РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ НА КР1006ВИ1 CAVR.ru
Рассказать в:В статье рассмотрен вариант построения регулятора мощности с широтноимпульсным управлением на основе таймера КР1006ВИ1. Благодаря своей “гибкости” эта микросхема успешно работает и в регуляторе мощности. Мощность выходного сигнала микросхемы КР1006ВИ1 достаточна для непосредственного управления такими тринисторами, у которых открывающий ток не превышает 200 мА. Кроме того, в составе таймера — два компаратора и RS-триггер, что дает возможность простыми средствами обеспечить режим управления, приближающийся к наиболее экономичному — импульсному, когда открывающий ток спадает до нуля сразу после открывания тринистора. С описанием таймера можно ознакомиться в [1—6].
Рассмотрим исходную функциональную схему включения таймера, изображенную на рис. 1 ,а. Здесь передаточная характеристика прибора имеет гистерезисный вид (рис. 1,б). Ширину гистерезиса (точнее, верхнее пороговое напряжение) можно изменять в широких пределах переменным резистором R1.
Диод VD1 ограничивает напряжение на этом входе до уровня Uпит+0,6 В. Как только напряжение на входе S уменьшится до Uпит/3 (см. диагр. 2 на рис. 3), внутренний RS-триггер переключится в единичное состояние, и на выходе таймера возникнет импульс высокого уровня, который откроет тринистор и включит нагрузку. После того, как напряжение на входе R, пройдя через “нуль” и вновь увеличиваясь, достигнет уровня 2U пит/3, напряжение, поступающее на управляющий электрод тринистора, снизится до нуля, но он останется открытым. При очередном переходе сетевого напряжения через “нуль” тринистор закроется и обесточит нагрузку. Минимальную длительность импульса на выходе таймера, необходимую для открывания тринистора, устанавливают подстроечным резистором R1. Длительность управляющего импульса при верхнем по схеме положении движка резистора R1 равна 0,2 мс. Максимальная длительность импульса, при которой устройство работает устойчиво, — около 2 мс. При указанных на схеме номиналах резисторов R1 и R2 узел работоспособен при напряжении питания микросхемы более 6 В.
которого показана на рис.
4. Устройство реализует широтно-импульсный способ управления. В результате, в зависимости от установленной мощности, в нагрузку поступает то или иное число целых полупериодов сетевого напряжения. Регулятор предназначен для работы с инерционными нагревательными приборами, паяльниками и т. п. Регулировать яркость ламп накаливания этим устройством нельзя, так как они будут мигать. Формирование управляющих импульсов для открывания тринистора выполняет таймер DA2, а сигнал, разрешающий его работу, формирует генератор прямоугольных импульсов на таймере DA1. Частота импульсов — около 5 Гц. Скважность, от которой зависит мощность, потребляемая нагрузкой, можно изменять переменным резистором R1. При крайнем левом по схеме положении его движка нагрузка будет отключена, а при крайнем правом — включена на полную мощность. Когда на выходе таймера DA1 присутствует напряжение высокого уровня, в нагрузку поступает пульсирующее напряжение частотой 100 Гц с выпрямителя VD5. Если же на выходе таймера низкий уровень, тринистор VS1 закрыт и напряжение на нагрузку не поступает.
Диоды КД522Б заменимы на КД522А или любые из серии КД521. Диодный мост — любой из КЦ405А— КЦ405В. Если мощность нагрузки превышает 200 Вт, мост должен быть собран из более мощных диодов, напри- мер, из четырех КД202 с буквенными индексами Ж, К, М, Р. Тринистор VS1 может быть либо КУ201К, КУ201Л (для маломощной нагрузки), либо КУ202К—КУ202Н. Если во время работы тринистор будет сильно нагреваться, его необходимо установить на теплоотвод. Переменный резистор — СП-1. Следует заметить, что отдельные экземпляры тринисторов серии КУ202 в регуляторе могут работать нечетко, особенно при пониженной температуре. Такие тринисторы нужно заменить на другие, с меньшим значением тока открывания. Выход регулятора мощности гальванически связан с сетью, поэтому при его налаживании и эксплуатации необходимо соблюдать осторожность.
Раздел: [Регуляторы мощности]
Сохрани статью в:
Оставь свой комментарий или вопрос:
Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.
РадиоКот >Статьи >Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.
Наверное нет такого радиолюбителя ( Мяу, и его кота! – Здесь и далее прим. Кота), который не использовал бы в своей практике эту замечательную микросхему.
Ну а уж слышали о ней так точно все.
Её история началась в 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием “Интегральный таймер” (The IC Time Machine).
На тот момент это была единственная “таймерная” микросхема доступная массовому потребителю. Сразу после поступления в продажу микросхема завоевала бешеную популярность и среди любителей и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем, использующих сей девайс.
За прошедшие 35 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы, в том числе и по более современным техпроцессам. Например, компания Motorola выпускает CMOS версию MC1455. Но при всем при этом в функциональности и расположении выводов никаких различий у всех этих версий нет. Все они полные аналоги друг друга.
А вот список заморских производителей, которые выпускают таймер 555 и их коммерческие обозначения:
Производитель |
Название микросхемы |
ECG Philips |
ECG955M |
Exar |
XR-555 |
| Fairchild | NE555 |
Harris |
HA555 |
Intersil |
SE555/NE555 |
Lithic Systems |
LC555 |
Maxim |
ICM7555 |
Motorola |
MC1455/MC1555 |
National |
LM1455/LM555C |
NTE Silvania |
NTE955M |
Raytheon |
RM555/RC555 |
RCA |
CA555/CA555C |
Sanyo |
LC7555 |
Texas Instruments |
SN52555/SN72555 |
В некоторых случаях указано два названия.
Это означает, что выпускается две версии микросхемы – гражданская, для коммерческого применения и военная. Военная версия отличается большей точностью, широким диапазоном рабочих температур и выпускается в металлическом или керамическом корпусе. Ну и дороже, разумеется.
Начнем с корпуса и выводов.
Микросхема выпускается в двух типах корпусов – пластиковом DIP и круглом металлическом. Правда, в металлическом корпусе она все же выпускалась – сейчас остались только DIP-корпуса. Но на случай, если вам вдруг достанется такое счастье, привожу оба рисунка корпуса. Назначения выводов одинаковые в обоих корпусах. Помимо стандартных, выпускается еще две разновидности микросхем – 556 и 558. 556 – это сдвоенная версия таймера, 558 – счетверенная.
Функциональная схема таймера показана на рисунке прямо над этим предложением.
Микросхема содержит около 20 транзисторов, 15 резисторов, 2 диода. Состав и количество компонентов могут несущественно меняться в зависимости от производителя.
Выходной ток может достигать 200 мА, потребляемый – на 3- 6 мА больше. Напряжение питания может изменяться от 4,5 до 18 вольт. При этом точность таймера практически не зависит от изменения напряжения питания и составляет 1% от расчетного. Дрейф составляет 0,1%/вольт, а температурный дрейф – 0,005%/С.
Теперь мы посмотрим на принципиальную схему таймера и перемоем ему кости, вернее ноги – какой вывод для чего нужен и что все это значит.
Итак, выводы (Мяу! Это он про ноги…):
1. Земля. Особо комментировать тут нечего – вывод, который подключается к минусу питания и к общему проводу схемы.
2. Запуск.
Вход компаратора №2. При подаче на этот вход импульса низкого уровня (не более 1/3 Vпит) таймер запускается и на выходе устанавливается напряжение высокого уровня на время, которое определяется внешним сопротивлением R (Ra+Rb, см.
функциональную схему) и конденсатором С – это так называемый режим моностабильного мультивибратора. Входной импульс может быть как прямоугольным, так и синусоидальным. Главное, чтобы по длительности он был короче, чем время заряда конденсатора С. Если же входной импульс по длительности все-таки превысит это время, то выход микросхемы будет оставаться в состоянии высокого уровня до тех пор, пока на входе не установится опять высокий уровень. Ток, потребляемый входом, не превышает 500нА.
3. Выход. Выходное напряжение меняется вместе с напряжением питания и равно Vпит-1,7В (высокий уровень на выходе). При низком уровне выходное напряжение равно примерно 0,25в (при напряжении питания +5в). Переключение между состояниями низкий – высокий уровень происходит приблизительно за 100 нс.
4. Сброс.
При подаче на этот вывод напряжения низкого уровня (не более 0,7в) происходит сброс выхода в состояние низкого уровня не зависимо от того, в каком режиме находится таймер на данный момент и чем он занимается.
Reset, знаете ли, он и в Африке reset. Входное напряжение не зависит от величины напряжения питания – это TTL-совместимый вход. Для предотвращения случайных сбросов этот вывод настоятельно рекомендуется подключить к плюсу питания, пока в нем нет необходимости.
5. Контроль.
Этот вывод позволяет получить доступ к опорному напряжению компаратора №1, которое равно 2/3Vпит. Обычно, этот вывод не используется. Однако его использование может весьма существенно расширить возможности управления таймером. Все дело в том, что подачей напряжения на этот вывод можно управлять длительностью выходных импульсов таймера и таким образом, забить на RC времязадающую цепочку. Подаваемое напряжение на этот вход в режиме моностабильного мультивибратора может составлять от 45% до 90% напряжения питания. А в режиме мультивибратора от 1,7в до напряжения питания. При этом мы получаем ЧМ (FM) модулированный сигнал на выходе. Если же этот вывод таки не используется, то его рекомендуется подключить к общему проводу через конденсатор 0,01мкФ (10нФ) для уменьшения уровня помех и всяких других неприятностей.
6. Останов. Этот вывод является одним из входов компаратора №1. Он используется как эдакий антипод вывода 2. То есть используется для остановки таймера и приведения выхода в состояние (Мяу! Тихой паники?!) низкого уровня. При подаче импульса высокого уровня (не менее 2/3 напряжения питания), таймер останавливается, и выход сбрасывается в состояние низкого уровня. Так же как и на вывод 2, на этот вывод можно подавать как прямоугольные импульсы, так и синусоидальные.
7. Разряд.
Этот вывод подсоединен к коллектору транзистора Т6, эмиттер которого соединен с землей. Таким образом, при открытом транзисторе конденсатор С разряжается через переход коллектор-эмиттер и остается в разряженном состоянии пока не закроется транзистор. Транзистор открыт, когда на выходе микросхемы низкий уровень и закрыт, когда выход активен, то есть на нем высокий уровень. Этот вывод может также применяться как вспомогательный выход. Нагрузочная способность его примерно такая же, как и у обычного выхода таймера.
8. Плюс питания. Как и в случае с выводом 1 особо ничего не скажешь. Напряжение питания таймера может находиться в пределах 4,5-16 вольт. У военных версий микросхемы верхний диапазон находится на уровне 18 вольт.
Впитали? Едем дальше.
Большинство таймеров нуждаются во времязадающей цепочке, обычно состоящей из резистора и конденсатора. Таймер 555 не исключение. Давайте посмотрим на диаграмму работы микросхемы.
Итак, предположим, что мы подали питание на микросхему. Вход находится в состоянии высокого уровня, на выходе – низкий уровень, конденсатор С разряжен. Все спокойно, все спят. И тут БАХ – мы подаем серию прямоугольных импульсов на вход таймера. Что происходит?
Первый же импульс низкого уровня переключает выход таймера в состояние высокого уровня. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резистор R. Все то время пока конденсатор заряжается, выход таймера остается во включенном состоянии – на нем сохраняется высокий уровень напряжения.
