Zintegrowany układ scalony timera NE555 to prawdziwy przełom w elektronice. Został stworzony w 1972 roku przez Hansa R. Camenzinda z Signetics. Wynalazek nie stracił na aktualności do dziś. Urządzenie stało się później podstawą podwójnych (IN556N) i poczwórnych (IN558N) timerów.
Bez wątpienia pomysł inżyniera elektronika pozwolił mu zająć jego znaczącą niszę w historii wynalazków technicznych. Pod względem sprzedaży to urządzenie przewyższało wszelkie inne od samego początku. W drugim roku swojego istnienia chip 555 stał się najczęściej kupowaną częścią.
Przywództwo pozostało we wszystkich kolejnych latach. Chip 555, którego wykorzystanie z każdym rokiem wzrastało, sprzedawał się bardzo dobrze. Na przykład w 2003 roku sprzedano ponad 1 miliard egzemplarzy. Konfiguracja samego urządzenia nie zmieniła się w tym czasie. Istnieje od ponad 40 lat.
Wygląd urządzenia był zaskoczeniem dla samego twórcy. Kamenzind dążył do uczynienia IP elastycznym w użyciu,ale że będzie tak wszechstronny, nie spodziewał się. Początkowo był używany jako timer lub generator impulsów. Chip 555, który szybko się rozpowszechnił, jest obecnie używany od zabawek dla dzieci po statki kosmiczne.
Urządzenie jest trwałe, ponieważ jest zbudowane w oparciu o technologię bipolarną i nie wymaga niczego specjalnego, aby używać go w kosmosie. Tylko prace testowe są przeprowadzane ze szczególnym rygorem. Tak więc podczas testowania obwodu NE 555 tworzone są indywidualne specyfikacje próbne dla wielu zastosowań. Nie ma różnic w produkcji obwodów, ale podejścia do kontroli końcowej znacznie się różnią.
Wygląd obwodu w elektronice domowej
Pierwsza wzmianka o innowacjach w sowieckiej literaturze na temat inżynierii radiowej pojawiła się w 1975 roku. Artykuł o wynalazku został opublikowany w czasopiśmie „Electronics”. Chip 555, którego analog został stworzony przez sowieckich inżynierów elektroników pod koniec lat 80. ubiegłego wieku, nosił nazwę KR1006VI1 w krajowej elektronice radiowej.
W produkcji ta część była używana do montażu magnetowidów „Electronics BM12”. Ale to nie był jedyny analog, ponieważ wielu producentów na całym świecie stworzyło podobne urządzenie. Wszystkie jednostki mają standardowy pakiet DIP8, a także mały pakiet SOIC8.
Specyfikacje obwodów
Chip 555, którego graficzna reprezentacja jest pokazana poniżej, zawiera 20 tranzystorów. Na schemacie blokowym urządzeniasą 3 rezystory o rezystancji 5 kOhm. Stąd nazwa urządzenia „555”.
Główne specyfikacje produktu to:
- napięcie zasilania 4,5-18V;
- maksymalny prąd wyjściowy 200mA;
- zużycie energii wynosi do 206 mA.
Jeśli spojrzysz na dane wyjściowe, to jest to urządzenie cyfrowe. Może być w dwóch pozycjach - niskiej (0V) i wysokiej (4,5 do 15 V). W zależności od zasilania wskaźnik może osiągnąć 18 V.
Do czego służy to urządzenie?
NE 555 chip - zunifikowane urządzenie o szerokim zakresie zastosowań. Jest często używany do montażu różnych obwodów, co tylko sprawia, że produkt jest popularny. W efekcie rośnie popyt konsumencki. Taka sława spowodowała, że cena timera spadła, co cieszy wielu mistrzów.
Wewnętrzna struktura timera 555
Co sprawia, że to urządzenie działa? Każde z wyjść urządzenia podłączone jest do obwodu zawierającego 20 tranzystorów, 2 diody i 15 rezystorów.
Podwójny format modelu
Należy zauważyć, że NE 555 (chip) jest dostępny w podwójnym formacie o nazwie 556. Zawiera dwa darmowe układy scalone.
Licznik 555 ma 8 pinów, a 556 ma 14 pinów.
