Схемы на микросхеме ne555: Разнообразие простых схем на NE555

Содержание

СХЕМЫ НА МИКРОСХЕМЕ 555

555– серия легендарного таймера, которая стала одной из первых интегральных микросхем. Эта микросхема в себе содержит порядка 20 транзисторов и предназначена для работы в двух режимах. Первый режим – таймер, это прямое предназначение микросхемы, второй режим – генератор прямоугольных импульсов. Кликните на схему для увеличения.

На 555 серии есть неограниченное количество схем как для новичков и любителей, так и для профессионалов. На основе этого таймера можно собрать сигнализации, датчики, генераторы, преобразователи напряжения и частоты, высоковольтные устройства, звуковые и световые игрушки и даже усилители мощности звуковой частоты. На основе этой микросхемы можно собрать все что придет на ум. Мы будем постепенно рассматривать интересные схемы и конструкции на этой микросхеме. Значение входного напряжения от 4,5 до 18 вольт. Точность таймера никак не зависит от изменения напряжения.

Не буду углубляться в работу таймера и не приведу основных параметров, все это вы можете найти в даташитах, где все детально описано. Итак, пожалуй, начнем со схем мигалок.

Мигалка, самая первая конструкция начинающего радиолюбителя. После изучения азов электроники, нужно переходить на реальные конструкции, а мигалка, самая подходящая для этих целей. Для мигающего светодиода, собирается простая схема, где таймер работает в режиме генератора импульсов, частота которого подбирается заранее. Микросхема генерирует прямоугольные импульсы, ток которых достаточно велик, для того, чтобы питать светодиод или цепочку из нескольких светодиодов. Для умощенения входного сигнала, на выходе можно использовать транзисторный ключ, который позволит управлять более мощными нагрузками, лампами накаливания и т.п..

По этой схеме можно собрать простой светодиодный стробоскоп, точность мигания светодиодов очень высокая, даже в некоторых схемах заводских стробоскопов применяется таймер 555 серии.

В такой электросхеме можно использовать сверхяркие светодиоды с мощностью в несколько ватт. Для усиления сигнала микросхемы можно использовать как полевые, так и биполярные транзисторы. Подстроечным резистором можно увеличить или уменьшить частоту миганий светодиодов
Поделитесь полезными схемами

ЖУЧОК

Сейчас в век, миниатюрных устройств, видеокамера или жучок могут быть установлены в любом месте. Используя собственный радиопередатчик, они способны передавать сигнал на несколько десятков или сотен метров. Электронные жучки синонимы: подслушка, прослушка, радиооборудование, прослушивающее и подслушивающие устройства. Поэтому, мы решили сконструировать свое прослушивающее устройство (Жучок), который назвали «Передатчик Ж-V1.0». Такой «Жучок» будет пользоваться успехом на радиотехнических кружках.

ВЫЖИГАТЕЛЬ ПО ДЕРЕВУ

Электронный трансформатор поможет вам создать простой и безопастный электровыжигатель по дереву.

СХЕМА И ОПИСАНИЕ РЕМОНТА ИБП

ИБП – очень сложное устройство, которое условно можно разделить на два блока – это преобразователь и зарядное устройство выполняющее обратную функцию. В большинстве случаев ремонт ИБП очень проблемный и дорогостоящий. Но пробовать всё-же стоит – иногда неполадка простая и лежит буквально на поверхности.

NE555 схема: универсальные практические проекты

NE555 схема используется в различных приложениях для таймера, генерации импульсов и генератора. Его можно использовать для обеспечения временных задержек в качестве генераторов и элементов триггера.

Практические схемы на основе таймера 555

NE555 схема является неотъемлемой частью электронных проектов. Будь то простой проект таймера NE555, включающий один 8-битный микроконтроллер и некоторые периферийные устройства, или сложный проект, включающий систему на чипах (SoC). Здесь мы рассмотрим некоторые схемы таймера 555, основанные на ИС.

1. Детектор движения с таймером NE555

Эта схема основана на пассивном инфракрасном (PIR) датчике, который автоматически включает устройство, когда кто-то приближается к нему. Его можно использовать для обнаружения кражи или проникновения постороннего лица в запретную зону или здание. Он также может включать свет, когда кто-то приближается к месту, где он установлен. Применения этой схемы включают, среди прочего, системы безопасности, освещение в коридорах и ванных комнатах.

Принципиальная схема детектора движения

2. Таймер со звуком

Этот звуковой таймер основан на четырехоперационном усилителе LM324 и таймере NE555. Время задержки может быть установлено от нескольких секунд до 30 минут. Его также можно использовать как чувствительную к звуку охранную сигнализацию. Также представлена односторонняя разводка печатной платы для таймера со звуком и его компонентов.

Принципиальная схема таймера со звуком

Пайка на печатной плате таймера со звуковым управлением

Компоновка компонентов печатной платы

Загрузите PDF-файлы с макетами печатных плат и компонентов: нажмите здесь

3.

Установите схему таймера 555 в моностабильный режим.

Представленная здесь NE555 схема, может действовать либо как простой таймер генерации одиночных импульсов для временных задержек, либо как генератор релаксации, генерирующий стабилизированные формы сигналов с изменяющейся скважностью от 50 до 100%. В этом видео демонстрируется, как настроить схему таймера NE555 в моностабильном режиме. Это позволит светодиоду включаться на определенное время после нажатия кнопки. Время, в течение которого светодиод остается включенным, можно установить другое, изменив сопротивление и емкость в цепи.

Таймер 555 в моностабильном режиме

Усилитель звука с ШИМ-таймером 555

В широко распространенной звуковой ШИМ-схеме 555 используется микросхема NE555 в нестабильном режиме, где частота переключения может изменяться от 65 кГц до 188 кГц.

555 Таймер ШИМ аудиоусилитель

5. Последовательный таймер для управления двигателем постоянного тока.

