U ovom članku ćete dobiti detaljan pogled na čip NE555, koji je, unatoč čvrstom dobu, još uvijek tražen. Važno je napomenuti da je na prvom mjestu ovaj zahtjev zbog uporabe IC u sklopovima pomoću LED-a.
Opis i područje primjene
NE555 je razvoj američke tvrtke Signetics, čiji se stručnjaci u uvjetima gospodarske krize nisu predali i mogli provesti rad Hansa Kamenzinde. On je 1970. uspio dokazati važnost svog izuma, koji u to vrijeme nije imao analogije. IC NE555 je imao visoku gustoću instalacije uz nisku cijenu, koja je dobila poseban status.
Nakon toga, počeli su je kopirati konkurentski proizvođači iz cijelog svijeta. Tako se pojavio domaći KR1006V1, koji je i dalje ostao jedinstven u ovom žanru. Činjenica je da u KP1006VI1 ulaz za zaustavljanje
ima prioritet nad ulaznim ulazom
. U uvezenim analogima drugih tvrtki takvo obilježje ne postoji. Tu činjenicu treba uzeti u obzir pri osmišljavanju shema uz aktivno korištenje dvaju ulaza.
Međutim, u većini slučajeva ne utječu na prioriteterad s uređajem. Kako bi se smanjila potrošnja energije, u 70-im godinama prošlog stoljeća, prilagodio se izlaz CMOS-serije. U Rusiji, čip na terenskim tranzistorima nazvan je KP1441VI1.
Najveća primjena 555 tajmera pronađena je u konstrukciji sklopova generatora i vremenskog releja s mogućnošću odgode od mikrosekundi do nekoliko sati. U sofisticiranijim uređajima obavlja funkcije za uklanjanje kontakata za stezanje, PWM-ova, vraćanje digitalnog signala i tako dalje.
Značajke i nedostaci
Značajka timera je unutarnji djelitelj napona koji određuje fiksni gornji i donji prag za dva komparatora. S obzirom da se razdjelnik napona ne može isključiti, a napon praga se ne može kontrolirati, područje primjene NE555 je suženo.
Tajmer na bipolarnim tranzistorima ima jedan značajan nedostatak povezan s prijelazom izlazne kaskade iz jednog stanja u drugo. Svako prebacivanje je praćeno parazitnom protočnom strujom, koja na vrhu može doseći 400 mA, povećavajući toplinske gubitke. Rješenje problema je ugradnja polarnog kondenzatora kapaciteta 0,1 μF između upravljačkog terminala
i zajedničkog vodiča. Zahvaljujući njemu, stabilnost se povećava pri lansiranju i pouzdanosti cijelog uređaja. Osim toga, kako bi se povećala otpornost na buku, opskrbni lanac se dopunjuje nepolarnim kondenzatorom od 1 μF.
Tajmeri sakupljeni na CMOS tranzistorima nemaju te nedostatke i ne zahtijevaju ugradnju vanjskih kondenzatora.
Osnovni parametri IC-aserije 555
Unutarnji uređaj NE555 uključuje pet funkcionalnih čvorova, što se može vidjeti na logičkom dijagramu.
Na ulazu se nalazi otpornički djelitelj napona koji formira dva referentna napona za precizne komparatore. Izlazni kontakti komparatora dolaze u sljedeći blok - RS-okidač s vanjskim izlazom za resetiranje, a zatim na pojačalo snage. Zadnji čvor je tranzistor otvorenog kolektora, koji može obavljati nekoliko funkcija, ovisno o zadatku.
Preporučeni napon napajanja za IR tip NA, NE, SA je u rasponu od 4,5 do 16 volti, a za SE može doseći 18V. U ovom slučaju, struja potrošnje s minimalnim utopom iznosi 2-5 mA, a maksimalni utop - 10-15 mA. Neke IC vrijednosti serije 555 CMOS troše najviše 1 mA. Najveća izlazna struja uvezenog čipa može doseći vrijednost od 200 mA. Za KR1006VI1 nije veći od 100 mA.
Kvaliteta sklopa i proizvođač snažno utječu na radne uvjete tajmera. Primjerice, raspon radne temperature NE555 je od 0 do 70 ° C, a SE555 je od -55 do + 125 ° C, što je važno znati pri projektiranju uređaja za otvorena okruženja. Za detaljnije informacije o električnim parametrima, pogledajte tipične vrijednosti napona i struje na ulazima CONT, RESET, THRES i TRIG mogu se naći u podatkovnom listu IC serije XX555.
Mjesto i imenovanje zaključaka
NE555 i njegovi analozi uglavnom se proizvode u tijelu hobotnice tipa PDIP8, TSSOP ili SOIC. Mjesto zaključaka, bez obzira na slučaj, standardno je. Uvjetna grafička oznakaTajmer je pravokutnik s oznakom G1 (za jedan pulsni generator) i GN (za multivibratore).