Как только конденсатор зарядится до 2/3 напряжения питания, выход микросхемы выключается и на нем появляется низкий уровень. Транзистор T6 открывается и конденсатор С разряжается.
Однако есть два нюанса, которые показаны на графике пунктирными линиями.
Первый – если после окончания заряда конденсатора на входе сохраняется низкий уровень напряжения – в таком случае выход остается активным – на нем сохраняется высокий уровень до тех пор, пока на входе не появится высокий уровень. Второй – если мы активируем вход Сброс напряжением низкого уровня. В этом случае выход сразу же выключится, не смотря на то, что конденсатор все еще заряжается.
Так, лирическую часть закончили – перейдем к суровым цифрам и расчетам. Как же нам определить время, на которое будет включаться таймер и номиналы RC цепочки, необходимые для задания этого времени?
Время, за которое конденсатор заряжается до 63,2% (2/3) напряжения питания называется временной константой, обозначим её буковкой t. Вычисляется это время потрясающей по своей сложности формулой.
Вот она:
t = R*C, где R – сопротивление резистора в МегаОм-ах, С – емкость конденсатора в микроФарад-ах. Время получается в секундах.
К формуле мы еще вернемся, когда будем подробно рассматривать режимы работы таймера. А сейчас пока посмотрим на простенький тестер для этой микросхемы, который запросто скажет вам – работает ваш экземпляр таймера или нет.
Если после включения питания мигают оба светодиода – значит все хорошо и микросхема во вполне рабочем состоянии. Если же хотя бы один из диодов не горит или наоборот – горит постоянно, значит такую микросхемы можно спустить в унитаз с чистой совестью или вернуть назад продавцу, если вы её только что купили. Напряжение питания – 9 вольт. Например, от батареи “Крона”.
Теперь рассмотрим режимы работы этой микросхемы.
Собственно говоря, режимов у нее две штуки. Первый – моностабильный мультивибратор. Моностабильный – потому что стабильное состояние у такого мультивибратора одно – выключен.
А во включенное состояние мы его переводим временно, подав на вход таймера какой-либо сигнал. Как уже отмечалось выше, время, на которое мультивибратор переходит в активное состояние, определяется RC цепочкой. Эти свойства могут быть использованы в самых разнообразных схемах. Для запуска чего-либо на определенное время или наоборот – для формирования паузы на заданное время.
Второй режим – это генератор импульсов. Микросхема может выдавать последовательность прямоугольных импульсов, параметры которых определяются все той же RC цепочкой. (Мяу! Хочу цепочку. На хвост. Ну или браслетик. Антистатический.)
Все-таки Кот у нас – зануда.
Начнем сначала, то есть с первого режима.
Схема включения микросхемы показана на рисунке. RC цепочка включена между плюсом и минусом питания. К соединению резистора и конденсатора подключен вывод 6 – Останов. Это вход компаратора №1. Сюда же подключен вывод 7 – Разряд. Входной импульс подается на вывод 2 – Запуск.
Это вход компаратора №2. Совершенно простецкая схема – один резистор и один конденсатор – куда уж проще? Для повышения помехоустойчивости можно подключить вывод 5 на общий провод через конденсатор емкостью 10нФ.
Итак, в исходном состоянии, на выходе таймера низкий уровень – около нуля вольт, конденсатор разряжен и заряжаться не хочет, поскольку открыт транзистор Т6. Это состояние стабильное, оно может продолжаться неопределенно долгое время.
При поступлении на вход импульса низкого уровня, срабатывает компаратор №2 и переключает внутренний триггер таймера. В результате на выходе устанавливается высокий уровень напряжения. Транзистор Т6 закрывается и начинает заряжаться конденсатор С через резистор R. Все то время, пока он заряжается, на выходе таймера сохраняется высокий уровень. Таймер не реагирует ни на какие внешние раздражители, буде они поступают на вывод 2. То есть, после срабатывания таймера от первого импульса дальнейшие импульсы не оказывают никакого действия на состояние таймера – это очень важно.
Так, что там у нас происходит то? А, да – заряжается конденсатор. Когда он зарядится до напряжения 2/3Vпит, сработает компаратор №1 и в свою очередь переключит внутренний триггер. В результате на выходе установится низкий уровень напряжения, и схема вернется в свое исходное, стабильное состояние. Транзистор Т6 откроется и разрядит конденсатор С.
Время, на которое таймер, так сказать “выходит из себя”, может быть от одной миллисекунды до сотен секунд.
Считается оно так:
T=1.1*R*C
Теоретически, пределов по длительности импульсов нет – как по минимальной длительности, так и по максимальной. Однако, есть некоторые практические ограничения, которые обойти можно, но сначала стоит задуматься – нужно ли это делать и не проще ли выбрать другое схемное решение.
Так, минимальные значения, установленные практическим образом для R составляет 10кОм, а для С – 95пФ. Можно ли меньше? В принципе – да. Но при этом, если еще уменьшить сопротивление резистора – схема начнет трескать слишком много электричества.
Если уменьшить емкость С, то всякие паразитные емкости и помехи могут существенно повлиять на работу схемы.
С другой стороны, максимальное значение резистора примерно равно 15Мом. Здесь ограничение накладывает ток, потребляемый входом Останов (около 120нА) и ток утечки конденсатора С. Таким образом, при слишком большом значении резистора таймер просто никогда не выключится, если сумма токов утечки конденсатора и тока входа превысит 120 нА.
Ну а что касается максимальной емкости конденсатора, то дело не столько в самой емкости, сколько в токе утечки. Понятно, что чем больше емкость, тем больше ток утечки и тем хуже будет точность таймера. Поэтому, если таймер будет использоваться для больших временных интервалов, то лучше пользоваться конденсаторами с малыми токами утечки – например, танталовыми.
Перейдем ко второму режиму.
В эту схему добавлен еще один резистор. Входы обоих компараторов соединены и подключены к соединению резистора R2 и конденсатора.
Вывод 7 включен между резисторами. Конденсатор заряжается через резисторы R1 и R2.
Теперь посмотрим, что же произойдет, когда мы подадим питание на схему. В исходном состоянии конденсатор разряжен и на входах обоих компараторов низкий уровень напряжения, близкий к нулю. Компаратор №2 переключает внутренний триггер и устанавливает на выходе таймера высокий уровень. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резисторы R1 и R2.
Когда напряжение на конденсаторе достигает 2/3 напряжения питания, компаратор №1 в свою очередь переключает триггер и выключает выход таймер – напряжение на выходе становится близким к нулю. Транзистор Т6 открывается и конденсатор начинает разряжаться через резистор R2. Как только напряжение на конденсаторе опустится до 1/3 напряжения питания, компаратор №2 опять переключит триггер и на выходе микросхемы снова появится высокий уровень. Транзистор Т6 закроется и конденсатор снова начнет заряжаться… фууу, чет у меня голова закружилась уже.
Короче говоря, в результате всего этого шаманства, на выходе мы получаем последовательность прямоугольных импульсов.
Частота импульсов, как вы вероятно уже догадались, зависит от величин C, R1 и R2.
Определяется она по формуле:
Значения R1 и R2 подставляются в Омах, C – в фарадах, частота получается в Герцах.
Время между началом каждого следующего импульса называется периодом и обозначается буковкой t. Оно складывается из длительности самого импульса – t1 и промежутком между импульсами – t2. t = t1+t2.
Частота и период – понятия обратные друг другу и зависимость между ними следующая:
f = 1/t.
t1 и t2 разумеется тоже можно и нужно посчитать. Вот так:
t1 = 0.693(R1+R2)C;
t2 = 0.693R2C;
Ну, с теоретической частью вроде бы покончили. В следующей части рассмотрим конкретные примеры включения таймера 555 в различных схемах и для самого разнообразного использования.
Если у вас еще остались вопросы – их можно задать тут.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
Эти статьи вам тоже могут пригодиться:
Спидометр для электромобиля на основе интегрального таймера КР1006ВИ1
 Датчик скорости (производители Калуга, Курск, Кострома) автомобиля (ДСА) сконструирован по принципу эффекта Холла и выдает на контроллер частотно-импульсный сигнал. Частота сигнала прямопропорциональна скорости движения автомобиля. Контроллер использует этот сигнал для управления работой двигателя на холостом ходу и посредством регулятора холостого хода, управляет подачей воздуха в обход дроссельной заслонки. Датчик выдает 6 импульсов на один оборот вала.  |
Рис.1. Схема принциапиальная спидометра и сигнализатора
 1 ком с целью загрузить открытый коллектор датчика импульсов. Прямоугольные импульсы датчика проходя конденсатор емкостью 22 нф дифференцируются и запускают одновибратор на интегральном таймере КР1006ВИ1. На выходе микросхемы появляется прямоугольный импульс с параметрами задаваемыми конденсатором и резистором подключенными к выводам 6 и 7 микросхемы. Длительность выходного импульса не зависит от частоты вращения вала датчика импульсов. При необходимости корректировки параметра выходного импульса первым делом надо подбирать резистор 5.1 ком. Но эта необходимость может появить при переходе на датчик с 10 импульсами на оборот. При достижении указанного напряжения зажигается светодиод, обратное гашение происходит почти на 1 вольт выше нижнего порога. Гистерезис переключения сильно зависит от тока протекающего через светодиод. Так, что разницу между верхним и нижним порогами можно регулировать путем подбора резистора в цепи светодиода, но надо следить чтобы не превысит допустимый ток через светодиод.  Так же можно подбирать резистор в цепи эмиттеров транзисторов. Срабатывание световой сигнализации дублируется звуковым сигнализатором.
Рис.2. Плата спидометра – сигнализатора
Окончательная настройка спидометра производится после установки на транспортное средство с помощью резистора включенного последовательно со стрелочным прибором.
Рис.3. Спидометр перед сборкой
|
Микросхема КР1006ВИ1 в Казани (Микросхемы)
Микросхема КР1006ВИ1 представляет собой универсальный таймер. Это позволяет применять ее в самых разнообразных электронных конструкциях. Этот таймер представляет собой высокостабильный контроллер, способный вырабатывать точные временные задержки и (в зависимости от конкретной задачи и элементов внешней времязадающей цепи) периодические колебательные сигналы (импульсы).
Входы управляющего напряжения (вывод 5), вход запуска (вывод 2) и вход сброса (вывод 4) позволяют, соответственно, запускать или сбрасывать прибор в исходное состояние. Когда данная интегральная схема включена в режиме формирования временных задержек, их длительность точно задается при помощи внешнего резистора и конденсатора. Точность данных временных интервалов зависит от параметров резистора (отклонения сопротивления при изменении температуры — нагреве) и значения температурного коэффициента емкости ТКЕ конденсатора. Для оптимальной стабильности желательно, чтобы в таком устройстве применялся конденсатор с малым током утечки (например, оксидный конденсатор марки К53-1А, К53-4, К53-18 — ток утечки в диапазоне температур -60…+120°С равен 1…8 мкА) и резистор с отклонением от номинала не более 5%.
Температурная стабильность частоты таймера составляет 0,005%/1°С.
Эта многофункциональная микросхема содержит в себе более 25 дискретных электронных компонентов: транзисторов, резисторов, диодов и т.
д. Таймер применяется в устройствах, предназначенных для синхронизации, генерации импульсов, ши- ротно-импульсной модуляции, фазоимпульсной модуляции и последовательного тактирования, а также в устройствах, реги стрирующих пропуски импульсов. Потребляемый самой микросхемой ток в зависимости от режима работы находится в пределах 3…15 мА.
Запуск и сброс микросхемы выполняются по отрицательным фронтам входных сигналов. Однако есть и исключение. На рис. пб.З показана схема управления таймером положительным импульсом (сброс также осуществляется отрицательным фронтом импульса на соответствующем входе). Выходной каскад микросхемы достаточно мощный — позволяет управлять устройствами нагрузки с током потребления до 200 мА. Таким образом, в качестве исполнительного узла можно нагрузить на выход микросхемы маломощное реле (РЭС15, РЭС22) без промежуточного усилительного транзисторного каскада. На выходе микросхемы реализован двухтактный усилитель, что позволяет управлять устройствами нагрузки как высоким, так и низким уровнем напряжения (можно подключать нагрузку (реле) между выходом таймера и любым из полюсов источника питания).
Мастер Винтик. Всё своими руками!Визуальное устройство контроля предохранителя на NE555 (КР1006ВИ1)
Как проконтролировать сгоревший предохранитель?
Предохранители используются практически во всех электрических схемах. Будь то телевизор, микроволновка, зарядное устройство, блок питания или даже автомобиль. В некоторых устройствах для визуального контроля сгоревшего предохранителя бывает недостаточно просто включенного параллельно индикатора.
Чтобы вовремя проконтролировать питание особо важного узла предлагается ниже простая схема мигающих светодиодов на одной микросхеме и минимум деталей.
Вместо NE555, возможно использование таймера КР1006ВИ1.
ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Ограничитель тока для БП (с индикатором).
- Преобразователь для частотомера.
- ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ПЕРВОЙ НЕОБХОДИМОСТИ
При настройках радиолюбительских схем часто возникает необходимость в защите блока питания от коротких замыканий (КЗ).
Подробнее…
Бывают частотомеры с несколькими входами, такие которые могут с частотами сигналов, поданных на эти входы выполнять некоторые арифметические действия. Но все же, большинство самодельных (и не самодельных) частотомеров имеют только один вход. Подробнее…
Без измерительных приборов, хотя бы простейших, трудно, а подчас невозможно проверить деталь, электрическую цепь, добиться высококачественной работы того или иного радиотехнического устройства. И если не понять этой истины и игнорировать измерения, то лучше вообще не начинать заниматься конструированием усилителей, приемников — нет смысла попусту тратить время, заведомо портить транзисторы, диоды, другие детали и материалы. Без измерительных приборов даже от простейшего транзисторного усилителя не удастся добиться нормальной работы. Подробнее…
Популярность: 2 289 просм.
Как подобрать параметры микросхемы ne555
Микросхемы 555 применяются довольно часто в радиолюбительской практике – они практичны, многофункциональны и очень просты в использовании. На таких микросхемах можно реализовать любую конструкцию – как простейшие триггеры Шмитта с парочкой дополнительных элементов, так и многоступенчатые кодовые замки.
NE555 была разработана уже довольно давно, даже в советских журналах «Радио», «Моделист-конструктор», на аналогах этой микросхемы можно было встретить немало самоделок. На сегодняшний день эта микросхема активно применяется в конструкциях со светодиодами.
Описание микросхемы
Это разработка компании из США Signetics. Именно ее специалисты смогли реализовать на практике работы Камензинда Ганса. Это, можно сказать, отец интегральной микросхемы – в тяжелых условиях высокой конкуренции инженерам удалось сделать продукт, который вышел на мировой рынок и завоевал широкую популярность.
В те годы у микросхемы 555 серии не было в мире аналогов – очень высокая плотность монтажа элементов в устройстве и крайне низкая себестоимость.
Именно благодаря этим параметрам она заслужила высокую популярность среди конструкторов.
Отечественные аналоги
После началось массовое копирование этого радиоэлемента – советский аналог микросхемы носил название КР1006ВИ1. Между прочим, она во всех отношениях является уникальной разработкой, даже несмотря на то, что у нее много аналогов. Только у отечественных микросхем вход остановки приоритетнее, чем вход запуска. Ни в одной из зарубежных конструкций нет такой особенности. Но эту особенность обязательно нужно учитывать при проектировании схем, в которых оба входа активно используются.
Где применяется?
Но нужно заметить, что приоритеты входов не очень сильно влияют на работоспособность микросхемы. Это только мелкий нюанс, который нужно учитывать в редких случаях. Для снижения потребляемой мощности в середине 70-х был налажен выпуск КМОП-элементов. В СССР микросхемы на полевиках носили название КР1441ВИ1.
Генераторы на микросхеме 555 очень часто используются в конструкциях радиолюбителей.
Несложно реализовать на этой микросхеме и реле времени, причем задержку можно установить от нескольких миллисекунд до часов. Существуют и более сложные элементы, в основе которых находится 555 схема – они содержат в себе устройства по предотвращению дребезжания контактов, ШИМ-контроллеры, восстановления сигнала цифрового типа.
Преимущества и недостатки микросхемы
Внутри таймера имеется встроенный делитель напряжения – именно он позволяет задать строго фиксированный нижний и верхний порог, при котором происходит срабатывание компараторов. Именно отсюда можно сделать вывод о главном недостатке – пороговыми значениями невозможно управлять, а из конструкции исключить делитель тоже нельзя, существенно сужается область практического применения микросхемы 555. Схемы мультивибраторов и одновибраторов построить можно, но более сложные конструкции не получится.
При изготовлении таймеров на биполярных транзисторах выскакивает один большой недостаток – выходной каскад переходит в противоположное состояние.
И при каждом переключении появляется сквозной паразитный ток, пиковое значение его может быть около 400 мА. При этом существенно увеличиваются потери на тепло.
Как избавиться от недостатков?
Но избавиться от такой проблемы можно, достаточно установить полярный конденсатор не более 0,1 мкФ между управляющим выводом и минусом питания.
А чтобы существенно повысить помехоустойчивость, в цепи питания устанавливается неполярный конденсатор емкостью 1 мкФ. При практическом применении микросхем 555 важно учитывать, влияют ли на их работу пассивные элементы – резисторы и конденсаторы. Но нужно заметить одну особенность – при использовании таймеров на КМОП-элементах эти все недостатки просто уходят, нет необходимости применять дополнительные конденсаторы.
Основные параметры микросхем
Если вы решите изготовить таймер на микросхеме 555, то нужно знать ее основные особенности. Всего в приборе имеется пять узлов, их можно разглядеть на диаграмме. По входу находится делитель напряжение резистивного типа.
С его помощью происходит формирование двух опорных напряжений, необходимых для работы компараторов. Выходы компараторов соединяются с RS-триггером и внешним контактом для сброса. И только после этого на усилительное устройство, где увеличивается значение сигнала.
Питание микросхем
В окончании находится транзистор, у которого коллектор открыт – он выполняет ряд функций, зависит все от того, какая конкретно задача перед ним стоит. Рекомендуется на интегральные микросхемы NE, SA, NA подавать напряжение питания в диапазоне 4,5-16 В. Только для в случае применения микросхем 555 с аббревиатурой SE допускается увеличение до 18 В.
Максимальный ток потребления при напряжении 4,5 В может достигать 10-15 мА, минимальное значение – 2-5 мА. Существуют микросхемы КМОП, у которых ток потребления не превышает 1 мА. У отечественных ИМС типа КР1006ВИ1 ток потребления не превышает 100 мА. Подробное описание микросхемы 555 и ее отечественных аналогов можно найти в даташитах.
Эксплуатация микросхемы
Условия эксплуатации зависят напрямую от того, какая фирма производит микросхему. В качестве примера можно привести два аналога – NE555 и SE555. У первой диапазон температур, в котором она нормально будет работать, находится в интервале 0-70 градусов. У второй же он намного шире – от -55 до +125 градусов. Поэтому такие параметры всегда нужно учитывать при проектировании устройств. Желательно ознакомиться со всеми типовыми значениями напряжений и токов на выводах Reset, TRIG, THRES, CONT. Для этого можно воспользоваться даташитом к конкретной модели – в ней вы найдете исчерпывающую информацию.
От этого зависит и практическое применение схемы. Радиолюбителями микросхема 555 используется довольно часто – в системах управления даже существуют задающие генераторы для радиопередатчиков на этом элементе. Преимущество его перед любым транзисторным или ламповым вариантом – невероятно высокая стабильность частоты. И нет надобности подбирать элементы с высокой стабильностью, устанавливать дополнительные устройства для выравнивания напряжения.
Достаточно установить простую микросхему и усилить сигнал, который будет вырабатываться на выходе.
Назначение выводов ИМС
На микросхемах 555 серии присутствует всего восемь выводов, тип корпуса PDIP8, SOIC, TSSOP. Но во всех случаях назначение выводов одинаковое. УГО элемента – это прямоугольник, подписанный «G1» в случае генератора одиночных импульсов и «GN» для мультивибратора. Назначение выводов:
- GND – общий, по порядку он первый (если считать от ключа-метки). На этот вывод подается минус от источника питания.
- TRIG – вход запуска. Именно на этот вывод подается низкоуровневый импульс и он поступает на второй компаратор. В результате происходит запуск ИМС и появляется на выходе сигнал с высоким уровнем. Причем длительность сигнала зависит от значений С и R.
- OUT – выход, на котором появляется сигнал высокого и низкого уровней. Переключение между ними занимает не более 0,1 мкс.
- RESET – сброс. Этот вход обладает наивысшим приоритетом, он управляет таймером, причем не зависит это от того, есть ли напряжение на остальных ножках микросхемы.
Чтобы разрешить запуск, нужно наличие напряжения свыше 0,7В. В том случае, если импульс меньше 0,7В, то работа микросхемы 555 запрещается. - CTRL – контрольный вход, который соединяется с делителем напряжения. И если нет никаких внешних факторов, которые могут повлиять на работу, выдается на этом выходе напряжение 2/3 от питающего. При подаче управляющего сигнала на этот вход на выходе образуется модулированный импульс. В случае с простыми схемами этот выход соединяется к конденсатору.
- THR – остановка. Это вход 1-го компаратора, в случае появления на нем напряжения 2/3 от питающего происходит остановка работы триггера и таймер переводится в пониженный уровень. Но обязательное условие – на ножке TRIG не должно быть сигнала запуска (так как у него приоритет).
- DIS – разряд. Он соединяется непосредственно с транзистором, расположенным внутри микросхемы 555. У него коллектор общий. В цепи эмиттер-коллектор устанавливается конденсатор, который необходим для того чтобы задать время.
- VCC – подключение к плюсу источника питания.
Чтобы разрешить запуск, нужно наличие напряжения свыше 0,7В. В том случае, если импульс меньше 0,7В, то работа микросхемы 555 запрещается.
Режим одновибратора
Всего существует три работы режима микросхемы NE555, один из них – одновибратор. Чтобы осуществить формирование импульсов, приходится применять конденсатор полярного типа и резистор.
Работа схемы происходит таким образом:
- Ко входу таймера прикладывается напряжение – низкоуровневый импульс.
- Происходит переключение режима работы микросхемы.
- На выводе «3» появляется сигнал с высоким уровнем.
Рассчитать время, в течение которого проходит сигнал, можно по простой формуле:
По прошествии этого времени на выходе произойдет формирование низкоуровневого сигнала. В режиме мультивибратора выводы «4» и «8» соединяются. При разработке схем на основе одновибратора нужно учитывать такие нюансы:
- Напряжение питания не может влиять на время импульса. При увеличении напряжения скорость зарядки конденсатора, который задает время, больше. Следовательно, увеличивается амплитуда сигнала на выходе.
- Если произвести подачу дополнительного импульса на вход (уже после основного), то он не повлияет на работоспособность таймера до окончания времени t.
Следовательно, увеличивается амплитуда сигнала на выходе.Чтобы повлиять на функционирование генератора, можно воспользоваться одним из способов:
- На вывод RESET подать низкоуровневый сигнал. При этом таймер вернется в состояние по умолчанию.
- Если на вход «2» идет низкоуровневый сигнал, то на выходе всегда будет высокий импульс.
При помощи одиночных импульсов, подаваемых на вход, и изменения параметров времязадающих компонентов, можно на выходе получить прямоугольный сигнал нужной длительности.
Схема мультивибратора
Изготовить металлоискатель на микросхеме 555 сможет любой начинающий радиолюбитель, но для этого нужно изучить особенности работы этого прибора. Мультивибратор – это специальный генератор, который вырабатывает с определенной периодичностью прямоугольные импульсы.
Причем строго задается амплитуда, длительность и частота – зависят значения от того, какая задача стоит перед устройством.
Для формирования повторяющихся сигналов применяются резисторы и конденсаторы. Длительность сигнала t1, паузы t2, частоту f, и период T можно найти по следующим формулам:
Исходя из этих выражений, можно увидеть, что пауза по длительности не должна быть больше времени сигнала. Другими словами, скважность не будет никогда больше 2. От этого напрямую зависит практическое применение микросхемы 555. Схемы различных устройств и конструкций строятся по даташитам – инструкциям. В них даны все возможные рекомендации для сборки приборов. Скважность можно найти по формуле S=T/t1. Чтобы увеличить этот показатель, необходимо добавить в схему полупроводниковый диод. Его катод соединяется с шестой ножкой, а анод с седьмой.
Если посмотреть в даташит, то в нем указывается обратная величина скважности – ее можно посчитать по формуле D=1/S. Измеряется она в процентах.
Работу схемы мультивибратора можно описать следующим образом:
- При подаче питания конденсатор полностью разряжен.
- Таймер переводится в высокоуровневое состояние.
- Конденсатор накапливает заряд и на нем напряжение достигает максимума – 2/3 от питающего.
- Происходит переключение микросхемы и на выходе появляется низкоуровневый сигнал.
- Конденсатор разряжается в течение t1 до уровня 1/3 от питающего напряжения.
- Микросхема 555 переключается снова и на выходе образуется опять высокоуровневый сигнал.
Такой режим работы называется автоколебательным. На выходе постоянно изменяется величина сигнала, микросхема-таймер 555 равные промежутки времени находится в различных режимах.
Прецизионный триггер Шмитта
В таймерах типа NE555 и аналогичных имеется встроенный компаратор с двумя порогами – нижним и верхним. Кроме того, в нем присутствует специальный RS-триггер. Именно это позволяет реализовать конструкцию прецизионного триггера Шмитта.
Напряжение, поступающее на вход, делится при помощи компаратора на три равные части. И как только достигает уровень значения порога, происходит переключение режима работы микросхемы. Гистерезис при этом увеличивается, его величина достигает значения 1/3 от напряжения питания. Используется прецизионный триггер в конструкциях систем с автоматическим регулированием.
Каждый радиолюбитель не раз встречался с микросхемой NE555. Этот маленький восьминогий таймер завоевал колоссальную популярность за функциональность, практичность и простоту использования. На 555 таймере можно собрать схемы самого различного уровня сложности: от простого триггера Шмитта, с обвеской всего в пару элементов, до многоступенчатого кодового замка с применением большого количества дополнительных компонентов.
В данной статье детально ознакомимся с микросхемой NE555, которая, несмотря на свой солидный возраст, по-прежнему остается востребована. Стоит отметить, что в первую очередь данная востребованность обусловлена применением ИМС в схемотехнике с использованием светодиодов.
Описание и область применения
NE555 является разработкой американской компании Signetics, специалисты которой в условиях экономического кризиса не сдались и смогли воплотить в жизнь труды Ганса Камензинда. Именно он в 1970 году сумел доказать важность своего изобретения, которое на тот момент не имело аналогов. ИМС NE555 имела высокую плотность монтажа при низкой себестоимости, чем заслужила особый статус.
Впоследствии её стали копировать конкурирующие производители из разных стран мира. Так появилась отечественная КР1006ВИ1, которая так и осталась уникальной в данном семействе. Дело в том, что в КР1006ВИ1 вход останова (6) имеет приоритет над входом запуска (2). В импортных аналогах других фирм такая особенность отсутствует. Данный факт следует учитывать при разработке схем с активным использованием двух входов.
Однако в большинстве случаев приоритеты не влияют на работу устройства.
С целью снижения мощности потребления, ещё в 70-х годах прошлого века был налажен выпуск таймера КМОП-серии. В России микросхема на полевых транзисторах получила название КР1441ВИ1.
Наибольшее применение 555 таймер нашёл в построении схем генераторов и реле времени с возможностью задержки от микросекунд до нескольких часов. В более сложных устройствах он выполняет функции по исключению дребезга контактов, ШИМ, восстановлению цифрового сигнала и так далее.
Особенности и недостатки
Особенностью таймера является внутренний делитель напряжения, который задаёт фиксированный верхний и нижний порог срабатывания для двух компараторов. Ввиду того что делитель напряжения нельзя исключить, а пороговым напряжением нельзя управлять, область применения NE555 сужается.
Таймер на биполярных транзисторах имеет один существенный недостаток, связанный с переходом выходного каскада из одного состояния в противоположное. Каждое переключение сопровождается паразитным сквозным током, который в пике может достигать 400 мА, увеличивая тепловые потери.
Решение проблемы заключается в установке полярного конденсатора ёмкостью до 0,1 мкФ между выводом управления (5) и общим проводом. Благодаря ему, повышается стабильность при запуске и надёжность всего устройства. Кроме того, для повышения помехоустойчивости цепь питания дополняют неполярным конденсатором 1 мкФ.
Таймеры, собранные на КМОП-транзисторах, лишены перечисленных недостатков и не нуждаются в монтаже внешних конденсаторов.
Основные параметры ИМС серии 555
Внутреннее устройство NE555 включает в себя пять функциональных узлов, которые можно видеть на логической диаграмме. На входе расположен резистивный делитель напряжения, который формирует два опорных напряжения для прецизионных компараторов. Выходные контакты компараторов поступают на следующий блок – RS-триггер с внешним выводом для сброса, а затем на усилитель мощности. Последним узлом является транзистор с открытым коллектором, который может выполнять несколько функций, в зависимости от поставленной задачи.
Рекомендуемое напряжение питания для ИМС типа NA, NE, SA лежит в интервале от 4,5 до 16 вольт, а для SE может достигать 18В. При этом ток потребления при минимальном Uпит равен 2–5 мА, при максимальном Uпит – 10–15 мА. Некоторые ИМС 555 КМОП-серии потребляют не более 1 мА. Наибольший выходной ток импортной микросхемы может достигать значения в 200 мА. Для КР1006ВИ1 он не выше 100 мА.
Качество сборки и производитель сильно влияют на условия эксплуатации таймера. Например, диапазон рабочих температур NE555 составляет от 0 до 70°C, а SE555 от -55 до +125°C, что важно знать при конструировании устройств для работы в открытой окружающей среде. Более детально ознакомиться с электрическими параметрами, узнать типовые значения напряжения и тока на входах CONT, RESET, THRES, и TRIG можно в datasheet на ИМС серии XX555.
Расположение и назначение выводов
NE555 и её аналоги преимущественно выпускаются в восьмивыводном корпусе типа PDIP8, TSSOP или SOIC. Расположение выводов независимо от корпуса – стандартное.
Условное графическое обозначение таймера представляет собой прямоугольник с надписью G1 (для генератора одиночных импульсов) и GN (для мультивибраторов).
- Общий (GND). Первый вывод относительно ключа. Подключается к минусу питания устройства.
- Запуск (TRIG). Подача импульса низкого уровня на вход второго компаратора приводит к запуску и появлению на выходе сигнала высокого уровня, длительность которого зависит от номинала внешних элементов R и С. О возможных вариациях входного сигнала написано в разделе «Одновибратор».
- Выход (OUT). Высокий уровень выходного сигнала равен (Uпит-1,5В), а низкий – около 0,25В. Переключение занимает около 0,1 мкс.
- Сброс (RESET). Данный вход имеет наивысший приоритет и способен управлять работой таймера независимо от напряжения на остальных выводах. Для разрешения запуска необходимо, чтобы на нём присутствовал потенциал более 0,7 вольт. По этой причине его через резистор соединяют с питанием схемы. Появление импульса менее 0,7 вольт запрещает работу NE555.
- Контроль (CTRL). Как видно из внутреннего устройства ИМС он напрямую соединен с делителем напряжения и в отсутствие внешнего воздействия выдаёт 2/3 Uпит. Подавая на CTRL управляющий сигнал, можно получить на выходе модулированный сигнал. В простых схемах он подключается к внешнему конденсатору.
- Останов (THR). Является входом первого компаратора, появление на котором напряжения более 2/3Uпит останавливает работу триггера и переводит выход таймера в низкий уровень. При этом на выводе 2 должен отсутствовать запускающий сигнал, так как TRIG имеет приоритет перед THR (кроме КР1006ВИ1).
- Разряд (DIS). Соединен напрямую с внутренним транзистором, который включен по схеме с общим коллектором. Обычно к переходу коллектор-эмиттер подключают времязадающий конденсатор, который разряжается, пока транзистор находится в открытом состоянии. Реже используется для наращивания нагрузочной способности таймера.
- Питание (VCC). Подключается к плюсу источника питания 4,5–16В.
Режимы работы NE555
Таймер 555 серии работает в одном из трёх режимов, рассмотрим их более детально на примере микросхемы NE555.
Одновибратор
Принципиальная электрическая схема одновибратора приведена на рисунке. Для формирования одиночных импульсов, кроме микросхемы NE555, понадобится сопротивление и полярный конденсатор. Схема работает следующим образом. На вход таймера (2) подают одиночный импульс низкого уровня, который приводит к переключению микросхемы и появлению на выходе (3) высокого уровня сигнала. Продолжительность сигнала рассчитывается в секундах по формуле:
По истечении заданного времени (t) на выходе формируется сигнал низкого уровня (исходное состояние). По умолчанию вывод 4 объединен с выводом 8, то есть имеет высокий потенциал.
Во время разработки схем нужно учесть 2 нюанса:
- Напряжение источника питания не влияет на длительность импульсов. Чем больше напряжение питания, тем выше скорость заряда времязадающего конденсатора и тем больше амплитуда выходного сигнала.
- Дополнительный импульс, который можно подать на вход после основного, не повлияет на работу таймера, пока не истечет время t.
На работу генератора одиночных импульсов можно влиять извне двумя способами:
- подать на Reset сигнал низкого уровня, который переведёт таймер в исходное состояние;
- пока на вход 2 поступает сигнал низкого уровня, на выходе будет оставаться высокий потенциал.
Таким образом, с помощью одиночных сигналов на входе и параметров времязадающей цепочки можно получать на выходе импульсы прямоугольной формы с чётко заданной длительностью.
Мультивибратор
Мультивибратор представляет собой генератор периодических импульсов прямоугольной формы с заданной амплитудой, длительностью или частотой, в зависимости от поставленной задачи. Его отличие от одновибратора состоит в отсутствии внешнего возмущающего воздействия для нормального функционирования устройства. Принципиальная схема мультивибратора на базе NE555 показана на рисунке.
В формировании повторяющихся импульсов участвуют резисторы R1, R2 и конденсатор С1. Время импульса (t1), время паузы(t2), период (T) и частоту (f) рассчитывают по нижеприведенным формулам: Из данных формул несложно заметить, что время паузы не сможет превысить время импульса, то есть достичь скважности (S=T/t1) более 2 единиц не удастся. Для решения проблемы в схему добавляют диод, катод которого соединяют с выводом 6, а анод с выводом 7.
В datasheet на микросхемы часто оперируют величиной, обратной скважности — Duty cycle (D=1/S), которую отображают в процентах.
Схема работает следующим образом. В момент подачи питания конденсатор С1 разряжен, что переводит выход таймера в состояние высокого уровня. Затем С1 начинает заряжаться, набирая ёмкость до верхнего порогового значения 2/3 UПИТ. Достигнув порога ИМС переключается, и на выходе появляется низкий уровень сигнала.
Начинается процесс разряда конденсатора (t1), который продолжается до нижнего порогового значения 1/3 UПИТ. По его достижении происходит обратное переключение, и на выходе таймера устанавливается высокий уровень сигнала. В результате схема переходит в автоколебательный режим.
Прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером
Внутри таймера NE555 встроен двухпопроговый компаратор и RS-триггер, что позволяет реализовывать прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером на аппаратном уровне. Входное напряжение делится компаратором на три части, при достижении каждой из которых происходит очередное переключение. При этом величина гистерезиса (обратного переключения) равна 1/3 UПИТ. Возможность применения NE555 в качестве прецизионного триггера востребована в построении систем автоматического регулирования.
3 наиболее популярные схемы на основе NE555
Одновибратор
Практический вариант схемы одновибратора на TTL NE555 приведен на рисунке.
Схема питается однополярным напряжением от 5 до 15В. Времязадающими элементами здесь являются: резистор R1 – 200кОм-0,125Вт и электролитический конденсатор С1 – 4,7мкФ-16В. R2 поддерживает на входе высокий потенциал, пока некоторое внешнее устройство не сбросит его до низкого уровня (например, транзисторный ключ). Конденсатор С2 защищает схему от сквозных токов в моменты переключения.
Активизация одновибратора происходит в момент кратковременного замыкания на землю входного контакта. При этом на выходе формируется высокий уровень длительностью:
Таким образом, данная схема формирует задержку выходного сигнала относительно входного на 1 секунду.
Мигание светодиодом на мультивибраторе
Отталкиваясь от рассмотренной выше схемы мультивибратора можно собрать простую светодиодную мигалку. Для этого к выходу таймера последовательно с резистором подключают светодиод. Номинал резистора находят по формуле:
UВЫХ – амплитудное значение напряжения на выводе 3 таймера.
Количество подключаемых светодиодов зависит от типа применяемой микросхемы NE555, её нагрузочной способности (КМОП или ТТЛ). Если необходимо мигать светодиодом мощностью более 0,5 Вт, то схему дополняют транзистором, нагрузкой которого станет светодиод.
Реле времени
Схема регулируемого таймера (электронное реле времени) показана на рисунке. С её помощью можно вручную задавать длительность выходного сигнала от 1 до 25 секунд. Для этого последовательно с постоянным резистором в 10 кОм устанавливают переменный номиналом в 250 кОм. Ёмкость времязадающего конденсатора увеличивают до 100 мкФ.
Схема работает следующим образом. В исходном состоянии на выводе 2 присутствует высокий уровень (от источника питания), а на выводе 3 низкий уровень. Транзисторы VT1, VT2 закрыты. В момент подачи на базу VT1 положительного импульса по цепи (Vcc-R2-коллектор-эмиттер-общий провод) протекает ток. VT1 открывается и переводит NE555 в режим отсчета времени. Одновременно на выходе ИМС появляется положительный импульс, который открывает VT2.
В результате ток эмиттера VT2 приводит к срабатыванию реле. Пользователь может в любой момент прервать выполнение задачи, кратковременно закоротив RESET на землю.
Транзисторы SS8050, приведенные на схеме, можно заменить на КТ3102.
Рассмотреть все популярные схемы на основе NE555 в одной статье невозможно. Для этого существуют целые сборники, в которых собраны практические наработки за всё время существования таймера. Надеемся, что приведенная информация послужит ориентиром во время сборки схем, в том числе нагрузкой которых служат светодиоды.
Таймер NE555 является, пожалуй, самой популярной интегральной микросхемой своего времени. Несмотря на то, что он был разработан более 40 лет назад (в 1972 году) он до сих пор выпускается многими производителями. В этой статье, постараемся подробно осветить вопросы описания и применения таймера NE555.
Схемы автоматики и управления, самодельные устройства и датчики (Страница 36)
Регулятор частоты вращения низковольтных коллекторных двигателей (КР1006ВИ1)
Для плавной регулировки частоты вращения коллекторных электродвигателей, применяемых в электрооборудовании автомобилей, предлагается изготовить из недорогих и доступных деталей простое малогабаритное устройство, способное работать с 12-вольтовыми двигателями электрической.
..
0 4032 0
Таймер из электронных часов ЦАТ-01Электронные цифровые часы-будильник на базе микроконтроллера КА1035ХЛ1 выпускались в середине 1990 г. Ленинградским объединением «Светлана» и в свое время наводнили рынок. Прибор установливается в автомобиле для индикации времени и имеет функцию программируемого…
0 3439 0
Управление триггером по двум проводам (КР1006ВИ1)Микросхема КР1006ВИ1 многофункциональна, позволяет подключать на выход нагрузку до 200 мА. Предлагается дистанционный вариант управления этим прибором. На схеме ниже показана защелка, коммутирующая…
0 3055 0
Реле времени на базе генератора с регулируемой скважностью импульсовПринцип действия большинства электронных реле времени (таймеров) основан на использовании зарядки или разрядки конденсатора через резистор. Структурная схема такого реле времени приведена ниже. Оно содержит источник…
1 3212 0
Индикатор уровня жидкости со звуковой сигнализациейЭто устройство предназначено для контроля уровня жидкости в различных резервуарах, например воды в ванне.
Как только жидкость поднимется до установленного уровня, устройство начнет подавать непрерывный звуковой сигнал. Когда уровень жидкости достигнет…
1 3048 0
Сетевое реле времени (КР1182ПМ1)Микросхема КР1182ПМ1 представляет собой фазовый регулятор мощности в цепи переменного тока 220 В. Подробное описание этой микросхемы, схема включения и внутренняя – «начинка» приведены в. В базовом варианте для работы с нагрузкой мощностью до 150 Вт микросхеме…
0 3497 0
Таймер КР1006ВИ1 в управлении освещениемПочти полувековое победоносное планетарное шествие интегрального таймера «555» (отечественный аналог КР1006ВИ1) подбадривает умы многих разработчиков электронных устройств. Эта небольшая микросхема, даже в «древнем» биполярном относительно низкочастотном …
1 5054 0
Схема контроля наличия нескольких напряженийПринципиальная схема универсального контролирующего устройства. Для контроля исправности нескольких источников питающих напряжений или нескольких предохранителей можно рекомендовать универсальное электронное устройство, схема.
..
1 2924 0
Акустическое реле (1407УД2, КР1182ПМ1)Стремительное повышение цен на электроэнергию побуждает применять различные способы энергосбережения. Благодаря повсеместному применению в различной радиоаппаратуре современной электронной базы и экономичных источников питания эргономические показатели бытовой техники в последние…
3 4117 0
Схема таймера на микросхеме 176ЛЕ10Таймер, или устройство выдержки времени, может пригодиться для автоматического включения или выключения через определенный промежуток времени какого-либо другого радиотехнического устройства, например перенос-мого радиоприемника. Схема экономичного таймера …
0 3946 0
Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:
ТАЙМЕРЫ АНАЛОГОВЫЕ
Микросхема КР1006ВИ1 устройство для формирования электрических импульсов длительности от нескольких микросекунд до десятков минут. Предназначена для использования в стабильных датчиках времени, генераторах импульсов, широтно-импульсных и фазовых модуляторах, преобразователях напряжения, ключевых схемах.
Микросхема имеет выход с открытым коллектором с максимальным током до 100 мА. Минимальная длительность импульса, генерируемого таймером, составляет 20 мкс.| Наименование | Аналог | Упит., В | Iпотр. макс., мА | Корпус |
| КР1006ВИ1 | 5-15 | 15 | DIP8 | |
| NE555 | КР1006ВИ1 | 5-15 | 15 | DIP8 |
| ICM7555IBA | КР1006ВИ1 (CMOS) | 2-18 | 0,03 | SO8, ДИП8 |
| LMC555CM | КР1006ВИ1 (CMOS) | 1,5-12 | 0,4 | SO8, ДИП8 |
| TLC555CP | КР1006ВИ1 (CMOS) | 2-15 | 0,4 | DIP8 |
| NE556 | КР1006ВИ1 сдвоенный | 5-15 | 15 | СО14, ДИП14 |
| TS556CN | КР1006ВИ1 сдвоенный | 2-16 | 0,4 | DIP14 |
| NE558N | КР1006ВИ1 счетверенный | 5-15 | 15 | DIP16 |
Наименование
К продаже
Цена от
К продаже:
2 845 шт.
К продаже:
69 шт.К продаже:
75 шт.К продаже:
33 285 шт.К продаже:
2 шт.К продаже:
1 000 шт.К продаже:
1 049 шт.К продаже:
14 137 шт.К продаже:
754 шт.К продаже:
5 716 шт.К продаже:
35 539 шт.К продаже:
579 шт.К продаже:
1 997 шт.РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ НА КР1006ВИ1 CAVR.ru
Рассказать в:В статье рассмотрен вариант построения регулятора мощности широтноимпульсным управлением на основе таймера КР1006ВИ1.
Благодаря своей “гибкости” эта микросхема успешно работает и в регуляторе мощности. Мощность выходного сигнала микросхемы КР1006ВИ1 достаточна для непосредственного управления такими тринисторами, у которых открывающий ток не превышает 200 мА. Кроме того, в составе таймера – два компаратора и RS-триггер, которые дают возможность простыми средствами обеспечения режима управления, приближающийся к наиболее экономичному импульсному, когда открывающий ток спадает до нуля сразу после открывания тринистора.С описанием таймера можно ознакомиться в [1—6]. Рассмотрим исходную функциональную схему включения таймера, изображенную на рис. 1, а. Здесь передаточная характеристика имеет гистерезисный вид (рис. 1, б). Ширину гистерезиса (точнее, верхнее пороговое напряжение) можно расширить в широких пределах переменным резистором R1. Следует учитывать, что уровни переключения напрямую зависят от источника напряжения питания (5 … 15 В). На рис. 2 схема узла с таймером DA1, непосредственно управляющим тринистором VS1, а на рис.
3 – временные диаграммы, ил- люстрирующие его работу (кроме минусового вывода диодного моста VD2). Управляющий сигнал на вход Е таймера, хорошо согласующийся с выходом многих цифровых микросхем, в том числе с открытым коллектором. Вытекающий ток низкого уровня – около 0,5 мА. Пока напряжение на управляющем входе таймера не превышает 0,3 … 0,4 В, на ее выходе (вывод 3) – сигнал низкого уровня. Поэтому трини-стор VS1 закрыт, и нагрузка в его анодной цепи обесточена.При входном напряжении более 1 В таймер формируется на выходе импульсы амплитуды не менее 3,8 В (при Uпит = 5 В), следующие с интервалом 100 Гц. Длительность этих импульсов определяется положением движка подстроечного резистора R1 и сопротивлением резистора R2. Пульсирующее напряжение с диодного моста VD2 поступает через делитель R2R1 на вход компаратора таймера. Диод VD1 ограничивает напряжение на этом входе до уровня Uпит + 0,6 В. Как только напряжение на входе S уменьшится до Uпит / 3 (см.диагр. 2 на рис. 3), внутренний RS-триггер переключится в единичное состояние, и на выходе таймера возникнет импульс высокого уровня, который откроет тринистор и включит нагрузку.
После того, как напряжение на входе R, пройдя через “нуль” и вновь увеличиваясь, достигнет уровня 2U пит / 3, напряжение, поступающее на управляющий электрод тринистора, снизится до нуля, но он останется открытым. При очередном переходе напряжения сетевой через “нуль” тринистор закроется и обесточит нагрузку. Минимальная длительность импульса на выходе таймера, предназначенного для открывания тринистора, устанавливается подстроечным резистором R1.Длительность управляющего импульса при верхнем положении движка резистора R1 равна 0,2 мс. Максимальная длительность импульса, при которой устройство работает устойчиво, – около 2 мс. При указанной на схеме номиналах резисторов R1 и R2 узел работоспособен при напряжении питания микросхемы более 6 В. Если сопротивление резистора R1 уменьшить до 220 кОм, минимальное напряжение питания снизится до 4 В. Несмотря на то что в описанном узле импульсного управления тринистором реализован не в полной мере и агрегированный импульс шире минимально необходимого, этот режим экономичнее по сравнению с управлением постоянным током.
Так, средний управляющий ток тринистора КУ202Н по указанной схеме сопротивлении резистора R3 близок к 1 мА, тогда как для открывания того же тринистора постоянным током необходимо 10 … 20 мА. Собственный же потребляемый таймером ток при напряжении питания 5 В не более 3 мА. Удобство управления на таймере КР1006ВИ1 проявляется еще и в простоте его схемы. Довольно большая мощность на выходе микросхемы позволяет отказаться от дополнительного транзисторного усилителя управляющего тока тринистора.Отметим также, что описанный узел обеспечивает регулирование мощности без помех. Рассмотренный принцип применен при разработке регулятора мощности, принципиальная схема которого на рис. 4. Устройство реализует широтно-импульсный способ управления. В результате, в зависимости от установленной мощности, в результате нагрузки поступает то значение целых полупериодов сетевого напряжения. Регулятор для работы с инерционными нагревательными приборами, паяльниками и т.п. Регулировать яркость ламп накаливания этим нельзя, так как они будут мигать.
Формирование управляющих импульсов для открывания тринистора выполняет таймер DA2, а сигнал, разрешающий его работу, формирует генератор прямоугольных импульсов на таймере DA1. Частота импульсов – около 5 Гц. Скважность, от которой зависит мощность, потребляемая нагрузкой, можно изменить переменным резистором R1. При крайнем левом положении по направлению его движка нагрузка будет отключена, а при крайнем правом положении – включена на полную мощность.Когда на выходе таймера DA1 присутствует напряжение высокого уровня, в нагрузку поступает пульсирующее напряжение 100 Гц с выпрямителя VD5. Если же на выходе таймера низкий уровень, тринистор VS1 закрыт и напряжение на нагрузку не поступает. Микросхемы питаются от параметрического стабилизатора напряжения R6R7VD3. Регулятор собран на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж представлен на рис. 5. Диоды КД522Б заменили на КД522А или любые из серии КД521.Диодный мост – любой из КЦ405А— КЦ405В. Если мощность нагрузки превышает 200 Вт, мост должен быть собран из более мощных диодов, напри- мер, из четырех КД202 с буквенными индексами Ж, К, М, Р.
Тринистор VS1 может быть либо КУ201К, КУ201Л (для маломощной нагрузки), либо КУ202К — КУ202Н. Если во время работы тринистор будет сильно нагреваться, необходимо установить на теплоотвод. Переменный резистор – СП-1. Следует заметить, что отдельные экземпляры тринисторов серии КУ202 могут работать нечетко, особенно при пониженной температуре.Такие тринисторы нужно заменить на другие, с меньшим значением тока открывания. Выход регулятора мощности гальванически связан с сетью, поэтому при его налаживании и эксплуатации необходимо осторожность. ЛИТЕРАТУРА 1. Пецюх Е., Казарец А. Интегральный таймер КР1006ВИ1. – Радио, 1986, № 7, с. 57, 58. 2. Зельдин Е. Применение таймера КР1006ВИ1. – Радио, 1986, № 9, с. 36, 37. 3. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. – М .: Мир, 1993, т. 1, с. 303—307. 4. Коломбет Е. А. Микроэлектронные средства обработки аналоговых сигналов.- М .: Радио и связь, 1991, с. 181—220. 5. Горошков В. И. Элементы радиоэлектронных устройств. – М .: Радио и связь, 1989, с.
118, 119. 6. Шитов А. Генераторы на таймере КР1006ВИ1. – Радио, 1999, № 8, с. 54, 55.Раздел: [Регуляторы мощности]
Сохрани статью в:
Оставь свой комментарий или вопрос:
Спидометр для электромобиля на основе интегрального таймера КР1006ВИ1 Датчик скорости (производители Калуга, Курск, Кострома) автомобиля (ДСА) сконструирован по принципу эффекта Холла и выдает на контроллер частотно-импульсный сигнал.  Частота сигнала прямопропорциональна скорости движения автомобиля. Контроллер использует этот сигнал для управления работой двигателя на холостом ходу и посредством регулятора холостого хода, управляет подачей воздуха в обход дроссельной заслонки.Датчик выдает 6 импульсов на один оборот вала.  | Рис.1. Схема принциапиальная спидометра и сигнализатора  1 с целью загрузки открытого коллектор датчика импульсов. Прямоугольные импульсы датчика проходя конденсатор емкостью 22 нф дифференцируются и запускают одновибратор на интегральном таймере КР1006ВИ1. На выходе микросхемы возникают прямоугольный импульс с задаваемыми конденсатором и резистором подключенными к выводам 6 и 7 микросхемы.Длительность выходного импульса не зависит от частоты вращения вала датчика импульсов. При необходимости корректировки параметра выходного напряжения первым делом надо подбирать резистор 5,1 ком. Эта необходимость может появиться при переходе на датчик с 10 импульсами на оборот. При достижении напряжения зажигается светодиод, обратное гашение происходит почти на 1 вольт выше нижнего порога. Гистерезис переключения сильно зависит от тока протекающего через светодиод. Так, что разницу между верхним и нижним порогами можно регулировать путем подбора резистора в цепи светодиода, но контролировать, чтобы не превысит допустимый ток через светодиод.  Так же можно подбирать резистор в цепи эмиттеров транзисторов. Срабатывание световой сигнализации дублируется звуковым сигнализатором. Рис.2. Плата спидометра – сигнализатора Окончательная настройка спидометра производится после установки на транспортное средство с помощью резистора последовательно включенного со стрелочным прибором. Рис.3. Спидометр перед сборкой |
Микросхема КР1006ВИ1 в Казани (Микросхемы)
Микросхема КР1006ВИ1 представляет собой универсальный таймер.Это позволяет применять ее в самых разнообразных электронных конструкциях. Этот таймер представляет собой высокостабильный контроллер, способный вырабатывать точные временные задержки и (в зависимости от конкретных задач и элементов внешнего временизадада цепи) периодические колебательные сигналы (импульсы).
Входы управляющего напряжения (вывод 5), вход запуска (вывод 2) и вход сброса (вывод 4) позволяют, соответственно, запускать или сбрасывать прибор в исходное состояние. Когда интегральная схема включена в режиме временных задержек, их длительность точно задается при помощи внешнего резистора и конденсатора.Точность временных интервалов зависит от параметров резистора (отклонение сопротивления при изменении температуры – нагреве) и значения температурного коэффициента емкости ТКЕ конденсатора. Для оптимальной стабильности желательно использовать конденсатор с малым током утечки (например, оксидный конденсатор марки К53-1А, К53-4, К53-18 – ток утечки в диапазоне температур -60… + 120 ° С равен… 8 мкА ) и резистор с отклонением от номинала не более 5%.
Температурная стабильность частоты таймера составляет 0,005% / 1 ° С.
Эта многофункциональная микросхема содержит в себе более 25 дискретных электронных компонентов: транзисторов, резисторов, диодов и т.д. Таймер в устройствах, предназначенных для импульсных импульсов, ши- ротно-импульсной модуляции, фазоимпульсной модуляции и последовательного тактирования, а также в устройствах, стрирующих пропуски импульсов.
Потребляемая самой микросхемой ток в зависимости от режима работы находится в пределах 3… 15 мА.
Запуск и сброс микросхемы выполняются по отрицательным фронтам входных сигналов.Однако есть и исключение. На рис. пб.З соответствующая схема управления таймером положительного импульса (сброс также осуществляется отрицательным фронтом импульса на входе). Выходной каскад микросхемы достаточно мощный – позволяет управлять нагрузкой с током потребления до 200 мА. Таким образом, в качестве исполнительного узла можно нагрузить на выход микросхемы маломощное реле (РЭС15, РЭС22) без промежуточного усилительного транзисторного каскада. На выходе микросхемы реализован двухтактный усилитель, который позволяет управлять нагрузкой как высоким, так и низким уровнем напряжения (можно подключить нагрузку (реле) между выходом таймера и любым из полюсов источника питания).
Мастер Винтик. Всё своими руками! Визуальное устройство контроля предохранителя на NE555 (КР1006ВИ1)
Как проконтролировать сгоревший предохранитель?
Предохранители используются практически во всех электрических схемах.
Будь то телевизор, микроволновка, зарядное устройство, блок питания или даже автомобиль. В некоторых устройствах для визуального контроля сгоревшего предохранителя бывает недостаточно просто включенного индикатора.
Чтобы вовремя проконтролировать питание особо простая схема мигающих светодиодов на одной микросхеме и минимум.
Вместо NE555, возможно использование таймера КР1006ВИ1.
ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Ограничитель тока для БП (с индикатором).
- Преобразователь для частотомера.
- ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ПЕРВОЙ НЕОБХОДИМОСТИ
При настройке радиолюбительских схем часто возникает необходимость в защите блока питания от коротких замыканий (КЗ).Подробнее…
Бывают частотомеры с входами, которые могут передавать сигналы, поданные на эти входы, выполнять некоторые арифметические действия. Но все же, большинство самодельных (и не самодельных) частотомеров имеют только один вход.
Подробнее…
Без измерительных приборов, хотя бы простейших, невозможно, а подчас невозможно проверить деталь, электрическую цепь, высококачественной работы того иного радиотехнического устройства.И если не понять этой истины и игнорирование, то лучше вообще не начинать заниматься конструированием усилителей, приемников – нет смысла попусту тратить время, заведомо ввести транзисторы, диоды, другие детали и материалы. Без измерительных приборов даже от простейшего транзисторного усилителя не удастся нормальной работы. Подробнее…
Популярность: 2 289 просм.
Схемы автоматики и управления, самодельные устройства и датчики (Страница 36)
Регулятор вращения низковольтных коллекторных двигателей (КР1006ВИ1)
Для плавной регулировки частоты вращения коллекторных электродвигателей, применяемых в электрооборудовании автомобилей предлагается изготовить из недорогих и доступных деталей простое малогабаритное устройство, способное работать с 12-вольтовыми двигателями электрическим. ..
0 4032 0
Таймер из электронных часов ЦАТ-01Электронные цифровые часы-будильник на базе микроконтроллера КА1035ХЛ1 выпускались в середине 1990 г. Ленинградским объединением «Светлана» и в свое время наводнили рынок. Прибор установливается в автомобиле для индикации времени и имеет функцию программируемого …
0 3439 0
Управление триггером по двум проводам (КР1006ВИ1)Микросхема КР1006ВИ1 многофункциональна, позволяет подключать на выход нагрузку до 200 мА.Предлагается дистанционный вариант управления этим прибором. На схеме ниже защелка, коммутирующая …
0 3055 0
Реле времени на базе генератора с регулируемой скважностью импульсовПринцип действия электронных реле времени (таймеров) основан на использовании зарядки или разрядки конденсатора через резистор. Структурная схема такого реле времени приведена ниже. Оно содержит источник …
1 3212 0
Индикатор уровня жидкости со звуковой сигнализацией Это устройство предназначено для контроля уровня жидкости в различных резервуарах, например воды в ванне.
Как только жидкость поднимется до установленного уровня, устройство начинает подавать непрерывный звуковой сигнал. Когда уровень жидкости достигнет …
1 3048 0
Сетевое реле времени (КР1182ПМ1)Микросхема КР1182ПМ1 представляет собой фазовый регулятор мощности в цепи переменного тока 220 В. Подробное описание этой микросхемы, схема включения и внутренняя – «начинка» в. В базовом варианте для работы с нагрузкой мощностью до 150 Вт микросхеме …
0 3497 0
Таймер КР1006ВИ1 в освещенииПочти полувековое победоносное планетарное шествие интегрального таймера «555» (отечественный аналог КР1006ВИ1) подбадривает умы многих разработчиков электронных устройств.Эта небольшая микросхема, даже в «древнем» биполярном относительно низкочастотном …
1 5054 0
Схема контроля наличия нескольких напряжений Принципиальная схема универсального контролируемого устройства. Для контроля исправности источников питания напряжений или нескольких предохранителей можно рекомендовать универсальное электронное устройство, схема .
..
1 2924 0
Акустическое реле (1407УД2, КР1182ПМ1)Стремительное повышение цен на электроэнергию побуждает применять различные способы энергосбережения.Благодаря повсеместному применению в различной радиоаппаратуре современной электронной базы и экономичных источников питания эргономической бытовой техники в последние …
3 4117 0
Схема таймера на микросхеме 176ЛЕ10Таймер, или устройство выдержки времени, может пригодиться для автоматического включения или выключения через некоторое промежуток времени какого-либо другого радиотехнического устройства, например перенос-мого радиоприемника.Схема экономичного таймера …
0 3946 0
Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:
Триггер на 555 микросхеме
История создания очень популярной микросхемы и описание ее внутреннего устройства
Одной из легендарных электроники является микросхема интегрального таймера NE555 .
Разработана она была в далеком 1972 году. Таким долгожительством может гордиться каждая микросхема и даже не каждый транзистор.Так что же такого особенного в этой микросхеме, имеющей в своей маркировке три пятерки?
Серийный выпуск микросхемы NE555 компания Signetics ровно через год после того, как ее начала разработал Ганс Р. Камензинд . Самым удивительным в этой истории было то, что на тот момент времени Камензинд был практически безработным: он уволился из компании PR Мэллори, но устроиться никуда не успел. По сути дела это была «домашняя заготовка».
Микросхема увидела свет и получила столь большую известность и популярность благодаря большой стараниям менеджера фирмы Signetics Арта Фьюри бывшего, конечно, приятелем Камензинда.Раньше он работал в фирме General Electric, поэтому знал рынок электроники, что там требуется, и чем можно привлечь внимание потенциального покупателя.
По воспоминаниям Камензинда А. Фьюри был настоящим энтузиастом и любителем своего дела.
Дома у него была целая лаборатория, заполненная радиокомпонентами, где он и проводил различные исследования и опыты. Это давало возможность накапливать практический опыт и углублять теоретические познания.
В то время продукция фирмы Signetics именовалась в виде «5 **», и опытный, обладавший сверхъестественным чутьем в вопросах рынка электроники А.Фьюри решил, что маркировка 555 (три пятерки) будет для новой микросхемы, как нельзя кстати. И он не ошибся: микросхема пошла просто нарасхват, она стала, пожалуй, самой за всю историю создания микросхем. Самое интересное, что свою актуальность микросхема не утратила и по сей день.
Несколько позднее в маркировке микросхемы появились две буквы, она стала называться NE555. Как в системе патентования существовала полная неразбериха, то интегральный таймер бросились выпускать все, кому не лень, естественно, поставив перед тремя пятерками другие (читай свои) буквы.Позднее на базе таймера 555 были разработаны сдвоенные (IN556N) и счетверенные (IN558N) таймеры, естественно, в более многовыводных корпусах.
Но за основу был взят все тот же NE555.
Рис. 1. Интегральный таймер NE555
555 в СССР
Первое описание 555 в отечественной радиотехнической литературе появилось уже в 1975 году в журнале «Электроника». Авторы статьи отмечают тот факт, что эта микросхема будет пользоваться не меньшей популярностью, чем широко известные уже в то время операционные усилители.И они нисколько не ошиблись. Микросхема позволяет создавать очень простые конструкции, причем, практически все они начинали работать сразу, без мучительной наладки. А ведь известно, что повторяемость конструкции в домашних условиях возрастает пропорционально квадрату ее «простоты».
В Советском Союзе в конце 80 – х годов был разработан полный аналог 555, получивший название КР1006ВИ1 . Первое промышленное применение отечественного аналога было в видеомагнитофоне «Электроника ВМ12».
Производители микросхемы NE555:
Внутреннее устройство микросхемы NE555
Прежде, чем схватиться за интегральную конструкцию, сначала разберемся, что там внутри и как все это работает.
После этого понять, как работает конкретная практическая схема, будет намного проще.
Внутри интегрального таймера содержится сверх двадцати транзисторов, соединение которых показано на – http: // electrik.info / 555ic.jpg
Как видно, принципиальная схема достаточно сложная, и приведена здесь лишь для общей информации. Ведь все равно в нее паяльником не влезешь, отремонтировать ее не удастся. Собственно говоря, именно так выглядят изнутри и все другие микросхемы, как цифровые, так и аналоговые (см. – Легендарные аналоговые микросхемы). Уж такова технология производства интегральных схем. Разобраться в логике работы устройства в целом по такой схеме тоже не удастся, поэтому ниже представлена функциональная схема.
Технические данные
. Но, перед тем как разбираться с логикой работы микросхемы, наверно, следует привести ее электрические параметры. Диапазон питающих напряжений достаточно широк 4,5… 18В, а выходной ток может достигать 200мА, что позволяет использовать в качестве нагрузки даже маломощные реле.
Сама же микросхема потребляет совсем немного: к току нагрузки добавляется всего 3… 6мА. При этом значения собственно таймера от питающего напряжения практически не зависит, – всего 1 процент от расчетного.Дрейф составляет всего 0,1% / вольт. Также невелик и температурный дрейф – всего 0,005% / ° C. Как видно, все достаточно стабильно.
Функциональная схема NE555 (КР1006ВИ1)
Как было сказано выше, в СССР сделали аналог буржуйской NE555 и назвали его КР1006ВИ1. Аналогично получился очень даже удачный, ничуть не хуже оригинала, поэтому использовать его можно, без всяких опасений и сомнений. На рисунке 3 показывает функциональная схема интегрального таймера КР1006ВИ1. Она же полностью соответствует микросхеме NE555.
Рисунок 3. Функциональная схема интегрального таймера КР1006ВИ1
Сама микросхема не так уж и велика, – выпускается в восьмивыводном корпусе DIP8, а также в малогабаритном SOIC8. Последнее говорит о том, что 555 может быть, для SMD – монтаж, другими интересными словами к ней у разработчиков сохранился до сих пор.
Внутри микросхемы элементов тоже немного. Основным является самый обычный RS – триггер DD1. При подаче логической единицы на вход R триггер сбрасывается в ноль, а при подаче логической единицы на вход S, естественно, устанавливается в единицу.Для формирования сигналов на RS – входах служит специальная схема на компаратора, которая будет рассказано несколько позже.
Физические уровни логической зависимости, конечно, от используемого напряжения питания и практически от Uпит / 2 почти до полного Uпит. Примерно такое же соотношение наблюдается и у логических микросхем структуры КМОП. Логический же ноль находится, как обычно, в пределах 0… 0,4В. Эти уровни находятся внутри микросхемы, о них можно только догадываться, но руками их не пощупать, глазами не.
Выходной каскад
Для увеличения нагрузочной способности микросхемы, к выходу триггера установлен мощный выходной каскад на транзисторах VT1, VT2.
Если RS – триггер сброшен, то на выходе (вывод 3) присутствует напряжение логического нуля, т.
е. открыт транзистор VT2. В случае, когда триггер установлен на выходе также уровень логической единицы.
Выходной каскад выполнен по двухтактной схеме, что позволяет подключать нагрузку между выходом и общим проводом (выводы 3,1) или шиной питания (выводы 3,8).
Небольшое замечание по выходному каскаду. При ремонте и наладке устройств на цифровых микросхемах одним из методов проверки схемы является подача на входы и выходы микросхем сигнала низкого уровня. Как правило, это делается замыканием на общий провод этих самых входов и выходов с помощью швейной иголки, при этом не происходит никакого вреда микросхемам.
В некоторых схемах питания NE555 составляет 5В, поэтому создается такое же впечатление, что это тоже цифровая логика и с ней впечатление тоже можно обходиться достаточно вольно.Но на самом деле это не так. В случае с микросхемой 555, точнее с ее двухтактным выходом, такие «опыты» делать нельзя: если выходной транзистор VT1 в этом моменте в открытом состоянии, то получится короткое замыкание и транзистор просто сгорит.
А уж если питающее напряжение будет близко к максимальному, то плачевный финал просто неизбежен.
Дополнительный транзистор (вывод 7)
Кроме упомянутых транзисторов имеется еще транзистор VT3. Коллектор этого транзистора соединен с выводом микросхемы 7 «Разрядка».Его назначение разряжать конденсатор при использовании микросхемы в качестве генератора время импульсов. Разряд конденсатора происходит в момент сброса триггера DD1. Если вспомнить описание триггера, то на инверсном выходе (обозначен на схеме кружком) в этот момент имеется логическая единица, приводящая к открыванию транзистора VT3.
О сигнале сброса (вывод 4)
Сбросить триггер можно в любой момент, – у сигнала «сброс» высокий приоритет. Для этого существует специальный вход R (вывод 4), обозначенный на рисунке как Uсбр.Как можно понять из рисунка сброса, если на 4 вывод подать импульс низкого уровня, не более 0,7В. При этом на выходе микросхемы (вывод 3) появится напряжение низкого уровня.
В тех случаях, когда этим входом не используется, на нем используется уровень логической единицы, чтобы избавиться от импульсных помех. Проще всего это сделать, подключив вывод 4 напрямую к шине питания. Ни в коем случае нельзя оставлять его, что называется, в «воздухе». Потом долго придется столь удивляться и раздумывать, а почему же схема работает нестабильно?
Замечания о триггере «вообще»
Чтобы не запутаться совсем, в каком состоянии находится триггер, следует напомнить о том, что в рассуждениях о триггере всегда принимается во внимание состояние его прямого выхода.Уж, если сказано, что триггер «установлен», то на прямом выходе состояние логической единицы. Если говорят, что триггер «сброшен», – на прямом выходе непременно состояние логического нуля.
На инверсном выходе (отмечен маленьким кружком) все будет с точностью до наоборот, поэтому, триггера называют парафазным. Чтобы не перепутать все еще раз, об этом больше говорить не будем.
Тот, кто внимательно дочитал вот до этого места, может спросить: «Позвольте, ведь это же просто триггер с мощным транзисторным каскадом на выходе.А где же собственно сам таймер? » И будет прав, поскольку до таймера дело еще и не дошло. Чтобы получился таймер его отец – создатель Ганс Р. Камензинд изобрел оригинальный способ управления этим триггером. Вся хитрость этого метода заключается в формировании сигналов управления.
Формирование сигналов на RS – входах триггера
Итак, что же у нас получилось? Всем делом внутри таймера заправляет триггер DD1: если он установлен в единицу, – на выходе микросхемы напряжения высокого уровня, а если сброшен, то на выводе 3 низкий уровень и вдобавок открыт транзистор VT3.Назначение этого транзистора – разряд времязадающего конденсатора в схеме, например, генератора импульсов.
Управление триггером DD1 осуществляется с помощью компараторов DA1 и DA2. Для того, чтобы управлять работой триггера на выходах компараторов, нужно получить сигналы R и S высокого уровня.
На один из входов каждого компаратора подано опорное напряжение, которое формируется прецизионным делителем на резисторах R1 … R3. Сопротивление резисторов одинаково, поэтому поданное на них напряжение делится на 3 равные части.
Формирование сигналов управления триггером
Запуск таймера
На прямой вход компаратора DA2 подано опорное напряжение величиной 1 / 3U, а внешнее напряжение запуска таймера Uзап через вывод 2 подано на инверсный вход компаратора. Для того, чтобы воздействовать на вход S триггера DD1 на выходе этого компаратора необходимо получить высокий уровень. Это возможно в том случае, если напряжение Uзап будет находиться в пределах 0… 1 / 3U.
Даже кратковременный импульс такого напряжения вызовет срабатывание триггера DD1 и появление на выходе таймера напряжения высокого уровня.Если на вход Uзапустить напряжением выше 1 / 3U и до напряжения питания, то никаких изменений на выходе микросхемы не происходит.
Останов таймера
Для останова таймера надо просто сбросить внутренний триггер DD1, а для этого на выходе компаратора DA1 сформировать сигнал R высокого уровня. Компаратор DA1 включен несколько иначе, чем DA2. Опорное напряжение величиной 2 / 3U подано на инвертирующий вход, а управляющий сигнал «Порог срабатывания» Uпор подан на прямой вход.
При таком включении высокий уровень на выходе компаратора DA1 возникнет лишь тогда, когда напряжение Uпор на прямом входе превысит опорное напряжение 2 / 3U на инвертирующем. В этом случае произойдет сброс триггера DD1, а на выходе микросхемы (вывод 3) установится сигнал низкого уровня. Также происходит открывание «разрядного» транзистора VT3, который и разрядит времязадающий конденсатор.
Если входное напряжение находится в пределах 1 / 3U… 2 / 3U, не сработает ни один из компараторов, изменение состояния на выходе таймера не происходит.В цифровой технике такое напряжение называется «серый уровень».
Если просто соединить выводы 2 и 6, то получится компаратор с уровнями срабатывания 1 / 3U и 2 / 3U. И даже без единой дополнительной детали!
Изменение опорного напряжения
5 Вывод, обозначенный на рисунке как Uобр, предназначен для контроля опорного напряжения или его изменения с помощью дополнительных резисторов. Также на этот вход возможна подача управляющего напряжения, благодаря чему возможно получение частотно или фазо модулированного сигнала.Обычно этот вывод не используется, а для уменьшения помех соединяется с общим проводом через конденсатор небольшой емкости.
Питание микросхемы осуществляется через выводы 1 – GND, 2 + U.
Вот собственно описание интегрального таймера NE555. На таймере собрано множество всяких схем, которые будут рассмотрены в следующих статьях.
Триггер – это радиоэлектронный элемент, который может находиться в двух стабильных состояниях. Переход его из одного состояния в другое осуществляется по причине изменения входных сигналов.
Триггеры составляют основу счетчиков импульсов, различных делителей частоты и других участников различных микросхем.
Ознакомившись с конструктивной схемой таймера NE555, можно заметить, что он имеет внутри RS-триггер. Управление им можно осуществлять посредством трех выводов. К тому же вход Е (вывод таймера 4) является первостепенным и может использовать правила для остановки работы и сброса RS-триггера. Альтернативное представление микросхемы при таком ее применении изображено на следующем рисунке.
Таблица истинности RS-триггера
Х – любое состояние; * – запрещенное состояние.
При использовании кнопки коротких проводов, сопротивление R2 устанавливает не обязательно. Для управления электрическими сигналами на все три входа RS-триггера могут передаваться прямо с выходов различных логических элементов. В таком случае потребность в добавочных резисторах отпадает.
Если же на выводы 6 и 2 таймера NE555 подать постоянное напряжение 0,5 Uп, появляется возможность осуществить управление RS-триггером с помощью входа 5.
После непродолжительного другого выхода 3 таймера NE555 будет соответствующий сигнал. Допустимо также применение внеочередного сброса триггера путем подачей сигнала нулевого уровня на вывод 4.
Таймер NE555 является, пожалуй, самой популярной интегральной микросхемой своего времени. Несмотря на то, что он был разработан более 40 лет назад (в 1972 году) он до сих пор выпускается производителями. В этой статье, постараемся подробно осветить вопросы описания и применения таймера NE555.
Умные соединения компаратора, сбрасываемый триггер и инвертирующий усилитель в одной монолитной интегральной микросхеме, наряду с другими элементами, созданными почти бессмертными устройствами, которые сегодня используются многими радиолюбителями.
555 Таймер был разработан американской компанией Signetics в 1972 году и зарегистрирован на мировом рынке. Два года спустя той же компании был предоставлен микросхема с обозначением 556, которая объединила в себе два отдельных таймера NE555 имеет только общие выводы по питанию.
Еще позже были разработаны микросхемы 557, 558 и 559 с применением до четырех таймеров NE555 в одном корпусе. Но позже они были сняты с производства и почти забыты.Интегральная микросхема NE555 представляет собой в качестве таймера и содержит в себе комбинацию аналоговых и цифровых элементов в одном кристалле. Выпускается в различном корпусе, начиная от классического DIP стандартного и SOIC для SMD монтажа и до миниатюрного корпуса версии SSOP или SOT23-5. (Цены на таймер NE555)
Таймер NE555, кроме стандартного исполнения, производиться так же в маломощном CMOS исполнении.Схема электропитания NE555 составляет от 4,5 до 15 вольт (18 вольт максимум), а CMOS вариант использует питание от 3 вольт. Максимальная выходная нагрузка выхода для NE555 200мА, у версии маломощного таймера только 20 мА при 9 вольт.
Стабильность работы стандартной версии 555 сильно зависит от качества источника питания. Это не так сильно сказывается в простых схемах с применением таймера, однако, в более сложных конструкциях, желательно установить буферный конденсатор по цепи питания емкостью 100 мкф.
Основные характеристики интегрального таймера NE555
- Максимальная частота более чем 500 кГц.
- Длина одного импульса от 1 мсек до часа.
- Может работать в режиме моностабильного мультвибратора.
- Высокий выходной ток (до 200 мА)
- Регулируемая скважность импульса (отношение периода времени к его длительности).
- Совместимость с TTL уровнями.
- Температурная стабильность 0,005% на 1 градус Цельсия.
Микросхема NE555 в своем составе содержит чуть более 20 транзисторов и 10 резисторов. На следующем изображении схемная схема таймера от Philips Semiconductors.
В игре через систему основные свойства NE555
Назначение выводов таймера NE555
№2 – Запуск (триггер)
Триггер переключается, если на этом выводе напряжение упадет ниже 1/3 напряжения питания.Данный вывод имеет высокое входное сопротивление, более 2 мОм.
В нестабильном режиме используется для контроля напряжения на времязадающем конденсаторе, в бистабильном режиме к нему подключается элемент коммутации, например, кнопка.
№4 – Сброс
Если напряжение на этом выводе ниже 0,7 вольт, то происходит сброс внутреннего компаратора. В случае неиспользования, на данный вывод таймера NE555 необходимо подать напряжение питания. Сопротивление вывода составляет около 10 кОм.
№5 – Контроль
Может напряжение на установку длительности импульсов на выходе подачи 2/3 от питания. Если это выводно не используется, то его желательно подключить к минусу источника питания через конденсатор 0,01 мкф.
№6 – Стоп (компаратор)
Останавливает функционирование таймера, если напряжение на этом выводе будет выше 2/3 напряжения питания. Вывод имеет высокое входное сопротивление, более 10 мОм.Он обычно используется для измерения напряжения на времязадающем конденсаторе.
№7 – Разряд
Вывод через внутренний транзистор подключается к «земле», когда внутренний триггер находится в активном состоянии. Вывод (открытый коллектор) используется в основном для разряда времязадающего конденсатора.
№3 – Выход
Микросхема NE555 имеет всего один выход с током до 200 мА. Это значительно больше, чем у обычных интегральных микросхем.Вывод способен управлять, например, светодиодами (с токоограничивающим резистором), небольшими лампочками, пьезоэлектрическим преобразователем, динамиком (с конденсатором), электромагнитным реле (с защитным диодом) или даже маломощными двигателями постоянного тока. Если требуется более высокий выходной ток, то можно подключить подходящий транзистор в качестве усилителя.
Таймер NE555 – схема включения
Способ вывода 3 таймера NE555 создать высокий уровень напряжения, так и низкий (практически 0 вольт) позволяет управлять нагрузкой подключенной как к минусу питания, так и к плюсу.
Как пример, подключение светодиодов. Это, конечно, не является обязательным требованием, и нагрузка (светодиод) может быть подключена либо к минусу, либо плюсу питания.
Если таймер NE555 работает в нестабильном состоянии (режим генератора), то к выходу его можно подключить динамик. Он подключается после разделительного конденсатора (например, 100 мкф) и должен иметь сопротивление не менее 64 Ом из-за ограниченного тока нагрузки выхода таймера. Конденсатор для отделения постоянной составляющей и проводит только аудиосигнал.
Динамик с сопротивлением катушки ниже 64 Ом можно подключить либо через конденсатор с уменьшенной емкостью (реактивное сопротивление), являющимся дополнительным сопротивлением либо с помощью усилителя. Усилитель также может быть использован для подключения более мощного громкоговорителя.
Как и все интегральные микросхемы, выход таймера NE555 управляющий индуктивной нагрузкой (реле) должен быть защищена от скачков повышенного напряжения, созданное в индуктивности в момент отключения.