Последовательный таймер — это довольно часто используемая схема на промышленных предприятиях, поскольку большинство промышленных процессов относятся к типу цепной реакции. Это означает, что по завершении одного процесса запускается следующий.

Последовательный таймер для управления двигателем постоянного тока

Схема последовательного таймера управления двигателем постоянного тока

6. Бесконтактный таймер

Инфракрасная бесконтактная схема этого типа, также очень часто используется в качестве электрического переключателя, когда физический контакт нежелателен в целях гигиены. Например, можно часто увидеть использование инфракрасных датчиков приближения в общественных питьевых фонтанчиках и в общественных туалетах. Представленной здесь простой схемой можно управлять, перемещая перед ней руку. Это достигается за счет обнаружения инфракрасного света, отраженного вашей рукой на приемное устройство.

Бесконтактный переключатель таймера

7. Линейный таймер общего назначения

Этот простой таймер можно использовать для управления любым электроприбором, который необходимо выключить через определенное время, при условии, что параметры реле-переключателя соответствуют требованиям этого прибора. Он состоит из недорогих компонентов и сочетает в себе цифровую точность с простым аналоговым управлением, обеспечивая длительную синхронизацию без применения дорогостоящих резисторов или конденсаторов.

Линейный таймер для общего применения

8. Таймер инфракрасного дистанционного управления.

Здесь представлена схема таймера с инфракрасным дистанционным управлением. Схема состоит из двух секций, а именно секции передатчика и секции приемника.

Секция ИК-передатчика

Секция ИК-приемника

9. Программируемый промышленный таймер включения-выключения с RF Remote

Некоторые из представленных здесь функций программируемого промышленного таймера включения/выключения включают:

Время установлено от 1 до 60 секунд (может быть увеличено)
Время включения и время выключения можно запрограммировать (от 1 до 60 секунд)
Повторная (непрерывная) и однократная операция
Полностью дистанционное управление в пределах 100 метров
Удобные элементы управления на передней панели и дисплей с ЖК-дисплеем
Кнопки аварийной остановки (на панели управления и на пульте)
Предоставление беспотенциальных релейных контактов для подключения любого устройства/приложения 230 В переменного тока при 10 А или 28 В постоянного тока при 10 А.

Программируемый промышленный таймер

10. Проверка скорости на шоссе

Это устройство проверки скорости на дорогах может пригодиться ГАИ. Он не только отобразит на цифровом дисплее данные скорости транспортного средства, но и подаст звуковой сигнал, если средство передвижения превысит допустимую скорость для шоссе.

Схема проверки скорости на шоссе

11. Генератор сигналов и инвертор с использованием таймеров NE555 схема

Бывает, что нам часто требуется генератор прямоугольных сигналов с регулируемой частотой, почти равными высокими и низкими импульсами на выходе и регулируемыми амплитудами. Поэтому предлагаем вам для повторения простой, многими востребованный и недорогой генератор сигналов, построенный на таймерах NE555. С помощью внешних переключателей, вы можете управлять либо выбирать частотные диапазоны исходя из ваших требований. Однако рекомендуется задействовать частоты ниже 30 кГц.

Схема питания

Принципиальная схема генератора сигналов

12.

Демонстрация нестабильного мультивибратора на базе таймера NE555 с использованием MATLAB

Здесь мы показываем демонстрационную программу для нестабильного мультивибратора на основе таймера NE555 схема, которого реализована с применением графического пользовательского интерфейса (GUI) в среде MATLAB 2014.

Графический интерфейс для симулятора нестабильного режима таймера 555

Форма волны для R1 = 1000 Ом, R2 = 1000 Ом и C = 1000 мкФ

Форма волны для R1 = 1000 Ом, R2 = 1000 Ом и C = 1 мкФ

13. Мигание лампы переменного тока с использованием таймера 555

Здесь мы представляем очень простой и недорогой таймер NE555 для попеременного включения и выключения двух выходных нагрузок для звуковой и визуальной индикации. Этого можно добиться, используя NE555 схему на биполярном транзисторе или LMC555 на основе КМОП.

Эту схему можно заставить мигать лампами переменного тока с низкой частотой или включать и выключать электрические нагрузки, подключенные к сети, на низкой скорости. Для уменьшения радиочастотного излучения переключение выполняется только при переходе через ноль сетевого напряжения переменного тока.

Принципиальная схема мигалки лампы переменного тока с использованием таймера NE555

14. Лампа RGB с таймером NE555 схема

Доступные на рынке многоцветные красно-зелено-синие (RGB) лампы дороги, поскольку они основаны на микроконтроллере. К тому же программа для микроконтроллера сама по себе довольно сложная. Мы вот здесь представляем простую и недорогую схему лампы RGB с таймером 555.

Принципиальная схема лампы RGB с таймером 555

15. Устранение ложных срабатываний таймера 555

Обычно ложное срабатывание таймера IC 555 происходит при включении питания, что приводит к нежелательному выходному напряжению, который запускает временной цикл таймера. Схема становится неэффективной, особенно когда нагрузка должна быть запитана только при необходимости. Вот простая схема устранения ложных срабатываний для таймера 555.

Цепь выключателя срабатывания таймера 555

Перевод с английского

Схема простой звуковой сирены с большим количеством вариантов звучания на таймере NE555, как ее сделать.

В этой статье хочу поделится достаточно простой схемой звуковой сирены, которая обладает весьма большим разнообразием своих звучаний. При регулировки всего трех переменных резисторов, а это R2, R3 , R6 звуки на выходе сирены действительно могут удивить своим многообразием. Саму же схему сможет собрать практически любой, кто умеет хоть как-то паять. Состоит звуковая сирена из двух микросхем таймеров серии 555, каждый из которых генерирует свою звуковую частоту. Ни, и как можно заметить, первый таймер задает режим работы второму таймеру. Что и создает эффект звуковой сирены.

Номиналы компонентов, используемых в этой схеме:

D1 и D2 – NE555 (две микросхемы таймера)
C1, C4 – 0,1 мкф на 16 В
C2, C3 – 22 мкф на 16 В
C5 – 1 мкф на 16 В
C6 – 100 мкф на 16 В
R1, R5 – 1к
R2, R6 – 100к
R3 – 4,7к
R4 – 10к

Пару слов о самой микросхеме 555.

Это таймер, который может формировать на своем выходе прямоугольные импульсы различной частоты, скважности и амплитуды. Питание может осуществляться от однополярного источника постоянного напряжения величиной от 4,5 до 16 вольт. Максимальный ток, который можно получить на выходе до 200 мА. Максимальная частота, при которой таймер работает наиболее стабильно до 500 кГц.

На микросхеме имеются 8 выводов:

Вывод №1 – минус питания, а №8 это плюс питания.
Вывод №2 – запуск таймера, стартует при напряжении от 0 до ⅓ от U питания.
Вывод №3 – выход таймера с максимальным выходным током до 200 мА..
Вывод №4 – сброс, при котором происходит обнуление таймера.
Вывод №5 – управление напряжением, влияющим на частоту таймера.
Вывод №6 – стоп таймера, отключение происходит от напряжения выше ⅔ U пит.
Вывод №7 – разряд, на этом выводе после срабатывания 555 появляется минус.

Обе микросхемы таймера 555 работают в режиме мультивибратора, то есть они постоянно генерируют прямоугольные импульсы.

Только первый таймер работает на более низкой частоте, а второй на более высокой. На частоту можно влиять двумя способами. Первый способ – это изменение величины емкости конденсатора C2 и сопротивления переменного резистора R2 на первом таймере D1, и C4 и R6 на втором D2. Второй способ – это изменение уровня напряжения на выводе 5, относительно земли. Вот и получается, что первый таймер D1, работающий на более низкой частоте, регулируется только переменным резистором R2. Второй же таймер D2 регулируется и переменным резистором R6 и величиной напряжения, что идет от первого таймера. Это и позволяет сделать звук, частота которого плавно меняется, напоминая звучание обычной сирены.

Если коротко говорить о самой работе каждого таймера, то их работа сводится к следующему процессу. В начальный момент напряжение питания подается на цепь делителя напряжения, состоящий из R1, R2, C2. Поскольку для запуска таймера нужно чтобы на ножке 2 было напряжение от 0 до ⅓ от напряжения питания, то микросхема с самого начала стартует.

Ножки 2 и 6 соединены вместе. Ножка 6 это стоп таймера, и остановка работы таймера происходит в момент, когда напряжение на этом выводе поднимется до уровня ⅔ от напряжения питания, после чего на ножке 7 появится потенциал минуса питания. А на выходе, то есть ножке 3, появится низкий уровень напряжения.

Именно скорость заряда конденсатора С2, которая ограничивается резисторами R1, R2 в делителе напряжения, задает время длительности импульса на выходе таймера. Пока идет заряд конденсатора C2 до напряжения ⅔ от напряжения питания, таймер на выходе выдает высокий уровень напряжения, а как только пороговое напряжение было достигнуто, таймер срабатывает и на выходе образуется низкий уровень напряжения. После срабатывания таймера через ножку 7 этот конденсатор начинает уже разряжаться, что уже влияет на длительность низкого уровня на выходе. После чего таймер опять срабатывает и процессы повторяются снова. В итоге мы получаем периодически возникающие прямоугольные импульсы на выходе нашего таймера 555.

У этой схемы можно сделать звук сирены, который будет не плавно меняться свою частоту, а скорее напоминать обычные кратковременное пищание. То есть, с определенной частотой будут либо создаваться звуковые импульсы на выходе второго таймера либо отсутствовать. В итоге мы получим уже совсем другой звук нашей сирены. На рисунке ниже приведена схема, где показано, какие именно нужно внести изменения в предыдущую схему, чтобы получить новое звучание сирены.

Как видно мы просто выход (ножка 3) первого таймера D1 вместо 5 вывода второго таймера D2 подаем на цепь питания микросхемы D2, через переменный резистор, что ограничивает силу тока в данной цепи. В итоге мы получаем, что высокий уровень на выходе D1 будет запускать микросхему D2, тем самым делая прерывистое звучание сирены.

Видео по этой теме:

P.S. В этой простой схеме звуковой сирены можно получить действительно большое разнообразие всевозможных вариантов звучания. Когда вы соберете схему и начнете крутить переменные резисторы, то сами удивитесь количеству вариантов звука этой сирены. Ну, а применить ее можно где угодно, как в детских игрушках, так и для охранной сигнализации дома. Кстати, по цене эта схема обойдется практически копейки!

Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.

РадиоКот >Статьи >

Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.

Наверное нет такого радиолюбителя (Мяу, и его кота! – Здесь и далее прим. Кота), который не использовал бы в своей практике эту замечательную микросхему. Ну а уж слышали о ней так точно все.

Её история началась в 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием “Интегральный таймер” (The IC Time Machine).
На тот момент это была единственная “таймерная” микросхема доступная массовому потребителю. Сразу после поступления в продажу микросхема завоевала бешеную популярность и среди любителей и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем, использующих сей девайс.
За прошедшие 35 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы, в том числе и по более современным техпроцессам. Например, компания Motorola выпускает CMOS версию MC1455. Но при всем при этом в функциональности и расположении выводов никаких различий у всех этих версий нет. Все они полные аналоги друг друга.

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
ECG Philips	ECG955M
Exar	XR-555
Fairchild	NE555
Harris	HA555
Intersil	SE555/NE555
Lithic Systems	LC555
Maxim	ICM7555
Motorola	MC1455/MC1555
National	LM1455/LM555C
NTE Silvania	NTE955M
Raytheon	RM555/RC555
RCA	CA555/CA555C
Sanyo	LC7555
Texas Instruments	SN52555/SN72555

В некоторых случаях указано два названия. Это означает, что выпускается две версии микросхемы – гражданская, для коммерческого применения и военная. Военная версия отличается большей точностью, широким диапазоном рабочих температур и выпускается в металлическом или керамическом корпусе. Ну и дороже, разумеется.