Tryby urządzenia
Chip 555 ma trzy tryby działania:
- Tryb monostabilny układu 555. Działa jak tryb jednokierunkowy. Podczas operacjiimpuls o określonej długości jest emitowany jako odpowiedź na wejście wyzwalające po naciśnięciu przycisku. Wyjście pozostaje niskie do momentu włączenia wyzwalacza. Stąd też otrzymała nazwę oczekująca (monostabilna). Ta zasada działania utrzymuje urządzenie w stanie bezczynności do momentu włączenia. Tryb zapewnia włączenie timerów, przełączników, przełączników dotykowych, dzielników częstotliwości itp.
- Tryb niestabilny to samodzielna funkcja urządzenia. Pozwala to obwodowi pozostać w trybie generatora. Napięcie wyjściowe jest zmienne: czasem niskie, czasem wysokie. Ten schemat ma zastosowanie, gdy konieczne jest ustawienie urządzenia na szarpnięcia o charakterze przerywanym (z krótkotrwałym włączaniem i wyłączaniem urządzenia). Tryb jest używany podczas włączania lamp LED, funkcji w logice zegara itp.
- Tryb bistabilny lub wyzwalacz Schmidta. Oczywiste jest, że działa zgodnie z systemem wyzwalania przy braku kondensatora i ma dwa stabilne stany, wysoki i niski. Niska wartość wyzwalacza przechodzi w wysoką. Po zwolnieniu niskiego napięcia system przechodzi do stanu niskiego. Ten schemat ma zastosowanie w dziedzinie budownictwa kolejowego.
Wyjścia timera 555
Chip generatora 555 zawiera osiem pinów:
- Pin 1 (masa). Jest podłączony do ujemnej strony zasilacza (wspólny przewód obwodu).
- Wyjście 2 (wyzwalacz). Przez chwilę dostarcza wysokie napięcie (wszystko zależy od mocy rezystora i kondensatora). Ta konfiguracja jest monostabilna. Wniosek 2kontroluje pin 6. Jeśli napięcie w obu jest niskie, wyjście będzie wysokie. W przeciwnym razie, jeśli pin 6 jest wysoki, a pin 2 niski, wyjście timera będzie niskie.
- Pin 3 (wyjście). Wyjścia 3 i 7 są w fazie. Przyłożenie wysokiego napięcia około 2 V i niskiego napięcia 0,5 V wytworzy do 200 mA.
- Pin 4 (reset). Napięcie zasilania tego wyjścia jest niskie pomimo trybu timera 555. Aby uniknąć przypadkowych resetów, wyjście to powinno być podłączone do strony dodatniej, gdy jest używane.
- Wniosek 5 (kontrola). Otwiera dostęp do napięcia komparatora. To wyjście nie jest używane w rosyjskiej elektronice, ale po podłączeniu można osiągnąć szeroki zakres opcji sterowania dla urządzenia 555.
- Wniosek 6 (stop). Zawarty w komparatorze 1. Jest to przeciwieństwo pinu 2, stosowanego do zatrzymania urządzenia. Powoduje to niskie napięcie. To wyjście może przyjmować impulsy o przebiegu sinusoidalnym i prostokątnym.
- Pin 7 (cyfra). Jest podłączony do kolektora tranzystorowego T6, a jego emiter jest uziemiony. Gdy tranzystor jest otwarty, kondensator rozładowuje się przed zamknięciem.
- Styk 8 (dodatnia strona zasilania), czyli 4,5 do 18 V.
Korzystanie z wyjścia
Wyjście 3 (wyjście) może być w dwóch stanach:
- Podłączanie wyjścia cyfrowego bezpośrednio do wejścia innego sterownika na zasadzie cyfrowej. Wyjście cyfrowe może sterować innymi urządzeniami z kilkoma dodatkowymi komponentami(napięcie zasilania wynosi 0 V).
- Odczyt napięcia w drugim stanie jest wysoki (Vcc na zasilaniu).
Możliwości maszyny
- Gdy napięcie na wyjściu spada, prąd przepływa przez urządzenie i łączy je. To jest pulldown, ponieważ prąd jest pobierany z Vcc i przepływa przez urządzenie do 0V.
- Gdy moc wyjściowa wzrasta, prąd przepływający przez urządzenie zapewnia jego włączenie. Proces ten można nazwać źródłem prądu. Energia elektryczna w tym przypadku jest wytwarzana z timera i przechodzi przez urządzenie do 0 V.
Zwiększanie i zmniejszanie mogą działać razem. W ten sposób urządzenie jest włączane i wyłączane naprzemiennie. Zasada ta ma zastosowanie do działania lamp LED, przekaźników, silników, elektromagnesów. Wady tej właściwości obejmują fakt, że urządzenie musi być podłączone do wyjścia na różne sposoby, ponieważ wyjście 3 może działać zarówno jako konsument, jak i jako źródło prądu do 200 mA. Zastosowany zasilacz musi dostarczać wystarczająco dużo prądu dla obu urządzeń i timera 555.
Chip LM555
Microcircuit 555 Datasheet (LM555) ma szeroką funkcjonalność.
Wykorzystywany jest od generatorów fali prostokątnej o zmiennym cyklu pracy i przekaźników z opóźnieniem odpowiedzi po złożone konfiguracje generatorów PWM. Układ styków układu 555 i struktura wewnętrzna są pokazane na rysunku.
Poziom dokładności oprawy wynosi 1% obliczonego wskaźnika,co jest optymalne. Na jednostkę taką jak chip arkusza danych NE 555 nie mają wpływu warunki temperatury otoczenia.
Analogi układu NE555
Mikroobwód 555, którego analog w Rosji nazywał się KR1006VI1, jest urządzeniem zintegrowanym.
Wśród działających bloków warto wyróżnić przerzutnik RS (DD1), komparatory (DA1 i DA2), wyjściowy stopień wzmacniający oparty na układzie push-pull i uzupełniający tranzystor VT3. Celem tego ostatniego jest zresetowanie kondensatora ustawiającego czas podczas używania urządzenia jako generatora. Wyzwalacz jest resetowany po przyłożeniu jednostki logicznej (Jupit/2…Jupit) do wejść R.
Jeśli wyzwalacz zostanie zresetowany, na wyjściu urządzenia (pin 3) pojawi się wskaźnik niskiego napięcia (tranzystor VT2 jest otwarty).
Wyjątkowość schematu 555
Dzięki schematowi funkcjonalnemu urządzenia bardzo trudno jest zrozumieć, na czym polega jego niezwykłość. Oryginalność urządzenia polega na tym, że posiada specjalną kontrolę wyzwalania, a mianowicie generuje sygnały sterujące. Ich tworzenie odbywa się na komparatorach DA1 i DA2 (do jednego z wejść, na które podawane jest napięcie odniesienia). Aby generować sygnały sterujące na wejściach wyzwalających (wyjściach komparatora), należy uzyskać sygnały wysokonapięciowe.
Jak uruchomić urządzenie?
Aby uruchomić timer, wyjście 2 musi być zasilane od 0 do 1/3 Jowisza. Sygnał ten przyczynia się do wyzwalania, a na wyjściu generowany jest sygnał wysokiego napięcia. Sygnał powyżej limitu nie spowoduje żadnej zmiany w obwodzie, ponieważ napięcie odniesienia dla komparatora wynosi DA2 i wynosi 1/3 Jowisza.
Możesz zatrzymać stoper po zresetowaniu spustu. W tym celu napięcie na wyjściu 6 musi przekraczać 2/3 Jupita (napięcie odniesienia dla komparatora DA1 wynosi 2/3 Jupita). Reset ustawi sygnał niskiego napięcia i rozładuje kondensator taktowania.
Możesz wyregulować napięcie odniesienia, podłączając dodatkową rezystancję lub źródło zasilania do wyjścia urządzenia.
Nawijanie prędkościomierza na chipie 555
Ostatnio wśród właścicieli samochodów modne stało się liczenie przebiegu przebytego przez samochód na prędkościomierzu.
Wiele osób zastanawia się, czy nakręcanie prędkościomierza na mikroukładzie 555 jest wykonalne?
Ta procedura nie jest szczególnie trudna. Do jego produkcji wykorzystywany jest mikroukład 555, który może pełnić funkcję licznika impulsów. Poszczególne elementy schematu można przyjąć ze wskaźnikami odbiegającymi o 10-15% od obliczonych wartości.
