Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Ne555p характеристики схема подключения

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).

  1. Общий (GND). Первый вывод относительно ключа. Подключается к минусу питания устройства.
  2. 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».
  3. Выход (OUT). Высокий уровень выходного сигнала равен (Uпит-1,5В), а низкий – около 0,25В. Переключение занимает около 0,1 мкс.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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).
  7. 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.
  8. 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:

  1. Напряжение источника питания не влияет на длительность импульсов. Чем больше напряжение питания, тем выше скорость заряда времязадающего конденсатора и тем больше амплитуда выходного сигнала.
  2. 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.

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).

  1. Общий (GND). Первый вывод относительно ключа. Подключается к минусу питания устройства.
  2. 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».
  3. Выход (OUT). Высокий уровень выходного сигнала равен (Uпит-1,5В), а низкий – около 0,25В. Переключение занимает около 0,1 мкс.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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).
  7. 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.
  8. 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:

  1. Напряжение источника питания не влияет на длительность импульсов. Чем больше напряжение питания, тем выше скорость заряда времязадающего конденсатора и тем больше амплитуда выходного сигнала.
  2. 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.

Автор: с2. Опубликовано в Все статьи

Наверное нет такого радиолюбителя, который не использовал бы в своей практике эту микросхему.

Микросхема существует с 1971 года, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием “Интегральный таймер”,

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 39 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников, считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы.

Но при этом в функциональности и расположении выводов никаких различий нет. Все они полные аналоги оригинала Signetics Corporation. Новые виды схемных решений находятся и по сей день .

Меня эта микросхема по прежнему часто удивляет , как изменив в схеме подключение одного элемента, схема приобретает новую функциональность.

В статье простые схемы примеры практического применения данной микросхемы

Триггер Шмидта.

Это очень простая, но эффективная схема. Схема позволяет, подавая на вход аналоговый сигнал, получить чистый прямоугольный сигнал на выходе

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Простой таймер.

  • Схема простого таймера NE555, видео обзор от пользователя jakson .

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Схема таймера NE555, для получения более точных интервалов.

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Простой ШИМ

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Сумеречный выключатель.

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Управление устройством с помощью одной кнопки.

  • Вариант исполнения такой схемы находится в этом блоге.

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Аналогичная схема управление одной кнопкой на микросхеме CD4013 (аналог 561TM2)

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Датчик (индикатор) влажности.

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Контроль уровня воды.


Два датчика уровня жидкости могут служить для контроля за количеством воды в баке . Один датчик сообщает о малом количестве воды в баке, а второй о том , что бак полный. При небольшой доработке схемы выходные сигналы схемы можно подключить к более серьёзным нагрузкам :).

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

ON/OFF сенсор.

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Схема для включения светодиодной подсветки от автономного питания, на 10- 30секунд.

Один вариант из применения, встраивается во входную дверь в районе замочной скважины.

Подсветка включается посредством нажатия кнопки на дверной ручке – в результате не возникнет проблем с открытием замка при отсутствии естественного либо искусственного освещения.

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Кодовый замок на таймере NE555.

Подобной разработки кодового замка на таймере NE555, в интернете я пока не встречал, поэтому эта разработка посвящается всем любителям этой чудесной микросхемы.
Схему на микросхеме NE555 в виде кодового замка на дверь или сейф, нетрудно реализовать на этом таймере.
Еще я знаю, что 555 нормально работает при отрицательных температурах,(если предстоит эксплуатация на улице) и более широкий диапазон напряжения питания до 16V. Надежность микросхемы не подлежит сомнению.

И так привожу в пример схему, цифровой код в которой будет состоять из 4 цифр (технически схему можно реализовать и на одной кнопке, но это будет слишком банально, я думаю что 4 цифры для начала самый раз, наращивать количество цифр в коде этой схемы можно до бесконечности ,(одинаковыми частями по блочно, обвел на схеме U2).
В приведенной схеме все 4 таймера работают по одной схеме, имеются небольшие отличия в таймерах U1, U4. Схема U2 и U3 повторяются один в один.
Каждый таймер в этой схеме может быть настроен на своё рабочее время, на это задействована время задающая цепочка R1, R2, C1.
А также секретность кода можно увеличить подключив доп. коммутирующие диоды.( в качестве примера привел включение одного диода D1, большее не рисовал, так как думаю, что тогда схема будет восприниматься очень сложно).
Главное отличие этой схемы на таймерах 555, от подобных схем, наличие настройки рабочего времени каждого таймера, при простоте этой схемы, вероятность подбора кода посторонним лицом будет очень невелик.

Работа схемы;
– Нажимаем кнопку ноль, запускается таймер U1, его рабочее время настроено на удержание логической единицы (вывод 3) в течении 30 сек, после этого можно нажать кнопку 1.
– Нажимаем кнопку 1 таймер U2, его рабочее время настроено на 2 сек., в течении этого времени надо нажать кнопку 2 (иначе U2 удержание логической единицы (вывод 3) сбрасывается и нажатие кн. 2 не будет иметь смысла)
– Нажимаем кнопку 2, таймер U3 настроен на удержание логической единицы (вывод 3) в течении 25 сек, после этого можно нажать кнопку 3, но ……….. смотрим на коммутирующий диод D1, из за него кнопку 3 нет смысла быстро нажимать, пока не закончится 30 секундное рабочее время таймера U1,
– После нажатия кнопки 3, таймер U4 выдает логическую единицу (U4 вывод 3)на исполнительное устройство.
Еще остается добавить что, в действующем устройстве цифровой код будет расположен не по порядку номеров, а хаотично,
и любое нажатие других кнопок будет сбрасывать таймеры в 0.
Ну в общем пока всё, все варианты использования тут не описать, вижу что не все, я здесь в описании затронул …… в общем если есть идея, ее техническая реализация всегда найдётся.
Все настройки, рабочего времени микросхем U1…….U4 являются тестовыми, и описаны здесь для примера. 🙂
(в охранных системах для непрошеных гостей самое трудное, это индивидуальные решения, доказано временем )
Прикладываю архив со схемой в протеус, в нем работу схемы можно оценить наглядно.

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Назначение восьми ног микросхемы.

1. Земля.

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, ) 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 есть reset. Входное напряжение не зависит от величины напряжения питания – это TTL-совместимый вход. Для предотвращения случайных сбросов этот вывод 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 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.

Напряжение питания таймера может находиться в пределах 4,5-16 вольт.

Программа параметров и расчета NE555.rar 1,3Mb.

Работа схемы таймера NE555 в протеусе.

555 напряжение питания. Схемы NE555

В предыдущей заметке, посвященной электронике, мы познакомились с довольно простой интегральной схемой, счетчиком 4026 . Чип, о котором речь пойдет в этом посте, существенно интереснее, как минимум, потому что он может выполнять не одну-единственную функцию, а сразу несколько. Более того, с его помощью мы наконец-то научимся не только мигать светодиодами, но и генерировать звуки. Название чипа — таймер 555.

Как работает таймер 555

Я видел разные объяснения того, как работает данная микросхема. Но лучшее, как мне кажется, приводится во всей той же книге Чарьза Платта . Платт предлагает представить, что внутри микросхемы как бы спрятан виртуальный переключатель:

Ножки 1 и 8 просто подключаются к питанию. Про ножку 5 (control) можно пока забыть, потому что она редко используется и обычно подключается к земле. Притом, через конденсатор небольшой емкости, чтобы предотвратить помехи. Зачем она на самом деле нужна, будет объяснено чуть позже.

Упомянутый переключатель изображен на картинке зеленым цветом. В исходном состоянии он подключает выходы 3 и 7 к земле. Когда напряжение на ножке 2 (trigger) падает до 1/3 напряжения питания, это замечает компаратор A (тоже виртуальный, понятное дело) и опускает переключатель вниз. В этом состоянии выход 3 становится подключен к плюсу, а выход 7 разомкнут. Когда напряжение на ножке 6 (threshold) вырастает до 2/3 напряжения питания, это замечает компаратор B и поднимает переключатель вверх. Собственно, ножка 5 (control) нужна для того, чтобы вместо 2/3 выбирать какое-то другое значение. Наконец, понизив напряжение на ножке 4 (reset), можно вернуть микросхему в исходное состояние.

Чтобы понять, почему же таймер 555 называется «таймером», рассмотрим три режима его работы.

Моностабильный режим (monostable mode)

Также иногда называется режимом одновибратора. Ниже изображена схема использования чипа в этом режиме:

Заметьте, что, как это часто бывает, расположение ножек чипа на схеме не совпадает с их физическим расположением. На этой и следующих схемах не указано напряжение источника питания, так как его можно менять в некотором диапазоне. Лично я проверял работоспособность схем при напряжении от 3 до 6 В. На всех схемах есть конденсатор емкостью 100 мкФ, подключенный параллельно нагрузке. Как нам с вами уже известно, он играет роль сглаживающего фильтра . На двух схемах из трех ножка 5 (control) подключена к керамическому конденсатору на 100 нФ. Почему так сделано, уже было рассказано выше. Это что общего у всех схем. Теперь поговорим о различиях.

Fun fact! Согласно спецификации, таймер 555 не рассчитан на работу при напряжении менее 4.5 В. Однако на практике он не так уж плохо работает и при напряжении 3 В.

Итак, что здесь происходит. В исходном состоянии светодиод не горит. При нажатии на кнопку, подключенную к ножке 2 (trigger), светодиод загорается примерно на 2.5 секунды, а затем гаснет. Если в то время, когда светодиод горит, нажать на кнопку, подключенную к ножке 4 (reset), светодиод тут же погаснет, до истечения времени.

Как это работает? Обратите внимание на правую часть схемы. В начальный момент времени вывод 7 подключен к минусу, поэтому ток идет через резистор прямо на него, не доходя до конденсатора внизу схемы. Вывод 3 (out) также подключен к минусу, поэтому ток через светодиод не идет и, соответственно, он не горит. При нажатии на копку, подключенную к выводу 2 (trigger), вывод 7 начинает ни к чему не вести, а вывод 3 подключается к плюсу. В итоге ток идет на светодиод и он зажигается.

Кроме того, начинает заряжаться конденсатор внизу схемы. Когда конденсатор достигает 2/3 напряжения питания, таймер видит это через вывод 6 (threshold) и возвращает чип в исходное состояние. В итоге светодиод гаснет, а конденсатор полностью разряжается. Пользователь может преждевременно вернуть чип в исходное состояние, нажав вторую кнопку.

Время, в течение которого светодиод горит, можно регулировать при помощи емкости конденсатора и сопротивления резистора по следующей формуле:

>>> import math
>>> R = 100 * 1000
>>> C = 22 / 1000 / 1000
>>> T = math.log(3) * R * C
>>> T
2.4169470350698417

Здесь R — сопротивление резистора в омах, C — емкость конденсатора в фарадах, а T — время горения светодиода в секундах. Учтите однако, что на практике характеристики всех элементов определяются с некоторой погрешностью. Для резисторов, например, она типично составляет либо 5% (золотая полоска), либо 10% (серебряная полоска).

Автоколебательный режим (astable mode)

Соответствующая схема:

Что здесь происходит? Светодиод просто мигает с частотой около 3-х раз в секунду. Никаких кнопок или иного интерактива не предусмотрено.

Как это работает. Благодаря тому, что изначально вывод 7 (discharge) подает низкое напряжение и подключен к выводу 2 (trigger) через резистор сопротивлением 10 кОм, чип тут же переключается в свое «нижнее» состояние. Светодиод загорается, а конденсатор внизу схемы начинает заряжаться через два резистора справа. Когда напряжение на конденсаторе достигает 2/3 полного напряжения, чип видит это через вывод 6 (threshold) и переключается в «верхнее» состояние. Конденсатор начинает разряжаться через вывод 7 (discharge), но делает это медленнее, чем в предыдущей схеме, так как на сей раз он разряжается через резистор сопротивлением 10 кОм. Когда напряжение на конденсаторе падает до 1/3 полного напряжения, чип видит это через вывод 2 (trigger). В результате он снова переходит в «нижнее» состояние и процесс повторяется.

То, как будет мигать светодиод, можно определить по формулам:

>>> import math
>>> C = 22 / 1000 / 1000
>>> R1 = 1 * 1000
>>> R2 = 10 * 1000
>>> H = math.log(2) * C * (R1 + R2)
>>> H
0.16774161769550675
>>> L = math.log(2) * C * R2
>>> L
0.15249237972318797
>>> F = 1 / (H + L)
>>> F
3.1227165387207

Здесь F — частота миганий в герцах, H — время в секундах, в течение которого светодиод горит, а L — время в секундах, в течение которого светодиод не горит. Интересно, что параллельно с резистором R2 можно подключить диод, тем самым заставив конденсатор заряжаться только через R1, а разряжаться, как и раньше, через R2. Таким образом, можно добиться полной независимости времени H от времени L и наоборот.

Fun fact! Подключив в этой схеме вместо светодиода динамик или пьезо-пищалку, а также выбрав C равным 100 нФ или 47 нФ, можно насладиться звуком с частотой 687 Гц или 1462 Гц соответственно. На самом деле, это далеко не чистый звук определенной частоты, так как чип 555 генерирует прямоугольный сигнал, а для чистого звука нужна синусоида. Почувствовать разницу между прямоугольным и синусоидальным сигналом проще всего в Audacity, сказав Generate → Tone. Заметьте, что можно регулировать R2, а следовательно и частоту звука, заменив соответствующий резистор на потенциометр. Кроме того, резистор, подключенный последовательно с динамиком или пьезо-пищалкой, можно также заменить на потенциометр и регулировать с его помощью громкость. Наконец, к выводу 5 (control) вместо конденсатора также можно подключить потенциометр и с его помощью более тонко подогнать частоту сигнала.

Бистабильный режим (bistable mode)

И, наконец, схема бистабильного режима:

Что происходит. Изначально светодиод не горит. При нажатии на кнопку, подключенную к ножке 2 (trigger) он загорается и горит бесконечно долго. При нажатии на другую кнопку, подключенную к ножке 4 (reset), светодиод гаснет. То есть, получилось что-то вроде кнопок «включить» и «выключить».

Как это работает. Режим похож на моностабильный (первый рассмотренный), только нет никакого конденсатора, который мог бы вернуть чип из «нижнего» состояния обратно в «верхний». Вместо этого вывод 6 (threshold) подключен напрямую к земле, а выводы 5 (control) и 7 (discharge) вообще ни к чему не подключены. В данном случае это нормально, так как подача любого сигнала на эти выводы все равно будет игнорироваться. В общем и целом, это тот же моностабильный режим, только чип не меняет свое состояние автоматически. Изменить состояние может только пользователь, явно подав низкое напряжение на вывод 2 (trigger) или 4 (reset).

Заключение

Согласитесь, это было не так уж и сложно! На следующем фото изображены все описанные выше режимы, собранные на макетной плате:

Слева направо — моностабильный, автоколебательный и бистабильный режимы. Вариант, где автоколебательный режим используется с динамиком и двумя потенциометрами, выглядит куда более впечатляюще, но менее наглядно, поэтому здесь я его не привожу.

Исходники приведенных выше схем, созданных в gschem, вы найдете . Кое-какие дополнительные сведения можно найти в статье 555 timer IC на Википедии, а также далее по ссылкам.

Как всегда, буду рад вашим вопросам и дополнениям. А часто ли вам приходится использовать таймер 555?

Fun fact! Есть энтузиасты, которые делают на таймере 555 совершенно сумасшедшие вещи. Например, при сильном желании на его основе можно делать операционные усилители или логические вентили, а следовательно, теоретически, и целые процессоры. Подробности можно найти, например, в посте You Know You Can Do That with a 555 на сайте hackaday.com.

