Každý radioamatér opakovaně splnil mikročip NE555. Tento malý osmihranný časovač získal obrovskou popularitu pro funkčnost, použitelnost a snadné použití. V časovačích 555 můžete sbírat obvody nejrůznějších úrovní složitosti: od jednoduchého spouštěče Schmitt s celou řadou přeplněných položek až po vícestupňový kódový zámek s použitím velkého množství dalších komponent.
V tomto článku získáte podrobný pohled na čip NE555, který je i přes svůj solidní věk stále ještě poptáván. Je třeba poznamenat, že v první řadě je tento požadavek způsoben použitím IC v obvodech pomocí LED diod.
Popis a oblast použití
NE555 je vývoj americké společnosti Signetics, jejíž odborníci v podmínkách hospodářské krize se nevzdávali a nemohli realizovat práci Hansa Kamenzindy. Byl to ten, kdo v roce 1970 dokázal dokázat význam svého vynálezu, který v té době neměl analogie. IC NE555 měl vysokou hustotu instalace za nízkou cenu, která získala zvláštní status.
Následně začaly být kopírovány konkurenčními výrobci z celého světa. Tak se objevila domácí KR1006V1, která v tomto žánru zůstala jedinečná. Faktem je, že v KP1006VI1 má předřazený vstup
prioritu před spouštěcím vstupem
. U importovaných analogů jiných firem takový rys chybí. Tato skutečnost by měla být brána v úvahu při navrhování schémat s aktivním využitím dvou vstupů.
Ve většině případů však priority neovlivňujízařízení. Aby se snížila spotřeba energie, v sedmdesátých letech minulého století došlo k úpravě uvolnění časovače CMOS. V Rusku byl čip na poli tranzistory nazýván KP1441VI1.
Největší využití časovače 555 bylo zjištěno při konstrukci generátorových obvodů a časového relé s možností oddálení od mikrosekund až po několik hodin. V sofistikovanějších zařízeních pracuje s funkcemi, které eliminují přichycení kontaktů, PWM, obnovení digitálního signálu a tak dále.
Vlastnosti a nevýhody
Funkce časovače je interní dělič napětí, který určuje pevnou horní a dolní prahovou hodnotu pro dva komparátory. Vzhledem k tomu, že dělič napětí nelze vyloučit a prahové napětí nelze ovládat, oblast použití NE555 je zúžena.
Časovač na bipolárních tranzistorech má jednu významnou nevýhodu spojenou s přechodem výstupní kaskády z jednoho stavu na druhou. Každé spínání je doprovázeno parazitním průtokovým proudem, který může na špičce dosáhnout 400 mA, což zvyšuje tepelné ztráty. Řešením problému je instalovat polární kondenzátor o kapacitě 0,1 μF mezi řídicí svorkou
a společným vodičem. Díky němu se zvyšuje stabilita při spuštění a spolehlivost celého zařízení. Navíc pro zvýšení odolnosti proti šumu je zásobovací řetězec doplněn nepolárním kondenzátorem o velikosti 1 μF.
Časovače shromážděné na CMOS tranzistorů postrádají tyto nedostatky a nevyžadují instalaci externích kondenzátorů.
Základní parametry ICsérie 555
Interní zařízení NE555 obsahuje pět funkčních uzlů, které lze vidět na logickém diagramu.
Na vstupu je odporový dělič napětí, který tvoří dvě referenční napětí pro přesné komparátory. Výstupní kontakty komparátorů přicházejí do dalšího bloku - RS-trigger s externím výstupem pro resetování a potom k zesilovači napájení. Poslední uzel je tranzistor otevřeného kolektoru, který může v závislosti na úkolu provádět několik funkcí.
Doporučené napájecí napětí pro typ IR NA, NE, SA je v rozmezí 4,5 až 16 voltů a pro SE může dosáhnout 18V. V tomto případě je proud spotřeby s minimálním Utopem 2-5 mA, s maximální Utop - 10-15 mA. Některé integrované obvody řady 555 CMOS nepoužívají více než 1 mA. Největší výstupní proud importovaného čipu může dosáhnout hodnoty 200 mA. Pro KR1006VI1 není vyšší než 100 mA.
Kvalita sestavy a výrobce silně ovlivňují provozní podmínky časovače. Například rozsah provozních teplot NE555 je od 0 do 70 ° C a SE555 je od -55 do + 125 ° C, což je důležité vědět při navrhování zařízení pro otevřené prostředí. Podrobnější informace o elektrických parametrech viz typické hodnoty napětí a proudu na vstupu CONT, RESET, THRES a TRIG naleznete v datovém listu IC série XX555.
