Детаљан опис, примена и временски дијаграм тајмера НЕ555

Сваки радио аматер је више пута упознао микрочип НЕ555. Овај мали осмерокутни тајмер стекао је огромну популарност за функционалност, употребљивост и једноставност употребе. На 555 тајмерима, можете сакупљати кола најразличитијег нивоа сложености: од једноставног Сцхмиттовог окидача, са читавим низом прекорачења, до вишестепене кодне браве са употребом великог броја додатних компоненти.

У овом чланку ћете добити детаљан поглед на чип НЕ555, који је, упркос солидној старости, још увек тражен. Важно је напоменути да је на првом мјесту овај захтјев због употребе ИЦ у склоповима помоћу ЛЕД диода.

Опис и обим примене

НЕ555 је развој америчке компаније Сигнетика, чији се стручњаци у условима економске кризе нису предали и могли су имплементирати рад Ханса Камензинде. Он је 1970. године успео да докаже значај свог изума, који у то време није имао аналогије. ИЦ НЕ555 је имао високу густину инсталације по ниској цени, која је добила посебан статус.

Након тога, почели су да га преписују конкурентски произвођачи из цијелог свијета. Тако се појавио домаћи КР1006В1, који је и даље остао јединствен у овом жанру. Чињеница је да у КП1006ВИ1 улаз за заустављање

има приоритет над улазним улазом

. У увезеним аналогима других фирми таква особина не постоји. Ову чињеницу треба узети у обзир при осмишљавању шема са активним коришћењем два улаза.

Међутим, у већини случајева, приоритети не утичурад уређаја. Да би се смањила потрошња енергије, 70-тих година прошлог века, прилагођавана је емисија ЦМОС-серије. У Русији, чип на теренским транзисторима се звао КП1441ВИ1.

Највећа примена 555 тајмера пронађена је у конструкцији кола генератора и временском релеју са могућношћу одлагања од микросекунди до неколико сати. У софистициранијим уређајима, он обавља функције како би се уклонили контакти за стезање, ПВМ, враћање дигиталног сигнала и тако даље.

Карактеристике и недостаци

Карактеристика тајмера је интерни разделник напона који одређује фиксни горњи и доњи праг за два компаратора. С обзиром да се раздјелник напона не може искључити, а напон прага се не може контролирати, подручје примјене НЕ555 је сужено.

Тајмер на биполарним транзисторима има један значајан недостатак повезан са преласком излазне каскаде из једног стања у друго. Свако пребацивање је праћено паразитном струјом која протјече, која на врху може достићи 400 мА, повећавајући топлотне губитке. Рјешење проблема је инсталација поларног кондензатора капацитета 0,1 μФ између управљачког терминала

и заједничког водича. Захваљујући њему, стабилност се повећава приликом лансирања и поузданости читавог уређаја. Поред тога, да би се повећала отпорност на буку, ланац снабдевања је допуњен неполарним кондензатором од 1 μФ.

Тајмери ​​сакупљени на ЦМОС транзисторима немају ове недостатке и не захтевају инсталацију спољних кондензатора.

Основни параметри ИЦсерија 555

Унутрашњи уређај НЕ555 укључује пет функционалних чворова, што се може видјети на логичком дијаграму.На улазу се налази отпорнички раздјелник напона који формира два референтна напона за прецизне компараторе. Излазни контакти компаратора долазе у следећи блок - РС-окидач са екстерним излазом за ресетовање, а затим на појачало снаге. Последњи чвор је транзистор отвореног колектора, који може да обавља неколико функција, у зависности од задатка.

Препоручени напон напајања за ИР тип НА, НЕ, СА је у опсегу од 4,5 до 16 волти, а за СЕ може достићи 18В. У овом случају, струја потрошње са минималним утопом је 2-5 мА, а максимални утоп - 10-15 мА. Неки ИЦ-ови серије 555 ЦМОС троше више од 1 мА. Највећа излазна струја увезеног чипа може достићи вриједност од 200 мА. За КР1006ВИ1 није већи од 100 мА.

Квалитет монтаже и произвођача снажно утичу на радне услове тајмера. На пример, опсег радне температуре НЕ555 је од 0 до 70 ° Ц, а СЕ555 је од -55 до + 125 ° Ц, што је важно знати када се пројектују уређаји за отворена окружења. За детаљније информације о електричним параметрима, погледајте типичне вриједности напона и струје на улазима ЦОНТ, РЕСЕТ, ТХРЕС и ТРИГ могу се наћи у податковном листу ИЦ серије КСКС555.

Локација и именовање закључака

НЕ555 и његови аналози су претежно произведени у телу хоботнице типа ПДИП8, ТССОП или СОИЦ. Локација закључака, без обзира на случај, је стандардна. Условна графичка ознакаТајмер је правоугаоник означен са Г1 (за један пулсни генератор) и ГН (за мултивибраторе).

  1. Опште (ГНД). Први закључак о кључу. Повезан на негативно напајање уређаја.
  2. Покретање (ТРИГ). Нисконапонски импулсни улаз на улаз другог компаратора резултира покретањем и појавом високог нивоа излаза на излазу, чије трајање зависи од номиналне вриједности вањских елемената Р и Ц. Могуће варијације улазног сигнала уписују се у одјељку "Сингле-вибратор".
  3. Излаз (ОУТ). Висок ниво излазног сигнала је (Уипп-1.5 В), а најнижи је око 0.25В. Пребацивање траје око 0,1 μс.
  4. Ресет (РЕСЕТ). Овај улаз има највиши приоритет и може да контролише рад тајмера, без обзира на напон на другим закључцима. Да би се омогућио старт, потребно је да на њему постоји потенцијал већи од 0.7 волта. Из тог разлога, он је повезан преко отпорника на струјни круг напајања. Излаз импулса мањи од 0,7 волти спречава рад НЕ555.
  5. Контрола (ЦТРЛ). Као што се може видети из унутрашње структуре ИЦ, она је директно повезана са разделником напона и, у одсуству спољашњег утицаја, производи 2/3 Уит. Слањем контролног сигнала на ЦТРЛ, можете добити модулирани сигнал на излазу. У једноставним круговима повезује се с вањским кондензатором.
  6. Стоп (ТХР). Ту је и улаз првог компаратора, појава на којој напон већи од 2/3 зауставља окидач и преводи излазни тајмер на ниски ниво. У овом случају, излазу 2 треба недостајати окидач, јер ТРИГ има приоритет у односу на ТХР (осим КР1006ВИ1).
  7. Исплата (ДИС).Прикључен директно на унутрашњи транзистор, који је укључен у склоп са заједничким колектором. Обично, пре транзиције, колектор-емитер повезује дуготрајни кондензатор, који се празни, док је транзистор у отвореном стању. Ретко се користи за повећање носивости тајмера.
  8. Исхрана (ВЦЦ). Спаја се на извор напајања од 4.5-16В.

Режими рада НЕ555

Тимер 555 серија ради у једном од три режима, размотрићемо их детаљније на примеру чипа НЕ555.

сингле-антенна

На слици је приказан принцип електричног круга једног вибратора. За формирање појединачних импулса, поред чипа НЕ555, биће потребан отпор и поларни кондензатор. Схема функционише на следећи начин. Улаз тајмера

се напаја једним нисконапонским импулсом, што доводи до преклапања чипа и појављивања високог нивоа излаза

. Трајање сигнала се израчунава у секундама по формули:

т = 1,1 * Р * Ц.

Након наведеног времена (т) на излазу се генерише сигнал ниског нивоа (почетно стање). По подразумеваној вредности, излаз 4 је комбинован са излазом 8, односно има висок потенцијал.

Приликом пројектовања шема, потребно је узети у обзир 2 нијансе:

  1. Напон напајања не утиче на трајање импулса. Што је већи напон напајања, већа је брзина пуњења кондензатора који троши много времена и што је већа амплитуда излазног сигнала.
  2. Додатни импулс који се може применити на улаз након главног не утиче на рад тајмера све доквреме т завршава.

На деловање једног генератора импулса може се утицати споља на два начина:

  • Подесите Ресет на сигнал ниског нивоа који ће померити тајмер у првобитно стање;
  • док улаз 2 не прими сигнал ниског нивоа, излаз ће остати високи потенцијал.

Тако, уз помоћ појединачних улазних сигнала и параметара разводног ланца, могуће је примити излазне импулсе правоугаоног облика са јасно дефинисаним трајањем.

мултивибратор

Мултивибратор је периодички пулсни генератор правоугаоног облика са датом амплитудом, трајањем или фреквенцијом, у зависности од задатка. Његова разлика од једног вибратора је одсуство спољашњих утицаја, који узнемиравају нормално функционисање уређаја. Схематски дијаграм мултивибратора заснован на НЕ555 приказан је на слици.

У формирању репетитивних импулса укључени су отпорници Р1, Р2 и кондензатор Ц1. Време импулса (т1), време паузе (т2), период (Т) и фреквенција (ф) израчунавају се по следећим формулама:Из формула, лако је приметити да време паузе не може да прекорачи време импулса, тј. Т /т1) више од 2 јединице неће успјети. Да би се решио проблем у кругу, диода чија је катода повезана са пином 6, и анода са закључком 7.

У табели података на чиповима често се користи вредност инверзне дужности - Дути цицле (Д = 1 /С), која је представљена у процентима.

Схема функционира на следећи начин. У тренутку напајања, кондензатор Ц1 је испражњен, преведенизлаз за тајмер на статус високог нивоа. Тада С1 почиње да се пуни, добијајући капацитет до горње границе од 2/3 Уит. Када се достигне праг, ИЦ се пребацује, а излазни сигнал је низак. Почиње процес пражњења кондензатора (т1), који прелази на доњу граничну вредност од 1/3 Уит. Када се дође до њега, врши се повратно пребацивање, а на излазу тајмера се подешава висок ниво сигнала. Као резултат, схема прелази у сам осцилаторни мод.

Прецизни окидач Сцхмитт са РС-окидачем

Унутар тајмера, НЕ555 користи дуал-степ компаратор и РС-окидач који вам омогућава да имплементирате прецизни окидач Сцхмитт са РС-окидачем на хардверском нивоу. Улазни напон се дели компаратором на три дела, када сваки од њих достигне следећи прекидач. У овом случају, вредност хистерезе (инверзно пребацивање) је једнака 1/3 Упт. Могућност употребе НЕ555 као прецизног окидача потребна је у конструкцији система аутоматске контроле.

3 најпопуларнијих кола заснованих на НЕ555

сингле-антенна

Практична верзија кола једног вибратора на ТТЛ НЕ555 приказана је на слици. Круг се напаја униполарним напоном од 5 до 15В. Временски задајући елементи су: отпорник Р1 - 200кОм-0,125В и електролитички кондензатор Ц1 - 4.7мкф-16В. Р2 подржава високу улазну снагу док неки вањски уређај не враћа на ниски ниво (на примјер, транзисторски кључ). Кондензатор Ц2 штити круг од струјних струја у тачкама укључивања.

АктивацијаЈедно-имобилизатор се јавља у тренутку кратког споја на земљи улазног контакта. Истовремено се на излазу формира висок ниво издржљивости:

т = 1,1 * Р1 * Ц1 = 1,1 * 200,000 * 0,0000047 = 1,03 ц.

Дакле, ова шема ствара кашњење излазног сигнала у односу на улаз за 1 секунду.

Трепће са ЛЕД на мултивибратору

На основу горње шеме мултивибратора, може се прикупити једноставан ЛЕД блиц. Да би се то урадило, пре изласка на тајмер, ЛЕД је спојен у серију са отпорником. Номинална вредност отпорника дата је формулом:

Р = (У УЛ-УЛЕД) /ИЛЕД,

У - вредност амплитуде напона на излазу тајмера 3.

Број повезаних ЛЕД диода зависи од врсте чипа који се користи НЕ555, његовог капацитета оптерећења (ЦМОС или ТТЛ). Ако требате трептати ЛЕД са снагом већом од 0.5 В, онда је схема допуњена транзистором, чије ће оптерећење бити ЛЕД.

Временски релеј

На слици је приказан распоред подесивог тајмера (електронски временски релеј).Уз то, можете ручно подесити трајање излазног сигнала од 1 до 25 секунди. Да бисте то урадили доследно са константним отпорником на 10 кОхм поставите променљиву у номиналној вредности од 250 кОхм. Капацитет дуготрајног кондензатора је повећан на 100 μФ.

Схема функционише на следећи начин. У почетном стању, излаз 2 има висок ниво (из извора напајања), а излаз 3 је низак. Транзистори ВТ1, ВТ2 су затворени. У тренутку напајања на базу ВТ1 позитивног импулса дуж струјног кола (Вцц-Р2-колектор-емитер-заједничка жица) струји.ВТ1 се отвара и преводи НЕ555 у временски режим. Истовремено, на излазу ИЦ-а постоји позитиван замах који отвара ВТ2. Као резултат, струја емитера ВТ2 доводи до рада релеја. Корисник може у било којем тренутку прекинути извршење задатка, кратко прекинути РЕСЕТ на тло.

Транзистори БЦ546, приказани на дијаграму, могу бити замењени са ЦТ3102.

У једном чланку немогуће је размотрити све популарне кругове базиране на НЕ555. Да би се то постигло, постоје читаве колекције које прикупљају практично искуство за читаво вријеме трајања тајмера. Надамо се да ће пружене информације послужити као референтна тачка током израде схема, укључујући и оне које су ЛЕД диоде.