Начнем с корпуса и выводов.

Микросхема выпускается в двух типах корпусов – пластиковом DIP и круглом металлическом. Правда, в металлическом корпусе она все же выпускалась – сейчас остались только DIP-корпуса. Но на случай, если вам вдруг достанется такое счастье, привожу оба рисунка корпуса. Назначения выводов одинаковые в обоих корпусах. Помимо стандартных, выпускается еще две разновидности микросхем – 556 и 558. 556 – это сдвоенная версия таймера, 558 – счетверенная.

Функциональная схема таймера показана на рисунке прямо над этим предложением.
Микросхема содержит около 20 транзисторов, 15 резисторов, 2 диода. Состав и количество компонентов могут несущественно меняться в зависимости от производителя. Выходной ток может достигать 200 мА, потребляемый – на 3- 6 мА больше. Напряжение питания может изменяться от 4,5 до 18 вольт. При этом точность таймера практически не зависит от изменения напряжения питания и составляет 1% от расчетного. Дрейф составляет 0,1%/вольт, а температурный дрейф – 0,005%/С.

Теперь мы посмотрим на принципиальную схему таймера и перемоем ему кости, вернее ноги – какой вывод для чего нужен и что все это значит.

Итак, выводы (Мяу! Это он про ноги…):

1. Земля. Особо комментировать тут нечего – вывод, который подключается к минусу питания и к общему проводу схемы.

2. Запуск. Вход компаратора №2. При подаче на этот вход импульса низкого уровня (не более 1/3 Vпит) таймер запускается и на выходе устанавливается напряжение высокого уровня на время, которое определяется внешним сопротивлением R (Ra+Rb, см. функциональную схему) и конденсатором С – это так называемый режим моностабильного мультивибратора. Входной импульс может быть как прямоугольным, так и синусоидальным. Главное, чтобы по длительности он был короче, чем время заряда конденсатора С. Если же входной импульс по длительности все-таки превысит это время, то выход микросхемы будет оставаться в состоянии высокого уровня до тех пор, пока на входе не установится опять высокий уровень. Ток, потребляемый входом, не превышает 500нА.

3. Выход. Выходное напряжение меняется вместе с напряжением питания и равно Vпит-1,7В (высокий уровень на выходе). При низком уровне выходное напряжение равно примерно 0,25в (при напряжении питания +5в). Переключение между состояниями низкий – высокий уровень происходит приблизительно за 100 нс.

4. Сброс. При подаче на этот вывод напряжения низкого уровня (не более 0,7в) происходит сброс выхода в состояние низкого уровня не зависимо от того, в каком режиме находится таймер на данный момент и чем он занимается. Reset, знаете ли, он и в Африке reset. Входное напряжение не зависит от величины напряжения питания – это TTL-совместимый вход. Для предотвращения случайных сбросов этот вывод настоятельно рекомендуется подключить к плюсу питания, пока в нем нет необходимости.

5. Контроль. Этот вывод позволяет получить доступ к опорному напряжению компаратора №1, которое равно 2/3Vпит. Обычно, этот вывод не используется. Однако его использование может весьма существенно расширить возможности управления таймером. Все дело в том, что подачей напряжения на этот вывод можно управлять длительностью выходных импульсов таймера и таким образом, забить на RC времязадающую цепочку. Подаваемое напряжение на этот вход в режиме моностабильного мультивибратора может составлять от 45% до 90% напряжения питания. А в режиме мультивибратора от 1,7в до напряжения питания. При этом мы получаем ЧМ (FM) модулированный сигнал на выходе. Если же этот вывод таки не используется, то его рекомендуется подключить к общему проводу через конденсатор 0,01мкФ (10нФ) для уменьшения уровня помех и всяких других неприятностей.

6. Останов. Этот вывод является одним из входов компаратора №1. Он используется как эдакий антипод вывода 2. То есть используется для остановки таймера и приведения выхода в состояние (Мяу! Тихой паники?!) низкого уровня. При подаче импульса высокого уровня (не менее 2/3 напряжения питания), таймер останавливается, и выход сбрасывается в состояние низкого уровня. Так же как и на вывод 2, на этот вывод можно подавать как прямоугольные импульсы, так и синусоидальные.

7. Разряд. Этот вывод подсоединен к коллектору транзистора Т6, эмиттер которого соединен с землей. Таким образом, при открытом транзисторе конденсатор С разряжается через переход коллектор-эмиттер и остается в разряженном состоянии пока не закроется транзистор. Транзистор открыт, когда на выходе микросхемы низкий уровень и закрыт, когда выход активен, то есть на нем высокий уровень. Этот вывод может также применяться как вспомогательный выход. Нагрузочная способность его примерно такая же, как и у обычного выхода таймера.

8. Плюс питания. Как и в случае с выводом 1 особо ничего не скажешь. Напряжение питания таймера может находиться в пределах 4,5-16 вольт. У военных версий микросхемы верхний диапазон находится на уровне 18 вольт.

Впитали? Едем дальше.
Большинство таймеров нуждаются во времязадающей цепочке, обычно состоящей из резистора и конденсатора. Таймер 555 не исключение. Давайте посмотрим на диаграмму работы микросхемы.

Итак, предположим, что мы подали питание на микросхему. Вход находится в состоянии высокого уровня, на выходе – низкий уровень, конденсатор С разряжен. Все спокойно, все спят. И тут БАХ – мы подаем серию прямоугольных импульсов на вход таймера. Что происходит?
Первый же импульс низкого уровня переключает выход таймера в состояние высокого уровня. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резистор R. Все то время пока конденсатор заряжается, выход таймера остается во включенном состоянии – на нем сохраняется высокий уровень напряжения. Как только конденсатор зарядится до 2/3 напряжения питания, выход микросхемы выключается и на нем появляется низкий уровень. Транзистор T6 открывается и конденсатор С разряжается.
Однако есть два нюанса, которые показаны на графике пунктирными линиями.
Первый – если после окончания заряда конденсатора на входе сохраняется низкий уровень напряжения – в таком случае выход остается активным – на нем сохраняется высокий уровень до тех пор, пока на входе не появится высокий уровень. Второй – если мы активируем вход Сброс напряжением низкого уровня. В этом случае выход сразу же выключится, не смотря на то, что конденсатор все еще заряжается.
Так, лирическую часть закончили – перейдем к суровым цифрам и расчетам. Как же нам определить время, на которое будет включаться таймер и номиналы RC цепочки, необходимые для задания этого времени? Время, за которое конденсатор заряжается до 63,2% (2/3) напряжения питания называется временной константой, обозначим её буковкой t. Вычисляется это время потрясающей по своей сложности формулой. Вот она: t = R*C, где R – сопротивление резистора в МегаОм-ах, С – емкость конденсатора в микроФарад-ах. Время получается в секундах.

К формуле мы еще вернемся, когда будем подробно рассматривать режимы работы таймера. А сейчас пока посмотрим на простенький тестер для этой микросхемы, который запросто скажет вам – работает ваш экземпляр таймера или нет.

Если после включения питания мигают оба светодиода – значит все хорошо и микросхема во вполне рабочем состоянии. Если же хотя бы один из диодов не горит или наоборот – горит постоянно, значит такую микросхемы можно спустить в унитаз с чистой совестью или вернуть назад продавцу, если вы её только что купили. Напряжение питания – 9 вольт. Например, от батареи “Крона”.

Теперь рассмотрим режимы работы этой микросхемы.
Собственно говоря, режимов у нее две штуки. Первый – моностабильный мультивибратор. Моностабильный – потому что стабильное состояние у такого мультивибратора одно – выключен. А во включенное состояние мы его переводим временно, подав на вход таймера какой-либо сигнал. Как уже отмечалось выше, время, на которое мультивибратор переходит в активное состояние, определяется RC цепочкой. Эти свойства могут быть использованы в самых разнообразных схемах. Для запуска чего-либо на определенное время или наоборот – для формирования паузы на заданное время.

Второй режим – это генератор импульсов. Микросхема может выдавать последовательность прямоугольных импульсов, параметры которых определяются все той же RC цепочкой. (Мяу! Хочу цепочку. На хвост. Ну или браслетик. Антистатический.)
Все-таки Кот у нас – зануда.
Начнем сначала, то есть с первого режима.

Схема включения микросхемы показана на рисунке. RC цепочка включена между плюсом и минусом питания. К соединению резистора и конденсатора подключен вывод 6 – Останов. Это вход компаратора №1. Сюда же подключен вывод 7 – Разряд. Входной импульс подается на вывод 2 – Запуск. Это вход компаратора №2. Совершенно простецкая схема – один резистор и один конденсатор – куда уж проще? Для повышения помехоустойчивости можно подключить вывод 5 на общий провод через конденсатор емкостью 10нФ.
Итак, в исходном состоянии, на выходе таймера низкий уровень – около нуля вольт, конденсатор разряжен и заряжаться не хочет, поскольку открыт транзистор Т6. Это состояние стабильное, оно может продолжаться неопределенно долгое время. При поступлении на вход импульса низкого уровня, срабатывает компаратор №2 и переключает внутренний триггер таймера. В результате на выходе устанавливается высокий уровень напряжения. Транзистор Т6 закрывается и начинает заряжаться конденсатор С через резистор R. Все то время, пока он заряжается, на выходе таймера сохраняется высокий уровень. Таймер не реагирует ни на какие внешние раздражители, буде они поступают на вывод 2. То есть, после срабатывания таймера от первого импульса дальнейшие импульсы не оказывают никакого действия на состояние таймера – это очень важно. Так, что там у нас происходит то? А, да – заряжается конденсатор. Когда он зарядится до напряжения 2/3Vпит, сработает компаратор №1 и в свою очередь переключит внутренний триггер. В результате на выходе установится низкий уровень напряжения, и схема вернется в свое исходное, стабильное состояние. Транзистор Т6 откроется и разрядит конденсатор С.

Время, на которое таймер, так сказать “выходит из себя”, может быть от одной миллисекунды до сотен секунд.
Считается оно так: T=1.1*R*C
Теоретически, пределов по длительности импульсов нет – как по минимальной длительности, так и по максимальной. Однако, есть некоторые практические ограничения, которые обойти можно, но сначала стоит задуматься – нужно ли это делать и не проще ли выбрать другое схемное решение.
Так, минимальные значения, установленные практическим образом для R составляет 10кОм, а для С – 95пФ. Можно ли меньше? В принципе – да. Но при этом, если еще уменьшить сопротивление резистора – схема начнет трескать слишком много электричества. Если уменьшить емкость С, то всякие паразитные емкости и помехи могут существенно повлиять на работу схемы.
С другой стороны, максимальное значение резистора примерно равно 15Мом. Здесь ограничение накладывает ток, потребляемый входом Останов (около 120нА) и ток утечки конденсатора С. Таким образом, при слишком большом значении резистора таймер просто никогда не выключится, если сумма токов утечки конденсатора и тока входа превысит 120 нА.
Ну а что касается максимальной емкости конденсатора, то дело не столько в самой емкости, сколько в токе утечки. Понятно, что чем больше емкость, тем больше ток утечки и тем хуже будет точность таймера. Поэтому, если таймер будет использоваться для больших временных интервалов, то лучше пользоваться конденсаторами с малыми токами утечки – например, танталовыми.

Перейдем ко второму режиму.

В эту схему добавлен еще один резистор. Входы обоих компараторов соединены и подключены к соединению резистора R2 и конденсатора. Вывод 7 включен между резисторами. Конденсатор заряжается через резисторы R1 и R2.
Теперь посмотрим, что же произойдет, когда мы подадим питание на схему. В исходном состоянии конденсатор разряжен и на входах обоих компараторов низкий уровень напряжения, близкий к нулю. Компаратор №2 переключает внутренний триггер и устанавливает на выходе таймера высокий уровень. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резисторы R1 и R2.

Когда напряжение на конденсаторе достигает 2/3 напряжения питания, компаратор №1 в свою очередь переключает триггер и выключает выход таймер – напряжение на выходе становится близким к нулю. Транзистор Т6 открывается и конденсатор начинает разряжаться через резистор R2. Как только напряжение на конденсаторе опустится до 1/3 напряжения питания, компаратор №2 опять переключит триггер и на выходе микросхемы снова появится высокий уровень. Транзистор Т6 закроется и конденсатор снова начнет заряжаться… фууу, чет у меня голова закружилась уже.
Короче говоря, в результате всего этого шаманства, на выходе мы получаем последовательность прямоугольных импульсов. Частота импульсов, как вы вероятно уже догадались, зависит от величин C, R1 и R2. Определяется она по формуле:

Значения R1 и R2 подставляются в Омах, C – в фарадах, частота получается в Герцах.
Время между началом каждого следующего импульса называется периодом и обозначается буковкой t. Оно складывается из длительности самого импульса – t1 и промежутком между импульсами – t2. t = t1+t2.
Частота и период – понятия обратные друг другу и зависимость между ними следующая:
f = 1/t.
t1 и t2 разумеется тоже можно и нужно посчитать. Вот так:
t1 = 0.693(R1+R2)C;
t2 = 0.693R2C;

Ну, с теоретической частью вроде бы покончили. В следующей части рассмотрим конкретные примеры включения таймера 555 в различных схемах и для самого разнообразного использования.
Если у вас еще остались вопросы – их можно задать тут.

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

схема включения, характеристики, datasheet микросхемы NE555

При разработке электронных устройств часто возникает необходимость в формировании импульсов заданной длины или в генерации прямоугольного сигнала с заданной частотой и определенным соотношением длины к паузе. Опытному конструктору не составит труда спроектировать такое устройство на отдельных цифровых элементах, но удобнее использовать для этой цели специализированную микросхему.

Что из себя представляет микросхема NE555 и где её можно использовать

Микросхема NE555 разработана в 70-е годы прошлого столетия и по настоящее время пользуется огромной популярностью у профессионалов и любителей. Она представляет собой таймер, заключенный в корпус с 8 выводами. Выпускается в исполнении DIP или в различных вариантах для поверхностного монтажа (SMD).

Микросхема содержит два компаратора – верхний и нижний. На их входах сформировано опорное напряжение, равное 2/3 и 1/3 питающего напряжения. Делитель образован резисторами сопротивлением 5 кОм. Компараторы управляют RS-триггером. К его выходу подключены буферный усилитель и транзисторный ключ. У каждого компаратора свободен один вход, он служит для подачи внешних управляющих сигналов. Верхний компаратор срабатывает при появлении высокого уровня и переводит выход микросхемы в низкий уровень. Нижний «караулит» снижение напряжения ниже 1/3 VCC и устанавливает на выходе таймера логическую единицу.

Основные характеристики микросхемы NE555

Характеристики таймера у разных производителей могут отличаться в небольших пределах, но принципиальных отклонений нет ни у кого (кроме микросхем неизвестного происхождения, от них можно ждать чего угодно):

Напряжение питания стандартно указывается от +5 до +15 В, хотя в даташитах содержатся пределы 4,5…18 В.
Выходной ток составляет 200 мА.
Выходное напряжение – максимум VCC минус 1,6 В, но не менее 2 В при напряжении питания 5 В.
Потребляемый ток при 5 В не более 5 мА, при 15 В – до 13 мА.
Погрешность формирования длительности импульса – не более 2,25%.
Максимальная рабочая частота – 500 кГц.

Все параметры указаны для температуры окружающей среды +25 °С.

Расположение и назначение выводов

Выводы таймера расположены стандартно независимо от исполнения корпуса – по возрастанию от ключа против часовой стрелки (если смотреть сверху), от 1 до 8. Каждый вывод имеет своё назначение:

GND – общий провод питания устройства.
TRIG – при подаче низкого уровня запускает второй (нижний по схеме) компаратор, на его выходе появляется логическая единица, устанавливающая внутренний RS-триггер в 0. К нему подключается внешняя времязадающая RC-цепочка. Имеет приоритет перед THR.
OUT – выход. Высокий уровень сигнала чуть ниже напряжения питания, низкий – 0,25 В.
RESET – сброс. Независимо от сигналов на других входах, при наличии низкого уровня сбрасывает выход в 0 и запрещает работу таймера.
CTRL – управление. На нём всегда присутствует уровень 2/3 напряжения шины питания. Сюда можно подать внешний сигнал и промодулировать им выход.
THR – при появлении высокого уровня (более 2/3 питания) первый (верхний по схеме) триггер устанавливается в 1 и внутренний RS-триггер переходит в состояние логической единицы.
DIS – разряд времязадающего конденсатора. При появлении на выходе триггера высокого уровня, внутренний транзистор открывается, происходит быстрый разряд. Таймер готов к следующему циклу работы.
VCC – выход питания. На него можно подавать напряжение от 5 до 15 В.

Описание режимов работы микросхемы NE555

Хотя архитектура таймера позволяет использовать его в различных режимах, существует три типовых вида работы NE555.

Одновибратор (ждущий мультивибратор)

Исходное положение:

на входе 2 высокий логический уровень;
на входах R и S триггера – нули;
выход триггера – 1;
транзистор цепи разряда открыт, конденсатор С зашунтирован;
на выходе 3 — уровень 0.

При появлении на входе 2 нулевого уровня, нижний компаратор переключается в 1, перебрасывая триггер в 0. На выходе микросхемы появляется высокий уровень. Одновременно закрывается транзистор, переставая шунтировать конденсатор. Он начинает заряжаться через резистор R. Как только напряжение на нем достигнет 2/3 от VCC, сработает верхний компаратор, установит триггер обратно в 1, а выход таймера — в 0. Транзистор откроется и разрядит ёмкость. Так на выходе сформируется положительный импульс, начало которого определяется внешним сигналом на входе 2, а завершение зависит от времени заряда конденсатора, которое вычисляется по формуле t=1,1⋅R⋅C.

Мультивибратор

При подаче питания конденсатор разряжен, на входе 2 (и 6) логический 0, на выходе таймера 1 (этот процесс описан в предыдущем разделе). После заряда емкости через R1 и R2 до уровня 2/3 VCC высокий уровень на входе 6 перебросит выход 3 в ноль, а разряжающий транзистор откроется. Но разряжаться конденсатор будет не напрямую, а через R2. В итоге схема придет к исходному положению, и цикл повторится вновь и вновь. Из описания процесса видно, что время заряда определяется суммой сопротивлений R1, R2 и емкостью конденсатора, а время разряда задают R1 и С. Вместо R1 и R2 можно поставить переменные резисторы и оперативно управлять частотой и скважностью импульсов. Формулы для расчета:

длительность импульса t1=0,693⋅(R1+R2)⋅C;
длительность паузы t2=0,693⋅R2⋅C;
частота следования импульсов f=1/(0,693(R1+2⋅R2)⋅C.

Время паузы не может превысить время импульса. Чтобы обойти это ограничение, цепи разряда и заряда разделяют, включив в схему диод (катодом к выводу 6, анодом к выводу 7).

Триггер Шмитта

На микросхеме 555 можно построить триггер Шмитта. Это устройство преобразовывает медленно изменяющийся сигнал (синусоиду, пилу и т. п.) в прямоугольный. Здесь времязадающие цепи не используются, сигнал подается на входы 2 и 6, соединенные между собой. При достижении порога 2/3 VCC напряжение на выходе скачком переключается в 1, при снижении до уровня 1/3 также скачкообразно уменьшается до нуля. Зона неоднозначности составляет 1/3 напряжения питания.

Достоинства и недостатки

Главным достоинством микросхемы NE555 является простота применения – для построения схемы достаточно небольшой обвязки, хорошо поддающейся расчёту. При этом стоимость устройства невелика.

Основным минусом таймера является выраженная зависимость длительности импульсов от напряжения питания. Обусловлено это тем, что конденсатор в схеме одновибратора или мультивибратора заряжается через резистор (или через два), а верхний вывод резистора подсоединен к питающей шине. Ток через сопротивление формируется напряжением VCC – чем оно выше, тем больше ток, тем быстрее зарядится конденсатор, тем раньше сработает компаратор, тем короче будет формируемый временной интервал. По неизвестной причине этот момент отсутствует в технической документации, но хорошо знаком разработчикам.

Другой недостаток таймера состоит в том, что пороговые напряжения компараторов формируются внутренними делителями и регулировке не подлежат. Это сужает возможности применения NE555.

И ещё одна неприятная особенность. В связи с двухтактной схемой построения выходного каскада, в момент переключения (когда верхний транзистор уже открыт, а нижний еще не закрыт или наоборот) идет импульс сквозного тока. Его длительность невелика, но он приводит к дополнительному нагреву микросхемы и формирует помехи по цепям питания.

Какие существуют аналоги

За время существования таймера, разработано и выпущено большое количество клонов. Выпускаются они различными фирмами, но все содержат в названии цифры 555. Среди заводов, производящих аналог, есть как популярные производители электронных компонентов, так и неизвестные изготовители из Юго-Восточной Азии. Если первые обеспечивают задекларированные параметры, то от вторых не стоит ждать никаких гарантий. Отклонения от заявленных характеристик могут быть велики.

В СССР разработан аналогичный таймер КР1006ВИ1. Его функциональность полностью повторяет оригинал, с одним исключением: у него вывод 2 имеет приоритет над выводом 6 (а не наоборот, как у NE555). Это надо учитывать при разработке схем. И ещё один момент: индекс КР означает, что микросхема выпускается только в корпусе DIP8.

Примеры практического использования

Область практического применение таймера широка, в рамках данного обзора полностью раскрыть тему не получится. Но наиболее распространенные примеры разобрать стоит.

В режиме одновибратора на нескольких микросхемах можно построить кодовый замок с ограничением времени набора кода. Другой путь – использование в качестве сигнализатора достижения порогового уровня (освещенности, уровня наполнения ёмкости и т.д.) совместно с различными датчиками.

В режиме мультивибратора (астабильный режим) таймер находит широчайшее применение. На нескольких таймерах можно построить переключатель гирлянд с раздельным регулированием частоты мигания, времени включения и времени паузы. Можно применять NE555 как основу для реле времени и формировать время включения потребителей от 1 до 25 секунд. Можно построить метроном для музыканта. Это самый используемый режим микросхемы, и все способы применения описать невозможно.

В качестве триггера Шмитта таймер используется нечасто. Но в бистабильном режиме без частотозадающих элементов NE555 применяют в качестве подавителя дребезга контактов или двухкнопочного выключателя в режиме «старт-стоп». Фактически, используется только встроенный RS-триггер. Также известно о построении на базе таймера ШИМ-регулятора.

Существуют сборники схем, в которых описаны различные варианты применения таймера NE555. В них описаны тысячи способов использования микросхемы. Но пытливому уму конструктора и этого может оказаться недостаточно, и он найдет дополнительное, ещё нигде не описанное использование таймера. Возможности, заложенные разработчиками микросхемы, это позволяют.

Ne 555 микросхема схема подключения

Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.

Автор:
Опубликовано 01.01.1970

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.

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

Производитель

Название микросхемы

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.

Итак, предположим, что мы подали питание на микросхему. Вход находится в состоянии высокого уровня, на выходе — низкий уровень, конденсатор С разряжен. Все спокойно, все спят. И тут БАХ — мы подаем серию прямоугольных импульсов на вход таймера. Что происходит?
Первый же импульс низкого уровня переключает выход таймера в состояние высокого уровня. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резистор R. Все то время пока конденсатор заряжается, выход таймера остается во включенном состоянии — на нем сохраняется высокий уровень напряжения. Как только конденсатор зарядится до 2/3 напряжения питания, выход микросхемы выключается и на нем появляется низкий уровень. Транзистор T6 открывается и конденсатор С разряжается.
Однако есть два нюанса, которые показаны на графике пунктирными линиями.
Первый — если после окончания заряда конденсатора на входе сохраняется низкий уровень напряжения — в таком случае выход остается активным — на нем сохраняется высокий уровень до тех пор, пока на входе не появится высокий уровень. Второй — если мы активируем вход Сброс напряжением низкого уровня. В этом случае выход сразу же выключится, не смотря на то, что конденсатор все еще заряжается.
Так, лирическую часть закончили — перейдем к суровым цифрам и расчетам. Как же нам определить время, на которое будет включаться таймер и номиналы RC цепочки, необходимые для задания этого времени? Время, за которое конденсатор заряжается до 63,2% (2/3) напряжения питания называется временной константой, обозначим её буковкой t. Вычисляется это время потрясающей по своей сложности формулой. Вот она: t = R*C, где R — сопротивление резистора в МегаОм-ах, С — емкость конденсатора в микроФарад-ах. Время получается в секундах.

К формуле мы еще вернемся, когда будем подробно рассматривать режимы работы таймера. А сейчас пока посмотрим на простенький тестер для этой микросхемы, который запросто скажет вам — работает ваш экземпляр таймера или нет.

Если после включения питания мигают оба светодиода — значит все хорошо и микросхема во вполне рабочем состоянии. Если же хотя бы один из диодов не горит или наоборот — горит постоянно, значит такую микросхемы можно спустить в унитаз с чистой совестью или вернуть назад продавцу, если вы её только что купили. Напряжение питания — 9 вольт. Например, от батареи “Крона”.

Теперь рассмотрим режимы работы этой микросхемы.
Собственно говоря, режимов у нее две штуки. Первый — моностабильный мультивибратор. Моностабильный — потому что стабильное состояние у такого мультивибратора одно — выключен. А во включенное состояние мы его переводим временно, подав на вход таймера какой-либо сигнал. Как уже отмечалось выше, время, на которое мультивибратор переходит в активное состояние, определяется RC цепочкой. Эти свойства могут быть использованы в самых разнообразных схемах. Для запуска чего-либо на определенное время или наоборот — для формирования паузы на заданное время.

Второй режим — это генератор импульсов. Микросхема может выдавать последовательность прямоугольных импульсов, параметры которых определяются все той же RC цепочкой. (Мяу! Хочу цепочку. На хвост. Ну или браслетик. Антистатический.)
Все-таки Кот у нас — зануда.
Начнем сначала, то есть с первого режима.

Схема включения микросхемы показана на рисунке. RC цепочка включена между плюсом и минусом питания. К соединению резистора и конденсатора подключен вывод 6 — Останов. Это вход компаратора №1. Сюда же подключен вывод 7 — Разряд. Входной импульс подается на вывод 2 — Запуск. Это вход компаратора №2. Совершенно простецкая схема — один резистор и один конденсатор — куда уж проще? Для повышения помехоустойчивости можно подключить вывод 5 на общий провод через конденсатор емкостью 10нФ.
Итак, в исходном состоянии, на выходе таймера низкий уровень — около нуля вольт, конденсатор разряжен и заряжаться не хочет, поскольку открыт транзистор Т6. Это состояние стабильное, оно может продолжаться неопределенно долгое время. При поступлении на вход импульса низкого уровня, срабатывает компаратор №2 и переключает внутренний триггер таймера. В результате на выходе устанавливается высокий уровень напряжения. Транзистор Т6 закрывается и начинает заряжаться конденсатор С через резистор R. Все то время, пока он заряжается, на выходе таймера сохраняется высокий уровень. Таймер не реагирует ни на какие внешние раздражители, буде они поступают на вывод 2. То есть, после срабатывания таймера от первого импульса дальнейшие импульсы не оказывают никакого действия на состояние таймера — это очень важно. Так, что там у нас происходит то? А, да — заряжается конденсатор. Когда он зарядится до напряжения 2/3Vпит, сработает компаратор №1 и в свою очередь переключит внутренний триггер. В результате на выходе установится низкий уровень напряжения, и схема вернется в свое исходное, стабильное состояние. Транзистор Т6 откроется и разрядит конденсатор С.

Время, на которое таймер, так сказать “выходит из себя”, может быть от одной миллисекунды до сотен секунд.
Считается оно так: T=1.1*R*C
Теоретически, пределов по длительности импульсов нет — как по минимальной длительности, так и по максимальной. Однако, есть некоторые практические ограничения, которые обойти можно, но сначала стоит задуматься — нужно ли это делать и не проще ли выбрать другое схемное решение.
Так, минимальные значения, установленные практическим образом для R составляет 10кОм, а для С — 95пФ. Можно ли меньше? В принципе — да. Но при этом, если еще уменьшить сопротивление резистора — схема начнет трескать слишком много электричества. Если уменьшить емкость С, то всякие паразитные емкости и помехи могут существенно повлиять на работу схемы.
С другой стороны, максимальное значение резистора примерно равно 15Мом. Здесь ограничение накладывает ток, потребляемый входом Останов (около 120нА) и ток утечки конденсатора С. Таким образом, при слишком большом значении резистора таймер просто никогда не выключится, если сумма токов утечки конденсатора и тока входа превысит 120 нА.
Ну а что касается максимальной емкости конденсатора, то дело не столько в самой емкости, сколько в токе утечки. Понятно, что чем больше емкость, тем больше ток утечки и тем хуже будет точность таймера. Поэтому, если таймер будет использоваться для больших временных интервалов, то лучше пользоваться конденсаторами с малыми токами утечки — например, танталовыми.

Перейдем ко второму режиму.

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;

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.