- Općenito (GND). Prvi zaključak o ključu. Spojen na negativno napajanje uređaja.
- Pokretanje (TRIG). Ulaz niskonaponskog impulsa na ulaz drugog komparatora rezultira pokretanjem i pojavom visokog izlaza na izlazu, čije trajanje ovisi o nominalnoj vrijednosti vanjskih elemenata R i C. Moguće varijacije ulaznog signala upisuju se u odjeljku "Single-vibrator".
- Izlaz (OUT). Visoka razina izlaznog signala je (Uipp-1,5 V), a najniža je oko 0,25V. Prebacivanje traje oko 0,1 μs.
- Reset (RESET). Ovaj ulaz ima najviši prioritet i može kontrolirati rad tajmera, bez obzira na napon na drugim zaključcima. Da bi se omogućio start, potrebno je da na njemu postoji potencijal veći od 0,7 volta. Zbog toga je spojen preko otpornika u strujni krug napajanja. Izlaz impulsa manji od 0,7 volta sprječava rad NE555.
- Kontrola (CTRL). Kao što se može vidjeti iz unutarnje strukture IC-a, ona je izravno povezana s razdjelnikom napona i, u nedostatku vanjskih utjecaja, proizvodi 2/3 Uit. Slanjem kontrolnog signala na CTRL, možete dobiti modulirani signal na izlazu. U jednostavnim krugovima povezuje se s vanjskim kondenzatorom.
- Stop (THR). Tu je i ulaz prvog komparatora, čija pojava pri naponu većem od 2 /3Upit zaustavlja okidač i prevodi izlazni timer na nisku razinu. U tom slučaju na izlazu 2 nedostaje okidač, jer TRIG ima prioritet u odnosu na THR (osim KR1006VI1).
- Ispuštanje (DIS).Priključen izravno na unutarnji tranzistor, koji je uključen u sklop s zajedničkim kolektorom. Obično, prije prijelaza, kolektor-emiter povezuje dugotrajni kondenzator, koji se prazni, dok je tranzistor u otvorenom stanju. Rijetko se koristi za povećanje nosivosti tajmera.
- Prehrana (VCC). Spaja se na izvor napajanja od 4.5-16V.
Načini rada NE555
Timer 555 serija radi u jednom od tri načina rada, razmotrit ćemo ih detaljnije na primjeru čipa NE555.
jednostruka antena
Princip električnog kruga jednog vibratora prikazan je na slici. Za formiranje pojedinačnih impulsa, osim čipa NE555, bit će potreban otpor i polarni kondenzator. Shema funkcionira na sljedeći način. Ulaz tajmera
napaja se jednim niskonaponskim impulsom, što dovodi do preklapanja čipa i pojave visokog napona na izlazu
. Trajanje signala izračunava se u sekundama pomoću formule:
t = 1,1 * R * C.
Nakon navedenog vremena (t) na izlazu se generira signal niske razine (početno stanje). Prema zadanim postavkama, izlaz 4 se kombinira s izlazom 8, odnosno ima visok potencijal.
Pri dizajniranju shema potrebno je uzeti u obzir 2 nijanse:
- Napon napajanja ne utječe na trajanje impulsa. Što je veći napon napajanja, veća je brzina punjenja kondenzatora koji troši vrijeme i što je veća amplituda izlaznog signala.
- Dodatni impuls koji se može primijeniti na ulaz nakon glavnog neće utjecati na rad tajmera dovrijeme t završit će.
Na rad generatora s jednim impulsom može se utjecati izvana na dva načina:
- Slanje signala niske razine na početne vrijednosti koji će pomaknuti tajmer u prvobitno stanje;
- dok ulaz 2 ne primi signal niske razine, izlaz će ostati visoki potencijal.
Dakle, uz pomoć pojedinačnih ulaznih signala i parametara razvodnog lanca, moguće je primati izlazne impulse pravokutnog oblika s jasno definiranim trajanjem.
multivibrator
Multivibrator je periodički generator impulsa pravokutnog oblika s danom amplitudom, trajanjem ili frekvencijom, ovisno o zadatku. Njegova razlika od jednog vibratora je odsustvo vanjskih utjecaja, što je uznemirilo normalno funkcioniranje uređaja. Shematski dijagram multivibratora temeljen na NE555 prikazan je na slici.
Pri formiranju ponavljajućih impulsa uključeni su otpornici R1, R2 i kondenzator C1. Vrijeme impulsa (t1), vrijeme pauze (t2), vrijeme (T) i frekvencija (f) izračunavaju se pomoću sljedećih formula:
Iz formula je lako uočiti da vrijeme pauze ne može prijeći vrijeme impulsa, tj. Doseći brzinu praznog hoda (S = T /t1) više od 2 jedinice neće uspjeti. Da bi se riješio problem u krugu, dioda čija je katoda spojena na pin 6, te anoda sa zaključkom 7.
U podatkovnom listu na čipovima često se koristi vrijednost inverzne dužnosti - Duty cycle (D = 1 /S), koja je zastupljena u postocima.
Shema funkcionira na sljedeći način. U trenutku napajanja, kondenzator C1 je ispražnjen, prevedenizlaz za tajmer na status visoke razine. Zatim se S1 počinje puniti, dobivajući kapacitet do gornje granice od 2/3 Uit. Kada se dostigne prag, IC se uključuje, a izlazni signal je nizak. Započinje proces pražnjenja kondenzatora (t1), koji nastavlja na donju graničnu vrijednost od 1/3 Uit. Kada se dođe do njega, vrši se povratno prebacivanje i na izlazu tajmera se postavlja visoka razina signala. Kao rezultat, shema prelazi u self-oscilirajući način.
Precizni okidač Schmitt s RS-okidačem
Unutar tajmera NE555 koristi dvostupanjski usporednik i RS-okidač koji vam omogućuje implementaciju preciznog okidača Schmitt s RS-okidačem na razini hardvera. Ulazni napon se dijeli s komparatorom na tri dijela, kada svaki od njih dosegne sljedeći prekidač. U ovom slučaju, vrijednost histereze (inverzno prebacivanje) jednaka je 1/3 Upt. Mogućnost korištenja NE555 kao preciznog okidača potrebna je u konstrukciji sustava automatskog upravljanja.
3 najpopularnija kruga temeljena na NE555
jednostruka antena
Na slici je prikazana praktična verzija sklopa jednog vibratora na TTL NE555. Krug se napaja unipolarnim naponom od 5 do 15V. Vrijeme zadayuschimi elementi ovdje su: otpornik R1 - 200kOm-0,125W i elektrolitički kondenzator C1 - 4.7mkf-16V. R2 podržava visoku ulaznu snagu dok neki vanjski uređaj ne vraća na nisku razinu (na primjer, tranzistorski ključ). Kondenzator C2 štiti strujni krug od strujnih struja na uklopnim točkama.
AktivacijaJednostruki imobilizator se javlja u trenutku kratkog spoja na masu ulaznog kontakta. Istovremeno se na izlazu stvara visoka razina izdržljivosti:
t = 1,1 * R1 * C1 = 1,1 * 200,000 * 0,0000047 = 1,03 c.
Dakle, ova shema generira kašnjenje izlaznog signala u odnosu na ulaz za 1 sekundu.
Trepće s LED-om na multivibratoru
Na temelju gornje sheme multivibratora može se prikupiti jednostavna LED bljeskalica. Da bi se to postiglo, prije izlaska tajmera LED je spojen u seriju s otpornikom. Nominalna vrijednost otpornika određena je formulom:
R = (U UL-ULED) /ILED,
U - vrijednost amplitude napona na izlazu tajmera 3.
Broj spojenih LED dioda ovisi o vrsti čipa koji se koristi NE555, njegovom kapacitetu opterećenja (CMOS ili TTL). Ako trebate treptati LED sa snagom većom od 0,5 W, onda je shema dopunjena tranzistorom, čiji će se teret pretvoriti u LED.
Vremenski relej
Na slici je prikazan raspored podesivog tajmera (elektronički vremenski relej).
Uz to, možete ručno podesiti trajanje izlaznog signala od 1 do 25 sekundi. Da biste to učinili dosljedno s konstantnim otpornikom na 10 kOhm, postavite promjenjivu vrijednost od 250 kOhm. Kapacitet kondenzatora koji troši mnogo vremena povećava se na 100 μF.
Shema funkcionira na sljedeći način. U početnom stanju izlaz 2 ima visoku razinu (iz izvora napajanja), a izlaz 3 je nizak. Tranzistori VT1, VT2 su zatvoreni. U trenutku dovoda na bazu VT1 pozitivnog impulsa uz strujni krug (Vcc-R2-kolektor-emiter-zajednička žica) struji struja.VT1 se otvara i prevodi NE555 u vremenski način rada. Istovremeno, na izlazu IC-a postoji pozitivan zamah koji otvara VT2. Kao rezultat, struja odašiljača VT2 dovodi do rada releja. Korisnik može u bilo kojem trenutku prekinuti izvršavanje zadatka, kratko okončati RESET na tlo.
Tranzistori BC546, prikazani na dijagramu, mogu se zamijeniti s CT3102.
U jednom članku nemoguće je uzeti u obzir sve popularne sklopove temeljene na NE555. Da biste to učinili, postoje cijele zbirke koje prikupljaju praktično iskustvo za cijelo vrijeme trajanja timera. Nadamo se da će pružene informacije poslužiti kao referentna točka pri izradi shema, uključujući i one koje su LED diode.
