT -U LED)/I LED ,
U OUT – valoarea tensiunii de amplitudine la pinul 3 al temporizatorului.
Numărul de LED-uri conectate depinde de tipul de cip NE555 utilizat și de capacitatea acestuia de încărcare (CMOS sau TTL). Dacă este necesar să clipiți un LED cu o putere mai mare de 0,5 W, atunci circuitul este completat cu un tranzistor, a cărui sarcină va fi LED-ul.
Releu de timp
Circuitul unui temporizator reglabil (releu electronic de timp) este prezentat în figură. 
Cu ajutorul acestuia, puteți seta manual durata semnalului de ieșire de la 1 la 25 de secunde. Pentru a face acest lucru, instalați un rezistor variabil cu o valoare nominală de 250 kOhm în serie cu un rezistor constant de 10 kOhm. Capacitatea condensatorului de sincronizare este crescută la 100 μF.
Schema funcționează după cum urmează. În starea inițială, pinul 2 este ridicat (de la sursa de alimentare) și pinul 3 este scăzut. Tranzistoarele VT1, VT2 sunt închise. În momentul în care un impuls pozitiv este aplicat bazei VT1, curentul curge prin circuit (Vcc-R2-colector-emițător-sârmă comună). VT1 se deschide și pune NE555 în modul de sincronizare. În același timp, la ieșirea IC apare un impuls pozitiv, care deschide VT2. Ca rezultat, curentul emițătorului VT2 face ca releul să funcționeze. Utilizatorul poate întrerupe sarcina în orice moment prin scurtcircuitare scurtă RESET la masă.
Tranzistoarele SS8050 prezentate în diagramă pot fi înlocuite cu KT3102.
Este imposibil să revizuiți toate circuitele populare bazate pe NE555 într-un articol. În acest scop, există colecții întregi care conțin dezvoltări practice pe întreaga existență a cronometrului. Sperăm că informațiile furnizate vor servi drept ghid în timpul asamblarii circuitelor, inclusiv a căror încărcare sunt LED-uri.
Citeste si