Umístění a jmenování závěrů
NE555 a jeho analogy jsou vyráběny převážně v těle chobotnice typu PDIP8, TSSOP nebo SOIC. Umístění závěrů, bez ohledu na případ, je standardní. Podmíněné grafické označeníČasovač box je označen G1 (pro jednu generátor impulsů) a GN (pro multyvybratorov).
- Obecné (GND). První závěr o klíči. Připojeno k zápornému napájení přístroje.
- Spustit (TRIG). Podání nízkou impuls na vstup druhého komparátoru vede ke spuštění a vzhled výstupního signálu vysoké úrovně, jehož doba trvání je závislá na jmenovitý vnější prvky R, C, o možných variant vstupního signálu je napsán v „monostabilní“.
- Výstup (OUT). Vysoká výstupní úroveň je (Upyt-1.5), a nejnižší - o 0,25V. Přepínání trvá asi 0,1 μs.
- Reset (RESET). Tento vstup má nejvyšší prioritu a je schopen načasovat, napětí, bez ohledu na další zjištění. Aby bylo možné spustit, je nutné, aby na něm byl potenciál větší než 0,7 voltu. Z tohoto důvodu je připojen přes rezistor k napájecímu obvodu. Výkon pulsu méně než 0,7 V zabraňuje provozu přístroje NE555.
- Ovládání (CTRL). Jak je vidět na vnitřní struktuře IC je přímo spojen s děličem napětí v nepřítomnosti vnějšího vlivu produkuje 2/3 Upyt. Odesláním řídícího signálu na CTRL můžete na výstupu získat modulovaný signál. V jednoduchých obvodech se připojuje k externímu kondenzátoru.
- Zastavení (THR). Je vstupní první komparátor, vzhled, které zdůrazňují více než 2 /3Upit spouštěcích zastaví a vytáhne časovač minimum. Proto je výstup 2 by měl být spouštěcí signál, jako TRIG má přednost před THR (kromě KR1006VI1).
- Vybíjení (DIS).Připojeno přímo k vnitřnímu tranzistoru, který je součástí obvodu se společným kolektorem. Obvykle před přechodem spojuje kolektor s emitorem časově náročný kondenzátor, který se vypouští, zatímco tranzistor je v otevřeném stavu. Zřídka se používá ke zvýšení zatížení časovače.
- Výživa (VCC). Připojuje napájecí zdroj 4,5-16V.
Provozní režimy NE555
Řada časovače 555 pracuje v jednom ze tří režimů, podrobněji o nich uvažujeme na příkladu čipu NE555.
jedno-anténa
Na obrázku je znázorněn elektrický obvod jednoho vibrátoru. Pro tvorbu jednotlivých impulzů bude navíc k čipu NE555 požadován odpor a polární kondenzátor. Schéma pracuje následujícím způsobem. Vstup časovače
je napájen jedním impulzem nízkého napětí, který vede k přepínání čipu a výskytu výstupu na výstupu
. Doba trvání signálu je vypočtena v sekundách podle vzorce:
t = 1,1 * R * C.
Po zadaném čase (t) se na výstupu generuje signál nízké hladiny (počáteční stav). Ve výchozím nastavení je výstup 4 kombinován s výstupem 8, tj. Má vysoký potenciál.
Při navrhování systémů je třeba vzít v úvahu 2 nuance:
- Napětí napájecího zdroje neovlivňuje trvání impulzů. Čím je napájecí napětí vyšší, tím vyšší je rychlost nabíjení časově náročného kondenzátoru a tím větší je amplituda výstupního signálu.
- Přídavný impulz, který může být aplikován na vstup po hlavním, neovlivní činnost časovače, dokud nečas t skončí.
Provoz generátoru jednoho impulzu může být ovlivněn externě dvěma způsoby:
- Odeslání signálu na nízké úrovni, který přesune časovač do původního stavu;
- , dokud vstup 2 nepřijme signál nízké úrovně, výstup zůstane vysoký.
Pomocí jednorázových vstupních signálů a parametrů časovacího řetězce je tedy možné přijímat výstupní impulsy obdélníkového tvaru s jasně definovaným trváním.
multivibrátor
Multivibrátor je periodický generátor impulsů obdélníkového tvaru s danou amplitudou, trvaním nebo frekvencí, v závislosti na úkolu. Jeho rozdíl od jediného vibrátoru je nepřítomnost vnějšího vlivu, který narušuje normální fungování zařízení. Schéma multivibrátoru založené na NE555 je zobrazeno na obrázku.
Při tvorbě opakovaných impulsů účastnit odpory R1, R2 a kondenzátor C1. Doba pulzu (t1), pauza (t2), doba (T) a frekvence (f) se vypočítá podle následující vzorce:
V těchto vzorcích je snadno vidět, že přestávka nepřesáhne impuls, který dosáhne skvazhnosty (S = T /t1) více než 2 jednotky se nezdaří. K vyřešení problému v přidán schématu diody, katoda které jsou propojeny s stanoviskem 6 a 7 s uzavřením anody
pro list čipu často působí vzájemný skvazhnosty - poměr (D = 1 /S), který odráží procento.
Režim funguje následujícím způsobem. V okamžiku napájení je kondenzátor C1 vybitý, překládánvýstup časovače na úroveň vysoké úrovně. Potom se začne nabíjet systém C1 a získání kapacity až do horní hranice 2/3 Uit. Po dosažení prahové hodnoty se IC přepne a výstupní signál se objeví na nízké úrovni. Probíhá proces vypouštění kondenzátoru (t1), který pokračuje k nižší prahové hodnotě 1/3 Uit. Po jeho dosažení se provede zpětné spínání a na výstupu časovače je nastavena vysoká úroveň signálu. Výsledkem je, že režim přechází do režimu samočinného oscilování.
Přesný spouštěč Schmitt s RS-spouští
Uvnitř časovače NE555 využívá dvoustupňový komparátor a RS-spoušť, který vám umožňuje implementovat přesný spouštěč Schmitt se spouštěčem RS na hardwarové úrovni. Vstupní napětí je děleno komparátorem na tři části, kdy každý z nich dosáhne dalšího přepínače. V tomto případě hodnota hystereze (inverzní přepínání) se rovná 1/3 Upt. Možnost použití NE555 jako přesného spouštěče je zapotřebí při konstrukci automatických řídících systémů.
3 nejoblíbenější obvody založené na systému NE555
jedno-anténa
Na obrázku je znázorněna praktická verze obvodu jednoho vibrátoru na TTL NE555. Obvod se napájí s unipolárním napětím od 5 do 15V. Časové prvky zadayuschimi jsou zde: odpor R1 - 200kOm-0,125W a elektrolytický kondenzátor C1 - 4.7μкф-16В. R2 podporuje vysoký vstupní výkon, zatímco některé externí zařízení jej nevynulují na nízkou úroveň (například klíč tranzistoru). Kondenzátor C2 chrání obvod před nadproudovými proudy ve spínacích bodech.
AktivaceJednoduchý imobilizér se vyskytuje v okamžiku zkratu na zemi vstupního kontaktu. Současně se na výstupu vytváří vysoká úroveň trvanlivosti:
t = 1,1 * R1 * C1 = 1,1 * 200 000 * 0,0000047 = 1,03 c.
Tato schéma tedy generuje zpoždění výstupního signálu vzhledem k vstupu na 1 sekundu.
Bliká LED diodou na multivibrátoru
Na základě výše uvedeného schématu multivibrátoru lze sbírat jednoduchý LED blesk. K tomu, před výstupem časovače, je dioda LED zapojena do série s rezistorem. Nominální hodnota odporu je dána vzorcem:
R = (U UL-ULED) /ILED,
U - hodnota amplitudy napětí na výstupu časovače 3.
Počet připojených LED závisí na typu použitého čipu NE555, jeho nosnosti (CMOS nebo TTL). Pokud potřebujete blikat LED s výkonem větším než 0,5 W, pak je schéma doplněno tranzistorem, jehož zatížení bude LED.
Časové relé
Na obrazovce je zobrazen plán nastavitelného časovače (elektronické časové relé).
Pomocí této funkce můžete ručně nastavit dobu výstupního signálu od 1 do 25 sekund. Provedete to v souladu s konstantním odporem při 10 kOhm nastavte proměnnou v nominální hodnotě 250 kOhm. Kapacita časově náročného kondenzátoru se zvýší na 100 μF.
Režim funguje následujícím způsobem. V počátečním stavu má výstup 2 vysokou úroveň (ze zdroje) a výstup 3 je nízký. Tranzistory VT1, VT2 jsou uzavřené. V okamžiku přívodu k základně VT1 pozitivní impuls podél obvodu (Vcc-R2-sběrač-emitor-společný vodič) protéká proud.VT1 se otevře a překládá NE555 do časového režimu. Současně na výstupu IC je kladná hybnost, která otevírá VT2. Výsledkem je, že proud emitoru VT2 vede k provozu relé. Uživatel může kdykoliv přerušit provádění úkolu, krátce ukončit RESET na zemi.
Tranzistory BC546, zobrazené na obrázku, mohou být nahrazeny CT3102.
Je nemožné zvážit všechny populární obvody založené na NE555 v jednom článku. K tomu jsou zde celé sbírky, které shromažďují praktické zkušenosti po celou dobu trvání časovače. Doufáme, že poskytnuté informace budou sloužit jako referenční bod při sestavování schémat, včetně zatížení LED.