Дополнение: Вас также могут заинтересовать посты

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.

Умные соединения компаратора, сбрасываемый триггер и инвертирующий усилитель в одной монолитной интегральной микросхеме, наряду с несколькими другими элементами породили почти бессмертные схемы устройств, которые сегодня используется многими радиолюбителями.

555 Таймер был разработан американской компанией Signetics в 1972 году и зарегистрирован на мировом рынке. Два года спустя той же компании был разработана микросхема с обозначением 556, которая объединила в себе два отдельных таймера NE555 имеющих 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 разрабатывалась в качестве таймера и содержит в себе комбинацию аналоговых и цифровых элементов в одном кристалле. Выпускается в различном исполнении, начиная от классического DIP корпуса 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 устанавливать 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 импульса 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 рисунке приводится структурная схема таймера от Philips Semiconductors.

В следующей таблице перечислены 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 использоваться для регулировки длительности импульсов на выходе путем подачи напряжения 2/3 от напряжения питания. Если это вывод 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

Способность вывода 3 таймера NE555 создавать как 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 подключен 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 максимального тока нагрузки выхода таймера. Конденсатор предназначен для отделения постоянной составляющей сигнала и проводит только аудиосигнал.

Динамик с сопротивлением катушки ниже чем 64 Ом можно подключить либо через конденсатор с меньшей емкостью (реактивное сопротивление), являющегося дополнительным сопротивлением либо с помощью усилителя. Усилитель также может быть использован для подключения более мощного громкоговорителя.

Как и все интегральных микросхемы, выход таймера NE555 управляющий индуктивной нагрузкой (реле) должен быть защищена от скачков повышенного напряжения, созданное в в момент отключения. Диод (например, 1N4148) всегда подключается параллельно к катушке реле в обратном направлении.

Однако, для микросхемы NE555 требуется второй диод, включенный последовательно с катушкой реле. Он ограничивает низкое напряжение, которое находится на выходе 3 таймера и предотвращает возбуждение реле небольшим током.

Таким диодом может быть, например, 1N4001 (1N4148 диод не подходит) либо светодиод.

(скачено: 3 612)

Микросхема таймер NE555 включает около 20 транзисторов, 15 резисторов, 2 диода. Выходной ток 200 мА, ток потребления примерно на 3 мА больше. Напряжение питания от 4,5 до 18 вольт. Точность таймера не зависит от изменения напряжения питания и составляет не более 1% от расчетного значения.

Datasheet микросхемы NE555, а также калькулятор для расчета обвязки можно скачать в конце статьи.

Назначение выводов:

Вывод №1 — Земля.

Вывод подключается к минусу питания или к общему проводу схемы.

Вывод №2 — Запуск.

Этот вывод является одним из входов №2. При подаче на этот вход импульса низкого уровня, который должно быть не более 1/3 напряжения питания, происходит запуск таймера и на выводе №3 появляется напряжение высокого уровня на время, которое задается внешним сопротивлением Ra+Rb и конденсатором С. Данный режим работы называется — режим моностабильного . Импульс, подаваемый на вывод №2, может быть как прямоугольным, так и синусоидным и по длительности он должен быть меньше чем время заряда конденсатора С.

Вывод №3 — Выход.

Высокий уровень равен напряжению питания минус 1,7 Вольта. Низкий уровень равен примерно 0,25 вольта. Время переключения с одного уровня на другой происходит примерно за 100 нс.

Вывод №4 — Сброс.

При подаче на этот вывод напряжения низкого уровня (не более 0,7в) произойдет сброс таймера и на выходе его установится напряжение низкого уровня. Если в схеме нет необходимости в режиме сброса, то данный вывод необходимо подключить к плюсу питания.

Вывод №5 — Контроль.

Обычно, этот вывод не используется. Однако его применение может значительно расширить функциональность таймера. При подаче напряжения на этот вывод можно управлять длительностью выходных импульсов таймера, а значит отказаться от RC времязадающей цепочки. Подаваемое напряжение на этот вход в режиме моностабильного мультивибратора может составлять от 45% до 90% напряжения питания. А в режиме мультивибратора от 1,7в и до напряжения питания. Соответственно на выходе получится FM модулированный сигнал.

Если этот вывод не используется, то его лучше подключить через 0,01мкФ к общему проводу.

Вывод №6 — Стоп.

Этот вывод является одним из входов компаратора №1. При подаче на этот вывод импульса высокого уровня (не менее 2/3 напряжения питания), работа таймера останавливается, и на выходе таймера устанавливается напряжение низкого уровня. Как и на вывод №2, на этот вывод можно подавать импульсы как прямоугольные, так и синусоидные.

Вывод №7 — Разряд.

Этот вывод соединен с коллектором транзистора Т1, эмиттер которого соединен с общим проводом. При открытом транзисторе конденсатор С разряжается через переход коллектор-эмиттер и остается в разряженном состоянии пока не закроется транзистор. Транзистор закрыт, когда на выходе таймера высокий уровень и открыт, когда на выходе низкий уровень.

Вывод №8 — Питание.

Напряжение питания таймера составляет от 4,5 до16 вольт.

Таймер может работать в двух режимах: моностабильный мультивибратор и генератор прямоугольных импульсов.

1. Моностабильный мультивибратор.

Моностабильный означает, что стабильное состояние у таймера только одно, когда он выключен. Во включенное состояние его можно перевести временно, подав на вход таймера какой-либо сигнал. Время нахождения таймера в активном режиме определяется RC цепочкой.

В начальном состоянии, на выходе таймера (вывод №3) низкий уровень — примерно 0,25 вольт, транзистор Т1 открыт и соответственно конденсатор разряжен. Это состояние таймера стабильное. При поступлении на вход (вывод №2) импульса низкого уровня, включается компаратор №2, который переключает триггер таймера, и как результат на выходе таймера устанавливается высокий уровень. Транзистор Т1 закрывается и через резистор R начинает заряжаться конденсатор С. И пока заряжается конденсатор С на выходе таймера сохраняется высокий уровень. За это время изменения сигнала на входе (вывод №2) не вызовут никакое воздействие на таймер. После того как напряжение на конденсаторе С достигнет 2/3 напряжения питания, включается компаратор №1 и тем самым переключает триггер. В результате на выходе (вывод №3) установится низкий уровень, и таймер восстановит исходное, стабильное состояние. Транзистор Т1 откроется и разрядит конденсатор С.

2. Генератор прямоугольных импульсов.

Таймер генерирует последовательность прямоугольных импульсов определяемых RC цепочкой.

В начальном состоянии конденсатор С разряжен и на входах обоих компараторов низкий уровень, близкий к нулю. Компаратор №2 переключает внутренний триггер и как следствие этого на выходе таймера (вывод №3) устанавливается высокий уровень. Транзистор Т1 закрывается и конденсатор С начинает заряжаться через цепочку резисторов R1 и R2.

Когда, в результате зарядки, напряжение на конденсаторе достигает 2/3 напряжения питания, компаратор №1 переключает триггер, который в свою очередь устанавливает низкий уровень на выходе таймера (вывод №3). Транзистор Т1 открывается и через резистор R2 начинает разряжаться конденсатор С. Как только напряжение на конденсаторе достигнет 1/3 напряжения питания, компаратор №2 снова переключит триггер и на выходе таймера (вывод №3) снова появится высокий уровень. Транзистор Т1 закроется и конденсатор С снова начнет заряжаться.

Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.

Часть первая. Теоретическая.

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.
Наши отечественные производители тоже не остались в стороне и выпускают эту микросхему под названием КР1006ВИ1.

А вот список заморских производителей, которые выпускают таймер 555 и их коммерческие обозначения:

Производитель

Название микросхемы

Texas Instruments

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.

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.

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 .

Как вам эта статья?

Теория Практика Добавить тег

Теория и практика применения таймера 555.Часть вторая.

Часть вторая. Практическая.

В этой части мы продолжим ездить по вашим мозгам на таймере 555, однако уже с практической точки зрения – рассмотрим конкретные схемы включения микросхемы.
Итак,
Схема 1:

Эта штуковина начинает работать (пищать) если по каким-то причинам станет вдруг темно. То есть, на фоторезистор LDR1 перестанет попадать свет или световой поток уменьшится до некоего критического уровня.

Эта схема предназначена для раздражения слухового нерва в том случае, если напряжение на входе “Контроль” упадет ниже 9 вольт.

Простейший вид узла сигнализации. Если датчик S2 замкнется, на выходе таймера появится высокий уровень и останется таковым, даже если датчик вернется в исходное состояние. Вернуть низкий уровень на выход микросхемы можно кнопкой “Сброс”.

Аналогична Схеме 1, правда можно подстраивать частоту тона пищания резистором R2.

Метроном. Издает мерное тикание, чтобы начинающие музыканты не сбивались с ритма, ну или хорошо спали. Частота тиков подстраивается резистором R1.

10-минутный таймер. Запускается нажатием на кнопку “Сброс-запуск”, при этом загорается светодиод HL2, например – зеленый. По истечении временного интервала, загорится светодиод HL1, например – красный. Интервал можно подстроить резистором R4.

Триггер Шмидта. Полезная вещь, если вам необходимо получить прямоугольные импульсы из синусоидального сигнала, даже искаженного и зашумленного.

Генератор повышенной точности и стабильности. Частота подстраивается резистором R1. Диоды – любые германиевые. Можно также применить диоды Шоттки.

Детектор пропущенных импульсов. Может пригодиться. Транзистор можно заменить на отечественный КТ3107.

Твухтональная сирена. Занятная схема для экспериментов с включением двух таймеров сразу.

Ну пока все.
Вопросы, как обычно, складываем

555-й таймер. Часть 1. Как устроен и как работает таймер NE555. Расчёт схем на основе NE555

Эта статья посвящена микросхеме, сохраняющей популярность уже более 30 лет и имеющей множество клонов. Встречайте — таймер NE555 (он же — LM555, LC555, SE555, HA555, а также
множество других, есть даже советский аналог — КР1006ВИ1). Такую популярность этой микросхеме обеспечили простота, дешивизна, широкий диапазон напряжений питания (4,5-18В), высокая точность и стабильность (температурный дрейф 0,005% / oС, дрейф от напряжения питания — менее 0,1% / Вольт), ну и конечно же, самое главное, — широчайшие возможности применения.

Но, обо всём по порядку. Начнём мы с того, как эта микросхема устроена.

Итак, функциональная схема таймера показана на рисунке 1.

Ноги:

1. GND — земля/общий провод.

2. Trigger — инвертирующий вход компаратора, ответственного за установку триггера. Когда напряжение на этой ноге становится меньше 1/3 Vcc (то есть меньше, чем напряжение на неинвертирующем входе компаратора) — на вход SET триггера поступает логическая 1. Если при этом отсутствуют сигналы сброса на входах Reset, то триггер установится (на его выходе появится логический 0, так как выход инвертированный).

3. Output — выход таймера. На этом выводе присутствует инвертированный сигнал с выхода триггера, то есть когда триггер взведён (на его выходе ноль) — на выводе Output высокий уровень, когда триггер сброшен — на этом выводе низкий уровень.

4. Reset — сброс. Если этот вход подтянуть к низкому уровню, триггер сбрасывается (на его выходе устанавливается 1, а на выходе таймера низкий уровень).

5. Control — контроль/управление. Этот вывод позволяет изменять порог срабатывания компаратора, управляющего сбросом триггера. Если вывод 5 не задействован, то этот порог определяется внутренним делителем напряжения на резисторах и равен 2/3 Vcc. Вывод Control можно использовать, например, для организации обратной связи по току или напряжению (об этом я позднее расскажу).

6. Threshold — порог. Когда напряжение на этом выводе становится выше порогового (которое при незадействованном выводе 5, как вы помните, равно 2/3 Vcc) — происходит сброс триггера и на выходе таймера устанавливается низкий уровень.

7. Discharge — разряд. На этом выходе 555-й таймер имеет транзистор с открытым коллектором. Когда триггер сброшен — этот транзистор открыт и на выходе 7 присутствует низкий уровень, когда триггер установлен — транзистор закрыт и вывод 7 находится в Z-состоянии. (Почему эта нога называется «разряд» вы скоро поймёте.)

8. Vcc — напряжение питания.

Далее, давайте рассмотрим, в чём же основная идея использования этого таймера. Для этого добавим к нашей схеме пару элементов внешней обвязки (смотрим рисунок 2). 4-ю и 5-ю ноги мы пока не будем использовать, поэтому будем считать, что 4-я нога у нас гвоздём прибита к напряжению питания, а 5-я просто болтается в воздухе (с ней и так ничего не будет).

Итак, пусть изначально у нас на второй ноге присутствует высокий уровень. После включения наш триггер сброшен, на выходе триггера высокий уровень, на выходе таймера низкий уровень, на 7-й ноге тоже низкий уровень (транзистор внутри микрухи открыт).

Чтобы произошло переключение триггера — необходимо подать на вторую ногу уровень ниже 1/3 Vcc (тогда переключится компаратор и сформирует высокий уровень на входе Set нашего триггера). Пока уровень на 2-й ноге остаётся выше 1/3 Vcc — наш таймер находится в стабильном состоянии и никаких переключений не происходит.

Ну что ж, — давайте кратковременно подадим на 2-ю ногу низкий уровень (на землю её коротнём, да и всё) и посмотрим что будет происходить.

Как только уровень на 2-й ноге упадёт ниже 1/3 Vcc — у нас сработает компаратор, подключенный к устанавливающему входу триггера (S), что, соответственно, вызовет установку триггера.

На выходе триггера появится ноль (поскольку выход триггера инвертирован), при этом на выходе таймера (3-я нога) установится высокий уровень. Кроме этого транзистор на 7-й ноге закроется и 7-я нога перейдёт в Z-состояние.

При этом через резистор Rt начнёт заряжаться конденсатор Ct (поскольку он больше не замкнут на землю через 7-ю ногу микрухи).

Как только уровень на 6-й ноге поднимется выше 2/3 Vcc — сработает компаратор, подключенный ко входу R2 нашего триггера, что приведёт к сбросу триггера и возврату схемы в первоначальное состояние.

Вот мы и рассмотрели работу схемы, называемой одновибратором или моностабильным мультивибратором, короче говоря, устройства, формирующего единичный импульс.

Как нам теперь узнать длительность этого импульса? Очень просто, — для этого достаточно посчитать, за какое время конденсатор Ct зарядится от 0 до 2/3 Vcc через резистор Rt от постоянного напряжения Vcc.

Сначала решим эту задачку в общем виде. Пусть у нас конденсатор заряжается через резистор R напряжением Vп от начального уровня U0.

Вспоминаем, как связаны ток и напряжение на конденсаторе: i=C*dU/dt. Ток через резистор: i=(Vп-U)/R. Поскольку это один и тот же ток, который течёт через резистор и заряжает конденсатор, то мы можем составить простое дифференциальное уравнение, описывающее процесс заряда нашего конденсатора: C*dU/dt=(Vп-U)/R.

Преобразуем наше уравнение к виду: RC*dU/dt + U = Vп

Это дифференциальное уравнение имеет решение, вида: U=U0+(Vп-U0)*(1-e-t/RC) ( формула 1 )

Теперь вернёмся к нашей схеме. Зная, что U0=0, напряжение питания равно Vcc, а конечное напряжение равно 2/3 Vcc, найдём время заряда:

2/3 Vcc = Vcc*(1-e-t/RC)

2/3 = 1-e-t/RC

1-2/3 = e-t/RC

ln(1/3) = -t/RC

Отсюда получаем длительность импульса нашего одновибратора:

t = RC*(-ln(1/3)) ≈ 1,1*RC

А теперь мы нашу схему немного изменим. Добавим в неё ещё один резистор, и чуть изменим подключение ног (смотрим рисунок 3).

Так, что у нас получилось? На старте конденсатор Ct разряжен (напряжение на нём меньше 1/3 Vcc), значит сработает компаратор запуска и сформирует высокий уровень на входе S нашего триггера. Напряжение на 6-й ноге меньше 2/3 Vcc, значит компаратор, формирующий сигнал на входе R2, — выключен (на его выходе низкий уровень, то есть сигнала Reset нет).

Следовательно сразу после включения наш триггер установится, на его выходе появится логический 0, на выходе таймера установится высокий уровень, транзистор на 7-й ноге закроется и конденсатор Ct начнёт заряжаться через резисторы R1, R2. При этом напруга на 2-й и 6-й ногах начнёт расти.

Когда эта напруга вырастет до 1/3 Vcc — пропадёт сигнал Set (отключится компаратор установки триггера), но триггеру пофиг, на то он и триггер, — если уж он установился, то сбросить его можно только сигналом Reset.

Сигнал Reset сформируется верхним на нашем рисунке компаратором, когда напряжение на конденсаторе, а вместе с ним на 2-й и 6-й ногах, достигнет значения 2/3 Vcc (то есть как только напряжение на конденсаторе станет чуть больше — сразу сформируется Reset).

Этот сигнал (Reset) сбросит наш триггер и на его выходе установится высокий уровень. При этом на выходе таймера установится низкий уровень, транзистор на 7-й ноге откроется и конденсатор Ct начнёт разряжаться через резистор R2. Напряжение на 2-й и 6-й ногах начнёт падать. Как только оно станет чуть меньше 2/3 Vcc — верхний компаратор снова переключится и сигнал Reset пропадёт, но установить триггер теперь можно только сигналом Set, поэтому он так и останется в сброшенном состоянии.

Как только напряжение на Ct снизится до 1/3 Vcc (станет чуть ниже) — снова сработает нижний компаратор, формирующий сигнал Set, и триггер снова установится, на его выходе снова появится ноль, на выходе таймера — единица, транзистор на 7-й ноге закроется и снова начнётся заряд конденсатора.

Далее этот процесс так и будет продолжаться до бесконечности — заряд конденсатора через R1,R2 от 1/3 Vcc до 2/3 Vcc (на выходе таймера высокий уровень), потом разряд конденсатора от 2/3 Vcc до 1/3 Vcc через резистор R2 (на выходе таймера низкий уровень).

Таким образом наша схема теперь работает как генератор прямоугольных импульсов, то есть мультивибратор в автоколебательном режиме (когда импульсы сами возникают, без каких-либо внешних воздействий).

Осталось только посчитать длительности импульсов и пауз. Для этого снова воспользуемся формулой 1, которую мы вывели выше.

При заряде конденсатора напряжением Vcc через R1,R2 от 1/3 Vcc до 2/3 Vcc, имеем:

2/3 Vcc = 1/3 Vcc + (Vcc-1/3 Vcc)*(1-e-t/(R1+R2)C)

1/3 = 2/3*(1-e-t/(R1+R2)C)

1/2 = 1-e-t/(R1+R2)C

e-t/(R1+R2)C = 1/2

t/(R1+R2)C = -ln(1/2)

Отсюда получаем длительность импульса нашего мультивибратора:

tи = -ln(1/2)*(R1+R2)*C ≈ 0,693*(R1+R2)C

Аналогично находим длительность паузы, только теперь у нас начальный уровень 2/3 Vcc, конденсатор мы не заряжаем от Vcc, а разряжаем на землю (т. е. вместо Vп в формулу нужно подставить ноль, а не Vcc) и разряд идёт только через резистор R2:

1/3 Vcc = 2/3 Vcc + (0-2/3 Vcc)*(1-e-t/R2*C)

2/3*(1-e-t/R2*C) = 1/3

1-e-t/R2*C = 1/2

e-t/R2*C = 1/2

t/R2*C = -ln(1/2)

Отсюда получаем длительность паузы мультивибратора:

tп = -ln(1/2)*R2*C ≈ 0,693*R2*C

Ну и дальше уже несложно посчитать для нашего мультивибратора период импульса и частоту:

T = tи + tп = -ln(1/2)*(R1+2*R2)*C ≈ 0,693*(R1+2*R2)*C

f = 1/T

Продолжение: Генератор прямоугольных импульсов с регулируемой скважностью, на 555-м таймере.

Схема. Импульсные источники питания на 555-м таймере. Три устройства.

      Микросхема 555-го таймера (отечественный аналог КР1006ВИ1) настолько универсальна, что ее можно встретить в самых неожиданных узлах РЭА. В этой статье рассмотрены схемы импульсных источников питания, в которых используется эта микросхема.
      В домашней лаборатории, особенно в полевых условиях, необходим маломощный источник разных постоянных напряжений, который можно запитать от аккумуляторов или гальванических элементов, легкий и портативный. Подобные схемы импульсных источников питания, которые принято называть DC/DC-преобразователями, можно создать на 555-м таймере. Так получилось, что мы в своих конструкциях используем микросхему NE555, но в рассматриваемых схемах можно использовать любые ее аналоги.

Схема импульсного источника питания двухполярного напряжения


      Он собран на одной микросхеме NE555 (рис.1), которая служит задающим генератором прямоугольных импульсов. Генератор собран по классической схеме. Частота следования выходных импульсов генератора 6,474…6,37 кГц. Она изменяется в зависимости от напряжения питания, которое может быть 3,6 В (3 аккумулятора в кассете питания) и 4,8 В (при 4 аккумуляторах в кассете). В схеме импульсного источника питания были использованы аккумуляторы ENERGIZER типоразмера АА емкостью 2500 мА-ч.
      Прямоугольные импульсы с выхода 3 МС 555 через ограничивающий резистор R5 подаются на базу транзисторного ключа VT1, нагрузкой которого является дроссель L1 индуктивностью 3 мГн. При резком запирании этого транзистора в дросселе L1 наводится большая ЭДС самоиндукции. Полученные таким образом высоковольтные импульсы поступают на два параллельных выпрямителя с удвоением напряжения, на выходах которых будут два разнополярных напряжения ±4,5…15 В.

      Эти напряжения можно регулировать, изменяя скважность выходных импульсов с помощью потенциометра R1.    Постоянное напряжение с движка R1 попадает на вывод 5 МС555 и меняет скважность, а следовательно, и выходные напряжение обоих выпрямителей. Выходные напряжения этого источника будут идеально равны только в том случае, когда скважность импульсов генератора будет равна 2 (длительность импульсов равна паузе между ними). При другой скважности импульсов выходные напряжения источника в точках А и Б будут несколько разниться (до 1…2 В). Столь небольшая разница обеспечивается применением в схеме импульсного источника питания выпрямителей удвоения, конденсаторы которых заряжаются как положительными, так и отрицательными импульсами. Этот недостаток компенсируется простотой и дешевизной схемы.

      В этой схеме импульсного источника питания можно использовать дроссели от электронных балластов негодных экономичных ламп дневного света. Разбирая эти лампы, старайтесь не повредить спиральные или U-образные стеклянные трубки, так как они содержат ртуть. Делать это лучше на открытом воздухе.
      На некоторых дросселях, особенно импортных, нанесена величина индуктивности в мГн (2.8, 2.2, 3.0, 3,6 и т.д.).
      Входные и выходные напряжения, потребляемый ток и частоты следования импульсов для схемы рис.1 приведены в табл.1.

Схема импульсного источника питания на двух NE555


      На рис. 2 показана схема импульсного источника питания с двумя таймерами NE555. Первая из этих микросхем (DD1) включена по схеме мультивибратора, на выходе которого проявляются короткие прямоугольные импульсы, снимаемые с ножки 3. Частота следования этих импульсов изменяется с помощью потенциометра R3.
      Этим импульсы поступают на дифференцирующую цепочку C3R5 и параллельно подключенный к резистору R5 диод VD1. Поскольку катод диода подключен к шине питания, короткие положительные всплески продифференцированных импульсов (фронты) шунтируются малым прямым сопротивлением диода и имеют незначительную величину, а отрицательные всплески (спады), попадая на запертый диод VD1, свободно проходят на вход ждущего мультивибратора МС DD2 (ножка 2) и запускают его. Хотя на схеме VD1 указан как Д9И, в этой позиции желательно использовать маломощный диод Шотки, а, в крайнем случае, можно использовать кремниевый диод КД 522.

      Резистор R6 и конденсатор С6 определяют длительность выходного импульса ждущего мультивибратора (одновибратора) DD2, управляющего ключом VT1.
      Как в предыдущей схеме импульсного источника питания ток через транзистор VT1 регулируется резистором R7, а нагрузкой служит дроссель из балласта экономичных ламп дневного света 3 мГн.
      Поскольку частота генерации МС ниже, чем в первой схеме, то конденсатор выпрямителя с удвоением напряжения С7 имеет емкость 10 мкФ, а для уменьшения габаритов в этой позиции использован керамический SMD-конденсатор, но можно использовать и другие типы конденсаторов: К73, КБГИ, МБГЧ, МБМ или электролитические на подходящее напряжение.
      Входные и выходные напряжения, потребляемый ток и частоты следования импульсов для схемы рис.2 приведены в табл.2.

Схема импульсного источника питания на таймере NE555 и операционном усилителе


      Схема импульсного источника питания, показанная на рис.3, подобна, но в качестве задающего генератора прямоугольных импульсов используется операционный усилитель (ОУ) типа К140 УД12 или КР140 УД 1208. Этот ОУ очень экономичен, может работать от однополярного напряжения питания от 3 до 30 В или от двуполярного ±1,5… 15 В.
      Частоту генерации регулируют потенциометром R3. Для увеличения широкополосности выводы 1,4,5 объединяют и заземляют на общий провод. Резистор R6, регулирующий токуправления, уменьшают до минимально возможного значения 100 кОм. Ток потребления ОУ в пределах 1,5…2 мА. Между выходом ОУ и дифференцирующей цепочкой C3R10VD1, от которой запускается одновибратор DD1, включен буферный усилитель на транзисторе VT1 типа ВС237, который служит для увеличения крутизны фронта и спада выходного импульса МС DA1.

      В нагрузке ключа VT2 использован дроссель L1 из тех же балластов от экономичных ламп. От перенапряжения этот дроссель защищен цепочкой R13VD2. Его индуктивность 1,65 мГн, но намотан он более толстым проводом, следовательно, его активное сопротивление меньше, а добротность выше. Это позволяет получить на выходе выпрямителя с удвоением VD3VD4 напряжение приблизительно 24…25 В.
      Необходимо также отметить, что схема импульсного источника питания рис.3 может работать от однополярного напряжения питания 3,3 В.
      Входные и выходные напряжения, потребляемый ток и частоты следования импульсов для схемы рис.3 приведены в табл.3.

Похожие статьи:
Малогабаритный импульсный источник питания на микросхеме LNK501
Импульсный источник питания на однопереходном транзисторе
Импульсный источник питания паяльника и дрели
Импульсный источник питания мощностью 20 Вт

Post Views: 6 283

Схемы NE555 | Домашний электрик

Примером создания электронной схемы, небольшой, но достаточно полезной во многих случаях, является придумка еще в 1970-е годы микрочипа универсального таймера 555. Что это, шедевр электронной схемотехники?

Электронные интегральные схемы — такая отрасль нашей науки и техники, возможности которой еще далеко не исчерпаны. Видимо, это и есть ростки того самого искусственного интеллекта, о котором так много уже сказано. Причем, если наш природный интеллект строится на элементах — нейронах — которые можно назвать электронно-химическими, то созданные руками человека интегральные схемы в природе не встречаются. Это чистое изобретение человеческого разума. Оно получено в результате долгой работы по совершенствованию самых обыкновенных электроприборов, которые понадобились людям сразу после открытия электричества — выключателей, резисторов, конденсаторов, полупроводниковых приборов. Совершенствование шло как в направлении усложнения схем, так и в стремлении уместить большое количество элементов на ограниченной площади или в ограниченном объеме. А также создать из все тех же схемных примитивов нечто универсальное, долгоиграющее и омниполезное.

Таймер NE555

История изобретения этого таймера показывает, что настоящие шедевры делаются не всегда в самые лучшие для изобретателей времена, и часто даже в совершенно не высокотехнологичных условиях. Ганс Камензинд в свои 33 года кроме служебных обязанностей имел мечту. Это не всегда бывает по вкусу начальству, и ему пришлось уволиться. Свой шедевр он придумал, сидя в гараже в 1971 году, а через год микросхема на восьми ножках бойко пошла в производство и продажу. Схема простая и, как оказалась, полезная. Быть может, не последнюю роль в удаче сыграло и название, которое толком и объяснить не могут: почему NE — от названия фирмы Signetics? Почему 555 — потому что им полюбилась пятерка? Таймер? — да, но не такой, как обычные. Те, что всегда только безостановочно тикают импульсами, а этот может выдать очень точный интервал времени, и не в каких-то привычных в импульсной технике микросекундах, а в достаточно ощутимом интервале: взять и включить лампочку на несколько секунд.

Ганс Р. Камензинд (Hans R. Camenzind)

Схема, как часто и все гениальное, оказалась на стыке двух техник: импульсной и аналоговой.

Аналоговые — операционные усилители — усиливают сигнал до нужного стандарта (2 на входах (двухпороговый компаратор) и 1 на выходе). А в середине работает импульсный RS-триггер, который может как генерировать импульсы (мультивибратор), так и выдавать одиночный импульс заданной протяженности (одновибратор).

И все очень легко регулируется — практически, соотношением параметров двух резисторов и одной емкости, подключенных к микросхеме на входах, а также подачей других сигналов на входы.

Первая NE555 «Эволюция» микросхемы NE555

Видимо, схема имеет какое-то неуловимо удачное соотношение простоты управления и простоты конструкции, что в сочетании с неожиданным многообразием работы элементов и придало ей популярности на протяжении стольких лет. Потому что перечисленные свойства, как следствие, выразились в совсем даже невысокой стоимости и в применимости в разных схемах — и ширпотребовских, и профессиональных. Они хороши для использования в детских игрушках, реле времени, кодовых замках, космических аппаратах. А ежегодные продажи исчисляются до сих пор миллиардами штук по всему миру. Причем за все время схема не претерпела практически никаких изменений. По какой причине слово «эволюция» под рисунком выше и взято в кавычки. Таймер 555 выпускают многие фирмы по всему миру. Известны и отечественные аналоги NE555 — микросхема КР1006ВИ1 и ее КМОП вариант КР1441ВИ1.

Функциональная схема и описание прибора

Функционально таймер состоит из 5 компонентов. Выводов у схемы больше, чем внутренних блоков, что и говорит о возможной гибкости включения в различные схемные решения с участием данной микросхемы.

Функциональная схема таймера NE555

Входной внутренний делитель напряжения задает опорные напряжения для двух компараторов — верхнего и нижнего. RS-триггер принимает их сигналы и формирует выходной сигнал, который отправляет на усилитель мощности. Еще имеется дополнительный транзистор с выведенным наружу коллектором, который используется для подключения внешней времязадающей цепочки.

 Выводы схемы расположены одинаково, независимо от исполнения микросхемы

С одной стороны с первого по четвертый (сверху вниз), с другой — с пятого по восьмой (снизу вверх). Таймер 555 и его выводы

Описание выводов схемы

Приведенный ниже даташит содержит выводы и подаваемые на них сигналы, откуда становится немного понятной работа микросхемы. Хотя очень многое зависит от ее подключения.

Применение: варианты подключения NE555 (или NE555 аналогов)

Одновибратор
Самая простая схема подключения

Емкость С и резистор R задают длительность импульса t, выдаваемого схемой в ответ на сигнал по входу Input (вывод 2). Напряжение питания влияет не на длительность, а на амплитуду выходного сигнала. При выдаче импульса изменение входного сигнала схемой не воспринимается. Через время t схема выдает задний фронт выходного сигнала и возвращается в исходное состояние, после чего готова снова реагировать на входной сигнал. Таким образом, она может выделять информативные всплески (низкого уровня) на фоне помех, так как сигнал на входе в общем случае аналоговый. Может работать как антидребезговая схема.

Генератор импульсов (мультивибратор)

Мультивибратору не нужно подавать на вход никаких сигналов, он начинает работать сразу после включения питания.

Вторая схема подключения

Разряженный в начале конденсатор С задает на вход низкий уровень, отчего таймер срабатывает, выдавая на выход высокий потенциал. Его длительность определяется зарядкой конденсатора C через резисторы R1 и R2. Далее происходит разрядка C через R2 и вход 7, что и определяет длительность паузы на таймере. После этого все повторяется, и на выходе получаются импульсы заданной напряжением питания амплитуды и длительностями t1 и t2, то есть частотой  f  

Формула

и скважностью S = T/t1. Скважность в данном простейшем подключении более 2 быть не может, так как время импульса t1  всегда > времени паузы t2.

Похожие статьи:

⚡️ne555 схемы | radiochipi.ru

На чтение 5 мин Опубликовано Обновлено

Сравнение микросхемы NE555 и LM386 при использовании в безиндуктивных DC/DC преобразователях.

Чтобы сделать выбор центрального элемента безиндкутивного DC DC преобразователя между двумя общедоступными и предлагаемыми многими изготовителями микросхемами – таймера NE555 и аудио усилителя LM386 – требуется рассмотреть их основные характеристики и поведение в типовых схемах

Биполярная микросхема таймера NE555 широко используется в безиндуктивных DC/DC преобразователях, чаще всего в схемах с удвоением или инвертированием напряжения. Однако имеется еще одна весьма популярная микросхема – аудио усилитель LM386, которая для такого приложения может быть даже лучшим решением. Заметим, что результаты сравнения зависят от конкретного изготовителя этих микросхем, предлагаемых многими компаниями, а также от качества дополнительных компонентов. (Для минимизации потерь напряжения мы будем использовать только диоды Шоттки).

Сравнение основных параметров микросхем NE555 и LM386

Полный диапазон напряжений питания NE555 составляет 4.5 … 16 В, но при использовании микросхемы вблизи максимального питающего напряжения при наибольшем допустимом токе 200 мА на высоких рабочих частотах могут возникнуть проблемы. У LM386N1 этот диапазон чуть уже – от 4 до 15 В (при рабочем диапазоне 4 … 12 В), а для LM386N4 он определен как 4 … 22 В (рабочий диапазон 5 … 18 В). Таким образом, усилитель LM386N4 имеет преимущество перед таймером NE555, поскольку может работать при более высоких напряжениях питания. Собственный типовой ток потребления NE555 обычно равен 3 мА (максимальный – 6 мА), а у LM386 – 4 мА (не более 8 мА), что дает NE555 небольшое преимущество.

Указанный в документации максимальный выходной ток NE555 равен 200 мА, но падение напряжения на выходных транзисторах уже при токе ±100 мА достигает примерно 2 В, что ставит под вопрос возможность использования этой микросхемы при больших токах. Максимальный выходной ток LM386 не специфицирован, но он намного выше, чем у таймера NE555, поскольку типовая выходная мощность, отдаваемая LM386N1 в нагрузку 8 Ом при питании напряжением VCc = 9 В равна 0.7 Вт, a LM386N4 – 1 Вт при напряжении питания 16 В и сопротивлении нагрузки 32 Ом. (Эти результаты основаны на классических формулах для усилителей класса АВ, в которых используются полный размах выходного напряжения и пиковое значение выходного тока).

Максимальная мощность, рассеиваемая микросхемой NE555 в корпусе DIP8,  равна всего 600 мВт, в то время как тот же параметр для LM386 составляет 1.25 Вт, что значительно больше по сравнению с таймером. Максимальная температура перехода NE555 в справочных данных явно не указана, а для LM386 этот параметр составляет 150 °С. Тепловое сопротивление переход-корпус для LM386 равно 37 °С/Вт, а по таймеру NE555 информация отсутствует.

В наших тестах мы будем использовать напряжение питания 10 В. В связи с тем, что анализ этих микросхем при использовании в качестве DC/DC преобразователей будет производиться на частоте около 25 кГц (Т = 40 мкс), которая значительно ниже максимально возможной рабочей частоты, нет необходимости сравнения скоростей переключения, времени нарастания и других параметров, связанных с частотой. Как правило, эти микросхемы лучше использовать на частотах, не превышающих 50 кГц (Т = 20 мс).

Точки А и В на схемах с усилителем LM386 могут использоваться для остановки генерации элементами с открытыми коллекторами или открытыми стоками. Для микросхемы NE555 эту же функцию выполняет вход RES. Для измерения выходного тока последовательно с выходами микросхем должен быть включен резистор 1 Ом. Это позволит наблюдать форму тока на экране осциллографа. Номинальная мощность всех резисторов в схемах равна 0.25 Вт, а точность – ±5%; все конденсаторы керамические с рабочим напряжением 30 В и допустимыми отклонениями емкости ±10%. Сравнение различных топологий преобразователей

Удвоение положительного напряжения питания


Рисунок 1. В удвоителях положительного напряжения на основе NE555 (а) и LM386 (6) используется практически одинаковое количество однотипных пассивных компонентов.

На сайте www.radiochipi.ru рисунок 1а представлен преобразователь-удвоитель, в котором используется простой генератор с триггером Шмитта. Частота зависит, прежде всего, от выбора номиналов элементов R1 и С1, и слегка зависит от нагрузки. Здесь очень важно обеспечить по возможности одинаковые длительности полупериодов генерируемого таймером сигнала. (Имеется немало других схем генераторов, использующих NE555, но от выбора варианта схемы выходные напряжения преобразователя зависят незначительно).

Преобразователь на основе LM386 изображен на рисунке 1б

В Таблице 1 сравниваются выходные напряжения преобразователей при различных сопротивлениях нагрузки. Преобразователь с микросхемой LM386 отдает большие напряжения при больших токах нагрузки. Это ожидаемый результат, поскольку выходной каскад LM386 рассчитан на больший ток и имеет меньшее падение напряжения на транзисторах.

Рисунок 2. Микросхемы NE555 (а) и LM386 (6) при небольших изменениях в схемах могут использоваться для инвертирования напряжения положительной шины.

Инвертирование положительного питающего напряжения

В Таблице 2 при различных сопротивлениях нагрузки сопоставляются выходные напряжения двух схем, инвертирующих положительное напряжение питания, – на основе NE555 (Рисунок 2а) и LM386 (Рисунок 26). И вновь преобразователь с аудио усилителем LM386 может отдать в нагрузку больше энергии, что является следствием лучших нагрузочных характеристик его выходного каскада.

Удвоение и инвертирование положительного напряжения питания

Мы можем объединить две предыдущие схемы преобразователей в одну, вырабатывающую два выходных напряжения: одно положительное с более высоким уровнем, чем напряжение питания VCC, а второе – отрицательное. На Рисунке За показан такой DC/DC преобразователь на основе NE555, а на Рисунке 36 – на основе LM386. Схема с таймером NE555 отдает в нагрузку меньший ток и меньшую мощность, чем схема, использующая LM386.

Рисунок 3. Основанные на NE555 (а) или LM386 (б) схемы удвоителей и инверторов можно объединить, чтобы получить схемы, выполняющие сразу обе функции.

Подводя итог, можно сказать, что обе популярные биполярные 8-выводные микросхемы таймера NE555 и маломощного аудио усилителя LM386 могут использоваться в качестве основы безиндуктивных DC/DC преобразователей. LM386 имеет некоторые преимущества перед NE555, но окончательный выбор может зависеть от факторов, которые здесь не исследовались.

Схема включения NE555 и простой ШИМ регулятор на чипе 555

В этой инструкции я покажу, как создать простой ШИМ регулятор (широтно-импульсную модуляцию) из чипа 555, таймера и некоторых других компонентов. Всё очень просто, и схема включения NE555 хорошо работает для контроля светодиодов, лампочек, сервомоторов или двигателей постоянного тока.

Мой ШИМ регулятор на 555 может лишь изменять коэффициент заполнения с 10% до 90%.

Шаг 1: Что такое ШИМ

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) сигнала или источника питания включает в себя модуляцию его рабочего цикла, чтобы либо передавать информацию по каналу связи, либо управлять посылаемой мощностью. Самый простой способ генерации сигнала ШИМ требует только пилообразного или треугольного сигнала (легко генерируемого с использованием простого осциллятора) и компаратора.

Когда значение опорного сигнала (зеленый синусоидальной волны на рисунке 2) больше, чем сигнал модуляции (синий), ШИМ сигнал (пурпурный) находится в высоком состоянии, в противном случае она находится в низком состоянии. Но в моем ШИМ я не буду использовать компаратор.

Шаг 2: Типы ШИМ

Существует три типа ШИМ:

  1. Центр пульсации может быть зафиксирован в середине временного окна, и оба края импульса перемещаются для сжатия или расширения ширины.
  2. Передняя кромка пульсации может удерживаться у передней кромки временного окна, а хвостовая кромка будет модулироваться.
  3. Хвостовая кромка пульсации может быть зафиксирована, а передняя кромка будет модулироваться.

Три типа сигналов ШИМ (синий): модуляция передней кромки (верхняя строка), модуляция задней кромки (средняя строка) и пульсация в середине (обе кромки модулируются, нижняя строка). Зеленые линии — это пилообразные сигналы, используемые для генерации сигналов ШИМ с использованием метода пересечения.

Шаг 3: Как нам поможет ШИМ?

Питание:
Шим может использоваться для уменьшения общего количества энергии, подаваемой на LOAD, без потерь, обычно возникающих при ограничении источника питания резистивным средством. Это связано с тем, что средняя подаваемая мощность пропорциональна циклу модуляции.

При достаточно высокой скорости модуляции пассивные электронные фильтры могут использоваться для сглаживания последовательности импульсов и восстановления среднего аналогового сигнала.

Высокочастотные системы управления мощностью при помощи ШИМ легко реализуются с использованием полупроводниковых переключателей. Дискретные состояния включения/выключения модуляции используются для управления состоянием переключателя (переключателей), которые соответственно управляют напряжением. Основным преимуществом этой системы является то, что переключатели либо выключены и не имеют ток, либо включены и (в идеале) не имеют потерь напряжения вокруг них. Произведение тока и напряжение в любое заданное время определяет мощноость, рассеиваемую переключателем, таким образом (в идеале), мощность вообще не рассеивается.

На самом деле, полупроводниковые переключатели не являются идеальными, но на них все же возможно построить контроллеры высокой эффективности.

ШИМ также часто используется для управления подачи электроэнергии на другое устройство, например, при управлении скоростью электродвигателей, регулирования громкости аудиоусилителей класса D или регулировании яркости источников света и многих других приложений силовой электроники. Например, световые диммеры для домашнего использования используют определенный тип управления ШИМ.

Домашние световые диммеры обычно включают в себя электронные схемы, которые подавляют ток в определенных частях каждого цикла напряжения сети переменного тока. Регулировка яркости света, испускаемого источником света, — это просто вопрос настройки напряжения (или фазы) в цикле переменного тока, в котором диммер начинает подавать электрический ток на источник света (например, с помощью электронного переключателя, такого как симистор ). В этом случае рабочий цикл ШИМ определяется частотой сетевого напряжения (50 Гц или 60 Гц в зависимости от страны). Эти довольно простые типы диммеров могут эффективно использоваться с инертными (или относительно медленно реагирующими) источниками света, такими как лампы накаливания, например, для которых дополнительная модуляция в подаваемой электрической энергии, вызванная диммером, вызывает лишь незначительные дополнительные колебания в испускаемый свет.

Однако некоторые другие источники света, такие как светодиоды, очень быстро включаются и выключаются и, по-видимому, мерцают, если они поставляются с низким напряжением. Воспроизводимые эффекты мерцания от таких источников быстрого реагирования могут быть уменьшены за счет увеличения частоты ШИМ. Если флуктуации света достаточно быстры, зрительная система человека больше не может их фиксировать, и глаз воспринимает среднюю интенсивность времени без мерцания (см. Порог слияния фликкера).

Регулирование напряжения:
ШИМ также используется в эффективных регуляторах напряжения. Путем переключения напряжения на нагрузку с соответствующим рабочим циклом выход будет приближать напряжение на желаемом уровне. Шум переключения обычно фильтруется индуктором и конденсатором.

Один метод измеряет выходное напряжение. Когда он ниже желаемого напряжения, он включает переключатель. Когда выходное напряжение выше желаемого напряжения, оно отключает переключатель.

Регуляторы частоты вращения вентиляторов для компьютеров обычно используют ШИМ, так как она намного эффективнее по сравнению с потенциометром.

ШИМ иногда используется в синтезе звука, в частности в субтрактивном синтезе, поскольку она дает звуковой эффект, подобный хору или слегка расстроенным осцилляторам, которые играют вместе. (На самом деле PWM эквивалентна разности двух пилообразных волн.) Отношение между высоким и низким уровнем обычно модулируется низкочастотным генератором или LFO.

Популярным стал новый класс аудиоусилителей, основанный на принципе ШИМ. Называемые «усилители класса D», эти усилители создают эквивалент ШИМ аналогового входного сигнала, который подается на громкоговоритель через подходящую фильтрующую сеть для блокировки несущей и восстановления исходного аудиосигнала. Эти усилители характеризуются очень хорошими показателями эффективности (около 90%) и компактными размерами / малым весом для больших выходных мощностей.

Исторически сложилось, что грубая форма ШИМ используется для воспроизведения цифрового звука PCM на динамике ПК, который способен воспроизводить только два уровня звука. Тщательно определяя длительность импульсов и полагаясь на физические свойства фильтрации динамика (ограниченный частотный отклик, самоиндуктивность и т. д.), можно получить приблизительное воспроизведение образцов моно PCM, хотя и при очень низком качестве, и с очень разными результатами между реализациями.

В более поздние времена был введен метод цифрового кодирования прямого потока Digital Stream, который использует обобщенную форму широтно-импульсной модуляции, называемую модуляцией плотности импульса, при достаточно высокой частоте дискретизации (как правило, порядка МГц) для покрытия всех акустических частот с достаточной точностью. Этот метод используется в формате SACD, а воспроизведение кодированного аудиосигнала по существу аналогично методу, используемому в усилителях класса D.

Динамик: Используя ШИМ, можно модулировать дугу (плазму), и если она находится в диапазоне слуха, ее можно использовать в качестве динамика. Такой динамик используется в звуковой системе Hi-Fi в качестве высокочастотного динамика.

Круто, не так ли?

Шаг 4: Необходимые компоненты

Это простая схема с одним чипом, поэтому вам не понадобится много компонентов

  • NE555, LM555 или 7555 (cmos)
  • Рекомендую использовать два диода 1n4148, но подойдут и диоды серии 1n40xx
  • Потенциометр 100К
  • Зеленый конденсатор 100nf
  • Керамический конденсатор 220pf
  • Печатная плата
  • Полупроводниковый транзистор

Шаг 5: Построение устройства

Просто следуйте диаграмме и поместите все детали на макет. Проверьте дважды расположение каждого компонента перед тем, как включить устройство. Если вы хотите эффективно управлять и контролировать яркость источника света или двигатель, вы можете поставить на его выход только силовой транзистор, но если вы хотите лишь управлять источником света или двигателем, тогда рекомендуется поставить ёмкий конденсатор, например, 2200uf. Если поставить этот конденсатор и включить мотор на нагрузке в 40%, то двигатель будет на 60% эффективнее на той же скорости и крутящем моменте.

Здесь есть два видео, на которых показано, как работает моя ШИМ. На первом вы можете видеть, что вентилятор начинает вращаться на 90% рабочем цикле. На втором вы можете видеть, что светодиоды мигают, а вентилятор работает на 80%.

Файлы

NE555P: Назначение выводов, техническое описание, характеристики, приложения

Обзор продукта

Таймер xx555 – популярный и простой в использовании для общих задач измерения времени от 10 мкс до часов или от <1 МГц до 100 кГц. В режиме с выдержкой времени или в моностабильном режиме работы временной интервал регулируется одним внешним резистором и конденсаторной цепью. В нестабильном режиме работы частоту и рабочий цикл можно регулировать независимо с помощью двух внешних резисторов и одного внешнего конденсатора.Максимальный выходной ток стока и разрядного стока больше для более высокого VCC и меньше для более низкого VCC.

Каталог

NE555P Распиновка

Таймеры 555 содержатся в крошечном 8-контактном корпусе Dual-In-Line, который выглядит как операционный усилитель 741 или аудиоусилитель LM386. Посмотрите его распиновку ниже.

NE555P Распиновка

NE555P Модели CAD

NE555P Модели САПР

NE555P Подробная информация о продукте

  • NE55P Параметры
    Iq (тип.) (МкА) 2000
    Рейтинг Каталог
    Диапазон рабочих температур (C) от 0 до 70
    Напряжение питания (макс.) (В) 16
    Напряжение питания (мин.) (В) 4.5

  • Упаковка | Булавки | Размер
    PDIP (P) 8 93 мм² 9,81 x 9,43
    SOIC (D) 8 19 мм² 3,91 x 4,9
    SOIC (D) 8 19 мм² 4,9 x 3,9
    СОП (ПС) 8 48 мм² 6.2 х 7,8
    ЦСОП (ПВ) 8 19 мм² 3 x 6.4

Характеристики NE55P

  • Время от микросекунд до часов
  • Нестабильная или моностабильная работа
  • Регулируемый рабочий цикл
  • TTL-совместимый выход может принимать или принимать сигналы

до 200 мА

  • О продуктах, соответствующих MIL-PRF-38535,

Все параметры проверены, если не указано иное.По всем остальным продуктам производственная обработка не обязательно включает

Тестирование всех параметров.

NE55P Описание продукта

NE555P2D

Эти устройства представляют собой прецизионные схемы синхронизации, способные создавать точные временные задержки или колебания. В режиме с задержкой по времени или в моностабильном режиме работы временной интервал регулируется одним внешним резистором и конденсаторной цепью.В нестабильном режиме работы частоту и рабочий цикл можно регулировать независимо с помощью двух внешних резисторов и одного внешнего конденсатора.

Пороговые уровни и уровни запуска обычно составляют две трети и одну треть VCC соответственно. Эти уровни можно изменить с помощью клеммы управляющего напряжения. Когда входной сигнал триггера падает ниже уровня триггера, триггер устанавливается, и выход становится высоким. Если входной сигнал триггера выше уровня триггера, а входной пороговый уровень выше порогового уровня, триггер сбрасывается, и выходной сигнал становится низким.Вход сброса (RESET) может иметь приоритет над всеми другими входами и может использоваться для запуска нового временного цикла. Когда RESET становится низким, триггер сбрасывается, и выход становится низким. Когда выходной сигнал низкий, между разрядом (DISCH) и землей создается путь с низким сопротивлением.

Выходная цепь может принимать или отдавать ток до 200 мА. Работа указана для источников питания от 5 В до 15 В. При питании 5 В выходные уровни совместимы с входами TTL.

Приложение NE55P

  • Биометрия отпечатков пальцев
  • Ирис Биометрия
  • Считыватель RFID
  • Генерация импульсов
  • Генерация задержки времени
  • Последовательная синхронизация
  • Точное время
  • Широтно-импульсная модуляция
  • Импульсная модуляция положения
  • Генератор линейной рампы

Упрощенная схема

Схема может быть несколько упрощена до блок-схемы, что упрощает понимание работы схемы.

Упрощенная схема

NE555P Атрибуты продукта

Атрибут продукта Значение атрибута
Производитель: Техасские инструменты
Категория продукта: Таймеры и вспомогательные средства
Серия: NE555
Тип: Стандартный
Количество внутренних таймеров: 1 Таймер
Напряжение питания – макс .: 16 В
Напряжение питания – мин .: 4.5 В
Минимальная рабочая температура: 0 С
Максимальная рабочая температура: + 70 С
Тип монтажа: Сквозное отверстие
Упаковка / ящик: ПДИП-8
Упаковка: Трубка
Высота: 4,57 мм
Длина: 9.81 мм
Ширина: 6,35 мм
Бренд: Техасские инструменты
Выходной ток высокого уровня: 200 мА
Выходной ток низкого уровня: -200 мА
Рабочий ток питания: 2 мА
Тип продукта: Таймеры и вспомогательные средства
Количество заводской упаковки: 50
Подраздел: ИС часов и таймеров
Масса устройства: 0.015535 унция

Вывод NE555P Краткое описание функций

Вывод NE555P Краткое описание функций

Контакт 1-Земля. Подключаем к рейке 0В.

Контакт 2-триггер. Он обнаружит 1/3 напряжения питания. Делает выход включенным. В то время как контакт 2 НИЗКИЙ, этот контакт имеет очень высокий импеданс (около 10 МОм) и срабатывает около 1 мкА.

Контакт 3 ВЫХОД. Если он ВЫСОКИЙ (около напряжения питания) и доставляет до 200 мА. Напротив, LOW примерно на 0,5 В выше 0 В.

Контакт 4 СБРОС. В обычном режиме подключите HIGH, чтобы включить IC. Возможно внутреннее подключение HIGH через резистор 100 кОм. Для сброса микросхемы необходимо напряжение ниже 0,8 В.

Контакт 5 УПРАВЛЯЮЩЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ. Обычно мы часто видим, что этот вывод подключается к земле через конденсатор от 0,01 мкФ до 0,1 мкФ. Конденсатор, подключенный к этому выводу, устраняет внешние помехи.

Кроме того, напряжение, приложенное к этому выводу, будет изменять синхронизацию RC-цепи (довольно значительно).Мы можем регулировать частоту через внешний потенциометр.

Штырь 6 ПОРОГ. Он обнаруживает 2/3 напряжения питания для выключения микросхемы, делает выход НИЗКИМ, только если контакт 2 ВЫСОКИЙ. Этот вывод имеет очень высокий импеданс (около 10 МОм) и срабатывает около 1 мкА.

Штырь 7 РАЗРЯД. Он перейдет в НИЗКИЙ уровень, когда контакт 6 обнаружит 2/3 напряжения питания. Но контакт 2 должен быть ВЫСОКИМ.

Если вывод 2 – «ВЫСОКИЙ», вывод 6 может быть ВЫСОКИМ или НИЗКИМ. И вывод 7 остается НИЗКИМ.

Затем контакт 7 станет ОТКРЫТЫМ (ВЫСОКИЙ) и останется ВЫСОКИМ, когда контакт 2 обнаружит 1/3 напряжения питания.

Контакт 8 + VCC. Подключается к положительной шине питания.

Как использовать NE555P?

Существует множество способов использования микросхемы 555. Мы можем использовать их в сотнях различных схем для создания множества умных вещей. Но все их можно разделить на три группы. В разных типах осцилляторов:

  • Нестабильный мультивибратор – постоянно колеблется

– Для частот выше 1 цикла в секунду он называется осциллятором (мультивибратор или осциллятор прямоугольной формы).

– Для частот ниже 1 цикла в секунду.

  • Моностабильный – изменяет состояние только один раз за триггер

импульс – также называется ONE-SHOT или ТАЙМЕР или ЗАДЕРЖКА.

  • Генератор, управляемый напряжением, называемый ГУН.

Использование предупреждений

Примечание: Пожалуйста, проверьте их параметры и конфигурацию контактов, прежде чем заменять их в вашей цепи.

NE555P и NA555P

urce Content uid NE555P NA555P
Код Rohs Есть Есть
Код жизненного цикла детали Активный Активный
Ihs Производитель ТЕХАС ИНСТРУМЕНТС ИНК ТЕХАС ИНСТРУМЕНТС ИНК
Деталь Код упаковки DIP DIP
Описание упаковки DIP, DIP8 ,.3 DIP, DIP8, .3
Счетчик контактов 8 8
Reach Compliance Code соответствует соответствует
Код ECCN EAR99 EAR99
Код HTS 8542.39.00.01 8542.39.00.01
Заводское время выполнения 1 неделя 6 недель
Samacsys Описание Прецизионный таймер, NE555P 0.DIL8, 5 МГц, Texas Instruments NE555P, прецизионный таймер, 4,5 → 16 В, 8-контактный PDIP xx555 Прецизионные таймеры
Samacsys Производитель Техасские инструменты Техасские инструменты
Дополнительная функция ТАКЖЕ МОЖЕТ РАБОТАТЬ ОТ НОМИНАЛЬНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ 15 В ТАКЖЕ МОЖЕТ РАБОТАТЬ ОТ НОМИНАЛЬНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ 15 В
Аналоговая ИС – Другой тип ИМПУЛЬС; ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ ИМПУЛЬС; ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ
Код JESD-30 R-PDIP-T8 R-PDIP-T8
JESD-609 Код e3 e3
Длина 9.81 мм 9,81 мм
Количество функций 1 1
Количество клемм 8 8
Максимальная рабочая температура 70 ° С 105 ° С
Минимальная рабочая температура -40 ° С
Корпус Материал корпуса ПЛАСТИК / ЭПОКСИД ПЛАСТИК / ЭПОКСИД
Код упаковки DIP DIP
Код эквивалентности упаковки DIP8 ,.3 DIP8, 0,3
Форма упаковки ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ
Стиль упаковки ВСТРОЕННЫЙ ВСТРОЕННЫЙ
Пиковая температура оплавления (Cel) НЕ УКАЗАНО НЕ УКАЗАНО
Источники питания 5/15 В 5/15 В
Квалификационный статус Не соответствует требованиям Не соответствует требованиям
Высота сидя – макс. 5.08 мм 5,08 мм
Макс.ток питания (Isup) 15 мА 15 мА
Макс.напряжение питания (Vsup) 16 В 16 В
Мин. Напряжение питания (Vsup) 4,5 В 4,5 В
Номинальное напряжение питания (Vsup) 5 В 5 В
Поверхностный монтаж НЕТ НЕТ
Технологии БИПОЛЯРНЫЙ БИПОЛЯРНЫЙ
Температурный класс КОММЕРЧЕСКИЙ ПРОМЫШЛЕННЫЙ
Терминальная отделка Олово матовое (Sn) Олово матовое (Sn)
Форма терминала ПРОХОДНОЕ ОТВЕРСТИЕ ПРОХОДНОЕ ОТВЕРСТИЕ
Терминальный шаг 2.54 мм 2,54 мм
Положение клеммы ДВОЙНОЙ ДВОЙНОЙ
Время при максимальной максимальной температуре оплавления (с) НЕ УКАЗАНО НЕ УКАЗАНО
Ширина 7,62 мм 7,62 мм
Базовое число соответствует 16 1
urce Content uid NE555P NA555P
Код Rohs Есть Есть
Код жизненного цикла детали Активный Активный
Ihs Производитель ТЕХАС ИНСТРУМЕНТС ИНК ТЕХАС ИНСТРУМЕНТС ИНК
Деталь Код упаковки DIP DIP
Описание упаковки DIP, DIP8 ,.3 DIP, DIP8, .3

NE555 Производитель

Teaxs Instuments (TI) – американская технологическая компания, которая разрабатывает и производит полупроводники и различные интегральные схемы, которые она продает разработчикам и производителям электроники по всему миру. Штаб-квартира находится в Далласе, штат Техас, США. TI входит в десятку ведущих мировых производителей полупроводников по объему продаж. Texas Instruments специализируется на разработке аналоговых микросхем и встроенных процессоров, на которые приходится более 80% их доходов.TI также производит технологию цифровой обработки света (DLP) и продукты для образовательных учреждений, включая калькуляторы, микроконтроллеры и многоядерные процессоры. На сегодняшний день у TI более 43 000 патентов по всему миру.

Лист данных компонента

NE555P Лист данных

ИС таймера 555 – принцип работы, блок-схема, электрическая схема

В этом руководстве мы узнаем, как работает таймер 555, одна из самых популярных и широко используемых микросхем всех времен. Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать письменное руководство ниже.

РЕКОМЕНДУЕТСЯ Обзор

Таймер 555, разработанный Гансом Камензиндом в 1971 году, можно найти во многих электронных устройствах, от игрушек и кухонных приборов до даже космических кораблей. Это высокостабильная интегральная схема, способная создавать точные временные задержки и колебания. Таймер 555 имеет три режима работы: бистабильный, моностабильный и нестабильный.

Как это работает, внутренняя схема и блок-схема

Давайте подробнее рассмотрим, что находится внутри таймера 555, и объясним, как он работает в каждом из трех режимов.Вот внутренняя схема таймера 555, который состоит из 25 транзисторов, 2 диодов и 15 резисторов.

Представленный блок-схемой, он состоит из 2 компараторов, триггера, делителя напряжения, разрядного транзистора и выходного каскада.

Делитель напряжения состоит из трех одинаковых резисторов 5 кОм, которые создают два опорных напряжения при 1/3 и 2/3 подаваемого напряжения, которые могут находиться в диапазоне от 5 до 15 В.

Далее идут два компаратора.Компаратор – это элемент схемы, который сравнивает два аналоговых входных напряжения на его положительном (неинвертирующем) и отрицательном (инвертирующем) входном выводе. Если входное напряжение на положительной клемме выше, чем входное напряжение на отрицательной клемме, компаратор выдает 1. И наоборот, если напряжение на отрицательной входной клемме выше, чем напряжение на положительной клемме, компаратор выдает 0.

Первая отрицательная входная клемма компаратора подключена к 2/3 опорного напряжения на делителе напряжения и внешнему «управляющему» выводу, а положительная входная клемма – к внешнему «пороговому» выводу.

С другой стороны, отрицательная входная клемма второго компаратора подключена к контакту «Триггер», а положительная входная клемма – к опорному напряжению 1/3 на делителе напряжения.

Таким образом, используя три контакта, триггер, порог и управление, мы можем управлять выходом двух компараторов, который затем подается на входы R и S триггера. Триггер будет выводить 1, когда R = 0, а S = 1, и наоборот, он будет выводить 0, когда R = 1, а S = 0. Кроме того, триггер может быть сброшен через внешний вывод, называемый «Reset», который может заблокировать два входа, таким образом сбросив весь таймер в любое время.

Выход Q-bar флип-флип поступает на выходной каскад или выходные драйверы, которые могут либо подавать, либо отдавать ток 200 мА в нагрузку. Выход триггера также подключен к транзистору, который соединяет контакт «Разряд» с землей.

Таймер 555 – бистабильный режим

Теперь давайте рассмотрим пример работы таймера 555 в бистабильном режиме. Для этого нам понадобятся два внешних резистора и две кнопки.

Выводы триггера и сброса микросхемы подключены к VCC через два резистора, и таким образом они всегда на высоком уровне.Две кнопки подключены между этими контактами и землей, поэтому, если мы будем удерживать их нажатыми, состояние входа будет низким.

Изначально два выхода компаратора равны 0, таким образом, выход триггера, а также выход таймера 555 равны 0.

Если мы нажмем кнопку триггера, состояние на входе триггера станет низким, поэтому компаратор будет выводить высокий уровень, а выход Q-bar перевернутого типа станет низким. Выходной каскад инвертирует это, и конечный выход таймера 555 будет высоким.

Выход будет оставаться высоким, даже если кнопка триггера не нажата, потому что в этом случае входы триггера R и S будут равны 0, что означает, что триггер не изменит предыдущее состояние. Чтобы сделать выход низким, нам нужно нажать кнопку сброса, которая сбрасывает триггер и всю ИС.

Связанное руководство: Что такое триггер Шмитта | Как это работает

Таймер 555 – моностабильный режим

Теперь давайте посмотрим, как таймер 555 работает в моностабильном режиме.Вот пример схемы.

Триггерный вход удерживается высоким путем подключения его к VCC через резистор. Это означает, что триггерный компаратор выдает 0 на вход S триггера. С другой стороны, вывод Threshold имеет низкий уровень, и это также делает вывод компаратора Threshold 0. Вывод Threshold на самом деле низкий, потому что выход Q-bar триггера имеет высокий уровень, который поддерживает разрядный транзистор активным, поэтому напряжение, исходящее от источника, идет на землю через этот транзистор.

Чтобы изменить состояние выхода таймера 555 на High, нам нужно нажать кнопку на контакте триггера. Это заземлит контакт триггера, или входное состояние будет 0, таким образом, компаратор будет выводить 1 на вход S триггерного переключателя. Это приведет к тому, что выход Q-bar станет низким, а выход таймера 555 – высоким. При этом мы можем заметить, что разрядный транзистор выключен, поэтому теперь конденсатор C1 начнет заряжаться через резистор R1.

Таймер 555 будет оставаться в этом состоянии до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не достигнет 2/3 подаваемого напряжения.В этом случае пороговое входное напряжение будет выше, и компаратор выведет 1 на вход R триггера. Это вернет схему в исходное состояние. Выход Q-bar станет высоким, что активирует разрядный транзистор, а также снова установит низкий уровень на выходе IC.

Итак, мы можем заметить, что количество времени, в течение которого на выходе таймера 555 находится высокий уровень, зависит от того, сколько времени требуется конденсатору для зарядки до 2/3 подаваемого напряжения, и это зависит от значений как конденсатора C1, так и резистор R1.На самом деле мы можем рассчитать это время по следующей формуле: T = 1,1 * C1 * R1.

Таймер 555 – нестабильный режим

Теперь давайте посмотрим, как таймер 555 работает в нестабильном режиме. В этом режиме ИС становится осциллятором или также называемым мультивибратором свободного хода. Он не имеет стабильного состояния и постоянно переключается между высоким и низким без применения какого-либо внешнего триггера. Вот пример схемы таймера 555, работающего в нестабильном режиме.

Нам нужны всего два резистора и конденсатор.Контакты Trigger и Threshold соединены друг с другом, поэтому нет необходимости во внешнем пусковом импульсе. Первоначально источник напряжения начнет заряжать конденсатор через резисторы R1 и R2. Во время зарядки компаратор триггера выдает 1, потому что входное напряжение на контакте триггера все еще ниже 1/3 подаваемого напряжения. Это означает, что выход Q-bar равен 0 и разрядный транзистор закрыт. В это время выходной сигнал таймера 555 высокий.

Когда напряжение на конденсаторе достигнет 1/3 подаваемого напряжения, компаратор триггера выдаст 0, но в этот момент это не изменится, поскольку оба входа R и S триггера равны 0.Таким образом, напряжение на конденсаторе будет продолжать расти, и как только оно достигнет 2/3 подаваемого напряжения, пороговый компаратор выведет 1 на вход R триггера. Это активирует разрядный транзистор, и теперь конденсатор начнет разряжаться через резистор R2 и разрядный транзистор. В этот момент выходной сигнал таймера 555 низкий.

Во время разряда напряжение на конденсаторе начинает снижаться, и пороговый компаратор сразу же начинает выводить 0, который фактически не меняет, поскольку теперь оба входа R и S триггера равны 0.Но как только напряжение на конденсаторе упадет до 1/3 подаваемого напряжения, триггерный компаратор выдаст 1. Это отключит разрядный транзистор, и конденсатор снова начнет заряжаться. Таким образом, эти процессы зарядки и разрядки от 2/3 до 1/3 подаваемого напряжения будут продолжать работать сами по себе, создавая прямоугольную волну на выходе таймера 555.

Мы можем вычислить время, в течение которого выходной сигнал будет высоким и низким, используя показанные формулы. Время высокого уровня зависит от сопротивления как R1, так и R2, а также от емкости конденсатора.С другой стороны, время низкого уровня зависит только от сопротивления R2 и емкости конденсатора. Если мы суммируем время максимума и минимума, мы получим период одного цикла. С другой стороны, частота – это то, сколько раз это происходит за одну секунду, поэтому один за период даст использовать частоту выходного сигнала прямоугольной формы.

Если мы внесем некоторые изменения в эту схему, например, заменим резистор R2 переменным резистором или потенциометром, мы сможем мгновенно контролировать частоту и скважность прямоугольной волны.Однако подробнее об этом в моем следующем видео, где мы сделаем ШИМ-контроллер скорости двигателя постоянного тока с использованием таймера 555.

Надеюсь, вам понравился этот урок и вы узнали что-то новое. Не стесняйтесь задавать любой вопрос в разделе комментариев ниже.

555 Основные сведения о таймере – нестабильный режим

Это третья часть серии статей о таймере 555. В части 1 более подробно рассказывается о выводах и функциях микросхемы, так что вы можете начать с этого, если еще не читали: 555 Timer Basics – Monostable Mode.

Астабильный режим таймера 555

Нестабильный режим – это то, о чем думает большинство людей, когда дело касается таймера 555. Часто, когда вы видите проект с мигающими светодиодами, это означает, что таймер 555 работает. Но есть и много других интересных приложений. Например, он также может генерировать частоты для воспроизведения звука, когда выход подключен к динамику. Его даже можно использовать как простой аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

БОНУС: я сделал краткое руководство для этого руководства, которое вы можете загрузить и вернуться к нему позже, если не можете настроить его прямо сейчас.Он включает в себя все электрические схемы и инструкции, необходимые для начала работы.

В нестабильном режиме таймер 555 действует как генератор, генерирующий прямоугольный сигнал. Частоту волны можно регулировать, изменяя номиналы двух резисторов и конденсатора, подключенного к микросхеме. Приведенные ниже формулы расскажут вам длительность циклов включения и выключения выхода с различными резисторами и конденсаторами:

С помощью этого уравнения вы можете видеть, что увеличение значений C1 или R2 увеличит как время, в течение которого выход остается включенным, так и время, в течение которого он остается выключенным.Увеличение значения R1 только увеличивает время, в течение которого выход остается включенным.

Как работает нестабильный режим

  • Контакт 2 – Триггер : Включает выход, когда подаваемое на него напряжение падает ниже 1/3 Vcc
  • Контакт 6 – Порог : Отключает выход, когда подаваемое на него напряжение превышает 2/3 В постоянного тока.
  • Контакт 7 – Разряд : Когда выходное напряжение низкое, он разряжает C1 на землю.

В нестабильном режиме выход постоянно включается и выключается.На схеме выше обратите внимание, что вывод порогового значения и вывод триггера подключены к C1. Это делает напряжение одинаковым на контакте триггера, пороговом контакте и C1.

В начале цикла включения / выключения низкое напряжение на C1, выводе триггера и выводе порога. Когда напряжение на контакте триггера низкое, выход включен, а контакт разряда выключен. Поскольку разрядный вывод выключен, ток может протекать через резисторы R1 и R2, заряжая конденсатор C1.

Когда C1 заряжается до 2/3 В постоянного тока, выход отключается пороговым контактом.Когда выход отключается, включается разрядный штифт. Это позволяет заряду, накопленному на конденсаторе C1, стекать на землю.

Как только напряжение на C1 упадет до 1/3 Vcc, триггерный вывод отключает разрядный вывод, так что C1 может снова начать зарядку.

Цепь мигающего светодиода

Чтобы наблюдать за таймером 555 в нестабильном режиме, давайте создадим схему, которая использует колебательный выход таймера 555 для включения и выключения светодиода:

  • R1: резистор 4,7 кОм
  • R2: 4.Резистор 7 кОм
  • R3: резистор 1 кОм
  • C1: конденсатор 100 мкФ

Значения R1, R2 и C1 влияют на скорость мигания. Большие значения заставят светодиод мигать медленнее, а меньшие значения заставят светодиод мигать быстрее. Резистор R3 предназначен только для ограничения тока светодиода, чтобы он не перегорел. Если вы хотите настроить мигание на определенную скорость, вы можете использовать формулу, приведенную в начале этой статьи, для расчета необходимого сопротивления или емкости.

Мигающий светодиод, управляемый потенциометром

Самый простой способ наблюдать влияние сопротивления на скорость мигания – использовать потенциометр 10 кОм для R2:

.

  • R1: резистор 4,7 кОм
  • R2: потенциометр 10 кОм
  • R3: резистор 1 кОм
  • C1: конденсатор 100 мкФ

Регулировка потенциометра изменит частоту мигания светодиода.

Мигающий светодиод, управляемый фоторезистором

Вместо использования потенциометра для контроля частоты мигания попробуйте подключить фоторезистор:

  • R1: 4.Резистор 7 кОм
  • R2: Фоторезистор
  • R3: резистор 1 кОм
  • C1: конденсатор 100 мкФ

Сопротивление фоторезистора уменьшается по мере того, как на него попадает больше света, поэтому светодиод будет мигать быстрее при воздействии большего количества света.

Если вы хотите узнать больше о таймере 555, прочтите книгу “Таймер, операционный усилитель” и “Оптоэлектронные схемы и проекты” Том. 1 Автор Forrest Mims – отличный ресурс, который стоит иметь у себя на скамейке запасных. В книге много информации о таймере 555, операционных усилителях и других ИС.

Вы можете посмотреть, как работает каждая из схем в этом руководстве, в этом видео:

Если у вас есть какие-либо вопросы или проблемы с этим проектом, оставьте комментарий ниже, и я постараюсь ответить на него как можно скорее… И не забудьте подписаться, чтобы быть в курсе наших последних статей!


Транзисторы

– принципиальная схема NE555 и LDR

В общем, с вашей схемой все в порядке. ПРЕДОСТАВЛЯЕТ , что вы находитесь в пределах выходного транзистора.

Используемый BC327 не поддерживает токи более 600 мА. Из таблицы видно, что DC SOA при 25 ° C показывает ограничение.

В данном приложении 555 не используется в качестве таймера, а просто как компаратор с верхней точкой 2/3 * VCC и нижней точкой 1/3 * VCC. Это дает гистерезис 1/3 * VCC.
Изменение потенциометра на 100 кОм не влияет на этот гистерезис.

Если вы хотите изменить гистерезис (пороги ВКЛ / ВЫКЛ), вы можете добавить резистор (или потенциометр и резистор последовательно) между выходным контактом (3) и точкой измерения на контактах (2,6).Это отрегулирует чувствительность вашей уставки.

Нужно ли мне добавить дисковый конденсатор емкостью 10 или 100 нФ к выводу 5 IC?

Если напряжение питания уже стабильно и имеет выходную емкость, добавление емкости к выводу (5) мало дает. Если вы добавите конденсатор, это не повлияет на ваши пороговые значения.

Является ли резистор 1K между контактом 3 и Q1 хорошим выбором?

Это очень зависит от устройства. Hfe значительно падает с увеличением тока коллектора.Если вы пытаетесь поддерживать токи коллектора в диапазоне 500-600 мА, то хорошей стратегией проектирования является установка Ib на 1/10 Ic. Для этого потребуется резистор на 180 Ом.
Если требования к току коллектора ниже, резистор можно увеличить.
При 1 кОм и изменчивости Hfe транзистора в худшем случае ток коллектора может быть только около 100 мА.

Предлагаемые улучшения:

  1. Измените устройство вывода на полевой транзистор P-Chan, это потенциально может улучшить характеристики выходного тока, не требуя базового тока, как это делает транзистор.
  2. Используйте резистор обратной связи между выходным контактом (3) или контактом обратной связи по разряду (7), чтобы уменьшить влияние гистерезиса.

Например, изменения могут быть такими:

смоделировать эту схему – Схема создана с помощью CircuitLab

Примечание: я выбрал IRF5305, потому что он имеет большие возможности VGS +/- 20 В. Он также обеспечивает очень большую пропускную способность по току.

Простые схемы таймера 555 и проекты

Таймер

555 – это ИС промышленного стандарта, существующая с первых дней ИС.Его название происходит от трех последовательно соединенных резисторов 5 кОм, используемых в нем. ИС таймера может точно формировать сигнал требуемой формы.

Таймер

555 был впервые представлен корпорацией Signetics в 1971 году как SE555 / NE555. Это доступная, стабильная и удобная в использовании ИС в таких приложениях, как моностабильная и бистабильная. Вот список из 40 схем таймера 555, которые могут помочь вам понять функции таймера 555. Первые пять схем объясняют таймер 555 и его различные режимы.

Список простых схем таймера 555 и проектов

  • Что такое таймер 555 : Вот статья, объясняющая таймер 555.Также объясняются различные режимы, конфигурация контактов, применение таймера.
  • Астабильный мультивибратор с использованием таймера 555 : Астабильный режим также называется автономным генератором. В этом состоянии таймер 555 может переключаться между двумя состояниями без применения между какими-либо внешними запусками. В этой статье объясняется работа таймера в этом режиме.
  • Моностабильный мультивибратор с таймером 555 : В моностабильном режиме таймер 555 изменяет свое состояние, когда применяется только внешний триггер.В этой статье объясняется работа этого режима.
  • Как работает схема тестирования микросхемы таймера 555? : В этой статье объясняется работа тестера микросхем таймера 555.
  • Таймер 555 как триггер Шмитта : Здесь таймер 555 используется как триггер Шмитта. Триггер Шмитта – это регенеративный компаратор. Он сравнивает входное напряжение с двумя опорными напряжениями и выдает эквивалентное напряжение на выходе.
  • Цепь кричащей сирены : Кричащая сирена может использоваться как сигнал тревоги.Из-за прокалывания ушей и раздражающего звука он может сразу привлечь внимание. Схема, показанная здесь, построена с использованием схемы таймера 555.
  • Схема ТВ-передатчика : Разработанная здесь схема ТВ-передатчика может передавать аудио- и видеосигналы. Эта схема усиливает и передает сигналы. Аудиосигналы модулируются по частоте, а видеосигналы модулируются по стандарту PAL.
  • Цепь измерителя LC с использованием таймера 555 : Показанная здесь схема измерителя LC будет измерять значение реактивного элемента, такого как конденсатор или катушка индуктивности.Эта схема разработана с использованием микросхемы таймера 555.
  • Схема частотомера : В этом проекте показана схема измерения частоты. Два таймера 555 работают в двух режимах. Один в нестабильном режиме, а другой в моностабильном режиме. Таймер в нестабильном режиме генерирует импульсы, которые подаются на счетчик. В таймере в моностабильном режиме используется синхронизирующий сигнал. Таким образом, количество импульсов, генерируемых за одну секунду, можно измерить с помощью логики. Прочтите статью для получения дополнительной информации.
  • Отсечка по высокому и низкому напряжению с задержкой и сигнализацией : Показанная здесь схема обеспечивает защиту электрического оборудования. Когда есть какое-либо аномальное напряжение (высокое или низкое). Эта цепь отключает питание и выдает сигнал тревоги. Он также воспроизводит звук при возобновлении.
  • Сверхчувствительная охранная сигнализация : Эта схема показывает охранную сигнализацию с использованием таймера 555. Показанная здесь простая схема подаст сигнал тревоги при обнаружении любого злоумышленника.Злоумышленник обнаружен с помощью операционного усилителя.
  • Цепь дистанционного глушителя телевизора : Здесь эта схема показывает схему дистанционного глушителя ТВ, использующую микросхему таймера 555. Эта схема выдает непрерывные сигналы, которые сбивают с толку пульт от телевизора. Таким образом, телевизионные сигналы были заглушены.
  • Схема звукового генератора Ding Dong : Вот схема для создания звука Ding Dong. Эту схему можно использовать как дверной звонок.
  • Полицейские огни с использованием таймера 555 : Схема, показанная здесь, имитирует огни полицейской машины.При этом красные светодиоды мигают три раза, а синие светодиоды мигают три раза поочередно. Это мигание выполняется постоянно.
  • Цепь сигнала поворота велосипеда : Вот схема, показывающая сигнал поворота велосипеда. Таймер 555 играет главную роль в этой цепи. Работает в нестабильном режиме. Два набора светодиодов использовались для индикации левого и правого сигнала.
  • Автоматический переключатель : переключатель может работать как инвертор. Но здесь нагрузка, работающая на постоянном токе, переключается с постоянного на переменный ток на постоянный ток в случае пропадания постоянного тока.
  • Цепь датчика парковки заднего хода : Цепь датчика парковки заднего хода помогает водителю безопасно парковать автомобиль. Эта схема указывает расстояние с помощью трех светодиодов.
  • Dummy Alarm Circuit : Как видно из названия, этот сигнал тревоги мигает светодиодами каждые 5 секунд вместо того, чтобы воспроизводить звук.
  • Усилитель звука малой мощности с таймером 555 : Здесь схема усилителя звука малой мощности спроектирована с использованием микросхемы таймера 555. Он может выдавать ток 200 мА.Это может управлять небольшим громкоговорителем.
  • Схема игрушечного органа с использованием таймера 555 IC : Схема игрушечного органа также может называться схемой игрушечного пианино. Здесь в этой схеме 5 кнопок. При нажатии на них в определенном порядке будет воспроизводиться музыка, похожая на фортепьяно.
  • Цепь цифрового секундомера : Показанные здесь цифровые часы отсчитывают 60 секунд. Это работает по принципу двухступенчатого счетчика. Здесь таймер 555 используется для генерации тактовых импульсов. Эти тактовые импульсы подавались на счетные схемы для целей счета.
  • Схема светодиодного куба 3x3x3 : Здесь разработана простая схема светодиодного куба 3x3x3. Светодиодный куб здесь управляется таймером 555.
  • Схема датчика расхода воздуха : Здесь разработан простой датчик расхода воздуха. Обнаружение потока воздуха используется во многих приложениях, например, для проверки количества топлива, добавляемого в двигатель, или для измерения загрязнения и т. Д. Поток воздуха определяется по изменению сопротивления в зависимости от температуры, когда воздух действует на изолятор.
  • Электронная схема отпугивания комаров : Здесь разработана схема электронного отпугивателя комаров.Схема, показанная здесь, использует таймер 555 в качестве основного компонента.
  • Цепь полицейской сирены с использованием таймера NE555 : Эта схема издает звук полицейской сирены. Он использует две микросхемы таймера 555 в нестабильном режиме.
  • Схема звукового эквалайзера : Схема звукового эквалайзера может изменять настройку звука. Он может воспроизводить разные музыкальные звуки из одной мелодии.
  • Цепь 9-позиционного переключателя хлопка : На этой схеме показана цепь переключателя хлопка. Здесь этот переключатель хлопка может генерировать 9 различных паттернов.Отсюда и название «9-позиционный переключатель хлопка». Таймер 555 используется в моностабильном режиме, и эти импульсы подаются на декадный счетчик IC CD 7490.
  • Схема светодиодных ходовых огней : Схема светодиодных ходовых огней также может быть названа схемой рыцаря наездника. Эта схема использует таймер 555 и счетчик CD4017. Эти фонари можно использовать для размещения перед автомобилем.
  • Сенсорная цепь переключателя ВКЛ и ВЫКЛ : Вот схема переключателя ВКЛ и ВЫКЛ. Эту схему можно использовать для переключения нагрузок, не двигаясь с одного места, просто прикоснувшись к цепи.Здесь в моностабильном режиме используется таймер 555.
  • Автоматическая система полива растений : Эта система показывает автоматическую систему полива растений. Он автоматически включает реле, измеряя влажность почвы. Влажность почвы измеряется датчиком влажности почвы. В этой схеме использовались два 55 таймера.
  • Простые схемы мигания светодиодов : В этой статье показаны две схемы мигания светодиодов. Один из них – мигалка, а другой – двухцветные светодиодные танцующие огни.
  • Простые схемы пожарной сигнализации по низкой цене : Вот статья, показывающая схемы пожарной сигнализации по очень низкой цене. Он показывает четыре разные схемы с использованием простых компонентов, а также принципиальную схему и ее работу.
  • Переключатель ИК-пульта дистанционного управления : В этом проекте показано управление бытовой техникой с помощью ИК-пульта дистанционного управления. Есть две схемы: одна используется как передатчик, а другая – как приемник. В схеме передатчика используется таймер 555.
  • Цепь охранника автомобильной парковки с использованием инфракрасного датчика : Руководство по парковке автомобиля поможет водителю обнаружить препятствие на пути парковки.Инфракрасный датчик используется для обнаружения препятствия на пути.
  • PWM LED Dimmer с использованием NE555 : Здесь предлагается схема LED Dimmer с использованием таймера 555. Диммирование осуществляется с помощью ШИМ от таймера 555.
  • Управление скоростью двигателя постоянного тока с использованием широтно-импульсной модуляции : В этой статье показано управление скоростью двигателя постоянного тока с помощью WM. Здесь ШИМ генерируется с использованием таймера 555.
  • Тестер непрерывности с Melody : Здесь разработана цепь тестера цепи.Он издает мелодичный звук, когда в цепи нет непрерывности.
  • Тревога паники – это цепь тревоги : Тревога паники – это цепь тревоги, построенная с использованием микросхемы таймера 555. Эта сигнализация, нажатая в панических ситуациях, может предупредить соседей.
  • Несмещенные электронные игральные кости со светодиодами : Предлагается электронная цифровая игральная игральная кость. Эта схема точна для игры и получения точных результатов.
  • Контроллер скорости с использованием 555 : Вот статья «Сделай сам», показывающая управление скоростью небольшого двигателя постоянного тока с использованием таймера 555.
  • Как сделать простой переключатель хлопка: схема, работает? : Вот простая схема переключателя хлопка, сделанная из таймера 555.
  • Мобильная управляемая бытовая техника без микроконтроллера : Это проект по управлению бытовой техникой с помощью мобильного телефона без микроконтроллера. Хотя основную роль в этом проекте играет декодер DTMF .555 может использоваться для управления техникой. Просмотрите проект для получения дополнительной информации.

Мы хотели бы предложить вам проверить ниже хороший список проектов

Не стесняйтесь комментировать, если у вас есть новый список, мы постараемся разместить его здесь.

Откройте для себя радость понимания электроники

20 июня 2020 г. • Учебник

NE555 – чрезвычайно универсальная интегральная схема, которую можно использовать в самых разных ситуациях и проектах. Сегодня мы узнаем, что находится внутри NE555, и как мы можем использовать его для создания генератора , таймера и триггерного переключателя с несколькими конденсаторами, резисторами и, конечно же, NE555.

Что внутри NE555?

NE555 – это интегральная схема, что означает, что она объединяет множество компонентов в очень маленьком корпусе.Этот пакет называется DIL8, что означает двухрядный , а число 8 говорит нам, что NE555 имеет восемь клемм. Здесь вы можете увидеть микросхему NE555 с ее восемью выводами:

Чтобы понять, что делает каждый из этих терминалов, заглянем внутрь:

Пройдем пошагово!

  • VDD и GND – это соединения для положительной и отрицательной клемм источника питания.Вместе с резисторами R1 , R2 и R3 образуется делитель напряжения на три равные части. Потенциал между R1 и R2 равен & frac23; VDD, а потенциал между R2 и R3 равен & frac13; VDD. Если вы используете источник питания + 9 В, что мы сделаем позже, то эти два напряжения будут 6 В и 3 В. Некоторые люди говорят, что три резистора 5 кОм – это то, что дало NE555 название, но, видимо, это было счастливым совпадением и не было сделано намеренно.
  • COMP1 и COMP2 – компараторы. У них есть два входа, здесь называемые + и -, и один выход. Когда напряжение на + больше, чем напряжение на -, они выводят VDD (логическая 1), и всякий раз, когда напряжение на – больше, чем напряжение на +, они выводят 0 В (логический 0).
  • RS1 – это так называемый триггер RS. Его работа очень проста: всякий раз, когда S равно 1, а R равно 0, выход Q также устанавливается в 1. Когда R равно 1, а S равно 0, выход сбрасывается на 0.Когда и R, и S равны 0, ничего не происходит. Когда и R, и S равны 1, результат не определен, поэтому нам следует избегать такой конфигурации. Дополнительный вход сброса отменяет все, что происходит на входах R и S. Когда на входе сброса низкий уровень, выход Q сбрасывается в 0, а когда сброс имеет высокий уровень, выход остается неизменным.
  • INV1 – простой инвертор: если на входе 1, на выходе 0, а на входе 0 – на выходе 1 🙂
  • T1 – транзистор NPN.Он активируется, когда Q равен 0, и деактивируется, когда Q равен 1. Подробнее об этом ниже!

Хорошо, теперь мы знаем, что это за компоненты, и можем говорить о внешних входах. Мы уже говорили о разъемах питания VDD и GND , но что делают другие контакты?

  • CONTROL – это опорный вывод, который мы можем использовать для изменения напряжения на – входе COMP1: мы могли бы подключить его к VDD с другим резистором и, следовательно, изменить напряжение.Здесь он нам не нужен, поэтому в основном мы подключаем его к земле с помощью конденсатора 10 нФ для стабильности.
  • ТРИГГЕР – вход COMP2. Когда его напряжение меньше & frac13; VDD, на выходе COMP1 устанавливается высокий уровень, и триггер RS устанавливается так, что Q тоже имеет высокий уровень. Это также «запускает» выход NE555 на высокий уровень, отсюда и название этого вывода.
  • ПОРОГ – это + вход COMP1, и его можно использовать для выключения выхода NE555.Как? Если напряжение на этом выводе превышает управляющее напряжение, выход COMP1 изменяется с 0 на 1, что сбрасывает триггер RS: тогда его выход Q равен 0, и выход NE555 также равен нулю. Он получил свое название от того факта, что он сбрасывает NE555, если напряжение превышает определенный порог (в данном случае это & ​​frac23; VDD).
  • ВЫХОД выводит значение выхода Q триггера RS. Он может работать до 200 мА и может напрямую подключаться к небольшим нагрузкам.Это двухтактный выход, что означает, что он может управлять нагрузкой как от VDD, так и от GND.
  • РАЗРЯД – очень полезный контакт при использовании NE555 в качестве таймера. В стандартной конфигурации разрядный штырь соединен с землей через транзистор T1. Почему? Потому что в состоянии по умолчанию выход RS-триггера равен 0, который инвертируется INV1 и, следовательно, управляет базой T1. Это, в свою очередь, соединяет разрядный штифт с землей. Однако, если установлен RS-триггер, разрядный штифт плавающий.Этот вывод получил свое название из-за того факта, что мы можем использовать его для зарядки и разрядки синхронизирующих конденсаторов, о чем мы еще поговорим ниже 🙂
  • / RESET отменяет триггер RS. Это перевернутый вывод, поэтому мы называем его / СБРОС вместо СБРОС. Это означает, что если для параметра / RESET установлено значение 1, NE555 работает в нормальной конфигурации (поэтому во многих схемах вывод / RESET постоянно привязан к VDD). Однако, если / RESET подключен к GND, он сбрасывает триггер и отменяет все, что происходит на его входах R и S.Этот вывод очень полезен, когда мы хотим использовать NE555 в качестве бистабильного триггера и когда нам не нужны функции синхронизации.

Теперь, когда мы понимаем основы, давайте рассмотрим три очень полезных схемы на основе NE555: осциллятор («нестабильный режим»), таймер («моностабильный режим») и простой переворот . flop («бистабильный режим»). Не волнуйтесь, если у вас все еще есть вопросы, я знаю, что это немного абстрактно.Надеюсь, что после просмотра некоторых приложений станет намного понятнее. Пойдем! 🙂

NE555 как генератор («нестабильный» режим)

Одно из наиболее распространенных применений NE555 – это генератор, который выдает периодический сигнал включения / выключения, который вы можете использовать для мигания светодиода или использовать в качестве тактового сигнала для цифровых схем. Его также называют «нестабильным», потому что он не имеет стабильного состояния: он постоянно переключается между включением и выключением! Это схема:

Хорошо, давайте теперь рассмотрим поближе и разберемся, как все это работает:

  • При первом включении схемы конденсатор C1 не заряжается, это означает, что напряжение на выводе TRIGGER равно нулю.Это устанавливает внутренний триггер, включает выход и отключает разрядный транзистор.
  • Конденсатор C1 теперь заряжается через резистор R1 и диод D1, и напряжение на выводе TRIGGER вскоре превышает & frac13; VDD, но пока ничего не происходит. Только когда напряжение на C1 превышает & frac23; VDD на выводе TRHESHOLD, внутренний триггер сбрасывается, выключая выход NE555 и разрешая разрядный транзистор.
  • Конденсатор C1 теперь разряжается через резистор R2 и диод D2, и напряжение на C1 уменьшается.Если он упадет ниже & frac13; VDD, вывод TRIGGER снова установит внутренний триггер NE555 на 1. Конденсатор больше не разряжается и, следовательно, может заряжаться через R1, и цикл начинается снова.
  • Диоды D1 и D2 расположены так, что конденсатор заряжается только через R1 и разряжается только через R2. Таким образом, время включения и выключения можно регулировать независимо, что может быть очень удобно.

LED1 мигает, а время включения и выключения определяется конденсатором C1, а также резисторами R1 и R2.Вы можете рассчитать их так:

В нашем примере R1 = R2 = 10 кОм и C1 = 22 мкФ. Это означает, что нам нужно заменить 10 и 22 в формуле, что дает нам t на = t off = 152 мс. Это означает, что частота мигания составляет около 6,5 Гц.

Теперь, когда мы понимаем, как работает схема, давайте построим ее на макете! Вот что вам понадобится:

Вы можете найти подробный список этих компонентов в поле ресурсов.Построим схему!

  • Шаг 1

    Поместите 170-контактную макетную плату перед собой так, чтобы ряд 1 был направлен вверх, и вставьте NE555 в ряд 7 так, чтобы его выемка была направлена ​​вверх влево.

  • Шаг 2

    Вставьте резистор 10 кОм между контактами 7 и 8. Подключите другой резистор к контакту 7 и вставьте его другую клемму выше, в строке 5.

  • Шаг 3

    Соедините ряд 5 справа с рядом 5 слева желтым проводом и вставьте диод 1N4148 между строкой 5 и контактом 2 NE555. Убедитесь, что катод диода (черное кольцо) указывает на .

  • Шаг 4

    С помощью синего провода подключите контакт 7 к ряду 4 справа, подключите ряд 4 к левой стороне, а затем вставьте еще один диод 1N4148 между рядом 4 слева и контактом 2 NE555.Убедитесь, что катод диода (черное кольцо) направлен вниз на .

  • Шаг 5

    Вставьте конденсатор 22 мкФ между выводом 6 и строкой 12 и убедитесь, что отрицательный вывод конденсатора подключен к ряду 12. Отрицательный вывод электролитических конденсаторов обычно выделяется большим знаком минус. Затем вставьте конденсатор 10 нФ между контактом 5 и строкой 12, и этот конденсатор можно подключить любым способом.

  • Шаг 6

    Соедините ряд 12 справа с рядом 12 слева с помощью черного провода, а затем соедините ряд 12 слева с контактом 1. Эти черные провода служат нашей шиной заземления .

  • Шаг 7

    Используя красный провод, соедините контакт 8 справа с рядом 13 справа, затем соедините ряд 13 справа с рядом 13 слева и, наконец, соедините ряд 13 слева с контактом 4 NE555.Эти красные провода служат шиной VDD .

  • Шаг 8

    С помощью зеленых проводов подключите контакт 6 к ряду 14 справа, затем соедините ряд 14 справа с рядом 14 слева, а затем соедините ряд 14 слева с контактом 2 NE555.

  • Шаг 9

    Вставьте резистор 470 Ом между контактом 3 NE555 и рядом 15.

  • Шаг 10

    Вставьте светодиод между рядами 12 и 15 слева. Убедитесь, что катод светодиода (более короткий провод) подключен к строке 12, а анод светодиода (более длинный провод) подключен к строке 15.

  • Шаг 11

    Вы можете подключить положительный полюс батареи 9 В к шине питания VDD в любом месте, я выбрал строку 13 справа.То же самое верно и для отрицательной клеммы батареи 9 В, ее можно подключить к шине питания заземления в любом месте, и я выбрал строку 12 справа.

  • Шаг 12

    Теперь все готово, и ваш светодиод должен начать мигать 🙂

Вот и готовый генератор NE555 во всей красе. Сложно запечатлеть мигающий светодиод на фото, поэтому обязательно посмотрите видео на YouTube, если хотите увидеть генератор в действии 🙂

Вы также можете вставить потенциометр вместо двух резисторов R1 и R2, и тогда схема будет выглядеть так:

Поворачивая потенциометр, вы можете настроить R1 и R2, а также задать разное время включения и выключения.Фактически, этот режим привода генерирует своего рода ШИМ, потому что, поворачивая потенциометр, вы фактически не изменяете частоту мигания. Скорее, вы меняете процент включения светодиода.

Если вы хотите использовать это как реалистичную ШИМ для уменьшения яркости светодиода (или для управления маленьким двигателем), конденсатор C1 должен быть выбран намного меньшим по величине, чтобы частота ШИМ была высокой. Если вы выберете R1 в качестве потенциометра 10 кОм, то C1 = 100 нФ даст вам частоту ШИМ около 1 кГц.

NE555 как таймер («моностабильный» режим)

Допустим, вы хотите включить светодиод на 5 секунд, а затем снова выключить его автоматически.Именно тогда вы можете использовать NE555 как таймер! Этот режим также называют «моностабильным», потому что здесь светодиод всегда выключен (стабильное состояние), если вы не нажмете кнопку и светодиод не загорится на фиксированное время.

Вот как выглядит схема:

Давайте разберемся, как это работает!

  • Когда ничего не происходит и схема включается в первый раз, светодиод не горит, и конденсатор разряжается через разрядный штырь, потому что он связан с землей.
  • Однако, когда вы нажимаете кнопку S1, контакт триггера заземляется и устанавливает на выходе NE555 высокий уровень. Кроме того, он отключает разрядный вывод, так что конденсатор C1 теперь может заряжаться через резистор R1.
  • Напряжение на конденсаторе медленно увеличивается, и как только оно достигает & frac23; VDD, пороговый вывод сбрасывает выход NE555 на 0 и соединяет разрядный вывод с землей, что немедленно разряжает конденсатор C1 (поскольку разрядного резистора нет, это происходит мгновенно, без каких-либо задержек).
  • Конденсатор C1 теперь полностью разряжен, выход NE555 выключен, и все может начаться сначала, как только кто-нибудь нажмет кнопку S1.

Мы видим: светодиод горит только определенное время, и это время определяется конденсатором C1 и резистором R1, через которые конденсатор заряжается. Это формула:

В нашем примере R1 = 100 кОм и C1 = 22 мкФ, поэтому нам нужно вставить 100 и 22 в приведенную выше формулу.Это дает нам время t = 2420 миллисекунд или около 2,4 секунды. Если вы хотите увеличить время, вы можете просто вставить резисторы большего размера или конденсаторы большего размера, а если вам нужно меньшее время, вставьте резистор меньшего размера или конденсатор меньшего размера 🙂

Хорошо, теперь, когда это имеет для нас некоторый смысл, давайте продолжим и построим его на макете! Вот необходимые электронные компоненты:

Опять же, вы можете найти подробный список этих компонентов в блоке ресурсов 🙂 Давайте построим схему!

  • Шаг 1

    Поместите 170-контактную макетную плату перед собой так, чтобы ряд 1 был направлен вверх.Вставьте NE555 в ряд 7 так, чтобы его выемка была направлена ​​вверх влево.

  • Шаг 2

    Вставьте резистор 100 кОм между контактами 7 и 8 NE555.

  • Шаг 3

    Соедините контакты 7 и 6 NE555 коротким проводом.

  • Шаг 4

    Вставьте конденсатор 22 мкФ между контактом 6 и строкой 12 и убедитесь, что отрицательный вывод конденсатора подключен к строке 12.Отрицательный вывод электролитических конденсаторов обычно выделяется большим знаком минус. Затем вставьте конденсатор 10 нФ между контактом 5 и строкой 12, и этот конденсатор можно подключить любым способом.

  • Шаг 5

    Используйте черный провод, чтобы создать шину заземления. Соедините ряд 12 справа с рядом 12 слева, затем соедините ряд 12 слева с контактом 1 NE555, а затем соедините контакт 1 с рядом 1 макета.

  • Шаг 6

    Поместите кнопку в ряд 1 макета. Внимательно посмотрите на картинку и убедитесь, что вы вставляете кнопку именно так, ее легко случайно повернуть на 90 градусов.

  • Шаг 7

    Соедините другую сторону кнопки (ряд 3 слева) с контактом 2 NE555.

  • Шаг 8

    Вставьте подтягивающий резистор 10 кОм в ряд 3.

  • Шаг 9

    Создайте шину питания VDD, к которой мы позже подключим +9 В. Сначала подключите подтягивающий резистор к контакту 8 NE555, продолжайте движение вниз до строки 13 справа, затем перейдите к строке 13 слева и, наконец, подключите к контакту 4 NE555.

  • Шаг 10

    Вставьте резистор светодиода 470 Ом между контактом 3 NE555 и рядом 15.

  • Шаг 11

    Вставьте светодиод между строкой 15 и строкой 12. Убедитесь, что анод светодиода (его более длинный провод) подключен к строке 15, а его катод (более короткий провод) подключен к строке 12.

  • Шаг 12

    Подсоедините зажим аккумулятора 9 В. Положительный вывод (красный провод) можно подключить к ряду 3 справа, а отрицательный вывод (черный провод) – к ряду 1 слева.

Это законченный таймер NE555, все настроено и готово к работе:

И, как и ожидалось, при нажатии на кнопку светодиод загорается примерно на 2.4 секунды, прежде чем снова выключить. Если вы хотите увидеть это в действии, вы можете посмотреть видео на YouTube ниже 🙂

NE555 как триггер («бистабильный» режим)

В самом начале мы увидели, что NE555 содержит триггер, и мы можем забыть обо всех зарядках и разрядках конденсаторов и просто использовать триггер сам по себе. Таким образом, одна кнопка включает светодиод, а другая кнопка сбрасывает светодиод обратно на ноль. Оба эти состояния стабильны, поэтому этот режим еще называют «бистабильным».Это схема:

Он использует только два контакта TRIGGER и / RESET, и работает это так:

  • Когда вы впервые подключаете схему к источнику питания, триггер и / сброс оба имеют высокий уровень. Это означает, что на выходе NE555 низкий уровень и светодиод не горит. Когда вы нажимаете кнопку сброса (S2), ничего не происходит, и выход остается низким.
  • Но когда вы нажимаете кнопку set (S1), спусковой крючок опускается на землю, что устанавливает на выходе NE555 высокий уровень и загорается светодиод.Если вы снова нажмете S1, больше ничего не произойдет, светодиод останется включенным.
  • Но если вы сейчас нажмете кнопку сброса (S2), NE555 вернется в состояние по умолчанию, и светодиод снова погаснет.

Это довольно просто, и на этот раз даже нет формул, потому что этот режим бистабильный. Вот что вам понадобится, если вы хотите собрать эту схему на макетной плате:

Как и раньше, вы можете найти подробный список этих компонентов в окне ресурсов.Пойдем и построим!

  • Шаг 1

    Поместите 170-контактную макетную плату перед собой так, чтобы ряд 1 был направлен вверх. Вставьте NE555 в ряд 7 так, чтобы его выемка была направлена ​​вверх влево.

  • Шаг 2

    Вставьте две кнопки в ряды 1 и 15 слева. Внимательно посмотрите на картинку и убедитесь, что вы вставляете кнопки именно так, их легко случайно повернуть на 90 градусов.

  • Шаг 3

    Создайте заземляющую шину, используя черные провода. Подключите ряд 17 слева к контакту 1 NE555, затем продолжайте до ряда 1 слева. Перейдите к строке 1 справа, а затем, наконец, подключите ее к контакту 6 NE555.

  • Шаг 4

    Вставьте конденсатор 10 нФ по диагонали между контактами 5 и 6 NE555.Его полярность не имеет значения, вы можете подключить его любым способом.

  • Шаг 5

    Вставьте два подтягивающих резистора 10 кОм в ряды 3 и 15.

  • Шаг 6

    Вставьте шину питания VDD, которая позже будет подключена к + 9В. Сначала подключите ряд 3 справа к контакту 8 NE555, а затем подключите вниз к ряду 15.

  • Шаг 7

    Подключите кнопки к NE555. Ряд 3 слева подключен к контакту 2 NE555, а ряд 15 слева подключен к контакту 4 NE555.

  • Шаг 8

    Вставьте резистор светодиода 470 Ом между контактом 1 NE555 и рядом 12 слева.

  • Шаг 9

    Вставьте светодиод между строкой 12 слева и контактом 3 NE555.Убедитесь, что катод светодиода (более короткий из двух выводов) подключен к ряду 12, а его анод (более длинный из двух выводов) подключен к выводу 3 NE555.

  • Шаг 10

    Подсоедините зажим аккумулятора. Положительный вывод + 9 В подключается к ряду 3 справа, а отрицательный вывод подключается к ряду 1 справа.

Здесь вы можете увидеть окончательную схему после того, как я уже нажал кнопку настройки:

Мне очень нравится эта схема, она очень простая, но очень полезна во многих ситуациях 🙂

Видео на YouTube

Я рассмотрел весь этот урок в специальном видео на YouTube:

Заключительные мысли

Вот и мы, вы сделали это 🙂 Надеюсь, я смогу показать вам, что NE555 – очень полезная маленькая интегральная схема, и я знаю, что буду использовать ее в нескольких будущих проектах.Это просто полезный инструмент в качестве ресурса!

Я также думаю, что это руководство показывает, что микроконтроллеры не всегда необходимы для всего. Иногда все, что вам нужно, – это старый добрый NE555, и у него есть дополнительное преимущество, заключающееся в том, что вам не нужен компьютер или какое-либо программное обеспечение для его запуска и работы.

Спасибо, что прочитали эту статью, и я надеюсь, что она была вам полезна. Если у вас есть какие-либо вопросы, свяжитесь с нами в социальных сетях, и я постараюсь ответить вам.Хорошего дня!

NE555 и микросхемы таймера LM555

Алфавитные префиксы перед номерами деталей микросхем часто воспринимаются как должное, поскольку все, что они делают, представляет производителя микросхемы (хотя и не во всех случаях) – но это не всегда так. . Хотя у некоторых микросхем есть много вторичных источников с одинаковыми номерами деталей и / или префиксами, часто есть небольшие различия для каждой из этих частей, которые возникают в результате оптимизации и изменений, внесенных каждым производителем.Хорошим примером этого является микросхема таймера NE555 , первоначально от Signetics, и LM555 , которая изначально была вторичным поставщиком от National Semiconductor. В этой статье мы сначала сравним NE555 и LM55 IC и посмотрим, как были усовершенствованы LM555 по сравнению с ранним NE555.

Глубокое погружение в NE555 и LM555

Поскольку большинство микросхем второго источника продаются как «подключаемые» замены оригинала, мало что делается для привлечения внимания к тому факту, что внутренние компоненты ИС могли быть немного изменены, но, к счастью, производители добавляют (упрощенно) схематическая диаграмма к таблицам данных, которые мы рассмотрим.

РИС.1 СХЕМА ВНУТРЕННЕЙ ЦЕПИ NE555 И LM555

Использование активной нагрузки зеркала в LM555 является одним из наиболее заметных различий между двумя ИС.

Изменения поведения

Несмотря на «контактную» совместимость, изменения в LM555 приводят к тому, что схема ведет себя по-другому, по сравнению с NE555.

Как мы поняли из внутренней схемы, в LM55 вместо постоянных резисторов используются активные нагрузки.Одним из основных преимуществ этого переключения с резисторов на активные нагрузки является то, что он снижает зависимость времени вывода от температуры и напряжения питания.

Это выделено в исходном техническом описании NE555 от Signetics.

РИС.2 ДРЕЙФ NE555 ПО ТЕМПЕРАТУРЕ И ВРЕМЕНИ

Еще одно отличие состоит в том, что в исходном NE555 сигналу запуска отдается больший приоритет, тогда как в LM555 пороговому сигналу отдается больший приоритет.

Как правило, в таймере 555 выходной сигнал становится высоким, когда контакт 2 (триггер) опускается ниже 1/3 В CC , а выходной сигнал становится низким, когда контакт 6 (порог) превышает 2/3 В CC .

В NE555, если на контакте триггера низкий уровень, даже если на контакте порогового значения высокий уровень, выходной сигнал становится низким.

Однако в LM555 выходной сигнал остается низким, даже когда на выводе триггера устанавливается низкий уровень, и он снова становится высоким только тогда, когда вывод порогового значения становится низким.

Поступали сообщения о дополнительных нежелательных импульсах на выходе LM555, которые могли быть связаны с разными приоритетами, назначенными контактам порога и триггера.

Таблица основных различий между NE555 и LM555

NE555

LM555

Время выхода зависит от температуры и напряжения питания

Время выхода относительно не зависит от температуры и напряжения питания

Триггерный контакт имеет более высокий приоритет

Пороговый контакт имеет более высокий приоритет

Заключение

Иногда неверно предполагать, что одна и та же деталь от другого производителя полностью «совместима по выводам», поскольку между деталями от разных производителей могут быть незначительные изменения и улучшения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *