555 таймер схемы: Микросхема 555 практическое применение — Схемы радиолюбителей

Содержание

схемы (микросхемы) на ne555, интегральный таймер

Современный рынок насыщен разнообразными устройствами, позволяющими реализовать практически любые потребности пользователей. При этом не возникает необходимости вникать в устройство используемого гаджета, и тем более, изучать принцип работы компонентов, из которых он изготовлен. Все давно привыкли к тому, что электрические часы, будильники, таймеры, кодовые замки  включаются и выключаются путем легкого прикосновения к сенсорной кнопке и исправно выполняют свои функции без участия потребителя.

В основу работы всех этих устройств положена микросхема NE555, которая была разработана почти 50 лет назад и до сих пор не утратила своей актуальности при создании электронных устройств, в основу действия которых положен триггер Шмидта, позволяющий управлять сигналами «включено» — «выключено» в самых различных вариациях.

Описание

Созданию микросхемы NE555, реализованному в 1970 году специалистами компании Signetics (США), предшествовали теоретические разработки Ганса Камензинда, который сумел доказать важность, не имевшего на тот момент времени аналогов, изобретения. Т

аймер NE555 явился первой и единственной «таймерной» микросхемой, доступной рядовым потребителям, которая позволяла собирать миниатюрные и недорогие устройства за счет плотной компановки элементов в кристалле микросхемы.

Основные параметры ИМС серии 555

Микросхема NE 555 состоит из пяти функциональных узлов:

  • делителя напряжения;
  • двух прецизионных компараторов;
  • триггера;
  • транзистора с открытым коллектором на выходе

РИСУНОК 1

Устройство микросхемы NE 555

Параметры работы микросхемы во многом определяются качеством сборки аналогов. Для таймера NE 555 диапазон рабочих температур составляет: 0° — 70° С, а для SE 555 он шире: от -55°С до +125°С.

Существенное влияние на точность работы схемы NE555оказывает вариант исполнения: гражданский или «военный». У последнего выше точность и продолжительнее ресурс работы. Корпус выполнен из керамики или металла.

Питание микросхем

Рекомендуемый интервал питания микросхем 555 и их аналогов лежит в интервале 4,5 V  — 16V. Для микросхемы с индексом SE может достигать 18V.

Потребляемый ток в норме составляет 2-5 мА, при пиковых значениях: 10-15 мА.

Выходной ток у китайских аналогов и отечественной микросхемы КР1006ВИ1 составляет не более 100 мА. У оригинальных импортных микросхем NE/SE 555 он около 200 мА.

Преимущества и недостатки микросхемы

У микросхемы 555 «таймерного» типа существует множество преимуществ. Именно поэтому она популярна столь долгое время.

Внутренний делитель задает верхний и нижний порог срабатывания для двух встроенных компараторов. Это одновременно является достоинством, та как не требуется вводить дополнительные элементы, одновременно это и недостаток: пороговым напряжением микросхемы нельзя управлять.

Кроме этого в процессе эксплуатации выявился и еще один недостаток: при каждом переключении возникает паразитный сквозной ток, достигающий в пиковых значениях силы в 400 мА. За счет этого увеличиваются тепловые потери. Микросхема нагревается.

Как избавиться от недостатков

Решение проблемы давно найдено. Оно заключается в установке между проводом вывода управления и общим проводом полярного конденсатора небольшой емкости (до 0,1 мкФ). Этот конденсатор стабилизирует работу микросхемы при запуске.

Помехоустойчивость работы микросхемы достигается установкой в цепь питания неполярного конденсатора емкостью 1 мкФ. Вариации микросхемы NE 555, собранные на КМОП-транзисторах, не несут в себе указанных недостатков. Для их стабильной работы нет необходимости устанавливать внешние конденсаторы.

Отечественные аналоги

К концу 70-х годов прошлого века в СССР была «разработана» собственная микросхема «таймерного» типа, получившая наименование КР1441ВИ1. В отличие от американской, в ней были использованы полевые транзисторы. Поскольку новых разработок в США не появлялось, и копировать было не с чего, то  КР1441ВИ1 так и осталась единственной и уникальной.

Особенностью советской/российской разработки является приоритет останова над входом запуска.

Области применения

Сложно найти направления в развитии электроприборов, в которой бы не нашел применение  таймер NE/SE 555. На нем успешно конструируют платы генераторов и реле времени, с возможностью управления интервалом от микросекунд до нескольких часов, используют при создании датчиков освещенности и контроля уровня жидкости, охранной сигнализации и кодовых замков.

Сигнализатор темноты

С устройствами, включающимися или выключающимися при изменении силы светового потока (освещенности), каждый вольно или невольно сталкивается каждый день:

  • на улицах с помощью таких устройств включаются фонари освещения;
  • в подъездах – дежурное освещение лестничных площадок;
  • в квартирах — различные устройства имеющий суточный ритм работы.

Принцип действия устройства, реагирующего на изменение освещенности, основан на том, что при изменении сопротивления фоторезистора, на входе NE555 меняется потенциал. Это влечет изменение напряжения на выходе и включает реле.

РИСУНОК 2

Принципиальная схема датчика света

Модуль сигнализации

Сигнализация, собранная с использованием микросхемы 555, использует ее как одновибратор, который, получив сигнал от датчика, генерирует управляющий сигнал включающий сирену. Продолжительность, тональность и громкость звучания регулируется введенными в схему переменными резисторами.

РИСУНОК 3

Принципиальная схема сигнализации

Метроном

 

Аналог механического прибора, задающего ритм определенной частоты и используемый музыкантами в процесс обучения и репетиций, имеет электронный аналог, собираемый с использованием таймера 555.

В данном случае микросхема работает в режиме мультивибратора, генерирующего периодические импульсы, которые регулируются  транзисторами Q1 и  Q2

, обеспечивающими регулировку частоты импульсов. Непосредственно частота имульсов регулируется потенциометром Р1 . Для получения щелчка, схожего с щелчком механического метронома, в схему добавлен транзистор Q.

РИСУНОК 4

Принципиальная схема метронома

Таймер

Пример использования микросхемы по «прямому» назначению – отсчету интервала времени. Работа устройства основана на способности переключать режимы, выдавая сигналы на включение/выключение.

При разряженном конденсаторе потенциал на входе 555 обнулен. В процесс зарядки, требующей определенного времени, «отсчитывается» заданный интервал. После достижения заданного значения зарядки происходит разряд конденсатора, изменение потенциала. Таймер срабатывает на включение или выключение.

РИСУНОК 5

Принципиальная схема таймера

Точный генератор

Используется для регулирования параметров выходных импульсов в различных электронных устройствах. В частности – в высокочастотных преобразователях, входящих в блоки питания LED-лент.

РИСУНОК 6

Принципиальная схема таймера

Расположение и назначение выводов

Микросхема NE555 имеет восемь выходов. В настоящее время встречаются микросхемы в прямоугольных DIP-корпусах, хотя, изредка, можно встретить микросхему в круглом металлическом корпусе. От этого назначение выводов не меняется.

Расположение и нумерация показана на рисунке:

РИСУНОК 7

Расположение и назначение выводов NE555

Режимы работы NE555

У микросхемы возможны три режима работы. Каждый из них используется в различных электронных устройствах.

Одновибратор

В этом режиме микросхема формирует одиночные импульсы. Эта способность реализуется в охранной сигнализации, таймерах включения/выключения.

Мультивибратор

В режиме мультивибрации происходит генерация одинаковых по амплитуде и частоте  импульсов прямоугольной формы. Это свойство реализуется в электронных метрономах или в конструкциях блоков питания для светодиодных лент.

Прецизионный триггер Шмидта с RS триггером

Способность делить компаратором входное напряжение на три части, по достижении пикового значения каждой го из которых происходит очередное переключение. Это свойство реализуется в системах автоматического регулирования различных устройств.

3 наиболее популярные схемы на основе ne555

1. Одновибратор

Стабильное состояние микросхемы в этом режиме – выключена. Включается она только на то время, в течение которого на вход подается внешний импульс. Время, на которое  одновибратор на 555 переходит в активное состояние, определяется емкостью конденсатора и/или RC цепочкой.

Используется в приборах что-либо включающих или выключающих.

2. Мигание светодиодом на мультивибраторе

Светодиодная мигалка может найти применение при устройстве иллюминации, в новогодних гирляндах или в светооформительских целях. Непосредственно к микросхеме невозможно подключить светодиоды мощностью более 0,5Вт, поэтому, для управления более мощной светодиодной цепью (лентой) потребуется дополнительное реле.

3. Реле времени

Принцип работы реле времени уже был описан выше. В этом режиме как нельзя лучше реализуются свойства микросхемы NE555, которая собственно, и была создана для использования в устройствах, измеряющих временные интервалы.

Примеры применение таймера NE555 | joyta.ru

Продолжаем обзор таймера 555.  В данной статье рассмотрим примеры практического  применения данной микросхемы. Теоретический обзор можно прочитать здесь.

Пример №1  — Сигнализатор темноты.

Схема издает звуковой сигнал при наступлении темноты. Пока фоторезистор  освещен, на выводе №4 установлен низкий уровень, а значит, NE555 находится в режиме сброса. Но как только освещение падает, сопротивление фоторезистора возрастает и на выводе №4 появляется высокий уровень и как следствие таймер запускается, издавая звуковой сигнал.

Пример №2 — Модуль сигнализации.

Схема представляет один из модулей автосигнализации, который  подает сигнал при изменении угла наклона автомобиля. В качестве датчика применен  ртутный выключатель. В исходном состоянии датчик не замкнут и на выходе NE555 установлен низкий уровень. При изменении угла наклона автомобиля ртутная капля замыкает контакты, и низкий уровень на выводе №2 запускает таймер.

В результате чего на выходе появляется высокий уровень, который управляет каким-либо исполнительным устройством. Даже после размыкания контактов датчика таймер все равно останется в активном состоянии. Отключить его  можно, если остановить работу таймера, подав на вывод №4 низкий уровень. C1 — керамический конденсатор емкостью 0.1мкФ (маркировка керамических конденсаторов).

Пример №3 — Метроном.

Метроном — устройство, используемое музыкантами.  Он отсчитывает необходимый ритм, который может быть отрегулирован переменным резистором. Схема построена по схеме генератора прямоугольных импульсов. Частота метронома определяется RC-цепочкой.

Пример №4 — Таймер.

Таймер на  10 минут. Таймер включается путем нажатия на кнопку «Пуск», при этом загорается светодиод HL1. По прошествии выбранного временного интервала загорается светодиод HL2. Переменным резистором  можно подстроить временной интервал.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Пример №5  — Триггер Шмитта на 555 таймере.

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

Пример №6  — Точный генератор.

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

Продолжение «Применения таймера NE555 — часть 2» читайте здесь.

Смотреть видео: Применение таймера NE555

Интегральные схемы: работа с таймером 555

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 здесь. 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 Интегральные схемы: чипы стандартной логики 74xx, Паяем тестер сетевого кабеля на базе чипов 555 и 4017 и Электронный телеграфный ключ на таймерах 555.

Метки: Электроника.

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:

  1. Время установлено от 1 до 60 секунд (может быть увеличено)
  2. Время включения и время выключения можно запрограммировать (от 1 до 60 секунд)
  3. Повторная (непрерывная) и однократная операция
  4. Полностью дистанционное управление в пределах 100 метров
  5. Удобные элементы управления на передней панели и дисплей с ЖК-дисплеем
  6. Кнопки аварийной остановки (на панели управления и на пульте)
  7. 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

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:

Генератор электрических импульсов на таймере 555

Электрический импульс — это кратковременный всплеск напряжения или силы тока. То есть это такое событие в цепи, при котором напряжение резко повышается в несколько раз, а затем так же резко падает к исходной величине. Самый понятный пример — электрический импульс, заставляющий наше сердце биться. Самое же большое количество импульсов возникает у нас в нервных клетках головного и спинного мозга. Мы мыслим и решаем уроки благодаря электрическим импульсам!

А что в электронике? В электронике импульсы применяются повсеместно. Например, в микроконтроллерах или даже в полноценных процессорах домашнего компьютера электрические импульсы задают ритм его работы. Они еще называются тактовыми, или синхро-импульсами. Порой быстродействие вычислительных машин сравнивают именно при помощи значений тактовой частоты.

Все данные внутри электронных устройств тоже передаются при помощи импульсов. Наш интернет, проводной и беспроводной, сотовая связь и даже пульт от телевизора — все используют импульсный сигнал. Попробуем выполнить несколько заданий и на собственном опыте понять особенности генерации электрических импульсов. А начнем мы со знакомства с их важными характеристиками.

1. Период и скважность импульсного сигнала

Представим себе, что мы готовимся к встрече Нового Года и нам просто необходимо сделать мигающую гирлянду. Поскольку мы не знаем, как заставить её мигать самостоятельно, сделаем гирлянду с кнопкой. Будем сами нажимать на кнопку, соединяя тем самым цепь гирлянды с источником питания и заставляя лампочки зажигаться.

Принципиальная схема гирлянды с ручным управлением будет выглядеть так:

Внешний вид макет

Собираем схему и проводим небольшой тест. Попробуем управлять гирляндой согласно нехитрому алгоритму:

  1. нажимаем на кнопку;
  2. ждем 1 секунду;
  3. отпускаем кнопку;
  4. ждем 2 секунды;
  5. переходим к пункту 1.

Это алгоритм периодического процесса. Нажимая на кнопку по алгоритму мы тем самым генерируем настоящий импульсный сигнал! Изобразим на графике его временную диаграмму.

У данного сигнала мы можем определить период повторения и частоту. Период повторения (T) — это отрезок времени, за который гирлянда возвращается в исходное состояние. На рисунке хорошо виден этот отрезок, он равен трем секундам. Величина обратная периоду повторения называется частотой периодического сигнала (F). Частота сигнала измеряется в Герцах. В нашем случае:

F = 1/T = 1/3 = 0.33 Гц

Период повторения можно разбить на две части: когда гирлянда горит и когда она не горит. Отрезок времени, в течение которого гирлянда горит называется длительностью импульса (t).

А теперь самое интересное! Отношение периода повторения (T) к длительности импульса (t) называется скважностью.

S = T / t

Скважность нашего сигнала равна S = 3/1 = 3. Скважность величина безразмерная.

В англоязычной литературе принят другой термин — коэффициент заполнения (Duty cycle). Это величина, обратная скважности.

D = 1 / S = t / T

В случае нашей гирлянды коэффициент заполнения равен:

D = 1 / 3 = 0.33(3) ≈ 33%

Этот параметр более нагляден. D = 33% означает, что треть периода занята импульсом. А, например, при D = 50% длительность высокого уровня сигнала на выходе таймера будет равна длительности низкого уровня.

2. Генерация импульсного сигнала при помощи микросхемы 555

Теперь попробуем заменить человека и кнопку, ведь мы не хотим весь праздник включать и выключать гирлянду каждые 3 секунды.

В качестве автоматического генератора импульсов используем очень известную микросхему семейства 555. Микросхема 555 — это генератор одиночных или периодических импульсов с заданными характеристиками. По-другому данный класс микросхем называют таймерами.

Существуют разные модификации таймера 555, разработанные разными компаниями: КР1006ВИ1, NE555, TLC555, TLC551, LMC555. Как правило, все они имеют одинаковый набор выводов.

Также производители выделяют два режима работы таймера: одновибратор и мультивибратор. Нам подойдет второй режим, именно в нем таймер будет непрерывно генерировать импульсы с заданными параметрами.

Для примера, подключим к таймеру 555 один светодиод. Причем, используем вариант, когда положительный вывод светодиода соединяется с питанием, а земля к таймеру. Позже будет понятно, почему мы делаем именно так.

Принципиальная схема

Внешний вид макета

Примечание. Конденсатор C2 в схеме можно не использовать.

В этой схеме есть три компонента без номиналов: резисторы Ra и Rb, а также конденсатор C1 (далее просто C). Дело в том, что именно с помощью этих элементов настраиваются нужные нам характеристики генерируемого импульсного сигнала. Делается это с помощью несложных формул, взятых из технической документации к микросхеме.

T = 1/F = 0.693*(Ra + 2*Rb)*C;          (1)

t = 0.693*(Ra + Rb)*C;          (2)

Ra = T*1.44*(2*D-1)/C;          (3)

Rb = T*1.44*(1-D)/C.          (4)

Здесь F — частота сигнала; T — период импульса; t — его длительность; Ra и Rb — искомые сопротивления. Исходя из этих формул, коэффициент заполнения не может быть меньше 50% (иначе мы получим отрицательное значение сопротивления). Вот это новость! А что же нам делать с гирляндой? Ведь согласно нашей постановке, коэффициент заполнения импульсного сигнала должен быть непременно 33%.

Чтобы обойти это ограничение имеется два способа. Первый способ заключается в использовании другой схемы подключения таймера. Существуют более сложные схемы, которые позволяют варьировать параметр D во всем диапазоне от 0 до 100%. Второй способ не требует переделки схемы. Мы просто-напросто инвертируем выход таймера!

Собственно, в предложенной выше схеме мы это уже и сделали. Вспомним, что катод светодиода мы соединили с выводом таймера. В этой схеме светодиод будет гореть, когда на выходе таймера будет низкий уровень.

Раз так, то нам нужно настроить сопротивления Ra и Rb схемы так, чтобы коэффициент заполнения D был равен 66.6%. Учитывая, что T = 3 сек, а D = 0.66, получаем:

Ra = 3*1.44*(2*0.66 — 1)/0.0001 = 13824 Ом

Rb = 3*1.44*(1-D)/0.0001 = 14688 Ом

На самом деле, если мы будет использовать более точные значения D, то получим Ra = Rb = 14400 Ом. Вряд ли мы найдем резистор с таким номиналом. Скорее всего нам потребуется поставить последовательно несколько резисторов, например: один резистор на 10 КОм и 4 штуки на 1 КОм. Для большей точности можем добавить еще два резистора по 200 Ом.

В результате должно получиться что-то подобное:

В этой схеме используются резисторы на 15 КОм.

3. Подключение группы светодиодов к таймеру 555

Теперь, когда мы научились задавать нужный ритм, соберем небольшую гирлянду. В новой схеме пять светодиодов будут включаться на 0.5 сек каждую секунду. Для такого ритма Ra = 0, Rb = 7.2 кОм. То есть, вместо резистора Ra мы можем поставить перемычку.

Выход микросхемы 555 слишком слабый для того, чтобы одновременно зажечь 5 светодиодов. А ведь в настоящей гирлянде их может быть штук 15, 20 и более. Чтобы решить эту проблему, используем биполярный транзистор, работающий с режиме электронного ключа. Возьмем самый распространенный NPN транзистор 2N2222. Также в этой схеме можно использовать полевой N-канальный транзистор, например 2N7000.

Нашим светодиодам потребуется токозадающий резистор. Суммарный ток пяти параллельно соединенных светодиодов должен быть равен I = 20 мА*5 = 100 мА. Напряжение питания всей схемы 9 Вольт. На светодиоде красного цвета напряжение падает на 2 Вольта. Таким образом закон ома на данном участке цепи имеет вид:

100 мА = (9В-2В)/R;

отсюда R2 = 7В/0.1А = 70 Ом.

Округлим сопротивление до 100 Ом, которое можно получить параллельным соединением двух резисторов на 200Ом. А можно и вовсе оставить один резистор на 200Ом, просто светодиоды будут гореть немного тусклее.

Принципиальная схема

Внешний вид макета

Примечание. Конденсатор C2 в схеме можно не использовать.

Собираем схему, подключаем батарейку и наблюдаем за результатом. Если все работает как надо, закрепим полученные знания, сделав несколько забавных устройств.

Задания

  1. Генератор звука. В схеме гирлянды заменить группу светодиодов на пьезодинамик. Увеличить частоту звука, например, до 100 Гц. Если поднять частоту до 15 кГц, то можно будет отпугивать комаров!
  2. Железнодорожный светофор. Подключить к таймеру два светодиода таким образом, чтобы один соединялся с таймером катодом, а второй анодом. Установить частоту импульсов — 1 Гц.

К размышлению

Как уже говорилось, таймер 555 — очень популярная микросхема. Это объясняется тем, что большинству электронных устройств свойственны периодические процессы. Любой звук — это периодический процесс. ШИМ сигнал, управляющий скоростью двигателя — тоже периодический, причем с изменяющимся коэффициентом заполнения. И как уже говорилось, работа любого микроконтроллера и процессора основана на тактовом сигнале, имеющем очень точную частоту.

На следующем уроке мы сделаем бинарные часы с помощью таймера и двоичного счетчика. Будет немного сложнее, но интереснее!

Полезные ссылки

Сборник проектов на таймере 555

Вконтакте

Facebook

Twitter

Простой таймер на микросхеме NE555

Этот очень простой хозяйственный таймер имеет 6 фиксированных выдержек времени: 1, 2, 5, 10, 15 и 30 минут (в зависимости от ваших потребностей, вы можете легко увеличить или уменьшить число выдержек времени). Этот таймер может пригодиться как в домашнем хозяйстве так и в промышленных условиях.

Схему таймера можно условно разделить на две части: блок питания и собственно таймер. Блок питания содержит понижающий сетевой трансформатор X1, диодный мостик BR1, электролитический конденсатор большой емкости C1, сглаживающий пульсации выпрямленного напряжения, и 12-вольтовый регулятор напряжения типа LM7812

Принципиальная схема простого таймера на NE555

В случае необходимости схема может работать от батареи напряжением 12 вольт. Эта батарея показана на схеме (BATT.1). Переключателем S2 можно выбрать источник питания для таймера — батарея или выпрямитель. если питание от батареи не требуется, элементы BATT.1 и S2 не нужны.

Основа устройства — микросхема интегрального таймера типа NE555, сконфигурированная для работы в моностабильном режиме. Схема обеспечивает отработку временных интервалов в диапазоне от 1 до 30 минут. Желаемое время выбирается переключателем S1 в соответствии с таблицей:

Для начала процесса отработки времени служит кнопка «START» (S1). При нажатии на эту кнопку сработает электромагнитное реле RL1 и подключит нагрузку к сети 220в. По истечении заданного промежутка времени реле отпустит и разомкнет цепь питания нагрузки.

Работа схемы очень проста. Конденсатор С1 заражается через резистор ил цепочку резисторов R1 — R6. В момент нажатия на кнопку «START» (S3) таймер включается и на его выходе (3) появляется высокий уровень напряжения. Высокий уровень напряжения на выходе микросхемы остается таким в течение времени, которое выбирается переключателем S1. Высокий уровень напряжения на выходе микросхемы 555 открывает транзистор Т1, в цепь коллектора которого включена обмотка электромагнитного реле RL1. Реле срабатывает, его контакты замыкаются и включают нагрузку в сеть 220 вольт.

Время выдержки в моностабильном режиме работы 555 можно определить по формуле:

T = 1.1 RC

Конструктивно таймер можно собрать на куске универсальной макетной палаты или развести для него печатную плату.

Электромагнитное реле должно быть рассчитано на напряжение 12 вольт. а его контакты должны быть способны коммутировать ток, потребляемый предполагаемой нагрузкой.

Подобрать электромагнитное реле можно здесь

микросхемы таймера 555



555 Учебное пособие по таймеру

Учебное пособие по таймеру 555

Филип Кейн

Таймер 555 был представлен более 40 лет назад. Благодаря своей относительной простоте, простоте использования и низкой стоимости он использовался буквально в тысячах приложений и до сих пор широко доступен. Здесь мы описываем, как настроить стандартную микросхему 555 для выполнения двух наиболее распространенных функций — в качестве таймера в моностабильном режиме и в качестве генератора прямоугольных импульсов в нестабильном режиме.

Учебный комплект по таймеру 555 включает:

555 Сигналы и расположение выводов (8-контактный DIP)

На рисунке 1 показаны входные и выходные сигналы таймера 555, расположенные вокруг стандартного 8-контактного двухрядного корпуса (DIP). Контакт 1 — Земля (GND) Этот вывод подключен к заземлению цепи.

Контакт 2 — Триггер (TRI)
Низкое напряжение (менее 1/3 напряжения питания), мгновенно приложенное к Вход триггера вызывает высокий уровень на выходе (вывод 3). Выход останется высоким до тех пор, пока на вход Threshold (контакт 6) не будет подано высокое напряжение.

Контакт 3 — Выход (OUT)
В низком состоянии выхода напряжение будет близко к 0 В. В высоком состоянии выхода напряжение будет На 1,7 В ниже напряжения питания.Например, если напряжение питания 5В выходное высокое напряжение составит 3,3 вольта. Выход может быть источником или потребителем до 200 мА. (максимум зависит от напряжения питания).

Рисунок 1: Сигналы 555 и распиновка
Контакт 4 — Сброс (RES)
Низкое напряжение (менее 0,7 В), приложенное к контакту сброса, приведет к тому, что выход (контакт 3) станет низким. Этот вход должен оставаться подключенным к Vcc, когда он не используется.

Контакт 5 — Управляющее напряжение (CON)
Вы можете контролировать пороговое напряжение (контакт 6) через управляющий вход (который находится внутри установить на 2/3 напряжения питания).Вы можете изменять его от 45% до 90% напряжения питания. Это позволяет вам для изменения длины выходного импульса в моностабильном режиме или выходной частоты в нестабильном режим. Когда он не используется, рекомендуется подключать этот вход к заземлению цепи через конденсатор емкостью 0,01 мкФ.

Контакт 6 — Порог (TRE)
Как в нестабильном, так и в моностабильном режиме напряжение на временном конденсаторе контролируется через пороговый вход. Когда напряжение на этом входе поднимается выше порогового значения, выходной сигнал переходит с высокого на низкий.

Контакт 7 — Разряд (DIS)
, когда напряжение на синхронизирующем конденсаторе превышает пороговое значение. Конденсатор синхронизации разряжается через этот вход.

Вывод 8 — Напряжение питания (VCC)
Это положительный вывод напряжения питания. Диапазон напряжения питания обычно составляет + 5В и + 15В. Временной интервал RC не будет сильно изменяться в диапазоне напряжения питания. (приблизительно 0,1%) в нестабильном или моностабильном режиме.

Моностабильная схема

На рисунке 2 показана базовая моностабильная схема таймера 555. Рисунок 2: Базовая схема моностабильного мультивибратора 555.
Ссылаясь на временную диаграмму на рисунке 3, импульс низкого напряжения, приложенный к входу триггера (контакт 2), заставляет выходное напряжение на контакте 3 повышаться с низкого уровня до высокого. Значения R1 и C1 определяют, как долго выход будет оставаться высоким. Рисунок 3: Временная диаграмма для 555 в моностабильном режиме.
Во время временного интервала состояние триггерного входа не влияет на выход. Однако, как показано на рисунке 3, если входной сигнал триггера все еще низкий в конце временного интервала, выход будет оставаться высоким.Убедитесь, что импульс запуска короче желаемого временного интервала. Схема на рисунке 4 показывает один из способов сделать это электронным способом. Когда S1 замкнут, он выдает короткий импульс слабой длительности. R1 и C1 выбраны для создания запускающего импульса, который намного короче временного интервала. Рисунок 4: Схема запуска по фронту.
Как показано на рисунке 5, установка вывода 4 (сброс) на низкий уровень до окончания временного интервала остановит таймер. Рисунок 5: Сброс таймера до окончания временного интервала.
Сброс должен вернуться на высокий уровень, прежде чем может быть запущен другой временной интервал.

Расчет временного интервала
Используйте следующую формулу для расчета временного интервала для моностабильной схемы:

T = 1,1 * R1 * C1

Где R1 — сопротивление в омах, C1 — емкость в фарадах, а T — временной интервал. Например, если вы используете резистор 1 МОм с конденсатором 1 мкФ (0,000001 Ф), временной интервал будет составлять 1 секунду:

T = 1.1 * 1000000 * 0,000001 = 1,1

Выбор RC-компонентов для моностабильного режима
1. Сначала выберите значение для C1.
(Доступный диапазон значений конденсатора невелик по сравнению со значениями резистора. Легче найти подходящее значение резистора для данного конденсатора.)

2. Затем вычислите значение для R1, которое в сочетании с C1 даст желаемый временной интервал.

R1 = Т
1.1 * C1

Избегайте использования электролитических конденсаторов. Их фактическое значение емкости может значительно отличаться от номинального. Кроме того, они пропускают заряд, что может привести к неточным временным значениям. Вместо этого используйте конденсатор меньшего номинала и резистор большего номинала.

Для стандартных таймеров 555 используйте резисторы выдержки времени от 1 кОм до 1 МОм.

Пример моностабильной схемы
На рисунке 6 показана полная схема моностабильного мультивибратора 555 с простым запуском по фронту.Замыкающий переключатель S1 запускает 5-секундный интервал времени и включает LED1. По окончании временного интервала LED1 погаснет. Во время нормальной работы переключатель S2 подключает контакт 4 к напряжению питания. Чтобы остановить таймер до окончания временного интервала, вы устанавливаете S2 в положение «Сброс», которое соединяет контакт 4 с землей. Перед началом следующего временного интервала вы должны вернуть S2 в положение «Таймер».

Рисунок 6: Полный переключатель сброса цепи таймера 555.
Нестабильная схема

На рисунке 7 показана базовая нестабильная схема 555.

Рисунок 7: Базовая схема нестабильного мультивибратора модели 555.
В нестабильном режиме конденсатор C1 заряжается через резисторы R1 и R2. Пока конденсатор заряжается, выходной сигнал высокий. Когда напряжение на C1 достигает 2/3 напряжения питания, C1 разряжается через резистор R2, и выход становится низким. Когда напряжение на C1 падает ниже 1/3 напряжения питания C1, зарядка возобновляется, выход снова становится высоким, и цикл повторяется.

Временная диаграмма на рисунке 8 показывает выход таймера 555 в нестабильном режиме.

Рисунок 8: Таймер 555 в нестабильном режиме.
Как показано на рисунке 8, заземление контакта сброса (4) останавливает генератор и устанавливает низкий уровень на выходе. Возврат вывода сброса на высокий уровень перезапускает генератор.

Расчет периода, частоты и рабочего цикла На рисунке 9 показан 1 полный цикл прямоугольной волны, генерируемой нестабильной схемой 555.

Рисунок 9: Нестабильная прямоугольная волна за один полный цикл.
Период (время для завершения одного цикла) прямоугольной волны — это сумма времен высокого (Th) и низкого (Tl) выходного сигнала.То есть:

T = Th + Tl

, где T — период в секундах.

Вы можете рассчитать время высокого и низкого уровня выходного сигнала (в секундах), используя следующие формулы:

Th = 0,7 * (R1 + R2) * C1
Tl = 0,7 * R2 * C1

или, используя формулу ниже, вы можете рассчитать период напрямую.

T = 0,7 * (R1 + 2 * R2) * C1

Чтобы найти частоту, просто возьмите обратную величину периода или воспользуйтесь следующей формулой:

f = 1
т
= 1.44
(R1 + 2 * R2) * C1

Где f — количество циклов в секунду или герц (Гц).

Например, в нестабильной схеме на рисунке 7, если R1 составляет 68 кОм, R2 — 680 кОм, а C1 — 1 мкФ, частота составляет примерно 1 Гц:

= 1,44
(68000 + 2 * 680000) * 0,000001
= 1,00 Гц

Рабочий цикл — это процент времени, в течение которого выходная мощность является высокой в ​​течение одного полного цикла.Например, если выходной сигнал высокий в течение Th секунд и низкий в течение Tl секунд, то рабочий цикл (D) будет:
D = Чт
Чт + Tl
* 100

Однако вам действительно просто нужно знать значения R1 и R2, чтобы рассчитать рабочий цикл.
D = R1 + R2
R1 + 2 * R2
* 100

C1 заряжается через R1 и R2, но разряжается только через R2, поэтому рабочий цикл будет больше 50 процентов.Однако вы можете получить рабочий цикл, очень близкий к 50%, выбрав комбинацию резисторов для желаемой частоты так, чтобы R1 было намного меньше, чем R2.

Например, если R1 составляет 68,0000 Ом, а R2 — 680,000 Ом, рабочий цикл будет примерно 52 процента:

D = 68000 + 680000
68000 + 2 * 680000
* 100 = 52,38%

Чем меньше R1 по сравнению с R2, тем ближе будет рабочий цикл к 50%.

Чтобы получить рабочий цикл менее 50%, подключите диод параллельно R2.

Выбор RC-компонентов для нестабильной работы
1. Сначала выберите C1.
2. Вычислите общее значение комбинации резисторов (R1 + 2 * R2), которая даст желаемую частоту.

(R1 + 2 * R2) = 1,44
f * C1

3. Выберите значение для R1 или R2 и вычислите другое значение. Например, скажем (R1 + 2 * R2) = 50 кОм, и вы выбираете резистор 10 кОм для R1. Тогда R2 должен быть резистором 20 кОм.

Для рабочего цикла, близкого к 50%, выберите значение R2, которое значительно выше, чем R1.Если R2 велико по отношению к R1, вы можете сначала игнорировать R1 в своих расчетах. Например, предположим, что значение R2 будет в 10 раз больше R1. Используйте эту модифицированную версию приведенной выше формулы для вычисления значения R2:

R2 = 0,7
f * C1

Затем разделите результат на 10 или больше, чтобы найти значение для R1.

Для стандартных таймеров 555 используйте резисторы выдержки времени от 1 кОм до 1 МОм.

Пример нестабильной цепи

На рисунке 10 показан прямоугольный генератор 555 с частотой примерно 2 Гц и рабочим циклом примерно 50 процентов.Когда переключатель S1 SPDT находится в положении «Пуск», на выходе попеременно отображается светодиод 1 и светодиод 2. Когда S1 находится в положении «Стоп», светодиод 1 остается включенным, а светодиод 2 не светится. Рис. 10: Полная схема генератора прямоугольных импульсов 555 с переключателем пуска / останова.

Версии малой мощности

Стандартный 555 имеет несколько характеристик, которые нежелательны для цепей с батарейным питанием. Требуется минимальное рабочее напряжение 5 В и относительно высокий ток покоя. Во время выходных переходов он производит всплески тока до 100 мА.Кроме того, требования к входному смещению и пороговому току накладывают ограничение на максимальное значение резистора синхронизации, которое ограничивает максимальный временной интервал и нестабильную частоту.

КМОП-версии таймера 555 с низким энергопотреблением, такие как 7555, TLC555 и программируемый CSS555, были разработаны для повышения производительности, особенно в приложениях с батарейным питанием. Они совместимы по выводам со стандартным устройством, имеют более широкий диапазон напряжения питания (например, от 2 В до 16 В для TLC555) и требуют значительно меньшего рабочего тока.Они также способны выдавать более высокие выходные частоты в нестабильном режиме (1-2 МГц в зависимости от устройства) и значительно более длинные временные интервалы в моностабильном режиме.

Эти устройства имеют низкий выходной ток по сравнению со стандартным 555. Для нагрузок более 10–50 мА (в зависимости от устройства) вам потребуется добавить цепь повышения тока между выходом 555 и нагрузкой.

Для получения дополнительной информации

Считайте это кратким введением в таймер 555.Для получения дополнительной информации обязательно изучите лист данных производителя для конкретной детали, которую вы используете. Кроме того, как покажет быстрый поиск в Google, в сети нет недостатка в информации и проектах, посвященных этой микросхеме. Например, следующий веб-сайт предоставляет более подробную информацию как о стандартной, так и о КМОП-версиях таймера 555.
Почти два десятилетия Фил Кейн был техническим писателем в индустрии программного обеспечения и иногда писал статьи для журналов для любителей электроники.Он имеет степень бакалавра электронных технологий и информатику. Фил всю жизнь интересовался наукой, электроникой и исследованием космоса. Ему нравится конструировать и конструировать электронные устройства, и он очень хотел бы однажды увидеть хотя бы одно из этих устройств на пути к Луне или Марсу.

Учебное пособие по таймеру 555 и схемы

В этом руководстве по таймеру 555 вы узнаете, как использовать таймер 555 для забавных вещей.

Одна из первых вещей, которые с ним делают, — это мигающий свет.Но это всего лишь один простой пример того, что вы можете делать с помощью этого чипа. Вы также можете управлять двигателями, создавать сигнализацию, создавать музыкальные инструменты и многое другое.

Начнем с обзора контактов.

555 Распиновка таймера

Контакт 1 Земля
Этот контакт подключается к отрицательной стороне батареи.

Триггер на контакте 2
Когда этот вывод становится низким (менее одной трети VCC), выход становится высоким.

Вывод 3 Выход
Выходное напряжение микросхемы примерно на 1,5 В ниже, чем VCC при высоком уровне и около 0 В при низком уровне. Таймер 555 может выдавать всего от 100 до 200 мА. Проверьте точное значение в таблице данных вашего чипа.

Сброс вывода 4
Этот вывод сбрасывает всю схему. Это «перевернутый» вывод, что означает, что он сбрасывается, когда вывод становится низким. Это означает, что на выводе обычно должен быть высокий уровень, чтобы микросхема не находилась в состоянии «сброса».

Управляющее напряжение на выводе 5
Этот вывод используется для управления пороговым напряжением вывода Threshold.Это может быть полезно, если вы хотите настроить частоту цепи без изменения значений R1, R2 и C1. Иногда можно увидеть, что этот вывод соединен с конденсатором (0,01 мкФ / 10 нФ) на землю; это способ предотвратить влияние шума на частоту. Иногда вы увидите, что он отключен.

Примечание. Я слышал от людей, которые не могут заставить свою схему работать без этого конденсатора. Таким образом, вы можете попробовать добавить конденсатор между этим выводом и землей, если ваша схема не работает.

Порог для вывода 6
Этот вывод устанавливает на выходе низкий уровень при повышении напряжения (выше двух третей VCC).

Контакт 7 Разряд
Этот контакт не подключен, когда выход высокий, и он подключен к земле, когда выход низкий.

Вывод 8 VCC Supply
Это положительный вывод источника питания, он может принимать напряжение от 5 до 15 В.

Чтобы узнать больше о внутренней схеме, прочтите статью Как работает таймер 555?

Астабильный режим

Когда таймер 555 находится в нестабильном режиме , это означает, что выход никогда не будет стабильным.Выход будет постоянно переключаться между ВЫСОКИМ и НИЗКИМ. Это означает, что он работает как осциллятор.

Вы можете использовать это, чтобы мигать светом, создавать звук, управлять двигателями и многое другое!

Пример цепи нестабильного таймера 555

Наш первый пример — как мигать светодиодом с помощью таймера 555. Это похоже на «привет, мир» эквивалент этой микросхемы.

Список компонентов

Эту схему достаточно просто построить на макетной плате. Для его сборки вам понадобятся следующие компоненты:

  • Батарея 9 В
  • 555 Таймер IC
  • R1-R3: резистор, 1 кОм
  • LED1: красный светодиод 5 мм или аналогичный
  • C1: конденсатор, 1000 мкФ
  • C2: конденсатор, 10 нФ (обычно работает без этого )

Точные значения резисторов и конденсаторов не требуются.Но если вы используете значения, перечисленные выше, ваш светодиод должен мигать примерно раз в две секунды. Используйте калькулятор таймера 555, чтобы найти частоту мигания для других значений.

Моностабильный режим

Моностабильный означает, что выход стабильно находится в одном состоянии и всегда возвращается в это состояние. Вы можете вывести его из этого состояния, но он всегда будет возвращаться в свое стабильное состояние через определенное время.

Выход таймера 555 в моностабильном режиме обычно НИЗКИЙ.Когда вы запускаете схему, выходной сигнал становится ВЫСОКИМ на определенное время, прежде чем снова вернется в НИЗКИЙ.

Иногда это называют одноразовой схемой .

Время, в течение которого он остается ВЫСОКИМ, определяется размером резистора и конденсатора. Чем выше значения, тем дольше он остается ВЫСОКИМ.

Если вы подключите зуммер к выходу, вы можете создать цепь аварийной сигнализации, которая срабатывает, например, при открытии окна.

Пример цепи моностабильного таймера 555

Следующая схема включает светодиод, когда вы нажимаете кнопку.Примерно через 10 секунд светодиод погаснет.

Список компонентов
  • Батарея 9 В
  • 555 Таймер IC
  • R1: резистор, 100 кОм
  • R2: резистор, от 5 кОм до 1 МОм (это подтягивающий резистор)
  • R3: резистор, 1 кОм
  • LED1: красный 5 мм Светодиод или аналогичный
  • C1: Конденсатор, 100 мкФ
  • C2: Конденсатор, 10 нФ
  • S1: Кнопка, нормально разомкнутый

Для более длительных задержек увеличьте C1 и / или R1. Если вам нужна регулируемая задержка, замените R1 потенциометром.Используйте калькулятор таймера 555, чтобы найти нужные значения.

Выход подключается для управления светодиодом, но его можно легко изменить для управления двигателем, лампой, кофеваркой или чем-нибудь еще. Просто замените R3 и светодиод на транзистор. Узнайте, как это сделать, в разделе «Движение более высоких нагрузок» ниже.

Бистабильный (триггерный) режим

Бистабильный означает, что выход стабильный в обоих состояниях (ВЫСОКИЙ и НИЗКИЙ). Он будет оставаться в одном состоянии, пока вы не переведете его в другое состояние.Затем он остается в другом состоянии. Вы переводите его из одного состояния в другое с помощью контактов Trigger и Threshold.

Этот режим вообще не является функцией таймера, и это не распространенный способ использования таймера 555. В этом режиме таймер 555 работает как триггер.

Вы можете, например, использовать его, чтобы изменить направление движения робота, когда он врезается в стену. Или разделите переключатель ВКЛ и ВЫКЛ для машины.

Пример цепи бистабильного таймера 555

В следующем примере показан таймер 555 в бистабильном режиме.Здесь у вас есть отдельные кнопки включения и выключения для управления светодиодом.

Список компонентов
  • Батарея 9 В
  • 555 Таймер IC
  • S1, S2: Кнопка, нормально разомкнутый
  • R1, R2: Резистор, от 5 кОм до 1 МОм (это подтягивающие резисторы)
  • Резистор (R3): 1 кОм
  • Светодиод: Красный 5 мм светодиод или аналогичный
  • Конденсатор (C1): 10 нФ

Выход подключается для управления светодиодом, но его можно легко изменить для управления двигателем, лампой или чем-либо еще, подключив транзистор.Примеры см. В разделе «Движение более высоких нагрузок» ниже.

555 Выходной ток таймера

Выход таймера 555 может потреблять ток и источник до 200 мА.

Источник — это когда выход ВЫСОКИЙ, и вы подключили что-то от выхода к земле:

В приведенной выше схеме светодиод включается, когда выходной сигнал ВЫСОКИЙ.

Поглощение — это когда выход LOW, и вы подключили что-то из V CC к выходу:

В приведенной выше схеме светодиод включается, когда выходной сигнал НИЗКИЙ.

Если вы используете в своей цепи и источник, и опускание, вы можете создать крутой световой эффект аварийного автомобиля, подключив два светодиода; синий — источник тока, а красный — утечка тока.

А как насчет подключения двух зуммеров с разной частотой для создания сирены?

Пример схемы: аварийное освещение полицейской машины

Список компонентов
  • Батарея 9 В
  • 555 Таймер IC
  • R1-R2: резистор, 1 кОм
  • R3: резистор, 470 Ом
  • R4: резистор, 330 Ом
  • LED1: красный светодиод
  • LED2: синий светодиод
  • C1 : Конденсатор, 1000 мкФ
  • C2: Конденсатор, 10 нФ (обычно работает без этого)

R1, R2 и C1 регулируют скорость мигания.R3 и R4 устанавливают яркость светодиодов.

Движение более высоких нагрузок

Если вы хотите управлять двигателями, светодиодными лентами или другими устройствами, которым требуется ток более 200 мА, вы можете подключить к выходу транзистор.

Если вы хотите использовать транзистор NPN, вам необходимо подключить резистор между выходом и базой, чтобы ограничить ток базы. 1 кОм, вероятно, подойдет в качестве отправной точки.

Управление более высокими нагрузками от таймера 555 с транзистором NPN

Если вы хотите использовать MOSFET на выходе, убедитесь, что вы используете MOSFET с V GS , которое ниже, чем выходное напряжение вашего таймера 555.

Резистор предназначен для защиты выходного контакта от сильных всплесков тока при включении полевого МОП-транзистора. Но учитывая, что таймер 555 поддерживает 200 мА, в большинстве случаев он, скорее всего, будет работать без него.

Управление более высокими нагрузками от таймера 555 с транзистором MOSFET

Следующий шаг: построение схем

Чтобы по-настоящему изучить таймер 555, вам нужно построить несколько схем. Ознакомьтесь с этими схемами таймера 555, чтобы научиться пользоваться чипом:

У вас есть вопросы? Дайте мне знать в разделе комментариев ниже!

ИС таймера 555 — Типы, конструкция, работа и применение

ИС таймера 555 — Режим работы — Схема, внутренняя, блок-схема и приложения

Цифровые таймеры

Таймеры — это те схемы, которые подают периодические сигналы для цифровая система, которая изменяет состояние этой системы.Другими словами, те схемы, которые работают на основе смены мультивибратора или устройства, которое может использоваться как мультивибратор, называются Timer .

Что такое микросхема таймера 555?

555 Таймер — это цифровая монолитная интегральная схема (ИС), которая может использоваться в качестве тактового генератора . Другими словами, таймер 555 — это схема, которая может быть подключена как стабильный или моностабильный мультивибратор . Проще говоря, таймер 555 — это монолитная схема синхронизации , которая может производить точные синхронизирующие импульсы с коэффициентом заполнения 50% или 100%.Он был разработан в 1970 году компанией Signetic Corporation и спроектирован Хансом Камензиндом в 1971 году.

555 Таймер — это универсальное и наиболее используемое устройство в электронных схемах и конструкциях, которое работает как в стабильном, так и в моностабильном состоянии. Это может обеспечить временную задержку от микросекунд до многих часов. Таймер

555 — это очень дешевая ИС, которая работает в широком диапазоне разности потенциалов (обычно от 4,5 до 15 В постоянного тока), а различные входные напряжения не влияют на выход таймера.

555 Таймер — это линейное устройство, которое может быть напрямую подключено к цифровым схемам CMOS или TTL (транзисторная — транзисторная логика) из-за его совместимости, но для использования таймера 555 с другими цифровыми схемами необходимо взаимодействие.

Являясь неотъемлемой частью проекта электроники, микросхема таймера 555 очень часто используется в простых и сложных проектах электроники. Стандартная микросхема таймера 555 состоит из 2 диодов, 25 транзисторов и 15 резисторов, установленных в 8-контактном двухрядном корпусе.

Полезно знать:

Этот таймер называется таймером 555 из-за того, что он содержит три резистора 5 кОм, соединенных последовательно , чтобы сформировать диаграмму направленности делителя напряжения.

Связанное сообщение:

Характеристики таймера 555 IC
  • В зависимости от номенклатуры существует два типа таймера 555 — NE 555 Timer и SE 555 Timer . В то время как таймер NE 555 может использоваться в диапазоне температур от 0 до 70 ° C, таймер SE 555 может использоваться в диапазоне температур от -55 ° C до 125 ° C и имеет температурную стабильность 0,005% на 0C ..
  • может работать с различными источниками питания в диапазоне от 5 В до Вольт 18.
  • Его можно использовать как генератор импульсов или как генератор , работая в разных режимах.
  • Название 555 связано с тем, что он содержит три резистора 5 кОм, соединенных последовательно , чтобы сформировать диаграмму направленности делителя напряжения.
  • Он может управлять как транзисторно-транзисторной логикой (TTL) из-за высокого выходного тока, так и логическими схемами CMOS.
  • Он имеет высокий выходной ток и регулируемый рабочий цикл .
  • 555 Таймер может работать как в нестабильном , так и в моностабильном режимах .
  • Выход таймера 555 может обеспечивать или поглощать ток до 200 мА , понижая или подавая ток на нагрузку.
  • Он содержит 24 транзистора , 2 диода и 17 резисторов .
  • 555 Таймер доступен как 8-контактный двойной в линию Package ( DIP ), 8-контактный металлический корпус или 14-контактный Dual in Line Package ( DIP ).

Статьи по теме:

Таймер 555 Конструкция и блок-схема

Есть много производителей, которые производят таймер 555, который включает номер 555 e.грамм. NE555 , CA555 , SE555 , MC14 555 и т. Д., Как правило, два таймера 555 помещены внутри одного чипа, который называется 556 . В настоящее время доступны чипы с четырьмя таймерами на 555 штук. Эти устройства доступны в круглой ИС с восемью (8), DIP (Dual inline Package) с 8 контактами или DIP с 14 контактами.

Ниже представлена ​​схема контактов таймера DIP (Dual inline Package) 555 с 8 контактами.

Рис. 1: Конструкция ИС таймера 555 и выводов

Простая схема таймера 555 показана выше на рис. 3, который показывает внутреннюю конструкцию таймера 555.Согласно рис. 1 и 3, таймер содержит два компаратора, RS-триггер, выходной стежок (выходной буфер) и разрядный транзистор Q 1 .

Кроме того, три резистора 5 кОм соединены последовательно с резистором 5 кОм, первый конец которого подключен к V CC (контакт 8 = напряжение питания), а другой конец подключен к земле (GND = контакт 1).

На рис. 1 и выше (а также на рис. 2 и 3 ниже), как показано на блок-схеме, сердце ИС находится в двух схемах компаратора.В то время как инвертирующий вывод верхнего компаратора подключен к точке с потенциалом постоянного тока 2/3 В CC (где V CC может быть от +5 В до + 18 В), неинвертирующий вывод подключается к выводу порога.

Инвертирующая клемма нижнего компаратора подключена к входному контакту внешнего триггера, тогда как неинвертирующая клемма подключена к точке с потенциалом постоянного тока 1/3 В CC . Три резистора по 5 кОм соединены последовательно, образуя цепь делителя напряжения.Выходные данные обоих компараторов передаются на триггер R-S, состояние которого зависит от выходного сигнала двух компараторов.

Выход R-S триггера подключен к двум транзисторам — Q 1 и Q 2 . Q1 является разрядным транзистором и обеспечивает путь разряда к внешнему конденсатору, когда он насыщен. Q 2 — это транзистор сброса, подающий импульс которого сбрасывает всю схему синхронизации. Выходной сигнал триггера усиливается блоком усилителя мощности.

Статьи по теме:

555 Конфигурация выводов таймера
555 Распиновка микросхем таймера
ПИН-код Имя 083 906 906 9007 9007 Заземление (0 В)
2 TRIG Для подачи внешнего триггерного напряжения
3 OUT 1.7 В ниже + V CC или к GND
4 RESET Для сброса временного интервала
5 CTRL Обеспечивает доступ для управления внутренним делителем напряжения
6 THR Пороговое напряжение
7 DIS Синфазно с выходом
8 В CC Источник положительного напряжения

Вот простое объяснение 8 контактов из 555 Таймер IC (рис. 1 и 2). Давайте разберемся с этой ИС с ее конфигурацией контактов и принципиальной схемой.

Рис. 2 — Схема выводов микросхемы таймера 555

1. Земля (GND)

Это общая точка заземления цепи. Клемма заземления внешней цепи, а также клемма заземления источника питания (V CC ) подключены к клемме GND (Земля) таймера 555.

Этот вывод либо заземлен, либо подключен к отрицательной шине. Подключение с использованием резистора не рекомендуется во избежание нагрева ИМС из-за накопленного в ней паразитного напряжения.

2. Триггер

Когда на клемму триггера подается 1/3 (1/3) напряжения питания, т.е. Высокий.

Этот вывод является выводом триггера входа для ИС и активирует цикл синхронизации. Низкий сигнал на этом выводе запускает таймер. Требуемый ток на этом выводе составляет 0,5 мкА в течение периода 0,1 мкСм . Чтобы избежать ложного срабатывания из-за шума, штифт требует подтягивающего соединения.Напряжение на этом выводе составляет 1,67 Вольт для напряжения питания 5 Вольт и 5 Вольт для напряжения питания 15 Вольт .

3. Выход

Этот терминал используется для получения выхода и подключения к нагрузке. В любой момент его значение низкое или высокое. т.е. это выходной контакт таймера. Выход таймера зависит от длительности временного цикла входного импульса. Выход может потреблять или истощать ток, максимум 200 мА. Для НИЗКОГО выхода он потребляет ток, напряжение немного больше нуля, а для ВЫСОКОГО выхода он подает ток с напряжением менее V CC .

4. Сброс

Без учета предыдущего состояния выхода, подача триггерного импульса на этот терминал сбрасывает устройство. Т.е. Его выход становится низким.

Вывод сброса либо не подключен, либо подключен к положительной шине. Логический сигнал LOW на этом выводе сбрасывает таймер независимо от его входа. Требуемое напряжение сброса составляет 0,7 В, при токе 0,1 мА

5. Управляющее напряжение

На клемме управляющего напряжения есть два третьих положительных напряжения от общего напряжения питания (V CC ).Таким образом, он становится частью схемы компаратора. Обычно конденсатор подключается между клеммами заземления и управления напряжением.

Это также обычно неподключенный контакт или заземленный через конденсатор 0,01 мкФ . Для некоторых приложений этот вывод требуется для управления пороговым напряжением на верхнем компараторе и подключен к внешнему сигналу постоянного тока для изменения рабочего цикла.

6. Пороговое напряжение

Пороговое напряжение и управляющее напряжение — это два входа схемы компаратора.Схема сравнивает доступное напряжение на клемме порогового напряжения с доступным опорным напряжением на клемме управления.

Если доступное напряжение на пороговом выводе (вывод 6) больше управляющего напряжения, т. Е. Две трети V CC , то выход будет низким, в противном случае — высоким.

Этот вывод обеспечивает пороговое напряжение на верхний компаратор. Когда напряжение на этом выводе больше 2/3 В CC , рабочий цикл изменяется.Он подключен к неинвертирующему выводу верхнего компаратора. Требуемый ток 0,1 мА , с длительностью импульса 0,1 мкс .

7. Разряд

Когда выход низкий, клемма разряда обеспечивает путь разряда с низким сопротивлением к внешнему подключенному конденсатору. Тем не менее, он действует на разрыв цепи, когда выходная мощность высока.

Этот вывод обеспечивает путь разряда для синхронизирующего конденсатора через NPN-транзистор. Ток разряда менее 50 мА требуется во избежание повреждений.Его также можно использовать как выход с открытым коллектором.

8. + V CC (клемма напряжения питания)

На эту клемму подается напряжение питания для работы таймера. Этот вывод подключен к положительной шине источника питания и также известен как V CC . Напряжение питания может варьироваться от + 5 Вольт до +18 Вольт .

Связанные сообщения:

Схема и принцип работы микросхемы таймера 555

В блоке или функциональной схеме таймера 555 компараторами являются те устройства, которые имеют высокий выходной сигнал, когда их положительное входное напряжение превышает их отрицательное входное напряжение и наоборот.

Схема внутренних функций таймера 555 Схема внутренних функций таймера 555

Делитель напряжения в цепи (который содержит три последовательно соединенных резистора 5 кОм ), который обеспечивает уровень срабатывания одной трети от В CC (V CC /3) и две трети (2/3) порогового напряжения. Чтобы понять этот момент, предположим, что входное значение — 15V . В этом случае значение уровня запуска будет 5V как ( V CC /3 = 15V / 3 = 5V ).И значение порогового уровня будет 10V как ( V CC x 2/3 = 15V x (2/3) ) = 10V .

При необходимости уровень запуска и порог могут быть отрегулированы с помощью клеммы управляющего напряжения (вывод 5), т.е., изменяя управляющее напряжение на выводе 5, мы можем изменить уровень запуска и пороговое напряжение в соответствии с требуемой спецификацией. Однако в этом случае значение триггера и порога останется равным 1 /3 V CC и 2/3 V CC соответственно.

Что касается рабочей части микросхемы таймера 555, эта схема обычно работает в трех различных режимах, а именно в A-стабильном, моностабильном и бистабильном режимах. Для лучшего понимания микросхемы таймера 555 и ее различных состояний, проверьте приведенную ниже принципиальную схему.

555 Внутренняя принципиальная схема таймера Рис. 3: Рис. 555 Внутренняя принципиальная схема таймера

Когда нормальное высокое входное значение триггера мгновенно уменьшается, тогда 1/3 В CC , Затем выход Компаратора B становится High from Low, в результате RS-защелка или RS-триггер переходит в состояние «set».Когда триггер установится, тогда выход (в точке 3) станет высоким. Одновременно с этим отключается разрядный транзистор Q 1 , и выходной сигнал остается высоким до тех пор, пока значение обычно низкого порогового значения на входе не увеличится до 2/3 В CC .

Как только пороговое значение на входе превышает значение 2 / 3V CC , выход компаратора A становится низким, в результате триггер RS сбрасывается (поскольку выход компаратора напрямую подключен к RS вход R триггера, как показано на рис.Когда триггер сбрасывается, на выходе становится низкий уровень, и разрядный транзистор Q 1 включается.

Триггер можно сбросить, применив внешний сброс входа без пороговой цепи. Обратите внимание, что входы триггера и порога (контакт 2 и контакт 6) управляются внешними компонентами, и таймер 555 может использоваться как стабильный , моностабильный или бистабильный режим , управляя входами триггера и порога с помощью этих внешних компонентов.

Типы таймеров 555 и Рабочие режимы

Существует три основных типа таймеров 555 в зависимости от режима работы и работы.

  1. 555 Таймер как нестабильный мультивибратор
  2. 555 Таймер как моностабильный мультивибратор
  3. 555 Таймер как бистабильный режим

555 Таймер может работать в трех режимах, двухстабильный режим — Моностабильный режим — Моностабильный режим и Нестабильный режим .

Нестабильный режим:

В этом режиме на выходе не будет стабильного уровня, и выход будет постоянно колебаться между высоким и низким. я.e.- Он не имеет стабильного состояния и продолжает переключаться между высоким и низким без применения какого-либо внешнего триггера.

Работа таймера 555 в A-стабильном режиме:

Выводы триггера и порога соединены вместе, поэтому нет необходимости во внешнем импульсе триггера. Компаратор выдает 1 во время зарядки триггера, потому что входное напряжение на контакте триггера все еще ниже 1/3 подаваемого напряжения. На этот раз выходной сигнал таймера высокий. Как только напряжение на контакте достигнет 1/3 от подаваемого напряжения, триггерный компаратор выдаст 0, сохраняя ситуацию неизменной, поскольку оба входа R и S триггера равны 0.Как только напряжение на конденсаторе достигнет 3/7 приложенного напряжения, пороговый компаратор будет выводить 1 на вход R триггера. Теперь конденсатор начнет разряжаться через резистор R 2 и разряжать транзистор. Выходной сигнал таймера 555 в этот момент низкий. Как только напряжение на конденсаторе упадет до 1/3 подаваемого напряжения, триггерный компаратор выдаст 1.

Вы можете легко рассчитать выходной сигнал этой конфигурации, используя приведенную ниже формулу.Время зависит от резисторов R 1 , R 2 и конденсатора. С другой стороны, низкое время зависит только от резистора R 2 и конденсатора.

High Time:

T H = 0,693 x (R 1 x R 2 ) XC 1

Low Time:

T L = 0,693 x (R 2 ) X (C 1 )

Период для одного цикла:

T = TH + TL x (R 1 + 2R 2 ) C1

Частота:

f = 1 .44 / (R 1 + R 2 ) C 1 ) HZ

Он также известен как режим самозапуска, таймер используется в этом режиме как генератор тактовых импульсов или генератор . Таймер переключается между двумя квазистабильными состояниями и без внешнего триггерного входа.

Ниже представлена ​​схема таймера 555 в нестабильном режиме.

Рис. 5: Астабильный режим таймера 555

(см. Также рис. 2). Когда таймер включен, то есть выход ВЫСОКИЙ, транзистор Q 2 будет в области отсечки при получении НИЗКОГО входного сигнала.Конденсатор заряжается через оба резистора R 1 и R 2 в направлении V CC . Время зарядки конденсатора составляет

τ 1 = 0,693 (R 1 + R 2 ) * C.

Это напряжение конденсатора является пороговым напряжением для верхнего компаратора.

Когда напряжение превышает 2/3 В CC , верхний выход компаратора сбрасывает триггер, который переводит выход таймера в состояние ВЫКЛ (при условии, что вывод сброса находится в состоянии НИЗКОГО) Транзистор τ будет в области насыщения, т.е.е. будет включен, обеспечивая путь разряда конденсатора через резистор R 2 , время разряда — 0,693 R 2 * C .

Когда напряжение на конденсаторе падает ниже -1 / 3V CC , второй выход компаратора устанавливает триггер, который делает выход таймера НИЗКИМ, и весь процесс начинается снова. Таким образом, выходной сигнал таймера колеблется между ВЫСОКИМ и НИЗКИМ состоянием, генерируя колебания.

Вы также можете прочитать:

Моностабильный режим :

Эта конфигурация состоит из одного стабильного и нестабильного состояний.Если стабильный выход установлен на высокий уровень, тогда выходной сигнал таймера высокий.

Работа таймера 555 в моностабильном режиме —

Триггерный вход удерживается на высоком уровне путем подключения его к V CC через резистор. Вывод порогового значения низкий, что делает пороговый компаратор равным 0. В результате напряжение, поступающее от источника, идет на землю через транзистор. Нажмите кнопку на спусковом крючке, чтобы переключить выход таймера 555 на высокий. При этом конденсатор С 1 начнет заряжаться через резистор R 1 .Таймер 555 будет оставаться в этом положении до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не достигнет 2/3 подаваемого напряжения. Компаратор будет выводить 1 на вход R триггера, переводя схему в исходное состояние. Время, в течение которого выходной сигнал таймера будет оставаться на высоком уровне; полностью зависят от номинала как конденсатора C 1 , так и резистора R 1 .

Для расчета времени используйте следующую формулу:

T = 1,1 * C 1 * R 1

Он также известен как режим одиночного импульса или режим генерации импульсов.В этом состоянии таймер 555 обычно находится в стабильном состоянии до срабатывания, после чего он переходит в квазистабильное состояние.

Ниже представлена ​​схема таймера 555 в моностабильном режиме.

Рис. 4: Таймер 555 в моностабильном режиме

(также см. Рис. 2). Первоначально выход таймера имеет низкий уровень, а транзистор Q 2 находится в режиме насыщения, то есть полностью включен. Поскольку на второй компаратор подается отрицательный пусковой импульс, более отрицательный, чем -1/3 В CC , триггер устанавливается на ВЫСОКИЙ, переводя выход таймера в ВЫСОКОЕ состояние, а транзистор τ — выключено.

Выход остается ВЫСОКИМ в течение времени Tout, т.е. τ = 1,1 RC , т.е. времени, необходимого для заряда конденсатора C (также известного как постоянная времени RC) . Когда напряжение на конденсаторе превышает 2/3 В CC , выходной сигнал верхнего компаратора сбрасывает триггер на ноль, и разрядный транзистор Q 2 снова насыщается, обеспечивая путь разряда к конденсатору. Когда напряжение конденсатора возвращается к нулю, схема возвращается в свое нормальное состояние.

Бистабильный режим :

В этой конфигурации оба состояния выхода стабильны. При каждом прерывании выходной сигнал изменяется с низкого на высокий и наоборот. Если у нас высокий выход, он переходит в низкий уровень после получения прерывания и остается низким до тех пор, пока следующее прерывание не изменит состояние.

Работа таймера 555 в бистабильном режиме:

Контакты запуска и сброса микросхемы таймера 555 подключены к V CC через два резистора.Чтобы сохранить состояние входа на низком уровне, удерживая их нажатыми, подключите две кнопки между этими контактами и землей.

После нажатия кнопки триггера состояние входа триггера станет низким. Следовательно, компаратор будет выводить High, и это заставит выход Q-bar flip-flip перейти в Low. Конечное состояние таймера будет высоким. Выход будет оставаться высоким, даже если кнопка триггера не нажата, потому что в этом случае вход R и S триггера будет равен 0, что означает, что триггер не будет изменить исходное состояние.Чтобы сделать выход низким, нам нужно сбросить кнопку, которая в конечном итоге сбрасывает всю микросхему таймера 555.

Это также известно как режим триггера, и в этом режиме таймер остается в двух стабильных состояниях. Он не требует какой-либо внешней схемы синхронизации, так как временная задержка между двумя состояниями зависит от времени подачи внешних импульсов.

Ниже представлена ​​схема таймера 555 в бистабильном режиме.

Рис. 6: Бистабильный режим таймера 555

Два переключателя соединены таким образом, что, в то время как переключатель S 1 подключен к выводу сброса с V CC , переключатель S 2 подключен к контакту триггера с землей.Отрицательный импульс на входе триггера при напряжении более отрицательном, чем -1 / 3V CC , запускает выход нижнего компаратора для установки триггера и, следовательно, выхода таймера на ВЫСОКИЙ уровень. Поскольку пороговый вывод заземлен, положительный импульс на выводе сброса запускает

Поскольку таймер остается в одном стабильном состоянии до подачи внешнего импульса, а затем переходит в другое стабильное состояние, этот режим называется бистабильным режимом. . Важным приложением является схема триггера Шмитта.

555 Калькулятор таймера

Калькулятор можно увидеть под заголовком « 555 Калькулятор таймера с формулой и уравнениями »

Применения таймера 555

Таймер 555 является наиболее важной интегральной схемой (микросхемой), широко используемой в цифровой электронике. Ниже перечислены некоторые распространенные варианты использования и применения микросхемы таймера 555:

  • ШИМ (широтно-импульсная модуляция) и PPM (импульсная модуляция положения)
  • Осциллятор рабочего цикла
  • Диммер лампы
  • Для обеспечения точных задержек по времени
  • В качестве переворота -flop элемент
  • Цифровые логические пробники
  • Аналоговые частотомеры
  • Приложения четырех таймеров
  • Генерация импульсов, сигналов и прямоугольных импульсов
  • Генератор ступенчатых тоновых и тональных пакетов и линейное изменение температуры
  • Тахометры и измерение температуры
  • It может использоваться как моностабильный мультивибратор и нестабильный мультивибратор
  • Преобразователи постоянного тока в постоянный
  • Регуляторы напряжения постоянного тока
  • Преобразователь напряжения в частоту
  • Делитель частоты
  • Триггер Шмитта
  • Тестер кабеля
  • Датчик импульсов
  • Контроль скорости Wiper Переключатель
  • Генерация выдержки времени, точность t iming и последовательная синхронизация
  • ИС таймера 555 широко используется в большинстве интересных электронных схем и таких проектов, как схема светофора с таймером 555, светодиодные мигающие схемы, полицейская сирена, светодиодные игральные кости, музыкальная шкатулка, металлоискатель, джойстик и игровые манипуляторы, и недорогой линейный приемник, схема активации переключателя хлопка и множество других проектов и схем.

Это базовое руководство по микросхеме таймера 555. Любая другая информация о таймере 555 приветствуется в разделе комментариев. Мы надеемся, что вы лучше понимаете микросхему таймера 555 и ее работу в различных конфигурациях.

Вы также можете прочитать:

555 Таймер IC | Electronics Club

555 Микросхема таймера | Клуб электроники

Символ | Поставка | Входы | Выход | 556

Также смотрите эти 555 страниц таймера: Astable | Моностабильный | Бистабильный | Буфер

Введение

8-контактный таймер 555 должен быть одной из самых полезных микросхем, когда-либо созданных, и он используется во многих проекты.С помощью всего нескольких внешних компонентов его можно использовать для создания множества схем, а не все они связаны со временем!

Популярной версией является NE555, и она подходит в большинстве случаев, когда таймер 555 указан. Версии с низким энергопотреблением, такие как ICM7555, доступны с то же расположение контактов, но их максимальный выходной ток намного ниже и их следует использовать только по назначению (для увеличения срока службы батареи).

Модель 555 может использоваться в нескольких цепях:

  • Astable — создание прямоугольной волны для мигания светодиодов, издавать звуки, управлять счетчиками и т. д.
  • Моностабильный — выдача одиночного импульса при срабатывании триггера, может использоваться для измерения времени.
  • Bistable — простая память с двумя состояниями.
  • Buffer — инвертирующий буфер (НЕ вентиль).
555 ИС таймера

Rapid Electronics: таймер NE555 (стандартный)

Rapid Electronics: ICM7555 (маломощный)


Рекомендуемая книга: IC 555 Проекты
Он подробно объясняет работу 555 и использует
со многими принципиальными схемами проектов, отлично
для начинающих и полезный справочник для всех.


555 условное обозначение

Контакты символа схемы расположены в соответствии со схемой: например, контакт 8 вверху для питания + Vs вывод 3 справа.

Обычно используются только номера контактов, и на них не указывается их функция.



555 питание (контакты 1 и 8)

Таймер 555 можно использовать с напряжением питания (Vs) в диапазоне от 4,5 В до 15 В (18 В — абсолютный максимум).

Контакт 1 подключается к 0 В.
Контакт 8 подключается к положительному источнику питания + Vs.

Помните, что 555 создает значительный «сбой» в питании при изменении его выхода. штат. Это редко является проблемой в простых схемах без других ИС, но в более сложных схемах может потребоваться сглаживающий конденсатор.

Расположение контактов 555


555 триггерный вход (контакт 2)

Если меньше 1 / 3 Vs («активный низкий уровень»), выходной сигнал становится высоким (+ Vs).Он имеет высокое входное сопротивление не менее 2 МОм. Он контролирует разряд синхронизирующего конденсатора в нестабильной цепи.

Пороговый вход 555 (контакт 6)

Когда больше 2 / 3 Вс («активный высокий»), выходной сигнал становится низким (0 В) *. Он имеет высокое входное сопротивление около 10 МОм. Он контролирует заряд синхронизирующего конденсатора в нестабильных и моностабильных цепях.
* при условии, что вход триггера больше, чем 1 / 3 Вс, в противном случае вход триггера переопределит вход порога и будет удерживать выход на высоком уровне (+ Vs).

Вход сброса 555 (контакт 4)

Когда меньше 0,7 В (активный низкий уровень), выходной сигнал становится низким (0 В), подавляя другие входы. Когда он не требуется, его следует подключить к + Vs. Он имеет входное сопротивление около 10 кОм.

Вход управления 555 (контакт 5)

Может использоваться для регулировки порогового напряжения (используется входом порогового значения, контакт 6), которое устанавливается внутренне. быть 2 / 3 Вс. Обычно эта функция не требуется, и вход часто остается неподключенным.Если электрический шум может быть проблемой, конденсатор емкостью 0,01 мкФ может быть подключен между управляющим входом и 0 В для обеспечения некоторой защиты.

555 разряд (вывод 7)

Когда на выходе 555 (контакт 3) низкий уровень, разрядный контакт внутренне подключен к 0 В. Его функция — разрядить конденсатор синхронизации в нестабильных и моностабильных цепях.


Выход 555 (контакт 3)

Выход стандартного 555 может потреблять и истощать ток. Это означает, что к выходу могут быть подключены два устройства, так что одно будет включено, когда выход низкий, и другой горит, когда выходной сигнал высокий, на схеме показаны два подключенных таким образом светодиода.

Максимальный выходной ток составляет 200 мА , это больше, чем у большинства микросхем, и этого достаточно для поставлять множество выходных преобразователей напрямую, включая светодиоды (с последовательным резистором), слаботочные лампы, пьезопреобразователи, громкоговорители (с последовательным конденсатором), катушки реле (с диодной защитой) и некоторые небольшие двигатели (с диодной защитой). Выходное напряжение не совсем достигает 0 В и + В, особенно при большом ток течет.

Для переключения больших токов можно подключить транзистор.

Максимальный выходной ток маломощных версий 555 (например, ICM7555) намного выше. нижний: около 20 мА при напряжении питания 9 В.

Подключение 555 к громкоговорителю

А громкоговоритель (минимальное сопротивление 64) может быть подключен к выходу нестабильной цепи 555, но конденсатор (около 100 мкФ) должны быть подключены последовательно. Нестабильный выход эквивалентен установившемуся постоянному току около ½Vs в сочетании с прямоугольным сигналом переменного тока (аудио). Конденсатор блокирует постоянный ток, но позволяет переменному току проходить, как описано в разделе «Конденсаторная связь».

Пьезоэлектрические преобразователи могут быть подключены непосредственно к выходу и не требуют последовательного подключения конденсатора.

Подключение 555 к катушкам реле и другим индуктивным нагрузкам

Как и все микросхемы, 555 должен быть защищен от кратковременных скачков напряжения. возникает при отключении индуктивной нагрузки, такой как катушка реле. Стандарт должен быть подключен защитный диод «назад» через катушку реле, как показано на схеме.

Однако к 555 требует подключения дополнительного диода . последовательно с катушкой, чтобы гарантировать, что небольшой «сбой» не может быть передан обратно в ИС.Без этого дополнительного диода моностабильные схемы могут повторно сработать, когда катушка выключен! Ток катушки проходит через дополнительный диод, поэтому он должен быть 1N4001 или аналогичный выпрямительный диод, способный пропускать достаточный ток, сигнальный диод, такой как 1N4148 обычно не подходит .



556 ИС с двойным таймером

Модель 556 — это двойная версия таймера 555, размещенная в 14-выводном корпусе. два таймера (A и B) используют одни и те же контакты источника питания.На схемах на этом веб-сайте показан 555-й, но все они могут быть адаптированы для использования одной половины 556.

Модель 556 менее популярна и может стоить более двух таймеров 555, поэтому вы можете предпочесть использовать два таймера 555.

Rapid Electronics: Двойной таймер NE556


Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию. Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому.На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации. Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google.Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста, посетите AboutCookies.org.

electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.

555 Таймер

Elliott Sound Products Таймер 555

Род Эллиотт — Авторские права © 2015

верхний
Указатель статей
Основной указатель

Содержание
Введение

Таймер 555 используется нами с 1972 года — это долгий срок для любой ИС, и тот факт, что он до сих пор используется в тысячах проектов, свидетельствует о его полезности в широком спектре оборудования, как профессионального, так и любительского.Он может работать как генератор, таймер и даже как инвертирующий или неинвертирующий буфер. ИС может обеспечивать выходной ток до 200 мА (источник или приемник) и работает от напряжения питания от 4,5 В до 18 В. Версия CMOS (7555) имеет более низкий выходной ток, а также потребляет меньший ток питания и может работать от 2 В до 15 В.

Существует много разных производителей и много разных префиксов и суффиксов номеров деталей, и они доступны в двойной версии (556). У некоторых производителей есть и четырехъядерные версии.555 и его производные выпускаются в корпусах DIP (двухрядный корпус) и SMD (устройство для поверхностного монтажа). Я не собираюсь даже пытаться охватить все варианты, потому что их слишком много, но следующий материал основан на стандартном 8-контактном корпусе с одним таймером. Все номера контактов относятся к 8-контактной версии, и их необходимо будет изменить, если вы используете двух- или четырехконтактные типы или выбираете одну из версий SMD с другой распиновкой. Обратите внимание, что версия с четырьмя разъемами имеет только минимум контактов, напряжение сброса и управления распределяются между всеми четырьмя таймерами, и у него нет отдельных контактов порога и разряда (они связаны между собой внутри и называются «синхронизацией»).

В 555 используются два компаратора, триггер установки-сброса (который включает «главный» сброс), выходной буфер и транзистор разряда конденсатора. Многие функции предварительно запрограммированы, но управляющий вход позволяет изменять пороговые напряжения компаратора, и возможно множество различных схемных реализаций. Блок-схема полезна, а на рисунке 1A показаны основные части внутренней части IC.


Рисунок 1A — Внутренняя схема таймера 555

На рисунке 1B показана полная принципиальная схема таймера 555, основанная на схеме, показанной в таблице данных ST Microelectronics.Схемы от других производителей могут немного отличаться, но принцип работы идентичен. На самом деле нет особого смысла подробно разбирать схему, но нужно отметить одну вещь, это делитель напряжения, который создает опорные напряжения, используемые внутри. Три резистора 5 кОм показаны синим, чтобы вы могли легко их найти, а основные секции показаны пунктирными линиями (и помечены), чтобы можно было идентифицировать каждую секцию.


Рисунок 1B — Схема таймера 555

Если вы не очень опытны в электронике и не можете следить за подробной схемой, такой как показанная, это, вероятно, не будет иметь большого значения для вас.Это интересно, и если бы вы построили схему с использованием транзисторов и резисторов, она должна работать очень похоже на версию IC. Обратите внимание, что в микросхемах часто есть дополнительные транзисторы, потому что они дешевы в установке (по сути, бесплатны), некоторые из них являются паразитными, а производительность транзисторов NPN и PNP никогда не бывает равной. В большинстве случаев производство ИС оптимизировано для NPN, и устройства PNP почти всегда будут иметь сравнительно низкую производительность.

Стандартный комплект одиночного таймера имеет 8 контактов, и они следующие.Сокращения для различных функций, которые используются в этой статье, заключены в скобки.

Контакт 1 Общий / « земля » (Gnd) Этот вывод соединяет схему таймера 555 с отрицательной шиной питания (0 В). Все напряжения измеряются относительно этого вывода.
Контакт 2 Триггер (Триггер) При подаче отрицательного импульса (напряжение менее 1/3 Vcc) это запускает внутренний триггер через компаратор №2.Контакт 3 (выход) переключается с низкого уровня (близко к нулю вольт) до «высокого» (близко к Vcc). Выход остается в высоком состоянии, в то время как клемма триггера находится под низким напряжением, а триггер вход отменяет пороговый вход.
Контакт 3 Выход (Out) Выходная клемма может быть подключена к нагрузке двумя способами: либо между выходом и землей, либо между выходом и шиной питания (Vcc). Когда выход низкий, ток нагрузки (ток стока) течет от Vcc через нагрузку к выходному зажиму.Для источника тока нагрузка подключается между выходом и общим (0 В). Если нагрузка подключена между выходом и землей, когда выход большой, ток течет от выхода, через нагрузку и оттуда на землю.
Контакт 4 Сброс (Rst) Вывод сброса используется для сброса триггера, который определяет состояние выхода. Когда на этот вывод подается отрицательный импульс, на выходе становится низкий уровень. Эта булавка активный низкий и отменяет все остальные входы.Когда он не используется, он должен быть подключен к Vcc. Активация сброса включает разрядный транзистор.
Контакт 5 Управляющее напряжение (Ctrl) Этот вывод используется для управления уровнями триггера и порога. Синхронизацию ИС можно изменить, подав напряжение на этот вывод, либо от активного цепи (например, операционного усилителя) или подключив ее к дворнику потенциометра, подключенного между Vcc и землей. Если этот вывод не используется, его следует подключить к земле. с конденсатором 10 нФ для предотвращения шумовых помех.
Контакт 6 Порог (Thr) Это неинвертирующий вход для компаратора №1, который контролирует напряжение на внешнем конденсаторе. Когда пороговое напряжение больше 2/3 Vcc, выход компаратора № 1 становится высоким, что сбрасывает триггер и выключает выход (ноль вольт).
Штифт 7 Нагнетание (Dis) Этот вывод подключен внутри к коллектору разрядного транзистора, и конденсатор синхронизации часто подключается между этим выводом и землей.Когда выходной вывод становится низким, транзистор включается и разряжает конденсатор.
Контакт 8 Vcc Вывод питания, к которому подключен блок питания. Напряжение может находиться в диапазоне от +4,5 В до + 18 В относительно земли (вывод 1). Большинство CMOS-версий 555 (например, 7555 / TLC555) может работать до 2 или 3 В. Всегда необходимо использовать байпасный конденсатор, не менее 100 нФ, а желательно больше. Я предлагаю 10 мкФ для большинства приложений.

Как упоминалось выше, 555 можно использовать в качестве генератора или таймера, а также для выполнения некоторых менее обычных задач.Основные формы мультивибратора — нестабильный (нет стабильных состояний), моностабильный (одно стабильное состояние) или бистабильный (два стабильных состояния). К сожалению, работа в бистабильном режиме с 555 не очень полезна из-за внутренней организации. Однако это можно сделать, если вы примете некоторые ограничения. Схема 555, которая функционирует как бистабильная, описана в проекте 166, где 555 используется в качестве выключателя для включенного и выключенного оборудования.

Время довольно стабильно при колебаниях температуры и напряжения питания.NE555 «коммерческого класса» рассчитан на типичную стабильность 50 ppm (частей на миллион) на градус C в моностабильном режиме и 150 ppm / ° C в нестабильном режиме. Это хуже как осциллятор (нестабильный), чем таймер (моностабильный), потому что осциллятор полагается на два компаратора, а таймер полагается только на один. Дрейф при напряжении питания около 0,3% / В.

Большинство схем, показанных ниже, включают светодиод с ограничивающим резистором. Это совершенно необязательно, но это помогает вам увидеть, что делает IC, когда у вас есть медленный нестабильный или таймер.В схемах также есть байпасный конденсатор емкостью 47 мкФ, который должен быть как можно ближе к ИС. Если колпачок не включен, вы можете получить некоторые странные эффекты, в том числе паразитные колебания выходного каскада при изменении его состояния.

Когда выходной сигнал высокий, он обычно будет где-то между 1,2 В и 1,7 В ниже, чем напряжение питания, в зависимости от тока, потребляемого с выходного контакта. Выходной каскад 555 не может подтянуть уровень до Vcc, потому что он использует схему Дарлингтона NPN, которая всегда будет терять некоторое напряжение, и напряжение будет падать с увеличением тока.Обычно это не ограничение, но вы должны знать об этом. Если это проблема, вы можете добавить подтягивающий резистор между «Out» и «Vcc» (1 кОм или около того), но это будет полезно только для легких нагрузок (менее 1 мА).

Следует пояснить, что 555 — это , а не — точное устройство, и это не было намерением с самого начала. У него много недостатков, но на самом деле они редко вызывают проблемы, если устройство используется по назначению. Иногда бывает необходимо убедиться, что он получает хороший сброс при включении, чтобы он находился в известном состоянии, но для большинства приложений в этом нет необходимости.Если вам действительно нужна точность, используйте что-нибудь другое (что будет значительно сложнее и дороже). Говорят, что Боб Пиз (из National Semiconductor, ныне TI), что ему не нравились 555, и он никогда их не использовал (см. Веб-сайт Electronic Design), но это не причина избегать их. Было бы глупо использовать 555 в критически важном приложении, где точность имеет первостепенное значение, но также можно использовать микроконтроллер с кварцевым генератором для выполнения основных функций синхронизации.

Генератор (или, если быть точным, нестабильный мультивибратор) — очень распространенное приложение, поэтому мы рассмотрим его в первую очередь.Обратите внимание, что все схемы , указанные ниже, используют источник постоянного тока 12 В, если не указано иное.


1 — Нестабильные схемы

Термин «нестабильный» буквально означает «нестабильный» — само определение осциллятора. Выход переключается с высокого на низкий и обратно, пока есть питание и вывод сброса поддерживается на высоком уровне. Это обычное использование для цепей 555, и схема показана на рисунке 2. Частота повторения импульсов определяется значениями R1, R2 и C1.


Рисунок 2 — Стандартный нестабильный осциллятор

Формы сигналов на выходе и напряжение на C1 показаны ниже. Выходной сигнал становится высоким, когда напряжение конденсатора падает до 4 В (1/3 В постоянного тока от 12 В), и снова становится низким, когда напряжение конденсатора достигает 8 В (2/3 В постоянного тока). Осциллятор не имеет стабильного состояния — когда выходной сигнал высокий, он ожидает зарядки конденсатора, чтобы он мог снова стать низким, а когда он низкий, он ждет, пока конденсатор разрядится , чтобы он мог подняться до высокого уровня. Это продолжается до тех пор, пока вывод сброса удерживается в высоком состоянии.При нажатии на вывод сброса низкий уровень (менее 0,7 В) останавливает колебание.


Рисунок 2A — Формы сигналов стандартного нестабильного осциллятора

C1 заряжается через R1 и R2 последовательно и разряжается через R1. По умолчанию это означает, что выходной сигнал представляет собой импульсную форму волны, а не истинную прямоугольную волну. Выход будет положительным, с отрицательными импульсами. Если R2 сделать большим по сравнению с R1, вы можете приблизиться к выходу прямоугольной волны. Например, если R1 составляет 1 кОм, а R2 — 10 кОм, выходной сигнал будет близок к соотношению метка-пространство 1: 1 (на самом деле это 1.1: 1). Чтобы определить частоту, используйте следующую формулу …

f = 1,44 / ((R1 + (2 × R2)) × C1)

Для значений, показанных на рисунке 2, частота вычисляется как 686 Гц, а симулятор требует 671 Гц. Это может показаться большим несоответствием, но оно находится в пределах допусков стандартных компонентов и самой ИС. Также могут быть определены высокие и низкие времена …

t высокий = 0,69 × (R1 + R2) × C1
t низкий = 0,69 × R2 × C1

При значениях, приведенных на рисунке 2, t high составляет 759 мкс, а t low составляет 690 мкс.Симулятор (и реальная жизнь) будет немного отличаться. Отношение рабочего цикла / метки составляет 1,1: 1 и рассчитывается как отношение t high / t low . Высокое время в 1,1 раза больше низкого времени, что вполне логично, исходя из номиналов резистора. По мере того, как R1 становится меньше, отношение метки к пространству приближается к 1: 1, но вы должны убедиться, что оно не настолько низкое, чтобы разрядный транзистор не мог справиться с током. Максимальный ток разрядного вывода не должен превышать 10 мА, а желательно меньше.

Вы можете задаться вопросом, откуда взялись значения 1,44 и 0,69. Это константы (или, если хотите, «ложные факторы»), которые были определены математически и эмпирически для таймера 555. Они не идеальны, но достаточно близки для большинства расчетов. Если вам нужна схема 555 для генерации с точной частотой, вам необходимо включить подстроечный резистор, чтобы можно было настроить схему. Он по-прежнему не будет точным и будет дрейфовать — помните, что это , а не — точное устройство, и его нельзя использовать там, где точность критична.


Рисунок 3 — Астабильный осциллятор с увеличенным рабочим циклом

Добавление диода изменяет и упрощает работу. C1 теперь заряжается только через R1 и разряжается только через R2. Это устраняет взаимозависимость двух резисторов и позволяет схеме производить любой рабочий цикл, который вы хотите, — конечно, при условии, что он находится в пределах рабочих параметров 555. Импульсы теперь могут быть узкими положительными или отрицательными, и возможно точное соотношение между меткой и пространством 1: 1. Частота определяется…

f = 1,44 / ((R1 + R2)) × C1)

Если R1 больше R2, выход будет положительным с отрицательными импульсами. И наоборот, если R1 меньше R2, на выходе будет нулевое напряжение с положительными импульсами. Таким образом, длина импульса (положительного или отрицательного) определяется двумя резисторами, и каждый из них не зависит от другого. — это , небольшая ошибка, вызванная падением напряжения на диоде, но в большинстве случаев это не вызовет проблемы. (Идеальное) время максимума и минимума рассчитывается с помощью…

t высокий = 0,69 × R1 × C1
t низкий = 0,69 × R2 × C1

Наконец, существует схема, которую обычно называют нестабильной с минимальным количеством компонентов. Помимо основных поддерживающих частей, которые всегда необходимы (байпасный конденсатор и конденсатор от «Control» до земли), требуется только один резистор и один конденсатор.


Рисунок 4 — Нестабильный осциллятор с минимальным количеством компонентов

Соотношение между меткой и пространством в этой цепи номинально составляет 1: 1 (прямоугольная волна), но на это может повлиять нагрузка.Если нагрузка подключается между выходом и землей, время высокого уровня будет немного больше, чем время низкого уровня, потому что нагрузка будет препятствовать достижению выходом напряжения питания. Если нагрузка подключается между выводом питания и выходом, время низкого уровня будет больше, потому что выход не достигнет нуля вольт. Частота рассчитывается от …

f = 0,72 / (R1 × C1)

При показанных значениях это будет 720 Гц. Вы можете видеть, что разрядный штифт (вывод 7) не используется.Конденсатор заряжается и разряжается через R1, поэтому при высоком выходе конденсатор заряжается, а при низком — разряжается. Разрядный вывод можно использовать в качестве вспомогательного выхода с открытым коллектором, но не подключайте его к напряжению питания, превышающему Vcc, и не пытайтесь использовать его для сильноточных нагрузок (максимум около 10 мА).

Все показанные схемы используют внутренний делитель напряжения (резисторы 3 × 5 кОм) для установки пороговых значений компаратора. Когда напряжение достигает порогового значения (2/3 Vcc), триггер сбрасывается, и на выходе устанавливается низкий уровень (близкий к нулю вольт).Когда напряжение триггера (вывод 2) падает ниже 1/3 Vcc, цепь срабатывает, и на выходе высокий уровень (близкий к Vcc).

Если сброс (вывод 4) в любой момент сбрасывается на низкий уровень, на выходе устанавливается низкий уровень и остается там до тех пор, пока на контакте сброса снова не появится высокий уровень. Пороговое напряжение входа сброса обычно составляет 0,7 В, поэтому этот вывод должен быть подключен непосредственно к земле с помощью транзистора или переключателя. Внешний резистор необходим между Vcc и сбросом, если вам нужно использовать функцию сброса, поскольку в ИС нет подтягивающего резистора.В общем можно использовать до 10к.


2 — Моностабильные схемы / схемы таймера

Моностабильная схема (также известная как «однократная» схема) имеет одно стабильное состояние. При срабатывании триггера он переходит в «нестабильное» состояние, и время, которое он там проводит, зависит от компонентов синхронизации. Моностабильный используется для создания импульса с заданным временем при его срабатывании. Чаще всего моностабильное устройство используется в качестве таймера. При срабатывании триггера выходной сигнал станет высоким в течение заданного времени, а затем вернется к нулю.Хотя мы склонны считать таймеры длительными (от нескольких секунд до нескольких минут), моностаблицы также используются с очень короткими временами — например, 1 мс или меньше. Это обычное приложение, когда схеме требуются импульсы с определенной и предсказуемой шириной и с коротким временем нарастания и спада.


Рисунок 5 — Моностабильный мультивибратор

Триггерный сигнал должен быть на короче времени, установленного R1 и C1. Цепь запускается кратковременным низким напряжением (менее 1/3 В постоянного тока), и выход немедленно становится высоким и остается там до тех пор, пока C1 не зарядится через R1.Задержка рассчитывается по …

т = 1,1 × R1 × C1

При указанных значениях выходной сигнал будет высоким в течение 1,1 мс. Если бы C1 был 100 мкФ, время было бы 1,1 секунды. Как уже отмечалось, запускающий импульс должен быть короче времени задержки. Если в схеме, показанной на рисунке 5, триггер будет иметь длительность 5 мс, выход будет оставаться высоким в течение 5 мс, и таймер не будет работать. Помимо таймеров, моностабильные устройства обычно используются для получения импульса заданной ширины из входного сигнала, который является переменным или зашумленным.


Рисунок 5A — Формы сигналов моностабильного мультивибратора

Полезно видеть формы сигналов для моностабильной схемы. Особенно полезно увидеть взаимосвязь между сигналом на выводе триггера и напряжением конденсатора по отношению к выходу. Они показаны выше и могут быть проверены на осциллографе. Вам понадобится двойной осциллограф, чтобы можно было одновременно видеть две трассы. Как видите, отсчет времени начинается, когда напряжение триггера падает до 4 В (использовалось питание 12 В, а 4 В — & frac13; Vcc).Когда конденсатор заряжается до 8 В (& frac23; Vcc), отсчет времени останавливается, и выходная мощность падает до нуля. Обратите внимание, что в этой конфигурации крышка заряжается от нуля вольт, потому что C1 полностью разряжается, когда цикл синхронизации заканчивается.

Чаще всего моностабильная схема 555 используется в качестве таймера. Триггером может быть кнопка, и при нажатии на выход устанавливается высокий уровень в течение заданного времени, а затем снова падает низкий уровень. Существует бесчисленное множество приложений для простых таймеров, и я не буду утомлять читателя длинным списком примеров.

Компоненты синхронизации очень важны, так как они не должны быть настолько большими или такими маленькими, чтобы вызвать проблемы со схемой. Электролитические конденсаторы вызывают особые хлопоты, потому что их значение может меняться со временем, температурой и приложенным напряжением. По возможности используйте для C1 полиэфирные колпачки, но не в том случае, если это означает, что сопротивление резистора (R1) должно быть больше нескольких МОм. Пороговый вывод может иметь утечку только 0,1 мкА или около того, но если R1 слишком велик, даже этот крошечный ток становится проблемой.Конденсатор всегда является ограничивающим фактором для длительных задержек, потому что вам почти наверняка придется использовать электролит. Если это так, по возможности используйте тот, который классифицируется как «с малой утечкой». Часто рекомендуют использовать танталовые крышки, но я никогда не рекомендую их, потому что они могут быть ненадежными.

Иногда нельзя быть уверенным, что входной импульс будет короче временного интервала, установленного R1 и C1. В этом случае вам понадобится простой дифференциатор, который заставит входной импульс быть достаточно коротким для обеспечения надежной работы.Дифференциаторы требуют, чтобы время нарастания и / или спада было намного быстрее, чем постоянная времени самого дифференциатора. Например, конденсатор на 10 нФ с резистором 1 кОм имеет постоянную времени 10 мкс, поэтому время нарастания / спада входного импульса в идеале не должно превышать 2 мкс, иначе он может работать некорректно. Соотношение 5: 1 является ориентировочным, поэтому вам нужно проверить, что доступно из других схем. В идеале используйте соотношение 10: 1 или более, если это возможно (т.е. постоянная времени дифференциатора в 10 раз превышает время нарастания входного сигнала).


Рисунок 6 — Моностабильный мультивибратор с дифференциатором

R3, C3 и D1 образуют цепь дифференциатора. Когда импульс получен, крышка может пройти только по заднему фронту, который должен, быть как можно быстрее. Это передается на 555, и больше не имеет значения, как долго входной импульс запуска остается отрицательным, потому что короткая постоянная времени C3 и R2 (100 мкс) позволяет пройти только заднему фронту. D1 необходим, чтобы гарантировать, что контакт 2 не может быть более положительным, чем Vcc плюс одно падение диода (0.65 В), когда триггерный импульс возвращается к положительному источнику питания.

Если время спада входного триггерного импульса слишком велико, дифференциатор может не пропускать достаточно напряжения для срабатывания 555. В этом случае сигнал должен быть «предварительно подготовлен» внешней схемой, чтобы гарантировать падение напряжения. от Vcc до земли менее чем за 20 мкс (для указанных значений). Если этого не сделать, цепь может работать нестабильно или вообще не работать. Если импульс запуска положительный, вам придется инвертировать его, чтобы он стал отрицательным.555 запускается по спаду триггерного сигнала, что приводит к переходу выходного сигнала в высокий уровень (Vcc).

Подсказка: Если вам понадобится таймер, который работает в течение длительного времени (от часов до недель), используйте схему переменного генератора 555, которая затем управляет счетчиком CMOS, таким как 4020 или аналогичный. Выходной сигнал генератора 555 может быть (скажем) осциллограммой 1 минута / цикл, которая может выступать в качестве тактового сигнала для счетчика. 4020 — это 14-битный двоичный счетчик, поэтому с помощью простой схемы вы можете легко получить задержку (с использованием часов в 1 минуту) в 8192 минуты — более 136 часов или чуть более 5½ дней.Все еще недостаточно? Используйте два или более счетчиков 4020. Два позволят таймеру работать около 127 лет! Обратите внимание, что вам придется предоставить дополнительные схемы, чтобы выполнить любую из этих работ, и может быть трудно быть уверенным, что таймер на 127 лет работает должным образом.

Вот пример (но он не моностабильный), и в зависимости от выхода, выбранного из счетчика 4020, вы можете получить задержку до 20 минут. Если увеличить C1, задержка может быть намного больше. При значениях резисторов, указанных для схемы синхронизации, увеличение C1 до 100 мкФ увеличит максимальное время до 3.38 часов (3 часа 23 секунды), используя Q14 из U2 в качестве выхода. Если C1 — это электрораспределитель с низкой утечкой, значения R1 и R2 можно увеличить, чтобы он проработал еще дольше. На рисунке также показано, сколько входных импульсов требуется, прежде чем соответствующие выходы станут высокими (Vcc / Vdd). Счетчик продвигается по отрицательному импульсу. Чтобы использовать временные резисторы большего номинала, рассмотрите возможность использования таймера CMOS (например, 7555).


Рисунок 7 — Таймер длительного действия

Как показано, минимальный период для 555 составляет 20.83 мс (48 Гц) с VR1 при минимальном сопротивлении и 145,7 мс (6,86 Гц) при максимальном сопротивлении. При подаче питания таймер будет работать в течение заданного периода времени, пока выходная мощность не станет высокой. Нажатие кнопки «Пуск» установит низкий уровень мощности и отсчет времени начнется снова. Все выходы счетчика устанавливаются на низкий уровень при включении колпачком сброса (C3) и / или при нажатии кнопки «Пуск». 555 работает как нестабильный и продолжает пульсировать до тех пор, пока выбранный выход из U2 не станет высоким. Затем D1 устанавливает напряжение на C1 до 0.7 В ниже Vcc и прекращает колебания. Следовательно, при нажатии кнопки «Пуск» на выходе будет низкий уровень и возвращается высокий уровень после периода тайм-аута.

Дополнительная схема необходима, если вы не хотите, чтобы таймер срабатывал после включения питания, или если вы хотите, чтобы кнопка «Пуск» делала выходной сигнал высоким, падая до нуля по истечении тайм-аута. Я оставляю это в качестве упражнения для читателя. Вышеупомянутое — это просто пример — он не предназначен для схемы для какого-либо конкретного приложения.


3 — Разные приложения

Таймеры 555 можно использовать во многих случаях, помимо основных строительных блоков, показанных выше. Это статья, а не полная книга, поэтому будут рассмотрены лишь некоторые возможности. Они были выбраны на основе вещей, которые я считаю интересными или полезными, и если у вас есть любимый, который не включен, я боюсь, что это просто сложно.

Не ожидайте найти среди всего этого сирены, генераторы шума общего назначения или псевдослучайные «игры».Если вы хотите построить какую-либо из 555 популярных игрушек, в сети есть много чего.


3.1 — ШИМ-диммер / регулятор скорости

Это простой диммер с ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) или регулятор скорости двигателя. Он основан на показанном ранее нестабильном «минимальном компоненте», но использует потенциометр и пару диодов для изменения соотношения между метками и пространством. Когда потенциометр находится в положении «Max», выходной сигнал преимущественно высокий, с узкими импульсами до нуля. При установке «Мин» выход в основном равен нулю с узкими положительными импульсами.


Рисунок 8 — ШИМ-диммер / регулятор скорости двигателя

Принцип его работы ничем не отличается от основного нестабильного, за исключением того, что величина сопротивления для заряда и разряда конденсатора изменяется с помощью потенциометра. Диоды (1N4148 или аналогичные) «управляют» выходным током, так что потенциометр может иметь различное сопротивление в зависимости от полярности сигнала. Например, когда горшок находится на «Максе», заряд C1 занимает гораздо больше времени, чем его разряд, поэтому выход должен проводить большую часть своего времени на Vcc.Обратное верно, когда банк установлен на «Мин». Максимальный и минимальный рабочий цикл можно изменить, изменив R1. С 1k, как показано, максимум составляет 11: 1 (или 1:11), но уменьшение или увеличение R1 может изменить это соотношение на любое желаемое (в пределах разумного). Я предлагаю 100 Ом — это практический минимум.

Чтобы быть полезным, выход 555 обычно будет управлять MOSFET, как показано, или, возможно, даже IGBT , в зависимости от тока нагрузки. Если он используется в качестве регулятора скорости двигателя, необходимо включить диод параллельно с двигателем, иначе он не будет работать должным образом.Диод должен быть «быстрым» или «сверхбыстрым» и рассчитан на тот же ток, что и двигатель. Диод не нужен, если схема используется в качестве диммера, но в любом случае рекомендуется использовать UF4004 или аналогичный быстрый диод. Электропитание двигателя может быть любым (только постоянный ток), но 555 должен иметь источник питания 12-15 В, при необходимости отдельно от основного. См. Проект 126 для ознакомления с версией проекта регулятора яркости / скорости. Он не использует 555, но использует те же принципы ШИМ.


3.2 — Блок питания / усилитель ШИМ

A 555 может работать как усилитель с ШИМ (класс D). Это не очень хорошо, и выходная мощность очень ограничена, но вы можете получить до 100 мВт или около того при нагрузке 8 Ом. Это чисто образовательное упражнение больше, чем что-либо еще, потому что точность воспроизведения невысока из-за ограниченной производительности 555. Максимальная частота составляет 500 кГц или около того, но IC почти наверняка будет перегреваться при работе с максимальной частотой и выходным током.Я не буду утруждать себя демонстрацией практической схемы усилителя класса D с усилителем 555, потому что производительность очень плохая. Достаточно сказать, что если вы вводите синусоидальный или музыкальный сигнал на вывод «Ctrl», вы можете модулировать ширину импульса. Тот же трюк используется для многих сирен на базе 555, которые вы можете найти в других местах.

Управляющий вход часто упускается из виду, но его можно использовать в любое время, когда вам нужно создать генератор, управляемый напряжением. Помимо игрушечных сирен и других «несерьезных» приложений, эта способность может быть полезна для многих схем.То, что 555 — мусорный усилитель класса D, не означает, что следует игнорировать общие принципы. Одно приложение, довольно популярное в сети, использует 555 в качестве контроллера для простого регулируемого источника высокого напряжения. Рисунок ниже представляет собой измененную версию одного, который распространен по всей сети (настолько, что невозможно указать авторство, потому что я понятия не имею, кто опубликовал его первым).


Рисунок 9 — Преобразователь постоянного тока в постоянный

Показанная схема в основном концептуальна.Он будет работать, но не оптимизирован. Обратная связь, подаваемая на управляющий вход, зависит от напряжений стабилитрона, а напряжение эмиттер-база транзистора имеет небольшое влияние. Существуют микросхемы, специально разработанные для измерения напряжения, которые используют делитель напряжения для установки выходного напряжения, и это позволяет легко изменить напряжение до точного значения, если это необходимо. Струна стабилитрона высокого напряжения обеспечит удивительно хорошую стабильность напряжения. Схема показана здесь просто для демонстрации использования управляющего входа для изменения работы 555.

Он сможет выдавать до 50 мА без особого напряжения, но, как и в случае любого повышающего импульсного преобразователя, пиковый входной ток может быть довольно высоким. При показанных значениях и выходе 20 мА пиковый ток будет около 2 А. Естественно, если выходной ток меньше 20 мА, входной ток уменьшается пропорционально. Пусковой ток будет намного выше рабочего тока. L1 (100 мкГн) должен иметь сопротивление не более 1/2 Ом. Выход 100 В при 20 мА составляет 2 Вт, поэтому разумно ожидать, что средняя входная мощность будет несколько выше.Общие потери почти наверняка будут близки к 1 Вт, поэтому средний входной ток будет около 250 мА при 12 В.

Существуют выделенные контроллеры SMPS, которые могут быть не дороже таймера 555, но это все же полезное приложение, которое означает, что вам не нужно искать непонятную часть. Его величайшим преимуществом является то, что он часто может быть построен с использованием деталей, которые у вас уже есть в вашем мусорном ящике, с дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что он не полагается на детали SMD и может быть построен на Veroboard.


3.3 — Инвертирующий буфер

Это полезная схема, и ее можно использовать для управления простыми преобразователями (небольшие динамики, лампы и т. Д.). Максимальный ток, который 555 может передавать или потреблять, составляет около 200 мА, поэтому нагрузки, потребляющие больше, чем это, вызовут перегрев ИС и выход из строя. Поскольку опорные компоненты вообще не требуются, это может быть очень экономично для места на печатной плате. Утверждается, что использование дискретной схемы с парой транзисторов дешевле, но это сомнительно, учитывая стоимость 555-го.Микросхема также занимает очень мало места на печатной плате, что часто намного дороже, чем несколько дешевых деталей, особенно если место в ней очень дорого.


Рисунок 10 — Инвертирующий буфер

Входной сигнал подвержен гистерезису. Это означает, что входное напряжение должно превышать 2/3 В постоянного тока, прежде чем выход переключится на низкий уровень, а затем входное напряжение должно упасть ниже 1/3 В постоянного тока, прежде чем выход переключится на высокий уровень. Это обеспечивает очень хорошую помехозащищенность и очень высокое входное сопротивление.Схема представляет собой инвертирующий триггер Шмитта.


3.4 — Неинвертирующий буфер

Это довольно необычное приложение. При использовании вывода сброса в качестве входа любое напряжение выше ~ 0,7 В определяется как высокое, а выход переключается на высокий уровень. Входное напряжение должно упасть ниже 0,7 В, чтобы выход снова переключился на низкий уровень. Здесь нет гистерезиса, и схема управления должна иметь возможность потреблять ток сброса 555 около 1 мА.


Рисунок 11 — Неинвертирующий буфер

Вы должны быть осторожны, чтобы убедиться, что входной сигнал на выводе 4 никогда не может превышать Vcc или становиться отрицательным, иначе ИС будет повреждена.Если возможны отклонения от допустимого диапазона, то входное напряжение должно быть ограничено диодом, стабилитроном или обоими способами, чтобы удерживать напряжение в установленных пределах.


3.5 — Детектор отсутствующих импульсов

Таймеры 555 часто используются в качестве детектора пропущенных импульсов. Если вы ожидаете непрерывной последовательности импульсов от цепи, если один из них «пропал» по какой-либо причине, которая может указывать на проблему. Возможность определить, что импульс отсутствует или задерживается, может быть важной функцией безопасности, вызывая тревогу или отключая цепь до тех пор, пока неисправность не будет устранена.


Рисунок 12 — Детектор пропущенного импульса

Входные импульсы используются для включения Q1 и, следовательно, разряда C1. Пока импульсы продолжают поступать упорядоченно, выходной сигнал 555 остается высоким. Постоянная времени R1 и C1 должна быть выбрана таким образом, чтобы таймер никогда не мог истечь, пока входные импульсы продолжают поступать должным образом. Если время слишком мало, C1 будет заряжаться до 2/3 В постоянного тока до поступления следующего входа. Если он слишком длинный, ни один пропущенный импульс не будет обнаружен, и потребуется пропустить несколько импульсов подряд (или последовательность импульсов может полностью остановиться), прежде чем сработает таймер.Вам также может потребоваться принять меры для обеспечения того, чтобы таймер всегда работал и работал, даже если входящая последовательность импульсов застревает на высоком уровне напряжения. Это потребует добавления дифференциатора, подобного показанному на рисунке 6.

Одно из применений детектора пропуска импульсов — обнаружение того, что вентилятор не работает должным образом. Некоторые вентиляторы имеют выходной сигнал, который пульсирует, когда вентилятор работает, или эту функцию можно добавить с помощью двух небольших магнитов и детектора эффекта Холла (необходимы два магнита, чтобы не влиять на баланс вентилятора).Детектор отсутствия импульсов может вызвать предупреждение, если вентилятор выходит из строя или работает слишком медленно.

Цепь также может использоваться как цепь «потери переменного тока», и она будет обнаруживать один пропущенный цикл или полупериод, в зависимости от используемого механизма обнаружения. Это позволяет быстро определять, что переменный ток был отключен, либо путем выключения, либо из-за сбоя в электросети, и может использоваться для управления реле подавления (например). В большинстве случаев нет необходимости быть настолько быстрым, но могут быть критические производственные процессы, в которых быстрое обнаружение всего лишь одного пропущенного полупериода может иметь решающее значение для предотвращения неисправности.Эта схема также будет хорошо работать для обеспечения очень быстрого переключения на ИБП (источник бесперебойного питания) в случаях, когда потеря переменного тока может вызвать серьезные проблемы.


3,6 — Реле привода

Хотя 555 может управлять реле напрямую, он должен быть защищен от индуктивности катушки реле. Обратная ЭДС должна (теоретически) поглощаться, потому что на выходе есть транзисторы со стороны высокого и низкого уровня, но вместо этого это может привести к «блокировке» таймера и прекращению его работы до тех пор, пока не будет отключено питание.Это может произойти, когда один диод используется параллельно катушке реле. Используйте параллельный диод, но также управляйте катушкой реле через другой диод, который предотвращает любую неисправность. Выход никогда не должен подвергаться отрицательному напряжению на выходе — даже 0,6 В может вызвать проблемы.


Рисунок 13 — Драйвер реле

D2 выполняет обычную задачу по короткому замыканию обратной ЭДС реле, а D1 полностью изолирует цепь реле от 555. Использование такой схемы предотвратит любую возможность неисправности из-за обратной ЭДС катушки реле, и такое же расположение следует использовать, когда управление любой индуктивной нагрузкой.


3,7 — 555 Цепь отключения звука реле

Таймер 555 может создать удобную схему отключения звука. Существует бесчисленное множество различных способов приглушения звука — см. Схемы приглушения звука для различных техник. Из всех них эстафета по-прежнему остается одной из лучших. Поскольку контактное сопротивление очень низкое, даже цепи с низким импедансом можно эффективно замкнуть на землю без слышимого прорыва. Все схемы ESP включают в себя резистор 100 Ом на выходе для предотвращения колебаний, и ни один общий операционный усилитель не может быть поврежден коротким замыканием на его выходе — с помощью резистора операционный усилитель в любом случае защищен от прямого короткого замыкания.


Рисунок 14 — Цепь отключения реле

Показанная схема может питаться от основного источника питания предусилителя или даже от мостового выпрямителя через источник питания нагревателя 6,3 В переменного тока с клапанным (ламповым) оборудованием. В этом случае температура байпаса C должна быть около 220 мкФ, и никакой другой колпачок фильтра не требуется. Вам нужно будет добавить резистор последовательно с катушкой, чтобы ограничить напряжение до 5 В. Светодиод будет гореть в течение периода отключения звука. Как обсуждалось выше, для релейного привода требуются два диода.Наиболее подходящие реле потребляют ток от 30 до 50 мА, что вполне соответствует возможностям реле 555.

Модель 555 получает сигнал триггера благодаря ограничению на входе триггера (C2), а R2 является подтягивающим резистором. C2 удерживает низкий уровень на входе триггера ровно достаточно долго, чтобы запустить процесс отсчета времени, поэтому на выходе высокий уровень, реле обесточено, а C1 начинает зарядку через R1. Когда напряжение на пороговом входе достигает 2/3 напряжения питания, выход становится низким, срабатывает реле и устраняет короткое замыкание на линиях аудиосигнала.

Реле остается под напряжением до тех пор, пока оборудование остается под напряжением. В идеале, питание таймера должно быть отключено как можно быстрее при отключении питания, чтобы не было «глупых» шумов, возникающих при выходе из строя источников питания. Некоторые операционные усилители могут издавать стук, писк или «свист», когда их напряжение питания падает ниже минимума, необходимого для нормальной работы.


Выводы

Таймер 555 очень универсален, но на самом деле он не подходит для очень длительных задержек, если вы не готовы платить серьезные деньги за большой временный конденсатор с малой утечкой.Если вам нужны большие задержки, проще использовать осциллятор 555, за которым следует двоичный счетчик. В большинстве приложений задержка может составлять всего несколько минут (рекомендованный максимум — 20–30 минут), и этого легко добиться. Количество возможных схем, использующих 555 таймеров, просто поразительно, и существует бесчисленное множество схем, примечаний к применению (от производителей ИС, любителей и других) и веб-страниц, посвященных этой ИС и ее производным.

Таймеры

555 используются во многих коммерческих продуктах, где требуется простая временная задержка.Я видел, как они используются в диммерах задней кромки и универсальных ламповых диммерах, и использовал их в нескольких продуктах, которые я разрабатывал на протяжении многих лет. Популярность 555 не уменьшилась, несмотря на его возраст, и можно с уверенностью сказать, что количество приложений неуклонно растет, даже с использованием цифровых технологий, которые якобы делают аналоговый «устаревшим».

Нет ничего необычного в том, что таймер 555 используется в импульсном источнике питания (SMPS), а простые источники питания с низким энергопотреблением могут быть изготовлены с использованием микросхемы 555 IC, трансформатора и многого другого.Как и в случае любой ИС, существуют ограничения, и важно убедиться, что ИС правильно обойден, потому что они могут потреблять до 200 мА, когда выход совершает переход между высоким и низким или наоборот.

КМОП-версии

модели 555 (например, 7555) обладают некоторыми полезными преимуществами по сравнению с биполярным типом. В частности, они имеют гораздо более низкий ток питания и исключительно высокое входное сопротивление для компараторов. Чтобы получить максимальную отдачу от этих таймеров, используйте синхронизирующие резисторы высокого номинала и конденсаторы низкого номинала.Использование резисторов на 1 МОм и более подходит для длительных задержек. Будьте осторожны с синхронизирующими конденсаторами менее 1 нФ, потому что межконтурная емкость печатной платы может вызвать значительные временные ошибки. Типы CMOS не могут быть источником или потребителем высокого выходного тока, а выходной ток может быть асимметричным. Например, TLC555 может потреблять 100 мА, но может потреблять только 10 мА, поэтому это необходимо учитывать при разработке.

7555 обеспечивает большую гибкость (в некоторых отношениях), чем биполярные типы, но не всегда подходят.Они потребляют очень небольшой ток покоя, имеют чрезвычайно высокий входной импеданс и могут работать при напряжении питания всего 2 В. Однако, как отмечалось выше, они не могут обеспечить такой же выходной ток, как версии с биполярным транзистором.

Необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности. Входное напряжение никогда не должно превышать Vcc или падать ниже нуля (земля), иначе ИС может быть повреждена. Отсутствие адекватного обхода вблизи ИС может вызвать паразитные колебания в выходном каскаде (биполярного типа), которые могут быть интерпретированы логическими схемами как двойной (или множественный) импульс.

Выходной каскад обычно называют конструкцией «тотемного полюса», и оба транзистора могут быть включены одновременно (хотя и очень кратковременно) при изменении состояния с высокого на низкий или с низкого на высокий. Тип схемы отличается от выходного каскада затворов TTL, но эффект аналогичен. Использование байпасного конденсатора необходимо, чтобы он мог обеспечить кратковременный высокий ток, необходимый для переключения выхода.

При использовании в качестве генератора или когда вывод сброса используется для остановки и запуска колебаний, первый цикл занимает больше времени, чем остальные, потому что конденсатор должен заряжаться от нуля вольт.Обычно напряжение на конденсаторе варьируется от 1/3 В до 2/3 В постоянного тока. Когда шапка должна заряжаться с нуля, это занимает немного больше времени. Это редко является проблемой, но вы должны знать об этом для некоторых критических процессов.


Список литературы

Существует бесчисленное количество веб-сайтов, которые исследуют таймер 555, и если вам нужна дополнительная информация или вы хотите использовать калькулятор (онлайн или загруженный), чтобы вычислить значения для вас, просто выполните поиск в Интернете. Основные ссылки, которые я использовал, показаны ниже.

  1. Поваренная книга таймера IC — Уолтер Юнг (Ховард Сэмс, 1977)
  2. NE555 Универсальные одинарные биполярные таймеры (таблица данных ST Microelectronics)
  3. TLC555 Таймер LinCMOS® (техническое описание Texas Instruments)
  4. Рекомендации по применению NE555 (AN170, Philips Semiconductors, декабрь 1988 г.)
  5. Signetics Analog Руководство по применению — 1979, Signetics Corporation (загрузка 31,8 МБ)

Поиск по запросу «555 прикладных схем таймера» вернет более 480 000 результатов, так что есть из чего выбрать.Как всегда, не вся информация полезна или надежна, поэтому вы должны быть осторожны, прежде чем выбирать конкретную схему, поскольку многие из них не будут хорошо продуманы. Некоторая информация действительно очень хороша, но вам придется использовать свои собственные знания, чтобы отделить хорошее от остального.



Главный индекс
Указатель статей
Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторскими правами © 2015.Воспроизведение или переиздание любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещено международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница создана и авторские права © Май 2015 г., все права защищены.


15 великолепных схем таймера 555

Стандартная микросхема таймера 555 используется в различных приложениях для таймера, генерации импульсов и генератора. Его можно использовать для обеспечения временных задержек в качестве осцилляторов и элементов триггера.

Микросхема таймера 555 является неотъемлемой частью электронных проектов. Будь то простой проект таймера 555, включающий один 8-битный микроконтроллер и некоторые периферийные устройства, или сложный проект, включающий систему на микросхемах (SoC), задействуется работа таймера 555.Здесь мы рассмотрим некоторые схемы таймера 555, основанные на ИС. Чтобы увидеть полный список проектов на основе таймера, ознакомьтесь с 555 проектами таймера.

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.Применение этой схемы, среди прочего, включает системы безопасности, освещение в коридорах и ванных комнатах.

Эта схема таймера 555 доступна по адресу: Детектор движения с таймером NE555.

2. Таймер со звуком

Таймер со звуковым управлением основан на четырехоперационном усилителе LM324 и таймере NE555. Время задержки можно установить от нескольких секунд до 30 минут. Его также можно использовать как чувствительную к звуку охранную сигнализацию. Также представлена ​​односторонняя разводка печатной платы таймера со звуком и его составная часть.

Этот проект доступен по адресу: Таймер со звуком.

3. Установите схему таймера 555 в моностабильный режим

Модель 555 может работать либо как простой таймер для генерации одиночных импульсов для временных задержек, либо как генератор релаксации, генерирующий стабилизированные формы сигналов с изменяющейся скважностью от 50 до 100%. В этом руководстве докладчик продемонстрирует, как настроить схему таймера 555 в моностабильном режиме. Это позволит светодиоду включаться на определенное время после нажатия кнопки.Время, в течение которого светодиод остается включенным, можно изменить, изменив сопротивление и емкость в цепи.

Этот проект доступен по адресу: Настройте таймер 555 в моностабильном режиме.

4. Усилитель звука ШИМ с таймером 555

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

Этот проект доступен по адресу: 555 аудиоусилитель с ШИМ таймером.

5. Последовательный таймер для управления двигателем постоянного тока

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

Этот проект доступен по адресу: Последовательный таймер для управления двигателем постоянного тока.

6. Бесконтактный таймер

Инфракрасная бесконтактная схема этого типа широко используется в качестве электрического переключателя, когда физический контакт нежелателен в гигиенических целях. Например, мы часто видим 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.

Этот проект доступен по адресу: Бесконтактный таймер.

7. Линейный таймер общего назначения

Этот простой таймер может использоваться для управления любым электрическим устройством, которое необходимо выключить через определенное время, при условии, что параметры реле-переключателя соответствуют требованиям этого устройства. Он использует недорогие компоненты и сочетает в себе цифровую точность с простым аналоговым управлением, обеспечивая длительную синхронизацию без использования дорогостоящих резисторов или конденсаторов.

Этот проект доступен по адресу: Линейный таймер для общего использования.

8. Инфракрасный таймер дистанционного управления

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

Этот проект доступен по адресу: Инфракрасный таймер дистанционного управления.

9. Программируемый промышленный таймер включения-выключения с дистанционным управлением RF

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

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

Этот проект доступен по адресу: Программируемый промышленный таймер включения-выключения.

10. Устройство проверки скорости для автомагистралей

Этот датчик скорости может пригодиться ГАИ. Он не только обеспечит цифровой дисплей в соответствии со скоростью транспортного средства, но и подаст звуковой сигнал, если транспортное средство превысит допустимую скорость для шоссе.

Этот проект таймера 555 доступен по адресу: Speed ​​checker for Highways.

11. Генератор сигналов и инвертор с использованием таймеров NE555

Часто нам требуется генератор сигналов прямоугольной формы с регулируемой частотой, почти равными высокими и низкими импульсами на выходе и регулируемыми амплитудами.Здесь мы представляем простой, полезный и недорогой генератор сигналов, построенный на таймерах NE555. Используя внешние переключатели, вы можете контролировать или выбирать частотные диапазоны в соответствии с вашими требованиями. Однако рекомендуется использовать частоты ниже 30 кГц.

Этот проект таймера 555 доступен по адресу: Генератор сигналов и инвертор с использованием таймеров NE555

12. Демонстрация нестабильного мультивибратора на основе таймера 555 с использованием MATLAB

.

Мы представляем здесь демонстрационную программу для нестабильного мультивибратора на основе таймера 555, который реализован с использованием графического пользовательского интерфейса (GUI) в среде MATLAB 2014

Этот проект таймера 555 доступен по адресу: Демонстрация нестабильного мультивибратора на основе таймера 555 с использованием MATLAB

13.Мигание лампы переменного тока с использованием таймера 555

Здесь мы используем очень простой и недорогой таймер NE555 для попеременного включения и выключения двух выходных нагрузок для звуковой и визуальной индикации. Этого можно добиться, используя NE555 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. Чтобы уменьшить радиочастотное излучение, переключение выполняется только при переходе через ноль сетевого напряжения переменного тока.

Этот проект таймера 555 доступен по адресу: Мигание лампы переменного тока с использованием таймера 555

14. Лампа RGB с таймером NE555

Многоцветные лампы красного-зелено-синего (RGB) цвета, доступные на рынке, дороги, поскольку они основаны на микроконтроллере. Программа для микроконтроллера сложна для понимания. Вот простая и недорогая схема лампы RGB с таймером 555.

Этот проект таймера 555 доступен по адресу: Лампа RGB с использованием таймера NE555

15.Устранение ложных срабатываний таймера 555

Обычно ложное срабатывание таймера IC 555 происходит при включении питания, что приводит к нежелательному выходу, запускающему временной цикл таймера. Схема становится неэффективной, особенно когда нагрузка должна быть запитана только тогда, когда это необходимо. Вот простая схема устранения ложных срабатываний для таймера 555.

Этот проект таймера 555 доступен по адресу: Устранение ложных срабатываний для таймера 555

Заинтересованы? Ознакомьтесь с нашей другой коллекцией электронных проектов.

Эта статья была впервые опубликована 5 ноября 2017 г. и недавно обновлена ​​17 ноября 2020 г.

Представляем микросхему таймера 555 — Урок

В этом сообщении блога мы представим интегральную схему (ИС) с таймером 555. Вы узнаете, что это такое, три разных режима и его распиновку.

Таймер 555 (EN555)

Таймер 555 — это интегральная схема, она чрезвычайно универсальна и может использоваться для построения множества различных схем.

EN555 обычно используется для генерации непрерывных серий импульсов.Эти серии импульсов позволяют, например, непрерывно мигать светодиодом.

EN555

Таймер 555 может работать в трех различных режимах:

  • Моностабильный режим: обычно используется для создания временных задержек
  • Астабильный режим: выдает колебательный импульсный сигнал
  • Бистабильный режим: таймер 555 изменяет свой выход в зависимости от состояния двух входов

В этом посте вы увидите пример нестабильного режима.

Распиновка

Если вы выполните поиск по таблице данных таймера Google 555 , одним из первых результатов должна быть таблица данных в формате PDF.

Это документ с большим количеством информации, но на что вам действительно стоит обратить внимание прямо сейчас, так это на распиновку. Распиновка EN555:

Распиновка EN555

Эта микросхема имеет 8 контактов:

  1. Земля
  2. Спусковой крючок
  3. Выход
  4. Сброс
  5. Управляющее напряжение
  6. Порог
  7. Разряд
  8. VCC

На принципиальной схеме обычно таймер 555 изображен следующим образом:

EN555 представлен на принципиальной схеме

Выход

Вывод 3 — это выход.Этот штифт генерирует колебания. Напряжение высокое, затем низкое, затем высокое, затем снова низкое и так далее (это называется нестабильным режимом).

Выходное напряжение в зависимости от времени в нестабильном режиме

Астабильный режим

Чтобы таймер 555 работал в нестабильном режиме, вы должны подключить свою схему следующим образом:

Принципиальная схема EN555 — нестабильный режим

Частоту колебаний можно регулировать, изменяя номиналы резисторов R1 и R2 и емкость конденсатора C.

Частоту можно рассчитать с помощью следующего выражения:

С выходным напряжением, поступающим с контакта 3, вы можете управлять чем угодно (например, светодиодом, динамиком, двигателем и т. Д.).

Мигание светодиода с таймером 555

В этом разделе вы будете мигать светодиодом, используя таймер 555 в нестабильном режиме. Итак, нам просто нужно добавить светодиод к выходу предыдущей схемы.

Необходимые компоненты

Это необходимые компоненты:

Вы можете использовать предыдущие ссылки или перейти непосредственно на MakerAdvisor.com/tools, чтобы найти все детали для ваших проектов по лучшей цене!

Принципиальная схема

Это принципиальная схема:

Схема подключения

Вы можете либо следовать предыдущей схеме, либо следовать схеме электрических соединений на макетной плате, приведенной ниже.Наконец, включите свою схему, подключив батарею к макетной плате:

В конце концов, вы должны увидеть, как ваш светодиод мигает следующим образом:

Примечание: замените электролитический конденсатор емкостью 1 мкФ другим конденсатором с меньшей емкостью и увидите, что светодиод будет мигать с другой скоростью.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *