Микросхема кр1006ви1 описание: Применение микросхемы КР1006ВИ1 | Техника и Программы

Содержание

Применение микросхемы КР1006ВИ1 | Техника и Программы

Микросхема КР1006ВИ1 представляет собой универсальный таймер. Это позволяет применять ее в самых разнообразных электронных конструкциях. Этот таймер представляет собой высокостабильный контроллер, способный вырабатывать точные временные задержки и (в зависимости от конкретной задачи и элементов внешней времязадающей цепи) периодические колебательные сигналы (импульсы). Входы управляющего напряжения (вывод 5), вход запуска (вывод 2) и вход сброса (вывод 4) позволяют, соответственно, запускать или сбрасывать прибор в исходное состояние. Когда данная интегральная схема включена в режиме формирования временных задержек, их длительность точно задается при помощи внешнего резистора и конденсатора. Точность данных временных интервалов зависит от параметров резистора (отклонения сопротивления при изменении температуры — нагреве) и значения температурного коэффициента емкости ТКЕ конденсатора. Для оптимальной стабильности желательно, чтобы в таком устройстве применялся конденсатор с малым током утечки (например, оксидный конденсатор марки К53-1А, К53-4, К53-18 — ток утечки в диапазоне температур -60…+120°С равен 1…8 мкА) и резистор с отклонением от номинала не более 5%.

Температурная стабильность частоты таймера составляет 0,005%/1°С.

Эта многофункциональная микросхема содержит в себе более 25 дискретных электронных компонентов: транзисторов, резисторов, диодов и т.д. Таймер применяется в устройствах, предназначенных для синхронизации, генерации импульсов, ши- ротно-импульсной модуляции, фазоимпульсной модуляции и последовательного тактирования, а также в устройствах, реги стрирующих пропуски импульсов. Потребляемый самой микросхемой ток в зависимости от режима работы находится в пределах 3…15 мА.

Запуск и сброс микросхемы выполняются по отрицательным фронтам входных сигналов. Однако есть и исключение. На рис. пб.З показана схема управления таймером положительным импульсом (сброс также осуществляется отрицательным фронтом импульса на соответствующем входе). Выходной каскад микросхемы достаточно мощный — позволяет управлять устройствами нагрузки с током потребления до 200 мА. Таким образом, в качестве исполнительного узла можно нагрузить на выход микросхемы маломощное реле (РЭС15, РЭС22) без промежуточного усилительного транзисторного каскада.

На выходе микросхемы реализован двухтактный усилитель, что позволяет управлять устройствами нагрузки как высоким, так и низким уровнем напряжения (можно подключать нагрузку (реле) между выходом таймера и любым из полюсов источника питания).

Рис. пб.1. Цоколевка микросхемы КР1006ВИ1

Рис. пб.2. Работа микросхемы в ждущем режиме

Цоколевка КР1006ВИ1 показана на рис. пб.1.

Наиболее популярное исполнение микросхемы — в пластмассовом корпусе (из прессованной пластмассы) DIP-8, с двухрядным расположением выводов по четыре с каждой стороны.

Рис. пб.З. Запуск микросхемы положительным импульсом

Микросхема может формировать временные интервалы длительностью от нескольких микросекунд до единиц часов и может работать в нескольких режимах: в режиме ждущего мультивибратора, в автоколебательном, в режиме детектора пропущенных импульсов, делителя частоты, фазоимпульсной и широтно-импульсной модуляции. Остановимся на этих режимах работы подробнее.

Рассмотрим работу микросхемы в ждущем режиме (рис. пб.2).

В исходном состоянии внешний конденсатор разряжен через внутренний транзистор микросхемы. При подаче на вывод 2 отрицательного импульса внутренний триггер переключается, выключает цепь короткого замыкания внешнего конденсатора и устанавливает на выходе (вывод 3) высокий уровень напряжения. Тогда напряжение на внешнем конденсаторе растет по экспоненциальному закону (конденсатор заряжается) с постоянной времени t = R

AC. Когда напряжение на конденсаторе достигает уровня 2/3 1)пит , внутренний компаратор сбрасывает триггер в исходное состояние, а триггер в свою очередь быстро разряжает внешний конденсатор и переключает выходной каскад в низкоуровневое состояние. Такая схема (рис. пб.2) запускается отрицательным фронтом импульса, когда его амплитуда будет не менее 1/3 11пит После запуска микросхема сохраняет свое состояние в течение всего заданного интервала времени, даже если в это время на вход придут другие запускающие импульсы.
Время, в течение которого на выходе таймера сохраняется высокий уровень напряжения, определяется формулой t = 1,1RАС.

Скорость заряда конденсатора во внешней цепи и порог срабатывания компаратора прямо пропорциональны напряжению питания и, следовательно, длительность выходного импульса от напряжения питания схемы не зависит. Если на вход «сброс» (вывод 4) микросхемы во время рабочего цикла подать отрицательный импульс (замкнуть на общий провод), то внешний конденсатор разрядится, и рабочий цикл начнется снова. Тогда началом нового цикла будет являться положительный фронт импульса сброса. Пока на вход «сброс» воздействует отрицательный импульс, на выходе микросхемы поддерживается низкий уровень напряжения. Если функция сброса в этом режиме не используется, то вывод 4 следует соединить с положительным полюсом источника питания, чтобы избежать возможных ложных срабатываний схемы.

Работа в автоколебательном режиме (рис. пб.4).

При подаче питания электролитический конденсатор С имеет очень малое сопротивление электрическому току и начинает заряжаться через резистор RB от источника питания. В первый момент времени на входе запуска (вывод 2) возникает отрицательный импульс, а на выходе микросхемы (вывод 3) устанавливается напряжение высокого логического уровня. Напряжение на заряжающемся конденсаторе С1 растет по экспоненциальному закону с постоянной времени t = RC, где R — сумма сопротивлений R

a и Rb. Когда напряжение на обкладках конденсатора С достигает уровня 2/3 напряжения питания, внутренний компаратор сбрасывает триггер микросхемы в исходное состояние, а триггер в свою очередь быстро разряжает конденсатор С1 и переключает выходной каскад в низкоуровневое состояние. Таким образом, периодический заряд конденсатора С осуществляется через цепь из резисторов Ra
Rb, а разряд только через RB. Это позволяет точно регулировать скбажность импульсов, задавая соотношение между сопротивлениями этих резисторов. В данном режиме напряжение на обкладках конденсатора С изменяется от 1/3 до 2/3 напряжения источника питания. Скорость заряда конденсатора и порог срабатывания внутреннего компаратора прямо пропорциональны напряжению питания, поэтому длительность выходного импульса от напряжения питания не зависит. Выход таймера переключается, резко изменяя напряжение на выводе 3. Изменением сопротивления резистора RB регулируется подача смещения на вывод 2 микросхемы. При максимальном сопротивлении этого резистора постоянному току частота следования импульсов автогенератора минимальна. Вывод 5 микросхемы нужно оставить свободным или подключить к общему проводу через конденсатор типа КМ емкостью 0,01 мкФ. Это в данной схеме не принципиально.

Рис. пб.4. Работа КР1006ВИ1 в автоколебательном режиме (мультивибратора)

Время заряда, в течение которого на выходе микросхемы действует высокий уровень напряжения, определяется формулой t1 = 0,685(Ra + RB) х С, а время разряда (низкий уровень напряжения на выходе) определяется формулой t2 = 0,685RB х С.

Полный период колебаний равен Т = t

1 +12 = = 0,685(RA + RB) x С. Частота колебаний равна, соответственно, f = 1/т = 1 ,46(Ra + RB) х С. Скважность импульсов в данном случае определяется формулой D = RB/(RA + RB).

Микросхема при работе может незначительно нагреваться (до 30…40°С). Питание устройства может быть как автономным (батарея типа «Крона»), так и от стационарного источника питания со стабилизированным напряжением от +5 до +18 В.

Схема формирования временных интервалов требуется во многих случаях и часто для этого используется таймер КР1006ВИ1. Несмотря на то что этот таймер является универсальным прибором, его применение ограничивается тем, что, как показывают многочисленные публикации, он может запускаться в классическом варианте только отрицательным входным импульсом. Однако, при более внимательном рассмотрении блок-схемы этой микросхемы-таймера, можно заметить, что вывод 5, соединенный с неинвертирующим входом компаратора (вывод 2) через ограничивающий резистор, можно использовать как вход для запуска от положительного фронта импульса. Таким образом, вывод 5 может эффективно служить в качестве входа управляющего напряжения, для чего он первоначально и предназначался разработчиками таймера КР1006ВИ1 (считается, что разработчик таймера 555 фирма Philips ECG Ink) и в качестве входа положительного запускающего импульса.

Рассмотрим рис. пб.З. Поскольку фронт запускающего положительного импульса короткий, импульс заканчивается до момента, пока времязадающий конденсатор успеет зарядиться до уровня управляющего напряжения, а входной пусковой импульс при подаче его на вывод 5 не оказывает влияния на управляющее напряжение. Поэтому к положительным импульсам на выводе 5 микросхема не чувствительна. Внизу рис. п.6.3 показаны осциллограммы последовательности входных прямоугольных импульсов до конденсатора С1, и изменение их формы после конденсатора С1. Благодаря разделительному конденсатору С1 на вход управления (вывод 5) таймера приходят отрицательные импульсы, которые запускают схему.

Чувствительность микросхемы при подаче пускового импульса на вывод 5 определяется разностью напряжений между выводами 2 и 5. Следовательно, эту чувствительность можно регулировать путем присоединения вывода 2 таймера к отводу делителя напряжения R1 R2.

Как показано на схеме, ждущий мультивибратор, который в данном включении представляет собой микросхема КР1006ВИ1, запускается передним фронтом положительного входного импульса. Вывод 2 присоединен к средней точке делителя напряжения, включенного между положительным полюсом источника питания и общим проводом. Кроме того, к выводу 2 присоединен шунтирующий конденсатор для того, чтобы обеспечить нечувствительность микросхемы к помехам в виде паразитных импульсов от, возможно, расположенных рядом микросхем.

Рассмотрим работу микросхемы в режиме детектора пропущенных импульсов (рис. пб.5).

Здесь рабочий цикл постоянно прерывается поступающими на вход «запуск» последовательными импульсами. Изменение частоты или пропуск импульса вызывает нормальное завершение рабочего цикла выдержки времени, обусловленное значениями

RC-цепи. В результате происходит изменение состояния выхода таймера. Нормальное (исходное) состояние выхода таймера — высокий уровень напряжения. При пропуске импульса напряжение на выходе кратковременно меняется на низкий уровень. Для эффективной работы этой схемы задержка выключения должна быть немного больше, чем период поступающих на микросхему импульсов. Схема уверенно работает при сопротивлении резистора Ra = 1 кОм, емкости конденсатора С = 1 мкФ. Такое схемное решение находит применение в разработках охранных систем.

Рис. пб.5. Детектор пропущенных импульсов

Если частота входных импульсов известна заранее, то таймер легко превратить в делитель частоты соответствующим подбором длительности рабочего цикла. Из таймера удается сделать делитель частоты на три. Такое применение схемы основано на том, что она не может быть запущена повторным появлением входного импульса во время своего рабочего цикла.

Для реализации режима широтно-импульсной модуляции микросхема включается как обычный одновибратор (рис. пб.б) — генератор одиночного импульса. Такая схема запускается непрерывной последовательностью импульсов, а ее пороговое напряжение, при котором срабатывает компаратор, модулируется напряжением на входе 5 («Управляющее напряжение»). При этом длительность выходных импульсов модулируется при изменении управляющего напряжения.

В режиме фазоимпульсного модулятора (рис. пб.7) таймер включается в автоколебательный режим (который уже был рассмотрен ранее) с той лишь разницей, что на его вход «Управляющее напряжение» (вывод 5) подается модулирующий сигнал.

Тогда при изменении модулирующего напряжения изменяется временное положение импульса, т.к. меняются пороговое напряжение и временная задержка в схеме. На рисунке показаны изменения выходного сигнала (на выводе 3) при воздействии на вход (вывод 5) импульсов треугольной формы. Оптимальные значения номиналов элементов для этой схемы следующие: RA = 3 кОм, RB = 500 Ом, С = 0,01 мкФ, RHarp = 1 кОм.

Рис. пб.б. Схема одновибратора

 

Рис. пб.7. Схема фазоимпульсного модулятора

Предельно допустимые параметры для микросхемы КР1006ВИ1:

Напряжение питания, В — 4,5…18. Рассеиваемая мощность, мВт — 600. Диапазон рабочих температур, °С — 0…+70.

Допустимая температура пайки одного вывода, °С (в течение 1 с) — 300.

Источник: Кашкаров А.П. Популярный справочник радиолюбителя. – РадиоСофт, 2008

Подробное описание, применение и схемы включения таймера NE555. Интегральный таймер NE555

20 мая 2011 в 16:57
  • DIY или Сделай сам

Всем привет. Сегодня я хочу рассказать вам о микросхеме 555. Её история началась ещё в далеком 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием «Интегральный таймер» (The IC Time Machine). В те времена это была единственная «таймерная» микросхема, которая была доступна массовому потребителю. Сразу после выхода 555 завоевала бешеную популярность и её начали выпускать почти все производители полупроводников. Отечественные производители тоже выпускали данную микросхему под названием КР1006ВИ1 .

Что это за чудо?
Микросхема выпускается в двух вариантах корпуса — пластиковом DIP и круглом металлическом. Правда встретить 555 в круглом металлическом корпусе в наши времена очень сложно, чего не скажешь о версии в пластиковом DIP корпусе. Внутри корпуса с восемью выводами скрываются транзисторы, диоды и резисторы. Не будем вдаваться в доскональное изучение 555, но про ножки этой микросхемы я расскажу более подробно. Всего ножек 8.

1. Земля . Вывод, который во всех схемах нужно подключать к минусу питания.
2. Триггер , он же запуск. Если напряжение на пуске падает ниже 1/3 Vпит, то таймер запускается. Ток, потребляемый входом, не превышает 500нА.
3. Выход . Напряжение выхода примерно на 1,7 В ниже напряжения питания, когда он включен. Максимальная нагрузка, которую может выдержать выход — 200 мА.
4. Сброс . Если подать на него низкий уровень напряжения (меньше 0,7 В), то схема переходит в исходное состояние не зависимо от того, в каком режиме находится таймер на данный момент. Если в схеме не нужен сброс, то рекомендуется подключить этот вывод к плюсу питания.
5. Контроль . Этот вывод позволит нам получить доступ к опорному напряжению компаратора №1. Используется этот вывод очень редко, а вися в воздухе может сбивать работу, поэтому в схеме его лучше всего присоединить к земле.
6. Порог , он же стоп. Если напряжение на этом выходе выше 2/3 Vcc, то таймер останавливается и выход переводится в состояние покоя. Стоит заметить, что работает выход только тогда, когда вход выключен.
7. Разряд . Этот выход соединяется с землей внутри самой микросхемы, когда на выходе микросхемы низкий уровень и закрыт, когда на выходе высокий уровень. Может пропускать до 200 мА и иногда используется как дополнительный выход.
8. Питание . Данный выход нужно подключать к плюсу питания. Микросхема поддерживает напряжение в пределах 4,5-16 В. Может работать от обычной 9В-батарейки или от проводка USB.

Режимы
Ну что же пришло время поведать вам о режимах микросхемы 555. Их всего 3 и о каждом я расскажу более подробно.
Моностабильный

При подаче сигнала на вход нашей микросхемы, она включается, генерирует выходной импульс заданной длины и выключается, ожидая входного импульса. Важно, что после включения микросхема не будет реагировать на новые сигналы. Длину импульса можно рассчитать по формуле t=1.1*R*C. Пределов по длительности импульсов нет — как по минимальной, так и по максимальной длительности. Есть некоторые практические ограничения, которые можно обойти, но стоит задуматься над тем, нужно ли это и не проще ли выбрать другое решение. Итак, минимальные значения, установленные практическим образом для R составляет 10кОм, а для С — 95пФ. Можно и меньше, но при этом схема начнет поглощать много электричества.

Нестабильный мультивибратор

В этом режиме все довольно таки просто. Управлять таймером не нужно. Он все сделает сам — сперва включится, подождет время t1, потом выключится, подождет время t2 и начнет все заново. На выходе у нас получится забор из высоких и низких состояний. Частота с которой будет колебаться зависит от параметров величин R1,R2 и C и определяется она по формуле F= 1,44/((R1+R2)C). В течение времени t1 = 0.693(R1+R2)C на выходе будет высокий уровень, а в течение времени 2 = 0.693R2C — низкий.

Бистабильный
В данном режиме наша микросхема 555 используется как выключатель. Нажал одну кнопку — выход включился, нажал другую — выключился.
Конец
Думаю Вам уже надоел теоретический материал и Вы хотите приступить к практике. Саму микросхему и детали к ней Вы можете купить в любой радиолавке. Ну, а если Вам вдруг лень идти в магазин Вы можете заказать все детали на этом

Часть первая. Теоретическая.

Наверное нет такого радиолюбителя, который не использовал бы в своей практике эту замечательную микросхему. Ну а уж слышали о ней так точно все.

Её история началась в 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием «Интегральный таймер» (The IC Time Machine ).
На тот момент это была единственная «таймерная» микросхема доступная массовому потребителю. Сразу после поступления в продажу микросхема завоевала бешеную популярность и среди любителей и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем, использующих сей девайс.

За прошедшие 35 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы, в том числе и по более современным техпроцессам. Например, компания Motorola выпускает CMOS версию MC1455. Но при всем при этом в функциональности и расположении выводов никаких различий у всех этих версий нет. Все они полные аналоги друг друга.

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

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

Производитель

Название микросхемы

Texas Instruments

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

Начнем с корпуса и выводов.

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

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

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

Итак, выводы:

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

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

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

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

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

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

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

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

Итак, предположим, что мы подали питание на микросхему. Вход находится в состоянии высокого уровня, на выходе — низкий уровень, конденсатор С разряжен. Все спокойно, все спят. И тут БАХ — мы подаем серию прямоугольных импульсов на вход таймера. Что происходит?

Первый же импульс низкого уровня переключает выход таймера в состояние высокого уровня. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резистор R. Все то время пока конденсатор заряжается, выход таймера остается во включенном состоянии — на нем сохраняется высокий уровень напряжения. Как только конденсатор зарядится до 2/3 напряжения питания, выход микросхемы выключается и на нем появляется низкий уровень. Транзистор T6 открывается и конденсатор С разряжается.
Однако есть два нюанса, которые показаны на графике пунктирными линиями.

Первый — если после окончания заряда конденсатора на входе сохраняется низкий уровень напряжения — в таком случае выход остается активным — на нем сохраняется высокий уровень до тех пор, пока на входе не появится высокий уровень. Второй — если мы активируем вход Сброс напряжением низкого уровня. В этом случае выход сразу же выключится, не смотря на то, что конденсатор все еще заряжается.
Так, лирическую часть закончили — перейдем к суровым цифрам и расчетам. Как же нам определить время, на которое будет включаться таймер и номиналы RC цепочки, необходимые для задания этого времени? Время, за которое конденсатор заряжается до 63,2% (2/3) напряжения питания называется временной константой, обозначим её буковкой t. Вычисляется это время потрясающей по своей сложности формулой. Вот она: t = R*C , где R — сопротивление резистора в МегаОм-ах, С — емкость конденсатора в микроФарад-ах. Время получается в секундах.

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

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

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

Второй режим — это генератор импульсов. Микросхема может выдавать последовательность прямоугольных импульсов, параметры которых определяются все той же RC цепочкой.

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.

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…

Короче говоря, 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.

История создания очень популярной микросхемы и описание ее внутреннего устройства

Одной из легенд электроники является микросхема интегрального таймера NE555 . Разработана она была в далеком 1972 году. Таким долгожительством может гордиться далеко не каждая микросхема и даже не каждый транзистор. Так что же такого особенного в этой микросхеме, имеющей в своей маркировке три пятерки?

Серийный выпуск микросхемы NE555 начала компания Signetics ровно через год после того, как ее разработал Ганс Р. Камензинд . Самым удивительным в этой истории было то, что на тот момент времени Камензинд был практически безработным: он уволился из компании PR Mallory, но устроиться никуда не успел. По сути дела это была «домашняя заготовка».

Микросхема увидела свет и получила столь большую известность и популярность благодаря стараниям менеджера фирмы Signetics Арта Фьюри бывшего, конечно, приятелем Камензинда. Раньше он работал в фирме General Electric, поэтому знал рынок электроники, что там требуется, и чем можно привлечь внимание потенциального покупателя.

По воспоминаниям Камензинда А. Фьюри был настоящим энтузиастом и любителем своего дела. Дома у него была целая лаборатория, заполненная радиокомпонентами, где он и проводил различные исследования и опыты. Это давало возможность накапливать огромный практический опыт и углублять теоретические познания.

В то время продукция фирмы Signetics именовалась в виде «5**», и опытный, обладавший сверхъестественным чутьем в вопросах рынка электроники А. Фьюри, решил, что маркировка 555 (три пятерки) будет для новой микросхемы как нельзя кстати. И он не ошибся: микросхема пошла просто нарасхват, она стала, пожалуй, самой массовой за всю историю создания микросхем. Самое интересное, что свою актуальность микросхема не утратила и по сей день.

Несколько позднее в маркировке микросхемы появились две буквы, она стала называться NE555. Но поскольку в те времена в системе патентования существовала полная неразбериха, то интегральный таймер бросились выпускать все, кому не лень, естественно, поставив перед тремя пятерками другие (читай свои) буквы. Позднее на базе таймера 555 были разработаны сдвоенные (IN556N) и счетверенные (IN558N) таймеры, естественно, в более многовыводных корпусах. Но за основу был взят все тот же NE555.

Рис. 1. Интегральный таймер NE555

555 в СССР

Первое описание 555 в отечественной радиотехнической литературе появилось уже в 1975 году в журнале «Электроника». Авторы статьи отмечали тот факт, что эта микросхема будет пользоваться не меньшей популярностью, чем широко известные уже в то время операционные усилители. И они нисколько не ошиблись. Микросхема позволяла создавать очень простые конструкции, причем, практически все они начинали работать сразу, без мучительной наладки. А ведь известно, что повторяемость конструкции в домашних условиях возрастает пропорционально квадрату ее «простоты».

В Советском Союзе в конце 80 — х годов был разработан полный аналог 555, получивший название КР1006ВИ1 . Первое промышленное применение отечественного аналога было в видеомагнитофоне «Электроника ВМ12».

Внутреннее устройство микросхемы NE555

Прежде, чем схватиться за паяльник и начать сборку конструкции на интегральном таймере, давайте сначала разберемся, что там внутри и как все это работает. После этого понять, как работает конкретная практическая схема, будет намного проще.

Внутри интегрального таймера содержится свыше двадцати , соединение которых показано на рисунке —

Как видно, принципиальная схема достаточно сложна, и приведена здесь лишь для общей информации. Ведь все равно в нее паяльником не влезешь, отремонтировать ее не удастся. Собственно говоря, именно так выглядят изнутри и все другие микросхемы, как цифровые, так и аналоговые (см. — ). Уж такова технология производства интегральных схем. Разобраться в логике работы устройства в целом по такой схеме тоже не удастся, поэтому ниже показана функциональная схема и приводится ее описание.

Технические данные

Но, перед тем как разбираться с логикой работы микросхемы, наверно, следует привести ее электрические параметры. Диапазон питающих напряжений достаточно широк 4,5…18В, а выходной ток может достигать 200мА, что позволяет использовать в качестве нагрузки даже маломощные реле. Сама же микросхема потребляет совсем немного: к току нагрузки добавляется всего 3…6мА. При этом точность собственно таймера от питающего напряжения практически не зависит, — всего 1 процент от расчетного значения. Дрейф составляет всего 0,1%/вольт. Также невелик и температурный дрейф — всего 0, 005%/°C. Как видно, все достаточно стабильно.

Функциональная схема NE555 (КР1006ВИ1)

Как было сказано выше, в СССР сделали аналог буржуйской NE555 и назвали его КР1006ВИ1. Аналог получился очень даже удачный, ничуть не хуже оригинала, поэтому использовать его можно, без всяких опасений и сомнений. На рисунке 3 показана функциональная схема интегрального таймера КР1006ВИ1. Она же полностью соответствует микросхеме NE555.

Рисунок 3. Функциональная схема интегрального таймера КР1006ВИ1

Сама микросхема не так уж и велика, — выпускается в восьмивыводном корпусе DIP8, а также в малогабаритном SOIC8. Последнее говорит о том, что 555 может использоваться для SMD — монтажа, другими словами интерес к ней у разработчиков сохранился до сих пор.

Внутри микросхемы элементов тоже немного. Основным является DD1. При подаче логической единицы на вход R триггер сбрасывается в ноль, а при подаче логической единицы на вход S, естественно, устанавливается в единицу. Для формирования управляющих сигналов на RS — входах служит , о которой будет рассказано несколько позже.

Физические уровни логической единицы зависят, конечно, от используемого напряжения питания и практически составляют от Uпит/2 почти до полного Uпит. Примерно такое же соотношение наблюдается и у логических микросхем структуры КМОП. Логический же ноль находится, как обычно, в пределах 0…0,4В. Но эти уровни находятся внутри микросхемы, о них можно только догадываться, но руками их не пощупать, глазами не увидеть.

Выходной каскад

Для увеличения нагрузочной способности микросхемы, к выходу триггера подключен мощный выходной каскад на транзисторах VT1, VT2.

Если RS — триггер сброшен, то на выходе (вывод 3) присутствует напряжение логического нуля, т.е. открыт транзистор VT2. В случае, когда триггер установлен на выходе также уровень логической единицы.

Выходной каскад выполнен по двухтактной схеме, что позволяет подключать нагрузку между выходом и общим проводом (выводы 3,1) или шиной питания (выводы 3,8).

Небольшое замечание по выходному каскаду. При ремонте и наладке устройств на цифровых микросхемах одним из методов проверки схемы является подача на входы и выходы микросхем сигнала низкого уровня. Как правило, это делается замыканием на общий провод этих самых входов и выходов с помощью швейной иголки, при этом, не принося никакого вреда микросхемам.

В некоторых схемах питание NE555 составляет 5В, поэтому создается впечатление, что это тоже цифровая логика и с ней тоже можно обходиться достаточно вольно. Но на самом деле это не так. В случае с микросхемой 555, точнее с ее двухтактным выходом, такие «опыты» делать нельзя: если выходной транзистор VT1 в этот момент окажется в открытом состоянии, то получится короткое замыкание и транзистор просто сгорит. А уж если питающее напряжение будет близко к максимальному, то плачевный финал просто неизбежен.

Дополнительный транзистор (вывод 7)

Кроме упомянутых транзисторов имеется еще транзистор VT3. Коллектор этого транзистора соединен с выводом микросхемы 7 «Разрядка». Его назначение разряжать времязадающий конденсатор при использовании микросхемы в качестве генератора импульсов. Разряд конденсатора происходит в момент сброса триггера DD1. Если вспомнить описание триггера, то на инверсном выходе (обозначен на схеме кружком) в этот момент имеется логическая единица, приводящая к открыванию транзистора VT3.

О сигнале сброс (вывод 4)

Сбросить триггер можно в любой момент, — у сигнала «сброс» высокий приоритет. Для этого существует специальный вход R (вывод 4), обозначенный на рисунке как Uсбр. Как можно понять из рисунка сброс произойдет, если на 4 вывод подать импульс низкого уровня, не более 0,7В. При этом на выходе микросхемы (вывод 3) появится напряжение низкого уровня.

В тех случаях, когда этим входом не пользуются, на него подают уровень логической единицы, чтобы избавиться от импульсных помех. Проще всего это сделать, подключив вывод 4 напрямую к шине питания. Ни в коем случае нельзя оставлять его, что называется, в «воздухе». Потом долго придется удивляться и раздумывать, а почему же схема работает столь нестабильно?

Замечания о триггере «вообще»

Чтобы не запутаться совсем, в каком состоянии находится триггер, следует напомнить о том, что в рассуждениях о триггере всегда принимается во внимание состояние его прямого выхода. Уж, если сказано, что триггер «установлен», то на прямом выходе состояние логической единицы. Если говорят, что триггер «сброшен», — на прямом выходе непременно состояние логического нуля.

На инверсном выходе (отмечен маленьким кружком) все будет с точностью до наоборот, поэтому, часто выход триггера называют парафазным. Чтобы не перепутать все еще раз, об этом больше говорить не будем.

Тот, кто внимательно дочитал вот до этого места, может спросить: «Позвольте, ведь это же просто триггер с мощным транзисторным каскадом на выходе. А где же собственно сам таймер?» И будет прав, поскольку до таймера дело еще и не дошло. Чтобы получился таймер его отец — создатель Ганс Р. Камензинд изобрел оригинальный способ управления этим триггером. Вся хитрость этого способа заключается в формировании сигналов управления.

Формирование сигналов на RS — входах триггера

Итак, что же у нас получилось? Всем делом внутри таймера заправляет триггер DD1: если он установлен в единицу, — на выходе микросхемы напряжение высокого уровня, а если сброшен, то на выводе 3 низкий уровень и вдобавок открыт транзистор VT3. Назначение этого транзистора — разряд времязадающего конденсатора в схеме, например, генератора импульсов.

Управление триггером DD1 осуществляется с помощью компараторов DA1 и DA2. Для того, чтобы управлять работой триггера на выходах компараторов нужно получить сигналы R и S высокого уровня. На один из входов каждого компаратора подано опорное напряжение, которое формируется прецизионным делителем на резисторах R1…R3. Сопротивление резисторов одинаково, поэтому поданное на них напряжение делится на 3 равные части.

Формирование сигналов управления триггером

Запуск таймера

На прямой вход компаратора DA2 подано опорное напряжение величиной 1/3U, а внешнее напряжение запуска таймера Uзап через вывод 2 подано на инверсный вход компаратора. Для того, чтобы воздействовать на вход S триггера DD1 на выходе этого компаратора необходимо получить высокий уровень. Это возможно в том случае, если напряжение Uзап будет находиться в пределах 0…1/3U.

Даже кратковременный импульс такого напряжения вызовет срабатывание триггера DD1 и появление на выходе таймера напряжения высокого уровня. Если на вход Uзап воздействовать напряжением выше 1/3U и вплоть до напряжения питания, то никаких изменений на выходе микросхемы не произойдет.

Останов таймера

Для останова таймера надо просто сбросить внутренний триггер DD1, а для этого на выходе компаратора DA1 сформировать сигнал R высокого уровня. Компаратор DA1 включен несколько иначе, чем DA2. Опорное напряжение величиной 2/3U подано на инвертирующий вход, а управляющий сигнал «Порог срабатывания» Uпор подан на прямой вход.

При таком включении высокий уровень на выходе компаратора DA1 возникнет лишь тогда, когда напряжение Uпор на прямом входе превысит опорное напряжение 2/3U на инвертирующем. В этом случае произойдет сброс триггера DD1, а на выходе микросхемы (вывод 3) установится сигнал низкого уровня. Также произойдет открывание «разрядного» транзистора VT3, который и разрядит времязадающий конденсатор.

Если входное напряжение находится в пределах 1/3U…2/3U, не сработает ни один из компараторов, изменение состояния на выходе таймера не произойдет. В цифровой технике такое напряжение называется «серый уровень». Если просто соединить выводы 2 и 6, то получится компаратор с уровнями срабатывания 1/3U и 2/3U. И даже без единой дополнительной детали!

Изменение опорного напряжения

Вывод 5, обозначенный на рисунке как Uобр, предназначен для контроля опорного напряжения или его изменения с помощью дополнительных резисторов. Также на этот вход возможна подача управляющего напряжения, благодаря чему возможно получения частотно или фазо модулированного сигнала. Но чаще этот вывод не используется, а для уменьшения влияния помех соединяется с общим проводом через конденсатор небольшой емкости.

Питание микросхемы осуществляется через выводы 1 — GND, 2 +U.

Вот собственно описание интегрального таймера NE555. На таймере собрано множество всяких схем, которые будут рассмотрены в следующих статьях.

Борис Аладышкин

Продолжение статьи:

NE555 это легендарная микросхема таймер, которая стала одной из первых интегральных микросборок. Она несет в себе около 20 транзисторов и используется для работы в двух режимах. В режиме непосредственно таймера и генератора прямоугольных импульсов.

Справочная документация по 555 таймеру

Заполните одно из значений ниже, и нажмите кнопку Рассчитать и калькулятор определит вам целый ряд возможных вариантов для сопротивлений резисторов R1, R2 & значение емкости конденсатора.

Справочник — распиновка с подробным описанием всех выводов микросхемы таймера серии 555

Схема сирены генерирующая кричащий звук на таймере NE555

Причем уровень громкости зависит от количества света попадающего на светочувствительный резистор

Двухтональная сирена на NE555

Работа схемы совсем не сложная, таймеры NE555 представляют собой два генератора, низкочастотный генератор (первый слева на схеме) управляет работой второго высокочастотного генератора (уменьшая и увеличивая частоту генерации), далее импульсы следуют на транзисторный усилитель VT1, к эмиттеру которого подключен восьми омный динамик.

В тот момент, когда пьезоэлектрический датчик улавливает механическое воздействие, он формирует электрический импульс, который является сигналом для запуска моностабильного мультивибратора, выход которого подключен к сдвоенной оптопаре.

Эта схема световой сигнализации срабатывает при резком падении уровня освещения датчика, запуская при этом звуковой сигнал тревоги. Устройство не срабатывает при плавном изменении яркости. Чтобы увеличить ресурс батареи питания, звуковой сигнал звуковой сигнал тревоги звучит от одной до десяти секунд, время звучания можно регулировать с помощью построечного сопротивления R5.

Основа схемы стробоскопа таймерные устройства, собранные на микросхемах КР1006ВИ1 (отечественный аналог серии 555) которые обладают более стабильными временными характеристиками, так как длительности импульса и паузы между импульсами не зависят от напряжения источника питания.

Очень хороший способ при регулирование яркости свечения светодиодов это использование широтно-импульсной модуляции, т. к светодиоды запитаны рекомендуемым током и есть возможность производить регулирование яркости свечения за счет подачи питания с более высокой частотой. Изменение периода прямо пропорционально связано с яркостью.

Для акустической сигнализации часто применяют звуки, напоминающие сирену. Их получают электромеханическим или электронным способом. Предлагаемое электронное устройство сигнализации обладает тем преимуществом, что тембр звука сирены можно изменять. Оно состоит из задающего генератора, модулятора и усилителя. Задающий генератор выполнен на интегральной микросхеме B555D (см. принципиальную схему). Желаемый тембр звучания подбирают с помощью резистора R4. Частоту генератора, равную 1 кГц, устанавливают резистором R6 и конденсатором С4. Завывающий звук сирены получают путем подачи с генератора на транзисторе VT1 синусоидального сигнала частотой примерно 1 Гц. на вывод 5 микросхемы. Благодаря диоду VD1 и входному сопротивлению микросхемы, равному 5 кОм, происходит модуляция электрических колебаний, вырабатываемых задающим генератором, с частотой 1 Гц.

Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.

Часть первая. Теоретическая.

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

Её история началась в 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием «Интегральный таймер» (The IC Time Machine ).
На тот момент это была единственная «таймерная» микросхема доступная массовому потребителю. Сразу после поступления в продажу микросхема завоевала бешеную популярность и среди любителей и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем, использующих сей девайс.
За прошедшие 35 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы, в том числе и по более современным техпроцессам. Например, компания Motorola выпускает CMOS версию MC1455. Но при всем при этом в функциональности и расположении выводов никаких различий у всех этих версий нет. Все они полные аналоги друг друга.
Наши отечественные производители тоже не остались в стороне и выпускают эту микросхему под названием КР1006ВИ1.

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

Производитель

Название микросхемы

Texas Instruments

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

Начнем с корпуса и выводов.

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

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

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

Итак, выводы (Мяу! Это он про ноги… ):

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Перейдем ко второму режиму.

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

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

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

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

Как вам эта статья?

РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ НА КР1006ВИ1 — Регуляторы мощности — Источники питания

В статье рассмотрен вариант построения регулятора мощности с широтноимпульсным управлением на основе таймера КР1006ВИ1. Благодаря своей «гибкости» эта микросхема успешно работает и в регуляторе мощности.

Мощность выходного сигнала микросхемы КР1006ВИ1 достаточна для непосредственного управления такими тринисторами, у которых открывающий ток не превышает 200 мА. Кроме того, в составе таймера — два компаратора и RS-триггер, что дает возможность простыми средствами обеспечить режим управления, приближающийся к наиболее экономичному — импульсному, когда открывающий ток спадает до нуля сразу после открывания тринистора. С описанием таймера можно ознакомиться в [1—6].


Рассмотрим исходную функциональную схему включения таймера, изображенную на рис. 1 ,а. Здесь передаточная характеристика прибора имеет гистерезисный вид (рис. 1,б).

Ширину гистерезиса (точнее, верхнее пороговое напряжение) можно изменять в широких пределах переменным резистором R1. Следует учитывать, что уровни переключения напрямую зависят от напряжения источника питания (5…15 В).

На рис. 2 показана схема узла с таймером DA1, непосредственно управляющим тринистором VS1, а на рис. 3 — временные диаграммы, ил-

люстрирующие его работу (они, кроме последней, сняты относительно минусового вывода диодного моста VD2). Управляющий сигнал подают на вход Е таймера, хорошо согласующийся с выходом многих цифровых микросхем, в том числе с открытым коллектором. Вытекающий ток низкого уровня — около 0,5 мА.

Пока напряжение на управляющем входе таймера не превышает 0,3…0,4 В, на ее выходе (вывод 3) — сигнал низкого уровня. Поэтому трини-стор VS1 закрыт, и нагрузка в его анодной цепи обесточена. При входном напряжении более 1 В таймер формирует на выходе импульсы амплитудой не менее 3,8 В (при Uпит=5 В), следующие

с частотой 100 Гц. Длительность этих импульсов определяется положением движка подстроечного резистора R1 и сопротивлением резистора R2.

Пульсирующее напряжение с диодного моста VD2 поступает через делитель R2R1 на вход внутреннего компаратора таймера. Диод VD1 ограничивает напряжение на этом входе до уровня Uпит+0,6 В. Как только напряжение на входе S уменьшится до

Uпит/3 (см. диагр. 2 на рис. 3), внутренний RS-триггер переключится в единичное состояние, и на выходе таймера возникнет импульс высокого уровня, который откроет тринистор и включит нагрузку. После того, как напряжение на входе R, пройдя через «нуль» и вновь увеличиваясь, достигнет уровня 2U пит/3, напряжение, поступающее на управляющий электрод тринистора, снизится до нуля, но он останется открытым. При очередном переходе сетевого напряжения через «нуль» тринистор закроется и обесточит нагрузку.

Минимальную длительность импульса на выходе таймера, необходимую для открывания тринистора, устанавливают подстроечным резистором R1. Длительность управляющего импульса при верхнем по схеме положении движка резистора R1 равна 0,2 мс. Максимальная длительность импульса, при которой устройство работает устойчиво, — около 2 мс.

При указанных на схеме номиналах резисторов R1 и R2 узел работоспособен при напряжении питания микросхемы более 6 В. Если сопротивление резистора R1 уменьшить до 220 кОм, минимальное напряжение питания снизится до 4 В.

Несмотря на то что в описанном узле принцип импульсного управления тринистором реализован не в полной мере и формируемый импульс шире минимально необходимого, этот режим существенно экономичнее по сравнению с управлением постоянным током. Так, средний управляющий ток тринистора КУ202Н при указанном на схеме сопротивлении резистора R3 близок к 1 мА, тогда как для открывания того же тринистора постоянным током необходимо 10…20 мА. Собственный же потребляемый таймером ток при напряжении питания 5 В не превышает 3 мА.

Удобство узла управления на таймере КР1006ВИ1 проявляется еще и в простоте его схемы. Довольно большая мощность на выходе микросхемы позволяет отказаться от дополнительного транзисторного усилителя управляющего тока тринистора. Отметим также, что описанный узел обеспечивает регулирование мощности без помех.

Рассмотренный принцип практически применен при разработке регулятора мощности, принципиальная схема

которого показана на рис. 4. Устройство реализует широтно-импульсный способ управления. В результате, в зависимости от установленной мощности, в нагрузку поступает то или иное

число целых полупериодов сетевого напряжения. Регулятор предназначен для работы с инерционными нагревательными приборами, паяльниками и т. п. Регулировать яркость ламп накаливания этим устройством нельзя, так как они будут мигать.

Формирование управляющих импульсов для открывания тринистора выполняет таймер DA2, а сигнал, разрешающий его работу, формирует генератор прямоугольных импульсов на таймере DA1. Частота импульсов — около 5 Гц. Скважность, от которой зависит мощность, потребляемая нагрузкой, можно изменять переменным резистором R1. При крайнем левом по схеме положении его движка нагрузка

будет отключена, а при крайнем правом — включена на полную мощность.

Когда на выходе таймера DA1 присутствует напряжение высокого уровня, в нагрузку поступает пульсирующее

напряжение частотой 100 Гц с выпрямителя VD5. Если же на выходе таймера низкий уровень, тринистор VS1 закрыт и напряжение на нагрузку не поступает.

Микросхемы питаются от параметрического стабилизатора напряжения R6R7VD3.

Регулятор собран на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж платы представлен на рис. 5.

Диоды КД522Б заменимы на КД522А или любые из серии КД521. Диодный мост — любой из КЦ405А— КЦ405В. Если мощность нагрузки превышает 200 Вт, мост должен быть собран из более мощных диодов, напри-

мер, из четырех КД202 с буквенными индексами Ж, К, М, Р.

Тринистор VS1 может быть либо КУ201К, КУ201Л (для маломощной нагрузки), либо КУ202К—КУ202Н. Если во время работы тринистор будет сильно нагреваться, его необходимо установить на теплоотвод. Переменный резистор — СП-1.

Следует заметить, что отдельные экземпляры тринисторов серии КУ202 в регуляторе могут работать нечетко, особенно при пониженной температуре. Такие тринисторы нужно заменить на другие, с меньшим значением тока открывания.

Выход регулятора мощности гальванически связан с сетью, поэтому при его налаживании и эксплуатации необходимо соблюдать осторожность.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пецюх Е., Казарец А. Интегральный таймер КР1006ВИ1. — Радио, 1986, № 7, с. 57, 58.

2. Зельдин Е. Применение таймера КР1006ВИ1. — Радио, 1986, № 9, с. 36, 37.

3. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. — М.: Мир, 1993, т. 1,с. 303—307.

4. Коломбет Е. А. Микроэлектронные средства обработки аналоговых сигналов. — М.: Радио и связь, 1991, с. 181—220.

5. Горошков В. И. Элементы радиоэлектронных устройств. — М.: Радио и связь, 1989, с. 118, 119.

6. Шитов А. Генераторы на таймере КР1006ВИ1. — Радио, 1999, № 8, с. 54, 55.

Схемы NE555. Разнообразие простых схем на NE555

Микросхема NE555 представляет собой аналоговую интегральную схему, являющуюся универсальным таймером, то есть устройством, предназначенным для формирования (генерирования) одиночных или повторяющихся импульсов со стабильными характеристиками во времени. Микросхема NE555 широко применима в технологиях построения реле времени, генераторов, модуляторов, пороговых устройств и других функциональных узлов электронной техники. На основании данной микросхемы были построены устройства широтно-импульсного регулирования, приборы восстановления искаженного цифрового сигнала, импульсные преобразователи напряжения и др.
Микросхема впервые была выпущена в 1971 году компанией Signetics. Сдвоенная версия NE555 производится с обозначением 556, а счетверенная — 558.

Топология микросхемы NE555 состоит из 2 диодов, 23 транзисторов и 16 резисторов. Выходной ток микросхемы равен 200 мА , в то время как ток ее потребления всего на 3 мА больше. Питается микросхема напряжением в диапазоне от 4,5 до 18 вольт . Однако, на точность таймера NE555, изменение напряжения питания не влияет. Погрешность составляет всего около 1% от расчетного значения.

Блок-схема микросхемы NE555

Назначение выводов микросхемы NE555

№ вывода

Обозначение

Альтер-
нативное
обозначение

Назначение

Описание

Общий провод, минус питания

В том случае, если напряжение на этом выходе достигает уровня ниже 1/2 от CTRL, на выходе микросхемы (вывод 3) появляется напряжение высокого уровня и начинается отсчёт времени.

Q или без
обозначения

На этом выводе формируется одно из двух напряжений, примерно соответствующих низкому уровню — 0.25В и высокому уровню V CC — 1,7В, в зависимости от состояния таймера. Время переключения с одного уровня на другой происходит примерно за 100 нс.

Сброс (разрешение запуска)

При подаче на этот вход напряжения менее 0,7 В выход микросхемы принудительно переходит в состояние низкого уровня (переключается на GND). Это происходит независимо от состояния других входов, то есть данный вход имеет наивысший приоритет. Другими словами, высокий уровень напряжения на данном входе (более 0,7 В) разрешает запуск таймера, в противном случае запуск запрещён.

Управление (контроль делителя)

Подключен напрямую к внутреннему делителю напряжения. При отсутствии внешнего сигнала имеет напряжение 2/3 от V CC. Определяет пороги останова и запуска.

Когда напряжение на этом выводе превышает напряжение на выводе CTRL, на выходе устанавливается напряжение низкого уровня, интервал заканчивается. Останов возможен, если на вход TRIG не поступает сигнал запуска, так как вход TRIG имеет приоритет над THR (исключение — микросхема КР1006ВИ1).

? или ¤

Выход типа «открытый коллектор», обычно используется для разрядки времязадающего конденсатора между интервалами. Состояния этого выхода повторяют состояния основного выхода OUT, поэтому возможно их параллельное соединение для увеличения нагрузочной способности таймера по втекающему току.

Плюс питания.

Режимы работы микросхемы NE555

Моностабильный генератор


Входной сигнал низкого уровня на входе INPUT (вывод 2) производит переключение таймера микросхемы в режим отсчёта времени, при этом на выходе микросхемы (OUTPUT – вывод 3) наблюдается высокий уровень сигнала. Данное положение таймера длится заданный промежуток времени, который равен t=1,1*R*C . Далее таймер возвращается в стабильное состояние, определяющее низкий уровень сигнала на выходе микросхемы (OUTPUT – вывод 3).

Астабильный генератор

Напряжение на выходе микросхемы (OUTPUT – вывод 3) периодически изменяется. Таким образом, на выходе микросхемы наблюдается сигнал в виде меандра, который может быть описан следующими уравнениями:
Длительность высокого уровня: t1 = ln2*(R1+R2)*C = 0,693*(R1+R2)*C
Длительность низкого уровня: t2=ln2*R2*C2 = 0,693*R2*C2
Период: T=ln2*(R1+2*R2)*C = 0,693*(R1+2*R2)*C
Частота: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C)

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

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

Итак, функциональная схема таймера показана на рисунке 1.

Ноги :

1. GND — земля/общий провод.

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

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

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

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

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

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

8. Vcc — напряжение питания.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Сначала решим эту задачку в общем виде. Пусть у нас конденсатор заряжается через резистор R напряжением Vп от начального уровня U 0 .

Тебе не нужен контроллер, говорили они. Делай все на таймерах NE555, говорили они. Ну я и сделал — похоже, только чтобы убедиться, что получается конструкция, потрясающая по своему сокрушительному воздействию на мою неокрепшую психику.

Обзор, если этот текст можно так назвать, будет не слишком длинным. Поскольку в нем лишь констатация моего полного и безоговорочного провала в сборке элементарных схем и демонстрация того, что по крайней мере шесть из двадцати чипов вполне себе работоспособны.

Еще обратите внимание: похоже, магазин недавно изменил правила, поскольку теперь у них минимальный заказ с бесплатной доставкой — от $6, а если меньше, то за доставку возьмут $1,5. Когда я покупал, то списали только стоимость покупки, то есть $0,59, и все.

В двух блистерах ровно двадцать штук. С одной стороны каждый блистер замотан скотчем, с другой закрыт резиновой пробкой:

Вообще, изначально таймеры я покупал, чтобы сделать простенький генератор для поиска короткого замыкания в проводке — знакомые заинтересовались. Суть прибора, если я правильно понял, в том, что цепь до КЗ представляет собой антенну, сигнал от которой можно послушать с обычным СВ/ДВ приемником.

Где писк прекратился — примерно там и замыкание. Вот так это выглядит на практике у товарища, по стопам которого я и планировал идти:

Но потом знакомые с потребностью решили, что им все не так уж и нужно. Или еще что-то решили, а я настаивать не стал. И огорчаться тоже: вы же видели, сколько стоят таймеры (чуть больше половины доллара за 20 штук) — какое огорчение?

Обычные DIP8:

Поэтому решил поразвлекаться другим способом и посмотрел, что вообще делают из NE555. А делают, как выяснилось, массу всего. Всяческие сигнализации, индикаторы напряжения, указатели пропущенных импульсов. В общем, я впечатлился.

Ну а так как все описывают примерно одно и то же, то вот вам пара ссылок РадиоКота: и . Схемы — во второй.

Предполагается, что популярность NE555 объясняется тем, что это проверенная годами (точнее — уже 45 годами) конструкция, которая обескураживающе просто конфигурируется и довольно точно соблюдает характеристики вне зависимости от питающего напряжения, которое может быть в диапазоне от 4,5В до 16В у обычной версии (но есть варианты). То есть, напряжение гуляет, а частота — скорее стабильна, чем нет.

Фактически, чтобы таймер заработал, нужна пара деталей и любой подходящий источник питания — очень привлекательно, чтобы сделать какую-нибудь фиговину без особых хлопот.

Как по мне, так с микроконтроллером хлопот еще меньше, но в комментариях к рассказу про «Пищаль» я получил и потерял покой. Понял, что должен попробовать хотя бы для того, чтобы успокоиться.

Итак, идея была проста — таймер кормления котов. Которые, потеряв всякий стыд, стали требовать еду чуть ли не каждые полчаса, а съедая по три сухаря, довольные расходились. По мнению ветеринара это не очень полезно (а по нашему — еще и чрезвычайно хлопотно), поэтому необходимо было вернуть им режим питания на место. Ну как на место: кормить хотя бы не чаще, чем раз в пять-шесть часов.

Следить по часам, конечно, не сложно. Однако, во-первых, ситуацию осложняет тот факт, что если днем кормление по часам еще более-менее проходит, то ночью — уже не совсем, поскольку у одного кота, скажем так, сложный характер. Именно — он идет и скребет когтями по батарее, и даже если бы я решил не обращать внимания на данный сомнительного качества музыкальный эксперимент, соседей жалко.

То есть, ночью надо вставать и снова засекать время, а в полубессознательном состоянии это немного затруднительно.

Во-вторых, не все коты такие скандальные, поэтому некоторые просто не приходят вместе с тем вот возмутителем спокойствия. И получается, что интервалы у всех разные, а по справедливости неплохо было бы покормить через установленное время и тех, кто пропустил внеочередной прием пищи.

Поэтому я придумал сделать кучку независимых таймеров на фиксированное время — по одному на кота. И чтобы вот так: пришел кот, выдаешь ему еду, нажимаешь на кнопку, загорелась лампочка. Как лампочка погасла, кота снова можно покормить.

Как несложно догадаться, это один из основных вариантов работы таймера. Называть его можно по-разному: можно калькой из — моностабильный, можно — одновибратором, можно — ждущим мультивибратором.

Суть от этого не меняется: от NE555 требуется, по сути, выдать только один импульс требуемой продолжительности.

Поэтому за основу я взял схему таймера из :

Но немного упростил ее, избавившись от подстроечного резистора (поскольку у меня фиксированный интервал) и второго светодиода — за ненадобностью. Заодно поменял номиналы времязадающей цепочки, сверившись все с той же документацией, которая сообщает, что для расчета примерной длительности импульса следует воспользоваться формулой y t = 1.1RC.

Поиграв с шрифтами номиналами деталек, имеющихся в бутике Чип-и-Дип установил, что для устраивающего всех пятичасового интервала вполне подойдут конденсатор емкостью 3300 мкФ и резистор 5,1 МОм:

T = 1,1*0,0033*5100000 = 18513 сек = 5,14 час.

Реальность, однако оказалась немного не совпадающей с теорией. Собранный по этой схеме и с этими номиналами таймер и после пяти часов продолжал работать. Терпения дождаться окончания его работы у меня не хватило, поэтому я предположил, что NE555 не очень хорошо работает с большими номиналами.

Беглое гугление показало, что таки да — это возможно, однако проблем не должно было быть (теоретически) при сопротивлении вплоть до 20 МОм при напряжении питания 15 В. Поэтому я продолжил эксперименты и выяснил, что в моем случае формула получается примерно такая:

И оказался очень себе признателен, что купил не только 5,1 МОм, но и на всякий случай ближайшие номиналы — 4,7 МОм и 3,9 МОм. Последний по счастью как раз и подошел для необходимого интервала.

С этими номиналами (3300 мкФ и 3,9 МОм) я и собрал блок таймеров с лампочками и кнопочками. Все соединил общей линией питания, больше у них точек соприкосновения нет (ну, по крайней мере, старался, чтобы не было). А так как собирал внавес, то на каждом шаге проверял себя мультиметром и был почти спокоен, когда запускал первый из таймеров.

Получилось вот так (я предупреждал в самом начале):

Включился он как и положено, поэтому я распаял оставшиеся кнопочки и лампочки, включил. Понажимал на кнопочки. Светодиоды включились точно так, как и должны были: нажимаешь кнопку — включился, и так все.

И тут я совершил большую ошибку. Не сделал еще несколько тестовых запусков, а просто огорчился, что не очень хорошо припаял провода к кнопкам, и решил их перепаять. Поэтому я пока не знаю, что именно случилось: то ли изначально сделал что-то не так, то ли что-то успел испортить в момент перепайки проводов.

Но вышло смешно. При повторном включении (с перепаянными проводами) сразу же загорелись три светодиода. А нажатие на кнопки выявило полный хаос: нажимаешь на одну кнопку — загорается ее светодиод (т.е., по идее, включается таймер), нажимаешь другую — первый светодиод гаснет, загорается второй. И так далее.

Опытным путем выяснил, что существует некоторая комбинация нажатий кнопок, при которой зажигаются все светодиоды. Но пока руки не доходят проверить схему на предмет коротких замыканий там, где их не должно быть.

Бонус-трек — играем в сапера:

Подводя итог хочу сказать, что с таймерами развлекся. На практике проверил, что покупать их в Китае можно — приходят рабочие.

И хотя кототаймер сделать не смог, бонусом получил головоломку «Зажги все лампочки». И заодно понимание того, что NE555 — явно не для меня. И вот почему:

Минимальное напряжение питания 4,5В
— большой потребляемый ток

Разумеется, эти недостатки можно побороть заказом CMOS-версии чипа, которая гораздо более экономична и работает, начиная с 1,5В. Но обычные стоят $0,59 за двадцать штук, а CMOS — уже около $10. То есть примерно вдвое дороже контроллера, а если применять в конструкции два и более таймеров, то выгода вообще пропадает.

Так что всем спасибо, я возвращаюсь к ATmega328p, на котором, очевидно, и буду делать таймер кормления.

Ps. А теперь можно я тоже напишу про экранчик от ITEAD Studio? Меня, между прочим, совесть мучает, поскольку, с одной стороны, здесь уже этих экранов было выше крыши, а с другой — надо же выполнять обещание.

Планирую купить +19 Добавить в избранное Обзор понравился +38 +67

Сразу стоит отметить при описании микросхемы NE 555, что она выпускается как в стандартной ТТЛ логике, так и КМОП, поэтому она может работать в широком диапазоне напряжений и использована во многих типах устройств в качестве генератора тактовых импульсов или универсального таймера. Микросхема может генерировать как одиночные, так повторяющиеся импульсы, что зависит от принципиальной схемы включения и выбора конкретного режима работы.

Разрабатывался первый вариант ИС еще в 1971 году знаменитой на то время компанией Signetics. По своим характеристикам и функциональным возможностям она является широко востребованной, свидетельством чего является ее активное применение в устройствах управления скоростью вращения двигателей и тиристорных регуляторах мощности.

Также, ее можно использовать для конструирования унифицированного генератора импульсов с регулируемой выходной частотой последовательностью импульсов. Для подробного описания характеристик микросхемы смотрите на ne 555 datasheet. В нем указаны не только основные характеристики, но также представлены диаграммы работы. А в этом описании ne 555 предоставим общую информацию, достаточную для разработки электронных устройств своими руками.

Предыстория создания ИС

В 70 гг. компания Signetics попала под влияние кризиса и вынуждена была сократить численность своего персонала как минимум на 50%, в число которых попал и разработчик представленной схемы. Поэтому она была создана буквально на коленках в гаражных условиях, а за основу была взята им же разработанная NE 566. Платформа будущей ИС уже состояла из основных, необходимых для работы функциональных блоков:

Существуют на ne 555 схемы включения разного типа для работы микросхемы достаточно было наличие внешней RC-цепи, которая являлась времязадающей. И внутренний делитель напряжения , пропорционально которому формировалась амплитуда выходного сигнала. После некоторого времени и внесения небольших доработок, в частности, замена встроенного генератора стабильного тока для зарядки внутреннего конденсатора на резистор, она поступила в серию.

Что касается структуры таймера, то в ней содержалось:

  • 23 транзистора;
  • 16 резисторов;
  • 2 диода.

Аналоги микросхемы

Универсальный таймер вскоре обзавелся функциональными аналогами, которыми стали советские микросхемы из серии КР:

  • 1006ВИ1;
  • 1008ВИ1;
  • 1087ВИ2;
  • 1087ВИ3.

Также, микросхема ne555 аналог имеет, например, КР10006ВИ1, то стоит учесть тот факт, что вход сброса R по отношению к установке имеет приоритет. Этот момент почему-то упущен в техническом описании МС, что является немаловажным фактом при построении электронных схем. В других микросхемах выводы имеют приоритет вплоть до наоборот S над R.

Все выше представленные аналоги таймеров построены на стандартной ТТЛ-логике. Если захотите спроектировать устройства на ne555 с более экономичными показателями, то лучше применить МС из серии КМОП. Таковыми являются устройства:

  • ICM 7555 IPA ;
  • GLC 555;
  • КР1441ВИ1.

Характеристики микросхемы

Функциональная схема представленной микросхемы достаточно проста и состоит из следующих блоков:

  • делителя напряжения, который сравнивает сигнал на входе с двумя опорными уровнями;
  • 2 высокоточных компараторов на высокий и на низкий уровень сигналов;
  • триггера со встроенными RS -входами и дополнительным сбросом, выходной транзистор средней мощности биполярный или полевой в зависимости от технологии.

Также, аппаратно в конструкции микросхемы предусмотрен усилитель мощности, повышающий нагрузочную способность устройства и ее качество работы.

Микросхема является универсальной, как ни посмотри, со всех сторон. Например, базовая версия NE 555 рассчитана на напряжение питания в пределах от 4,5 до 16,5 В, что весьма упрощает процесс конструирования многих схем, так как отпадает необходимость придерживаться конкретной величины питания.

Но если необходимо запитать генератор импульсов от пониженного уровня порядка 2–3 В, то лучше использовать схемы на КМОП-логике. Они не только могут свободно функционировать на низком напряжении, но и обладают повышенными показателями устойчивости к помехам и нестабильности питания.

Также, выпускаются модификации устройств с повышенным порогом питающего напряжения, который может достигать 18 В. Эти МС могут применяться в импульсных устройствах и генераторах.

Согласно информации, которую предоставляет западный на ne555 datasheet потребляемый ток устройством зависит от величины входного импульса. Если она лежит на номинальном уровне порядка 5 В, то величина тока составляет не более 6 мА. Но если напряжение вырастет до 15В, то ток также растет до 15мА. Обычно устройства разрабатывают своими руками на средний показатель тока, который оставляет порядка 10 мА, что говорит о напряжении питания в пределах от 9 до 12 В. Но это характерно для ТТЛ-логики.

Микросхемы, сконструированные на основе КМОП-транзисторов, потребляют еще меньше – 100-200 мкА, что их делает еще более экономичными. Но максимальное значение потребляемого тока не превышает 100 мА. Если у вас она берет больше этого значения, это означает что устройство неисправно и требует замены.

Некоторые проблемы и особенности работы с микросхемой

8-пиновый корпус – идея хорошая, но из-за этого форм-фактора возникают некоторые трудности при работе с таймером. А именно, он лишен возможности независимого сравнения сигналов верхнего и нижнего порогов, что довольно часто требуется в устройствах преобразования, например, тех же АЦП. Чтобы реализовать такую возможность радиолюбители прибегают к использованию другой серии устройств, например, NE 521 или устанавливают на вход элементы 3И-НЕ, если это целесообразно.

В биполярных устройствах присутствует такой недостаток, как импульсный ток при включении и выключении, величина которого может достигать 400 мА, что может стать причиной пробоя выходного транзистора или других элементов схемы, в которую она была впаяна. Причиной такого явления является сквозной ток выходного каскада, возникающий из-за тех же высоких импульсов по питанию.

Чтобы устранить проблему, рекомендуется использовать специальный блокирующий конденсатор, подключаемый на входы 5 и общий (мину питания) емкостью порядка 0,01–0,1 мкФ. Благодаря заряду его обкладок внутренне напряжение в МС, поступающее на выходной каскад , сглаживается, что и исключает вероятность возникновения пробоя. Также он защитит внутренний делитель от помех извне, которые могут вызвать ложное срабатывание.

Также, как и в случае со многими другими микросхемами с ТТЛ-логикой, NE 555 рекомендуется шунтировать гасящим конденсатором с керамическим обкладками емкостью 1 мкФ.

Назначение и расположение выводов микросхемы

NE 555 в базовом исполнении имеет 8-выводной корпус DIP, но также выпускаются иные модификации, являющиеся аналогами. Поэтому ориентировать исключительно этого описания при построении устройств своими руками на ее основе не стоит. К каждой микросхеме необходимо просматривать свой даташит.

Схемное обозначение устройства отображается в виде надписи «G 1/ GN». В зарубежных справочниках эту надпись можно расшифровать как генератор одиночных и серий импульсов. Что касается расположения выводов и их назначения, то все однотипные МС являются стандартизированными и могут быть взаимозаменяемы без внесения каких-либо доработок.

В таблице ниже представлено расположение выводов в стандартном корпусе МС:

Режимы работы и применение микросхемы

Самой простой схемной реализацией, применяемой в различный цифровых устройствах, является одновибратор. На примере этой схемы можно также увидеть типовое включение с использованием гасящего и шунтирующего конденсаторов. Именно в таком исполнении наиболее чаще применяется эта микросхема. А работает она следующим образом:

По приходу сигнала с низким уровнем на вход МС под номером 2 начинает работать таймер в режиме счета времени. При этом на выходе устройства устанавливается высокий уровень на протяжении всей длительности временного промежутка . Это время можно устанавливать самостоятельно, подобрав необходимые внешние компоненты, которыми выступают резистор и конденсатор, подключаемые к плюсу питания и выводу под номером 6.

Определяется временная задержка по стандартной формуле с учетом корректирующей константы: t =1,1 RC. По окончании счета (разряда конденсатор) таймер возвращается в исходное состояние. А выходной сигнал изменяется на противоположный. Итак до следующего прихода входного импульса низкого уровня.

При этом, если на входе присутствует низкий уровень, то на выходе высокий. А при подаче импульса на вход сброса триггера таймер останавливает свой счет и уровень сигнала на выходе изменяется на противоположный.

Режим независимого генератора

Чтобы включить микросхему в режиме мультивибратора, имеется схема, показанная на рисунке ниже. Здесь так же все просто, как и в предыдущем варианте, но имеются некоторые особенности расчета элементом и характеристик последовательности выходного сигнала. Чтобы задать определенную частоту смены выходного сигнала и последующее переключение в противоположное устойчивое состояние, потребуется выводы 2 и 6 объединить и установить еще один резистор в делить, уменьшив ток заряда конденсатора, но при этом связав входной сигнал с входом установки триггера. А чтобы рассчитать параметры используемых элементом, необходимо будет воспользоваться следующими простыми формулами расчета:

Изменение скважности выходного импульса

Нередко требуется применение микросхемы 555 с возможностью установки скважности выходного сигнала. Например, сделать ее больше 2, то для этого потребуется образовать дополнительную цепь между 7 и 6 выводами , подключив к ним диод. При этом анодный вывод контактирует с выводом 7 МС. Такое включение дополнительного компонента шунтирует резистор R 2, обеспечивая цепь заряда конденсатора через R 1. Тогда при расчете длительности высокого уровня сигнала на выходе будет происходить по формуле без учета R 2.

В обратном цикле разрядный ток будет протекать через R 2, а R 1 уже не участвует в процессе. И определяется по формуле, которая указывалась выше без изменений.

Часть первая. Теоретическая.

Наверное нет такого радиолюбителя, который не использовал бы в своей практике эту замечательную микросхему. Ну а уж слышали о ней так точно все.

Её история началась в 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием «Интегральный таймер» (The IC Time Machine ).
На тот момент это была единственная «таймерная» микросхема доступная массовому потребителю. Сразу после поступления в продажу микросхема завоевала бешеную популярность и среди любителей и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем, использующих сей девайс.

За прошедшие 35 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы, в том числе и по более современным техпроцессам. Например, компания Motorola выпускает CMOS версию MC1455. Но при всем при этом в функциональности и расположении выводов никаких различий у всех этих версий нет. Все они полные аналоги друг друга.

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

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

Производитель

Название микросхемы

Texas Instruments

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

Начнем с корпуса и выводов.

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

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

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

Итак, выводы:

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

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

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

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

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

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

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

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

Итак, предположим, что мы подали питание на микросхему. Вход находится в состоянии высокого уровня, на выходе — низкий уровень, конденсатор С разряжен. Все спокойно, все спят. И тут БАХ — мы подаем серию прямоугольных импульсов на вход таймера. Что происходит?

Первый же импульс низкого уровня переключает выход таймера в состояние высокого уровня. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резистор R. Все то время пока конденсатор заряжается, выход таймера остается во включенном состоянии — на нем сохраняется высокий уровень напряжения. Как только конденсатор зарядится до 2/3 напряжения питания, выход микросхемы выключается и на нем появляется низкий уровень. Транзистор T6 открывается и конденсатор С разряжается.
Однако есть два нюанса, которые показаны на графике пунктирными линиями.

Первый — если после окончания заряда конденсатора на входе сохраняется низкий уровень напряжения — в таком случае выход остается активным — на нем сохраняется высокий уровень до тех пор, пока на входе не появится высокий уровень. Второй — если мы активируем вход Сброс напряжением низкого уровня. В этом случае выход сразу же выключится, не смотря на то, что конденсатор все еще заряжается.
Так, лирическую часть закончили — перейдем к суровым цифрам и расчетам. Как же нам определить время, на которое будет включаться таймер и номиналы RC цепочки, необходимые для задания этого времени? Время, за которое конденсатор заряжается до 63,2% (2/3) напряжения питания называется временной константой, обозначим её буковкой t. Вычисляется это время потрясающей по своей сложности формулой. Вот она: t = R*C , где R — сопротивление резистора в МегаОм-ах, С — емкость конденсатора в микроФарад-ах. Время получается в секундах.

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

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

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

Второй режим — это генератор импульсов. Микросхема может выдавать последовательность прямоугольных импульсов, параметры которых определяются все той же RC цепочкой.

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.

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…

Короче говоря, 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.

Спидометр для электромобиля на основе интегрального таймера КР1006ВИ1 — Одометры, спидометры — Статьи

Спидометр для электромобиля

на основе интегрального таймера КР1006ВИ1

 

 

Для измерения скорости электромобиля не всегда возможно применить механический спидометр с приводом от коробки перемены передач (КПП). А зачастую КПП отсутствует на электромобиле. 
На современных автомобилях устанавливаются импульсные датчики скорости для работы бортового компьютера. Вот такой датчик и использован для разработки электронного спидометра. 
Датчик скорости (производители Калуга, Курск, Кострома) автомобиля (ДСА) сконструирован по принципу эффекта Холла и выдает на контроллер частотно-импульсный сигнал. Частота сигнала прямопропорциональна скорости движения автомобиля. Контроллер использует этот сигнал для управления работой двигателя на холостом ходу и посредством регулятора холостого хода, управляет подачей воздуха в обход дроссельной заслонки. Датчик выдает 6 импульсов на один оборот вала. 
На Самарах, ИЖах, Оке, Десятках и ГАЗах (включая Газели и Соболи), УАЗах датчик 6-импульсный.
  • 311.3843, 343.3843, 301.3843 — на ВАЗ 
  • 345.3843 — на ИЖах (резьба М22, а не М18) 
  • 341.3843, 342.3843 — на ГАЗах 
  • 342.3843 — ГАЗ и УАЗ 
  • На карбюраторных ВАЗ-2110 первое время ставили 10-импульсные датчики с номером 28.3843. На них указано
  • количество импульсов.
  • На Газах встречаются 10-импульсные датчики 344.3843
    Устройство разрабатывалось для датчиков с 6 импульсами на оборот вала, но небольшая перенастройка позволит его применить и для датчиков с 10-ю импульсами на оборот.
  •   
      

      

    При разработке спидометра было решено в одном корпусе с ним разместить сигнализатор разряда бортовой батареи электромобиля. В тех случаях, когда подзаряд батареи питающей все потребители электромобиля кроме тягового мотора , не предусмотрено от тяговой батареи, это актуально. Тяговая батарея обычно всегда снабжается устройствами защиты от разряда ниже допустимого уровня, это очень дорогое устройство электромобиля — имеется ввиду тяговая батарея.
    Ниже представлена схема всего устройства.

     


    Рис.1. Схема принциапиальная спидометра и сигнализатора

     

    Разработка такой микросхемы как интегральный таймер упрощает разработку многих устройств. Я полагаю, что полезность этого устройства еще не до конца оценена. Именно на этой микросхеме КР1006ВИ1 разработан спидометр. Импортный аналог имеет в своем названии цифры 555 с различными буквами, например, NE555, IN555N
    На входе устройства резистор 5.1 ком с целью загрузить открытый коллектор датчика импульсов. Прямоугольные импульсы датчика проходя конденсатор емкостью 22 нф дифференцируются и запускают одновибратор на интегральном таймере КР1006ВИ1. На выходе микросхемы появляется прямоугольный импульс с параметрами задаваемыми конденсатором и резистором подключенными к выводам 6 и 7 микросхемы. Длительность выходного импульса не зависит от частоты вращения вала датчика импульсов. При необходимости корректировки параметра выходного импульса первым делом надо подбирать резистор 5.1 ком. Но эта необходимость может появить при переходе на датчик с 10 импульсами на оборот.
    Диод КД522 на входе 2 микросхемы, предназначен для защиты входа от импульсов обратной полярности при дифференцировании. С вывода 3 импульсы поступают через резистор и диод на накопительный конденсатор емкостью 10 мкф. Диод служит для предотвращения разряда конденсатора через выход интегрального таймера. Накопительный конденсатор интегрирует импульсы во времени, благодаря чему при повышении скорости напряжение на конденсаторе повышается и стрелочный индикатор показывает увеличение напряжения, что дает возможность прокалибровать прибор в еденицах скорости.
    В правой части схемы на трех транзисторах собрано устройство контроля напряжения питания. Если питание подается с аккумулятора, то устройство будет индицировать состояние питающего напряжения. Оба первых транзистора имеют в эмиттерной цепи один и тот же резистор. Такое построение схемы создает положительную обратную связь для получения более четкого переключения светодиода. Третий транзистор представляет собой усилительный элемент для включения звукового сигнализатора.
    После сборки потребуется настроить устройство на нужный порог срабатывания. Предлагается настраивать на 11.5 в, что составляет 90% разряда батареи. Специалисты рекомендуют при работе аккумуляторов в составе тяговых батарей электромобиль не разряжать их ниже 20% — это 11.7 в. 
    При достижении указанного напряжения зажигается светодиод, обратное гашение происходит почти на 1 вольт выше нижнего порога. Гистерезис переключения сильно зависит от тока протекающего через светодиод. Так, что разницу между верхним и нижним порогами можно регулировать путем подбора резистора в цепи светодиода, но надо следить чтобы не превысит допустимый ток через светодиод. Так же можно подбирать резистор в цепи эмиттеров транзисторов. 
    Срабатывание световой сигнализации дублируется звуковым сигнализатором.

     


    Рис.2. Плата спидометра — сигнализатора

     

    На рис.2 представлена разводка печатной платы устройства. В моем случае плата вырезана под конкретный измерительный прибор, поэтому несколько отличается.
    Окончательная настройка спидометра производится после установки на транспортное средство с помощью резистора включенного последовательно со стрелочным прибором.

     


    Рис.3. Спидометр перед сборкой

     

    Микросхема 555 практическое применение схемы радиолюбителей. Подробное описание, применение и схемы включения таймера NE555

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

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

    Назначение выводов:

    Вывод №1 — Земля.

    Вывод подключается к минусу питания или к общему проводу схемы.

    Вывод №2 — Запуск.

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

    Вывод №3 — Выход.

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

    Вывод №4 — Сброс.

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

    Вывод №5 — Контроль.

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

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

    Вывод №6 — Стоп.

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

    Вывод №7 — Разряд.

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

    Вывод №8 — Питание.

    Напряжение питания таймера составляет от 4,5 до16 вольт.

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

    1. Моностабильный мультивибратор.

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

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

    2. Генератор прямоугольных импульсов.

    Таймер генерирует последовательность прямоугольных импульсов определяемых RC цепочкой.

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

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

    Часть первая. Теоретическая.

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

    Её история началась в 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием «Интегральный таймер» (The IC Time Machine ).
    На тот момент это была единственная «таймерная» микросхема доступная массовому потребителю. Сразу после поступления в продажу микросхема завоевала бешеную популярность и среди любителей и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем, использующих сей девайс.
    За прошедшие 35 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы, в том числе и по более современным техпроцессам. Например, компания Motorola выпускает CMOS версию MC1455. Но при всем при этом в функциональности и расположении выводов никаких различий у всех этих версий нет. Все они полные аналоги друг друга.
    Наши отечественные производители тоже не остались в стороне и выпускают эту микросхему под названием КР1006ВИ1.

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

    Производитель

    Название микросхемы

    Texas Instruments

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

    Начнем с корпуса и выводов.

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


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

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


    Итак, выводы (Мяу! Это он про ноги… ):

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

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

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

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

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

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

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

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


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

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

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

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

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

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

    Перейдем ко второму режиму.

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


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

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

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


    ID: 5

    Как вам эта статья?

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

    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 ().

    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.

    Пример №5 — Триггер Шмитта на 555 таймере.

    Это очень простая, но эффективная схема . 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 .

    Смотреть видео: Применение таймера NE555

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

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

    Итак, функциональная схема таймера показана на рисунке 1.

    Ноги :

    1. GND — земля/общий провод.

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

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

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

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

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

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

    8. Vcc — напряжение питания.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    Сначала решим эту задачку в общем виде. Пусть у нас конденсатор заряжается через резистор R напряжением Vп от начального уровня U 0 .

    Таймеры — NA555 , NE555 , SA555 , SE555

    1 Особенности
    • Диапазон времени от микросекунд до часов
    • Астабильный или моностабильный режимы
    • Регулируемый коэффициент заполнения
    • ТТЛ —совместимый выход может быть использован как сток или исток (до 200 мА)
    • Изделие соответствует стандарту MIL-PRF-38535

    2 Применение
    • Биометрия отпечатков пальцев
    • Биометрия сетчатки глаза
    • RFID — считыватели

    3 Описание

    Эти устройства предназначены для работы в прецизионных времязадающих цепях и могут производить точные временные задержки или колебания. В режиме временной задержки или в моностабильном режиме временной интервал задается одним внешним резистором или конденсатором.

    Пороговый уровень и уровень переключения располагаются в двух третях и одной трети от напряжения питания соответственно. Эти уровни могут быть изменены, путем изменения напряжения на выводе управления. Когда на вход trigger подается сигнал низкого уровня, таймер срабатывает и подает на вывод output высокий уровень напряжения. Если уровни сигналов на выводах trigger и threshold выше порогового уровня то триггер срабатывает и устанавливает низкий уровень напряжения на выводе output . Вывод reset (сброс) может переопределить значения напряжения на всех других выводах, чтобы запустить новый цикл синхронизации. Когда на вывод reset подается низкий уровень напряжения, триггер сбрасывается и устанавливает на выводе output тоже низкий уровень напряжения. Когда на выходе устанавливается низкий уровень, вывод discharge (разряд) замыкается через низкоомный канал на землю.

    Выходная цепь способна поддерживать ток до 200 мА. Может работать с напряжением питания от 5 В до 15 В. При напряжении питания 5 В уровни напряжения на выходах совместимы с ТТЛ-входами.

    Размеры для разных типов корпусов
    Серийный номер Корпус Размеры
    xx555 PDIP (8) 9.81 мм × 6.35 мм
    SOP (8) 6.20 мм× 5.30 мм
    TSSOP (8) 3.00 мм× 4.40 мм
    SOIC (8) 4.90 мм× 3.91 мм


    6 Расположение и назначение выводов NA555…D или P корпус
    NE555…D, P, PS, или PW корпус
    SA555…D или P корпус
    SE555…D, JG, или P корпус (Вид сверху) SE555…FK корпус (NC — не задействованные выводы)
    ВЫВОД I/O Описание
    Название D, P, PS, PW, JG FK
    NO.
    CONT 5 12 I/O Управляет пороговым напряжением компаратора, позволяет отказаться от подключения конденсатора.
    DISCH 7 17 O При открытом транзисторе через него происходит разряд времязадающего конденсатора.
    GND 1 2 Земля
    NC 1, 3, 4, 6, 8, 9, 11, 13, 14, 16, 18, 19 Внутренне не подключенные выводы
    OUT 3 7 O Выход таймера для подключения нагрузки
    RESET 4 10 I При подаче напряжения низкого уровня на этот вывод таймер сбрасывается и на выводах OUT и DISCH
    THRES 6 15 I Остановка работы таймера. Когда напряжение на THRES > CONT на выводах OUT и DISCH устанавливается низкий уровень напряжения
    TRIG 2 5 I Запуск таймера. При подаче напряжения на TRIG CONT на выводах OUT и DISCH устанавливается высокий уровень напряжения
    V CC 8 20 Напряжение питания, от 4.5 В до 16 В. (SE555 максимум 18 В)

    7 Характеристики

    7.1 Абсолютные максимальные значения
    Мин. Макс. Ед. изм.
    V CC Напряжение питания 18 В
    V I Входное напряжение CONT, RESET, THRES, TRIG V CC В
    I O Выходной ток ±225 мA
    θ JA D корпус 97 °C/Вт
    P корпус 85
    PS корпус 95
    PW корпус 149
    θ JC Тепловое сопротивление для корпусов FK корпус 5.61 °C/Вт
    JG корпус 14.5
    T J Рабочая температура 150 °C
    Температура корпуса в течении 60 с. FK корпус 260 °C
    Температура пайки для корпуса в течении 60 с. JG корпус 300 °C

    (1) Абсолютные максимальные значения указывают пределы, превышение которых, может привести к повреждению устройства. Электрические характеристики не применяются при работе с устройством за пределами своих заявленных условий эксплуатации. Воздействие абсолютных максимальных значений на устройство в течении длительного времени, может повлиять на его надежность.

    (2) Все напряжения указаны по отношению к земле.

    (3) Максимальная рассеиваемая мощность является функцией от T J (max), θ JA , и T A . при любой допустимой равна P D = (T J (max) — T A) / θ JA

    (4) Тепловое сопротивление для корпуса рассчитывается по стандарту JESD 51-7.

    (5) Максимальная рассеиваемая мощность является функцией от T J (max), θ JC , и T C . Максимально допустимая рассеиваемая мощность при любой допустимой температуре окружающего воздуха равна P D = (T J (max) — T С) / θ JС . Работа на абсолютном максимуме T J от 150°C может повлиять на надежность.

    (6) Тепловое сопротивление для корпуса рассчитывается по стандарту MIL-STD-883.

    7.2 Температура хранения

    В рабочем диапазоне температур на открытом воздухе (если не указано иное)

    MIN MAX Ед. изм.
    V CC Напряжение питания NA555, NE555, SA555 4.5 16 В
    SE555 4.5 18
    V I Входное напряжение CONT, RESET, THRES, and TRIG V CC В
    I O Выходной ток ±200 мA
    T A Рабочая температура на открытом воздухе NA555 –40 105 °C
    NE555 0 70
    SA555 –40 85
    SE555 –55 125

    7.4 Электрические характеристики
    Параметр Условия испытаний SE555 NA555
    NE555
    SA555
    Ед. изм.
    MIN TYP MAX MIN TYP MAX
    Уровень напряжения на выводе THRES V CC = 15 В 9.4 10 10.6 8.8 10 11.2 В
    V CC = 5 В 2.7 3.3 4 2.4 3.3 4.2
    Ток через вывод THRES 30 250 30 250 нA
    Уровень напряжения на выводеTRIG V CC = 15 В 4.8 5 5.2 4.5 5 5.6 В
    T A = от –55°C до 125°C 3 6
    V CC = 5 В 1.45 1.67 1.9 1.1 1.67 2.2
    T A = от –55°C до 125°C 1.9
    Ток через вывод TRIG при 0 В на TRIG 0.5 0.9 0.5 2 мкA
    Уровень напряжения на выводе RESET 0.3 0.7 1 0.3 0.7 1 В
    T A = от –55°C до 125°C 1.1
    Ток через вывод RESET при V CC на RESET 0.1 0.4 0.1 0.4 мA
    при 0 В на RESET –0.4 –1 –0.4 –1.5
    Переключающий ток на DISCH в закрытом состоянии 20 100 20 100 нA
    Переключающее напряжение на DISCH в открытом состоянии V CC = 5 В, I O = 8 мA 0.15 0.4 В
    Напряжение на CONT V CC = 15 В 9.6 10 10.4 9 10 11 В
    T A = от –55°C до 125°C 9.6 10.4
    V CC = 5 В 2.9 3.3 3.8 2.6 3.3 4
    T A = от –55°C до 125°C 2.9 3.8
    Низкий уровень напряжения на выходе V CC = 15 В, I OL = 10 мA 0.1 0.15 0.1 0.25 В
    T A = от –55°C до 125°C 0.2
    V CC = 15 В, I OL = 50 мА 0.4 0.5 0.4 0.75
    T A = от –55°C до 125°C 1
    V CC = 15 В, I OL = 100 мА 2 2.2 2 2.5
    T A = от –55°C до 125°C 2.7
    V CC = 15 В, I OL = 200 мA 2.5 2.5
    V CC = 5 В, I OL = 3.5 мA T A = от –55°C до 125°C 0.35
    V CC = 5 В, I OL = 5 мA 0.1 0.2 0.1 0.35
    T A = от –55°C до 125°C 0.8
    V CC = 5 В, I OL = 8 мA 0.15 0.25 0.15 0.4
    Высокий уровень напряжения на выходе V CC = 15 В, I OH = –100 мA 13 13.3 12.75 13.3 В
    T A = от –55°C до 125°C 12
    V CC = 15 В, I OH = –200 мA 12.5 12.5
    V CC = 5 В, I OH = –100 мA 3 3.3 2.75 3.3
    T A = от –55°C до 125°C 2
    Потребляемый ток V CC = 15 В 10 12 10 15 мA
    V CC = 5 В 3 5 3 6
    Низкий уровень на выходе, без нагрузки V CC = 15 В 9 10 9 13
    V CC = 5 В 2 4 2 5

    (1) Этот параметр влияет на максимальные значения времязадающих резисторов R A и R B в цепи Рис. 12. Для примера, когда V CC = 5 V R = R A + R B ≉ 3.4 МОм, и для V CC = 15 В максимальное значение равно 10 мОм.

    7.5 Эксплуатационные характеристики

    V CC = от 5 В до 15 В, T A = 25°C (если не указано иное)

    Параметр Условия испытаний SE555 NA555
    NE555
    SA555
    Ед. изм.
    Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс.
    Начальная погрешность интервалов времени T A = 25°C 0.5 1.5 1 3 %
    Каждый таймер, астабильный 1.5 2.25
    Температурный коэффициент временного интервала Каждый таймер, моностабильный T A = MIN to MAX 30 100 50 ppm/
    °C
    Каждый таймер, астабильный 90 150
    Изменение временного интервала от напряжения питания Каждый таймер, моностабильный Рис.2 Выходное напряжение низкого уровня от выходного тока низкого уровня для напряжения питания 10 В. Рис. 5 Потребляемый ток от напряжения питания Рис. 8 Время задержки распространения сигнала от запускающего импульса низкого уровня.

    8 Подробное описание

    8.1 Обзор

    Таймеры серии xx555 популярны и просты в использовании и зачастую применяются для синхронизации временных интервалов от 1 мкс до часов или частот от

    8.2 Функциональная блок-схема


    1. RESET может быть заменен TRIG, который можно заменить THRES.

    8.3 Описание характеристик

    8.3.1 Моностабильный режим работы

    Для работы в моностабильном режиме любой из таймеров этой серии может быть подключен как показано на Рис. 9.

    Рис. 9 Схема включения для моностабильного режима работа.


    Рис. 10 Осциллограмма напряжений для моностабильного режима работы.


    Рис 11 Длительность выходного импульса от емкости конденсатара

    8.3.2 Астабильный режим работы

    Рис. 12 Схема включения для астабильного режима работы. Рис. 13 Осциллограмма напряжений для астабильного режима работы.

    9. Применение

    9.1 Информация для применения

    В таймерах серии xx555 используются резистор и конденсатор для формирования времени задержки или рабочей частоты. В данном разделе представлена упрощенная информация для разработки схем.

    9.2 Типичные схемы применения

    9.2.1 Индикатор пропуска импульсов Рис. 16 Схема индикатора пропуска импульсов

    9.2.2 Требования к проектированию

    Входная ошибка (отсутствие импульса) должна быть большой. Небольшой входной сигнал не будет обнаружен, так как времязадающий конденсатор «C» будет разряжен.

    9.2.1.1 Подробное описание проектирования

    Следует подобрать величину R A и C таким образом, чтобы R A × C>[максимальной длительности входного импульса]. R L улучшает V OH , но не является обязательным для совместимости с ТТЛ-логикой.

    9.2.1.2 Диаграмма напряжений Рис. 17 Осциллограмма выполнения синхронизации для индикатора пропуска импульсов

    9.2.2 ШИМ регулятор на 555

    Работа таймера может регулироваться, с помощью изменения внутреннего порога срабатывания и переключения, которое осуществляется подачей внешнего напряжения или тока на вывод CONT. На показана схема для широтно-импульсной модуляции. Непрерывная последовательность входных импульсов запускает моностабильный мультивибратор, а управляющий сигнал модулирует пороговое напряжение. На показана, полученная на выходе широтно-импульсная модуляция. В то врем как синусоидальный модулирующий сигнал может быть любой формы.

    Рис. 18 Схема ШИМ-регулятора на 555

    Номера выводов показаны для корпусов D, JG, P, PS, и PW.

    1. Модулирующий сигнал может быть подключен напрямую или через емкость к выводу CONT. Для подключения напрямую воздействие напряжения и сопротивления источника модуляции на отклонение таймера, должно учитываться.

    9.2.2.1 Требования к проектированию

    На вход синхронизации должны подаваться V OL и V OH больше и меньше 1/3 напряжения питания. Напряжение на входе модулирующего сигнала должно изменяться относительно земли. Подключаемая нагрузка должна быть терпима к нелинейности передаточной функции; связь между модуляцией и шириной импульса не является линейной, поскольку заряд конденсатора в RC-цепочке идет по отрицательной экспоненциальной кривой.

    9.2.2.2 Подробное описание проектирования

    Следует подобрать R A и C таким образом, чтобы R A × C = 1/4 [периода синхронизации]. R L улучшает V OH , но не является обязательным для совместимости с ТТЛ-логикой.

    9.2.2.3 Диаграмма напряжений Рис. 19 Осциллограмма ШИМ-модуляции.

    9.2.3 Фазово-импульсная модуляция

    На показана схема включения 555 для работы в качестве фазово-импульсного регулятора. В этой схеме регулируется пороговое напряжение и, тем самым, время задержки, связанное с несинхронизируемым генератором.На показан сигнал треугольной формы для этой цепи; однако сигнал может быть любой формы.

    Рис. 20 Схема включения для фазово-импульсной модуляции

    9.2.3.1 Требования к проектированию

    Постоянный и переменный ток на входе модулирующего сигнала, будут изменять верхние и нижние пороговые значения напряжения времязадающего конденсатора. Частота и коэффициент заполнения будут измениться в зависимости от модулирующего сигнала.

    9.2.3.2 Подробное описание проектирования

    Номинальная выходная частота и коэффициент заполнения можно вычислить по формуле для астабильного мультивибратора. R L улучшает V OH , но не является обязательным для совместимости с ТТЛ-логикой.

    9.2.3.3 Диаграмма напряжений Рис. 21 Осциллограмма напряжений для фазово-импульсной модуляции

    9.2.4 Последовательный таймер

    Многие устройства, например такие как компьютеры требуют сигналы для инициализации условий во время запуска. Другие, такие как испытательное оборудование требуют активирующих тестовых сигналов в последовательности импульсов. Данная схема может быть подключена, чтобы обеспечить такое последовательное управление. Таймеры могут использоваться в различных комбинациях, как с астабильной так и моностабильной схемой подключения, с модуляцией и без для исключительно гибкого управления формой сигнала. На показана последовательная схема с возможность применения во многих системах, а на показана диаграмма напряжений на выходе.

    Рис. 22 Последовательный таймер на 555

    9.2.4.1 Требования к проектированию

    Последовательный таймер представляет собой цепочку из нескольких, соединенных между собой, таймеров, подключенных по моностабильной схеме. Подключенные компоненты — резисторы 33 кОм и конденсаторы 0.001 мкФ.

    9.2.4.2 Подробное описание проектирования

    Величину времязадающих конденсаторов и резисторов можно рассчитать по формуле: t w = 1.1 × R × C.

    9.2.4.3 Диаграмма напряжений

    Рис. 23 Осциллограммы напряжений на выходах

    Схемы пороговых устройств на микросхеме 555. Применение выхода Output. Устройство с функцией задержки включения

    Таймер NE555 является, пожалуй, самой популярной интегральной микросхемой своего времени. Несмотря на то, что он был разработан более 40 лет назад (в 1972 году) он до сих пор выпускается многими производителями. В этой статье, постараемся подробно осветить вопросы описания и применения таймера NE555.

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

    555 Таймер был разработан американской компанией Signetics в 1972 году и зарегистрирован на мировом рынке. Два года спустя той же компании был разработана микросхема с обозначением 556, которая объединила в себе два отдельных таймера NE555 имеющих только общие выводы по питанию. Еще позже были разработаны микросхемы 557, 558 и 559 с применением до четырех таймеров NE555 в одном корпусе. Но позже они были сняты с производства и почти забыты.

    Интегральная микросхема NE555 разрабатывалась в качестве таймера и содержит в себе комбинацию аналоговых и цифровых элементов в одном кристалле. Выпускается в различном исполнении, начиная от классического DIP корпуса стандартного и SOIC для SMD монтажа и до миниатюрного корпуса версии SSOP или SOT23-5. (Цены на таймер NE555)

    Таймер NE555, кроме стандартного исполнения производиться так же в маломощном CMOS исполнении. Схема электропитания NE555 составляет от 4,5 до 15 вольт (18 вольт максимум), а CMOS вариант использует питание от 3 вольт. Максимальная выходная нагрузка выхода для NE555 200мА, у версии маломощного таймера только 20 мА при 9 вольт.

    Стабильность работы стандартной версии 555 сильно зависит от качества источника питания. Это не так сильно сказывается в простых схемах с применением таймера, однако, в более сложных конструкциях, желательно устанавливать буферный конденсатор по цепи питания емкостью 100 мкф.

    Основные характеристики интегрального таймера NE555

    • Максимальная частота более чем 500 кГц.
    • Длина одного импульса от 1 мсек до часа.
    • Может работать в режиме моностабильного мультвибратора.
    • Высокий выходной ток (до 200 мА)
    • Регулируемая скважность импульса (отношение периода импульса к его длительности).
    • Совместимость с TTL уровнями.
    • Температурная стабильность 0,005% на 1 градус Цельсия.

    Микросхема NE555 в своем составе содержит чуть более 20 транзисторов и 10 резисторов. На следующем рисунке приводится структурная схема таймера от Philips Semiconductors.

    В следующей таблице перечислены основные свойства NE555

    Назначение выводов таймера NE555

    №2 — Запуск (триггер)

    Триггер переключается, если на этом выводе напряжение упадет ниже 1/3 напряжения питания. Данный вывод имеет высокое входное сопротивление, более 2 мОм. В нестабильном режиме используется для контроля напряжения на времязадающем конденсаторе, в бистабильном режиме к нему подключается элемент коммутации, например, кнопка.

    №4 – Сброс

    Если напряжение на этом выводе ниже 0,7 вольт, то происходит сброс внутреннего компаратора. В случае неиспользования, на данный вывод таймера NE555 необходимо подать напряжение питания. Сопротивление вывода составляет около 10 кОм.

    №5 — Контроль

    Может использоваться для регулировки длительности импульсов на выходе путем подачи напряжения 2/3 от напряжения питания. Если это вывод не используется, то его желательно подключить к минусу источника питания через конденсатор 0,01 мкф.

    №6 — Стоп (компаратор)

    Останавливает функционирование таймера, если напряжение на этом выводе будет выше 2/3 напряжения питания. Вывод имеет высокое входное сопротивление, более 10 мОм. Он обычно используется для измерения напряжения на времязадающем конденсаторе.

    №7 — Разряд

    Вывод через внутренний транзистор подключается к «земле», когда внутренний триггер находится в активном состоянии. Вывод (открытый коллектор) используется в основном для разряда времязадающего конденсатора.

    №3 – Выход

    Микросхема NE555 имеет всего один выход с током до 200 мА. Это значительно больше, чем у обычных интегральных микросхем. Вывод способен управлять, например, светодиодами (с токоограничивающим резистором), небольшими лампочками, пьезоэлектрическим преобразователем, динамиком (с конденсатором), электромагнитным реле (с защитным диодом) или даже маломощными двигателями постоянного тока. Если требуется более высокий выходной ток, то можно подключить подходящий транзистор в качестве усилителя.

    Таймер NE555 — схема включения

    Способность вывода 3 таймера NE555 создавать как высокий уровень напряжения, так и низкий (практически 0 вольт) позволяет управлять нагрузкой подключенной как к минусу питания, так и к плюсу. Как пример, подключение светодиодов. Это, конечно, не является обязательным требованием, и нагрузка (светодиод) может быть подключен либо к минусу, либо плюсу питания.

    Если таймер NE555 работает в нестабильном состоянии (режим генератора), то к выходу его можно подключить динамик. Он подключается после разделительного конденсатора (например, 100 мкф) и должен иметь сопротивление не менее 64 Ом из-за ограниченного максимального тока нагрузки выхода таймера. Конденсатор предназначен для отделения постоянной составляющей сигнала и проводит только аудиосигнал.

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

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

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

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

    (скачено: 3 612)

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

    Как работает таймер 555

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

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

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

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

    Моностабильный режим (monostable mode)

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

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

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

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

    Как это работает? Обратите внимание на правую часть схемы. В начальный момент времени вывод 7 подключен к минусу, поэтому ток идет через резистор прямо на него, не доходя до конденсатора внизу схемы. Вывод 3 (out) также подключен к минусу, поэтому ток через светодиод не идет и, соответственно, он не горит. При нажатии на копку, подключенную к выводу 2 (trigger), вывод 7 начинает ни к чему не вести, а вывод 3 подключается к плюсу. В итоге ток идет на светодиод и он зажигается. Кроме того, начинает заряжаться конденсатор внизу схемы. Когда конденсатор достигает 2/3 напряжения питания, таймер видит это через вывод 6 (threshold) и возвращает чип в исходное состояние. В итоге светодиод гаснет, а конденсатор полностью разряжается. Пользователь может преждевременно вернуть чип в исходное состояние, нажав вторую кнопку.

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

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

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

    Автоколебательный режим (astable mode)

    Соответствующая схема:

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

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

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

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

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

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

    Бистабильный режим (bistable mode)

    И, наконец, схема бистабильного режима:

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

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

    Заключение

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

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

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

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

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

    Дополнение: Вас также могут заинтересовать посты

    Микросхема интегрального таймера NE555 — это настоящий прорыв в области электроники. Она была создана в 1972 году сотрудником компании Signetics Гансом Р. Камензиндом. Изобретение не утратило своей актуальности и по сегодняшний день. Позднее устройство стало основой таймеров с удвоенной (IN556N) и счетверенной конфигурацией (IN558N).

    Без сомнения, детище электронщика позволило занять ему свою видную нишу в истории технических изобретений. По уровню продаж данное устройство с момента своего появления превзошло любое другое. На второй год существования микросхема 555 стала самой покупаемой деталью.

    Лидерство сохранялось и во все последующие годы. Микросхема 555, применение которой возрастало с каждым годом, продавалась очень хорошо. К примеру, в 2003 году было реализовано более чем 1 миллиард экземпляров. Конфигурация самого агрегата за это время не изменилась. Она существует свыше 40 лет.

    Появление устройства стало неожиданностью для самого создателя. Камензинд преследовал цель сделать гибкую в использовании ИС, но, что она окажется столь многофункциональной, он не ожидал. Изначально она употреблялась как таймер или же Микросхема 555, применение которой увеличивалось быстрыми темпами, сегодня используется от игрушек для детей до космических кораблей.

    Устройство отличает выносливость, поскольку оно построено на основе биполярной технологии, и для применения его в космосе специально предпринимать ничего не требуется. Только испытательные работы проводятся с особой строгостью. Так, при тесте схемы NE 555 для ряда приложений создаются индивидуальные пробные спецификации. При производстве схем не существует никаких различий, но подходы при выходном контроле заметно разнятся.

    Появление схемы в отечественной электронике

    Первое упоминание об инновации в советской литературе по радиотехнике появилось в 1975 году. Статью об изобретении опубликовали в журнале «Электроника». Микросхема 555, аналог которой был создан советскими электронщиками в конце 80-х годов прошлого столетия, в отечественной радиоэлектронике получила название КР1006ВИ1.

    В производстве эту деталь употребляли при сборке видеомагнитофонов «Электроника ВМ12». Но это был не единственный аналог, так как многие производители во всем мире создавали подобное устройство. Все агрегаты имеют обячный корпус DIP8, а также корпус малых размеров SOIC8.

    Технические характеристики схемы

    Микросхема 555, графическое изображение которой представлено ниже, включает в себя 20 транзисторов. На блок-схеме устройства находятся 3 резистора с сопротивлением 5кОм. Отсюда и название прибора «555».

    Основными техническими характеристиками изделия являются:

    • напряжение питания 4,5-18В;
    • максимальный показатель тока на выходе 200 мА;
    • потребляемая энергия составляет до 206 мА.

    Если его рассмотреть на выход, то это цифровое устройство. Он может находиться в двух положениях — низком (0В) и высоком (от 4,5 до 15 В). В зависимости от блока питания может показатель достигать и 18 В.

    Для чего нужно устройство?

    NE 555 микросхема — унифицированное устройство с широким спектром применения. Его часто используют при сборке различных схем, и это только придает изделию популярность. Соответственно, повышается уровень спроса потребителя. Такая известность вызвала падение цены на таймер, что радует многих мастеров.

    Внутреннее строение таймера 555


    Что же заставляет это устройство функционировать? Каждый из выводов агрегата подсоединен к цепи, содержащей 20 транзисторов, 2 диода и 15 резисторов.

    Удвоенный формат модели

    Следует отметить, что NE 555 (микросхема) выпускается в удвоенном формате под названием 556. Она содержит два свободных IC.

    Таймер 555 оснащен 8 контактами, тогда как модель 556 содержит 14 контактов.

    Режимы работы устройства

    Микросхема 555 обладает тремя режимами работы:

    1. Моностабильный режим микросхемы 555. Он работает как одноразовый односторонний. Во время функционирования выбрасывается импульс заданной длины как ответ на вход триггера при нажимании кнопки. Выход пребывает в низком напряжении до включения триггера. Отсюда он и получил название ждущий (моностабильный). Такой принцип функционирования сохраняет устройство в бездействии до включения. Режим обеспечивает включение таймеров, переключателей, сенсорных переключателей, делителей частоты и др.
    2. Нестабильный режим является автономной функцией устройства. Он позволяет схеме пребывать в генераторном режиме. Напряжение в выходе изменчиво: то низкое, то высокое. Эта схема применима при надобности задавания устройству толчков прерывистого характера (при недолговременном включении и выключении агрегата). Режим используется при включении ламп на светодиодах, функционирует в логической схеме часов и др.
    3. Бистабильный режим, или же триггер Шмидта. Понятно, что он работает по системе триггера при отсутствии конденсатора и обладает двумя устойчивыми состояниями, высоким и низким. Низкий показатель триггера переходит в высокий. При сбрасывании низкого напряжения система устремляется к низкому состоянию. Эта схема применима в сфере железнодорожного строительства.

    Выводы таймера 555

    Генератор микросхема 555 включает восемь выводов:

    1. Вывод 1 (земля). Он подсоединен к минусовой стороне питания (общий провод схемы).
    2. Вывод 2 (триггер). Он подает высокое напряжение на время (все зависит от и конденсатора). Эта конфигурация и является моностабильной. Вывод 2 контролирует вывод 6. Если напряжение в обоих низкое, то на выходе оно будет высоким. В противном случае, при высоком напряжении в выводе 6 и низком в выводе 2, выход на таймере будет низким.
    3. Вывод 3 (выход). Выходы 3 и 7 располагаются в фазе. Подавая высокое напряжение с показателем примерно 2 В и низкое с 0,5 В будет получаться до 200 мА.
    4. Вывод 4 (сброс). Подача напряжения на этот выход низка, несмотря на режим работы таймера 555. Во избежание случайных сбросов, следует производить подключение этого выхода к плюсовой стороне при использовании.
    5. Вывод 5 (контроль). Он открывает доступ к Это вывод в российской электронике не применяется, но при его подключении можно достичь широких возможностей управления устройством 555.
    6. Вывод 6 (остановка). Входит в компаратор 1. Он противоположен выводу 2, применим для остановки устройства. При этом получается низкое напряжение. Это вывод может принимать синусоидальные и прямоугольные импульсы.
    7. Вывод 7 (разряд). Он подсоединяется к транзисторному коллектору Т6, а эмиттер последнего заземлен. При открытом транзисторе конденсатор разряжается до его закрытия.
    8. Вывод 8 (плюсовая сторона питания), которая составляет от 4,5 до 18 В.

    Применение выхода Output

    Выход 3 (Output) может пребывать в двух состояниях:

    1. Осуществляется подключение цифрового выхода прямо к входу другого драйвера на цифровой основе. Цифровой выход может осуществлять управление другими устройствами при посредстве нескольких дополнительных составляющих (напряжение источника питания равно 0 В).
    2. Показатель напряжения во втором состоянии высок (Vcc на источнике питания).

    Возможности агрегата

    1. При понижении напряжения в Output ток направляется через устройство и осуществляет его подключение. Это и есть понижение, так как ток производится из Vcc и проходит сквозь агрегат до 0 В.
    2. При возрастании Output ток, проходя через прибор, обеспечивает его включение. Этот процесс можно назвать источником текущих. Электроэнергия в этом случае производится от таймера и идет через прибор до 0 В.

    Возрастание и понижение могут функционировать вместе. Таким образом достигается поочередное включение и выключение прибора. Такой принцип применим при функционировании ламп на светодиодах, реле, двигателей, электромагнитов. К минусам такого свойства можно отнести то, что прибор надо подключать к Output разными способами, так как выход 3 может выступать как в роли потребителя, так и в роли источника тока до 200 мА. Используемый блок питания дожжен подать достаточный ток для обоих устройств и таймера 555.

    Микросхема LM555

    Микросхема 555 Даташит (LM555) обладает широкими функциональными возможностями.

    Она используется от генераторов прямоугольных импульсов с изменяемым показателем скважности и реле и задержкой срабатывания до сложных конфигураций ШИМ генераторов. Микросхема 555 цоколевка и внутреннее строение отражены на рисунке.

    Уровень точности приспособления равен 1% от расчетного показателя, что является оптимальным. На такой агрегат, как NE 555 микросхема даташит, не воздействуют температурные условия окружающей среды.

    Аналоги микросхемы NE555

    Микросхема 555, аналог которой в России был назван КР1006ВИ1, представляет интегральное устройство.

    Среди рабочих блоков следует выделить RS-триггер (DD1), компараторы (DA1 и DA2), на выходе, основанный на двухтактной системе и дополняющий транзистор VT3. Назначение последнего заключается в сбросе задающего время конденсатора при использовании агрегата в роли генератора. Сбрасывание триггера происходит при подаче логической единицы (Юпит/2…Юпит) на входы R.

    В случае сброса триггера на выходе устройства (вывод 3) будет наблюдаться низкий показатель напряжения (транзистор VT2 открыт).

    Уникальность схемы 555

    При функциональной схеме устройства очень трудно понять, в чем же заключается ее необычность. Оригинальность устройства состоит в том, что оно обладает особым управлением триггера, а именно формирует управляющие сигналы. Их создание происходит на компараторах DA1 и DA2 (на один из входов, на который подано опорное напряжение). Для формирования управляющих сигналов на входах триггера (выходах компараторов) следует получить сигналы с высоким напряжением.

    Как произвести запуск устройства?

    Чтобы запустить таймер, на выход 2 надо подать напряжение с показателем от 0 до 1/3 Юпит. Этот сигнал способствует срабатыванию триггера, и при выходе создается сигнал с высоким напряжением. Сигнал выше предельного показателя не вызовет каких-либо изменений в схеме, так как опорное напряжение для компаратора равно DA2 и составляет 1/3 Юпит.

    Остановить таймер можно при сбрасывании триггера. С этой целью напряжение на выходе 6 должно превышать показатель 2/3 Юпит (опорное напряжение для компаратора DA1 составляет 2/3 Юпит). При сбросе установится сигнал с низким напряжением и разряд конденсатора, задающего время.

    Регулировать опорное напряжение можно посредством подключения дополнительного сопротивления или источника питания к выводу агрегата.

    В последнее время среди владельцев автомобилей стало модным сматывать на спидометре пройденный машиной километраж.

    Многие интересуются, подмотка спидометра на 555 микросхеме выполнима ли самостоятельно?

    Эта процедура не представляет особой трудности. Для его изготовления используется микросхема 555, которая может функционировать в качестве Отдельные составляющие схемы можно брать с показателями, отклоняющимися на 10-15 % от расчетных значений.

    Тебе не нужен контроллер, говорили они. Делай все на таймерах NE555, говорили они. Ну я и сделал — похоже, только чтобы убедиться, что получается конструкция, потрясающая по своему сокрушительному воздействию на мою неокрепшую психику.

    Обзор, если этот текст можно так назвать, будет не слишком длинным. Поскольку в нем лишь констатация моего полного и безоговорочного провала в сборке элементарных схем и демонстрация того, что по крайней мере шесть из двадцати чипов вполне себе работоспособны.

    Еще обратите внимание: похоже, магазин недавно изменил правила, поскольку теперь у них минимальный заказ с бесплатной доставкой — от $6, а если меньше, то за доставку возьмут $1,5. Когда я покупал, то списали только стоимость покупки, то есть $0,59, и все.

    В двух блистерах ровно двадцать штук. С одной стороны каждый блистер замотан скотчем, с другой закрыт резиновой пробкой:

    Вообще, изначально таймеры я покупал, чтобы сделать простенький генератор для поиска короткого замыкания в проводке — знакомые заинтересовались. Суть прибора, если я правильно понял, в том, что цепь до КЗ представляет собой антенну, сигнал от которой можно послушать с обычным СВ/ДВ приемником.

    Где писк прекратился — примерно там и замыкание. Вот так это выглядит на практике у товарища, по стопам которого я и планировал идти:

    Но потом знакомые с потребностью решили, что им все не так уж и нужно. Или еще что-то решили, а я настаивать не стал. И огорчаться тоже: вы же видели, сколько стоят таймеры (чуть больше половины доллара за 20 штук) — какое огорчение?

    Обычные DIP8:

    Поэтому решил поразвлекаться другим способом и посмотрел, что вообще делают из NE555. А делают, как выяснилось, массу всего. Всяческие сигнализации, индикаторы напряжения, указатели пропущенных импульсов. В общем, я впечатлился.

    Ну а так как все описывают примерно одно и то же, то вот вам пара ссылок РадиоКота: и . Схемы — во второй.

    Предполагается, что популярность NE555 объясняется тем, что это проверенная годами (точнее — уже 45 годами) конструкция, которая обескураживающе просто конфигурируется и довольно точно соблюдает характеристики вне зависимости от питающего напряжения, которое может быть в диапазоне от 4,5В до 16В у обычной версии (но есть варианты). То есть, напряжение гуляет, а частота — скорее стабильна, чем нет.

    Фактически, чтобы таймер заработал, нужна пара деталей и любой подходящий источник питания — очень привлекательно, чтобы сделать какую-нибудь фиговину без особых хлопот.

    Как по мне, так с микроконтроллером хлопот еще меньше, но в комментариях к рассказу про «Пищаль» я получил и потерял покой. Понял, что должен попробовать хотя бы для того, чтобы успокоиться.

    Итак, идея была проста — таймер кормления котов. Которые, потеряв всякий стыд, стали требовать еду чуть ли не каждые полчаса, а съедая по три сухаря, довольные расходились. По мнению ветеринара это не очень полезно (а по нашему — еще и чрезвычайно хлопотно), поэтому необходимо было вернуть им режим питания на место. Ну как на место: кормить хотя бы не чаще, чем раз в пять-шесть часов.

    Следить по часам, конечно, не сложно. Однако, во-первых, ситуацию осложняет тот факт, что если днем кормление по часам еще более-менее проходит, то ночью — уже не совсем, поскольку у одного кота, скажем так, сложный характер. Именно — он идет и скребет когтями по батарее, и даже если бы я решил не обращать внимания на данный сомнительного качества музыкальный эксперимент, соседей жалко.

    То есть, ночью надо вставать и снова засекать время, а в полубессознательном состоянии это немного затруднительно.

    Во-вторых, не все коты такие скандальные, поэтому некоторые просто не приходят вместе с тем вот возмутителем спокойствия. И получается, что интервалы у всех разные, а по справедливости неплохо было бы покормить через установленное время и тех, кто пропустил внеочередной прием пищи.

    Поэтому я придумал сделать кучку независимых таймеров на фиксированное время — по одному на кота. И чтобы вот так: пришел кот, выдаешь ему еду, нажимаешь на кнопку, загорелась лампочка. Как лампочка погасла, кота снова можно покормить.

    Как несложно догадаться, это один из основных вариантов работы таймера. Называть его можно по-разному: можно калькой из — моностабильный, можно — одновибратором, можно — ждущим мультивибратором.

    Суть от этого не меняется: от NE555 требуется, по сути, выдать только один импульс требуемой продолжительности.

    Поэтому за основу я взял схему таймера из :

    Но немного упростил ее, избавившись от подстроечного резистора (поскольку у меня фиксированный интервал) и второго светодиода — за ненадобностью. Заодно поменял номиналы времязадающей цепочки, сверившись все с той же документацией, которая сообщает, что для расчета примерной длительности импульса следует воспользоваться формулой y t = 1.1RC.

    Поиграв с шрифтами номиналами деталек, имеющихся в бутике Чип-и-Дип установил, что для устраивающего всех пятичасового интервала вполне подойдут конденсатор емкостью 3300 мкФ и резистор 5,1 МОм:

    T = 1,1*0,0033*5100000 = 18513 сек = 5,14 час.

    Реальность, однако оказалась немного не совпадающей с теорией. Собранный по этой схеме и с этими номиналами таймер и после пяти часов продолжал работать. Терпения дождаться окончания его работы у меня не хватило, поэтому я предположил, что NE555 не очень хорошо работает с большими номиналами.

    Беглое гугление показало, что таки да — это возможно, однако проблем не должно было быть (теоретически) при сопротивлении вплоть до 20 МОм при напряжении питания 15 В. Поэтому я продолжил эксперименты и выяснил, что в моем случае формула получается примерно такая:

    И оказался очень себе признателен, что купил не только 5,1 МОм, но и на всякий случай ближайшие номиналы — 4,7 МОм и 3,9 МОм. Последний по счастью как раз и подошел для необходимого интервала.

    С этими номиналами (3300 мкФ и 3,9 МОм) я и собрал блок таймеров с лампочками и кнопочками. Все соединил общей линией питания, больше у них точек соприкосновения нет (ну, по крайней мере, старался, чтобы не было). А так как собирал внавес, то на каждом шаге проверял себя мультиметром и был почти спокоен, когда запускал первый из таймеров.

    Получилось вот так (я предупреждал в самом начале):

    Включился он как и положено, поэтому я распаял оставшиеся кнопочки и лампочки, включил. Понажимал на кнопочки. Светодиоды включились точно так, как и должны были: нажимаешь кнопку — включился, и так все.

    И тут я совершил большую ошибку. Не сделал еще несколько тестовых запусков, а просто огорчился, что не очень хорошо припаял провода к кнопкам, и решил их перепаять. Поэтому я пока не знаю, что именно случилось: то ли изначально сделал что-то не так, то ли что-то успел испортить в момент перепайки проводов.

    Но вышло смешно. При повторном включении (с перепаянными проводами) сразу же загорелись три светодиода. А нажатие на кнопки выявило полный хаос: нажимаешь на одну кнопку — загорается ее светодиод (т.е., по идее, включается таймер), нажимаешь другую — первый светодиод гаснет, загорается второй. И так далее.

    Опытным путем выяснил, что существует некоторая комбинация нажатий кнопок, при которой зажигаются все светодиоды. Но пока руки не доходят проверить схему на предмет коротких замыканий там, где их не должно быть.

    Бонус-трек — играем в сапера:

    Подводя итог хочу сказать, что с таймерами развлекся. На практике проверил, что покупать их в Китае можно — приходят рабочие.

    И хотя кототаймер сделать не смог, бонусом получил головоломку «Зажги все лампочки». И заодно понимание того, что NE555 — явно не для меня. И вот почему:

    Минимальное напряжение питания 4,5В
    — большой потребляемый ток

    Разумеется, эти недостатки можно побороть заказом CMOS-версии чипа, которая гораздо более экономична и работает, начиная с 1,5В. Но обычные стоят $0,59 за двадцать штук, а CMOS — уже около $10. То есть примерно вдвое дороже контроллера, а если применять в конструкции два и более таймеров, то выгода вообще пропадает.

    Так что всем спасибо, я возвращаюсь к ATmega328p, на котором, очевидно, и буду делать таймер кормления.

    Ps. А теперь можно я тоже напишу про экранчик от ITEAD Studio? Меня, между прочим, совесть мучает, поскольку, с одной стороны, здесь уже этих экранов было выше крыши, а с другой — надо же выполнять обещание.

    Планирую купить +19 Добавить в избранное Обзор понравился +38 +67

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

    Таймер NE555

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

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

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

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

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

    Функциональная схема и описание прибора

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

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

    Выводы схемы расположены одинаково, независимо от исполнения микросхемы

    Описание выводов схемы

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

    1. Земля –

    Минусовой общий вывод питания

    Плюсовой вывод питания – 8

    1. Запуск

    Вход компаратора №2 (нижнего).

    Сигнал низкого уровня – аналоговый или импульсный.

    Таймер срабатывает на сигнал (аналоговый или импульсный) низкого уровня (порог – 1/3 Vпит)

    На 3 выводе появляется выходной сигнал высокого уровня

    1. Выход

    Выходной сигнал (высокий уровень) зависит от питания: Vпит – 1,7 В

    Низкий уровень (нет сигнала) – примерно 0,25 В

    Временная характеристика выходного сигнала определяется внешней времязадающей цепочкой, состоящей из резистора (или резисторов) и емкости.

    1. Сброс

    Срабатывает по сигналу низкого уровня (≤ 0,7 В)

    Немедленный сброс выходного сигнала

    Входной сигнал не зависит от напряжения питания

    1. Контроль

    Управление опорным напряжением компаратора №1

    Величина напряжения управляет длительностью выходных импульсов (одновибратор) или их частотой (мультивибратор).

    1. Останов

    Сбрасывающий сигнал высокого уровня – аналоговый или импульсный

    1. Разряд

    Цепь разряда времязадающего конденсатора С

    1. Питание +

    Плюсовой провод питания

    Vпит = от 4,5 В до 18 В

    Минусовой – 1

    Применение: варианты подключения NE555 (или NE555 аналогов)

    Одновибратор

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

    Генератор импульсов (мультивибратор)

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

    Разряженный в начале конденсатор С задает на вход низкий уровень, отчего таймер срабатывает, выдавая на выход высокий потенциал. Его длительность определяется зарядкой конденсатора C через резисторы R1 и R2. Далее происходит разрядка C через R2 и вход 7, что и определяет длительность паузы на таймере. После этого все повторяется, и на выходе получаются импульсы заданной напряжением питания амплитуды и длительностями t 1 и t 2 , то есть частотой f

    и скважностью S = T/t 1 . Скважность в данном простейшем подключении более 2 быть не может, так как время импульса t 1 всегда > времени паузы t 2 .

    Микросхема 555: приложение

    Интегрированный таймер

    NE555 — настоящий прорыв в области электроники. Он был создан в 1972 году сотрудником компании Signetics Хансом Р. Камензинд. Изобретение не утратило актуальности и по сей день. Позже устройство стало основой таймеров с дублированной (IN556N) и счетверенной конфигурацией (IN558N).

    Вне всяких сомнений, детище электронщика позволило занять выдающуюся нишу в истории технических изобретений.По объему продаж это устройство превзошло все остальные с момента своего появления. На второй год существования микросхема 555 стала самой покупаемой деталью.

    Лидерство сохранялось во все последующие годы. Микросхема 555, использование которой росло с каждым годом, продавалась очень хорошо. Например, в 2003 году было продано более 1 миллиарда экземпляров. Сама конфигурация агрегата за это время не изменилась. Он существует более 40 лет.

    Внешний вид устройства стал неожиданностью для самого создателя.Камензинд преследовал цель сделать его гибким в использовании IP, но он не ожидал, что он окажется настолько многофункциональным. Изначально он использовался как таймер или генератор импульсов. Микросхема 555, применение которой быстро растет, теперь используется от детских игрушек до космических кораблей.

    Устройство отличается выносливостью, поскольку построено на основе биполярной технологии, и ничего не требуется для его применения конкретно в космосе. Только тестовые работы проводятся с особой тщательностью.Итак, с тестовой схемой NE 555 для ряда приложений создаются индивидуальные тестовые спецификации. При изготовлении схем отличий нет, но подходы существенно различаются с выходным контролем.

    Появление схемы в отечественной электронике

    Первые упоминания о нововведении в советской радиотехнической литературе появились в 1975 году. Статья об изобретении была опубликована в журнале «Электроника». Микросхема 555, аналог которой был создан советскими электронщиками в конце 80-х годов прошлого века, в отечественной радиоэлектронике получила название КР1006ВИ1.

    В производстве эта деталь использовалась при сборке видеомагнитофона «Электроника ВМ12». Но это был не единственный аналог, ведь такое устройство создали многие производители по всему миру. Все агрегаты имеют прочный корпус DIP8, а также небольшой корпус SOIC8.

    Технические характеристики схемы

    Микросхема 555, графическое изображение которой представлено ниже, включает 20 транзисторов. На структурной схеме устройства 3 резистора сопротивлением 5 кОм. Отсюда и название устройства «555».

    Основные технические характеристики изделия:

    • напряжение питания 4,5-18В;
    • максимальный выходной ток 200 мА;
    • Потребляемая энергия до 206 мА.

    Если считать на выход, то это цифровое устройство. Он может быть в двух положениях — низком (0 В) и высоком (от 4,5 до 15 В). В зависимости от блока питания показатель может достигать 18 В.

    Зачем мне прибор?

    NE 555 IC — это унифицированное устройство с широким спектром применения.Его часто используют при сборке различных схем, и это только придает изделию популярность. Соответственно увеличивается уровень потребительского спроса. Такая слава стала причиной падения цены таймера, что радует многих мастеров.

    Внутренняя структура таймера 555


    Что заставляет это устройство работать? Каждый из выводов блока подключен к цепи, содержащей 20 транзисторов, 2 диода и 15 резисторов.

    Двойной формат модели

    Следует отметить, что NE 555 (микрочип) доступен в двойном формате под названием 556.Он содержит две свободные ИС.

    Таймер 555 имеет 8 контактов, а 556 — 14 контактов.

    Режимы работы устройства

    Микросхема 555 имеет три режима работы:

    1. Микросхема 555 моностабильный режим. Работает как разово в одну сторону. Во время работы при нажатии кнопки в ответ на входной сигнал триггера излучается импульс заданной длины. Перед срабатыванием на выходе будет низкое напряжение. Отсюда он получил название ждущий (моностабильный). Такой принцип работы удерживает устройство в неактивном состоянии до тех пор, пока оно не будет включено.Этот режим включает таймеры, переключатели, сенсорные переключатели, делители частоты и т. Д.
    2. Нестабильный режим является отдельной функцией устройства. Это позволяет схеме оставаться в генераторном режиме. Напряжение на выходе может меняться: высокое или низкое. Данная схема применима, когда необходимо задать в устройстве импульсы прерывистого характера (при кратковременном включении и выключении устройства). Режим используется при включении ламп со светодиодами, функционировании в логической схеме часов и т. Д.
    3. Бистабильный режим или триггер Шмидта. Понятно, что он работает по триггерной системе в отсутствие конденсатора и имеет два стабильных состояния: высокое и низкое. Низкий триггер переходит в высокий. При падении низкого напряжения система переходит в низкое состояние. Эта схема применима в сфере железнодорожного строительства.

    Выводы таймера 555

    Чип-генератор 555 включает восемь выводов:

    1. Вывод 1 (земля). Он подключается к отрицательной стороне источника питания (общий провод схемы).
    2. Вывод 2 (триггер). Он подает какое-то время высокое напряжение (все зависит от мощности резистора и конденсатора). Эта конфигурация является моностабильной. Контакт 2 управляет контактом 6. Если напряжение на обоих низкое, выход будет высоким. В противном случае при высоком напряжении на выводе 6 и низком уровне на выводе 2 на выходе таймера будет низкий уровень.
    3. Вывод 3 (вывод). Выходы 3 и 7 расположены синфазно. При приложении высокого напряжения приблизительно 2 В и низкого напряжения 0,5 В будет получено до 200 мА.
    4. Вывод 4 (сброс). Напряжение питания на этом выходе низкое, несмотря на режим таймера 555. Во избежание случайных падений этот выход следует подключать к положительной стороне во время использования.
    5. Заключение 5 (контроль). Он обеспечивает доступ к напряжению компаратора. Этот вывод не применяется в российской электронике, но, подключив его, можно добиться широких возможностей управления устройством 555.
    6. Вывод 6 (стоп). Включен в компаратор 1. Он противоположен контакту 2, используемому для остановки устройства.Это приводит к низкому напряжению. Этот выход может принимать синусоидальные и прямоугольные импульсы.
    7. Вывод 7 (выписка). Он подключен к коллектору транзистора Т6, а эмиттер последнего заземлен. Когда транзистор открыт, конденсатор разряжается, пока не закроется.
    8. Вывод 8 (плюсовое питание), которое составляет от 4,5 до 18 В.

    Выход приложения Выход

    Выход 3 (Выход) может находиться в двух состояниях:

    1. Подключение цифрового выхода напрямую ко входу другого драйвера на цифровая основа.Цифровой выход может управлять другими устройствами через несколько дополнительных компонентов (напряжение питания 0 В).
    2. Напряжение во втором состоянии высокое (Vcc на источнике питания).

    Емкость устройства

    1. Когда напряжение на выходе уменьшается, ток направляется через устройство и подключает его. Это уменьшение, так как ток вырабатывается из Vcc и проходит через блок до 0 В.
    2. При увеличении Выходной ток, проходя через устройство, обеспечивает его включение.Этот процесс можно назвать источником тока. В этом случае электричество вырабатывается таймером и проходит через устройство до 0 В.

    Увеличение и уменьшение могут работать вместе. Таким образом достигается попеременное включение и выключение устройства. Этот принцип касается работы ламп со светодиодами, реле, моторами, электромагнитами. К недостаткам этого свойства можно отнести то, что устройство должно подключаться к выходу по-разному, так как выход 3 может выступать и как потребитель, и как источник тока до 200 мА.Используемый источник питания должен иметь достаточный ток для обоих устройств и таймера 555.

    Микросхема LM555

    Спецификация микросхемы 555 (LM555) имеет широкие функциональные возможности.

    Применяется от прямоугольных генераторов импульсов с переменным соотношением скважности и реле и задержкой срабатывания до сложных конфигураций генераторов ШИМ. Распиновка микросхемы 555 и внутреннее устройство показаны на рисунке.

    Уровень точности прибора равен 1% от расчетного показателя, что является оптимальным.На такой блок, как микросхема даташита NE 555, не влияют температурные условия окружающей среды.

    Аналоги микросхемы NE555

    Микросхема 555, аналог которой в России получил название КР1006ВИ1, представляет собой интегрированное устройство.

    Среди рабочих блоков следует выделить RS-триггер (DD1), компараторы (DA1 и DA2), выходной каскад усилителя на основе двухтактной системы и комплементарный транзистор VT3. Назначение последнего — сбросить конденсатор установки времени при использовании блока в качестве генератора.Сброс триггера происходит, когда логическая единица (Jup / 2 … Jup) применяется к входам R.

    При сбросе триггера на выходе устройства (вывод 3) будет наблюдаться низкое напряжение (транзистор VT2 открыт).

    Уникальность схемы 555

    При функциональной схеме устройства очень сложно понять, в чем его необычность. Оригинальность устройства заключается в том, что оно имеет специальное триггерное управление, а именно формирует управляющие сигналы.Их создание происходит на компараторе DA1 и DA2 (на один из входов, на который подается опорное напряжение). Для формирования управляющих сигналов на входах триггеров (выходах компараторов) должны быть получены сигналы высокого напряжения.

    Как запустить устройство?

    Для запуска таймера на выходе 2 должно быть подано напряжение с индексом от 0 до 1/3 Юп. Этот сигнал помогает запустить триггер, и на выходе создается сигнал высокого напряжения. Сигнал выше предельного значения не вызовет никаких изменений в схеме, так как опорное напряжение для компаратора DA2 составляет 1/3 Юпитера.

    Вы можете остановить таймер при отпускании спускового крючка. Для этого напряжение на выходе 6 должно превышать 2/3 Джуп (опорное напряжение для компаратора DA1 составляет 2/3 Джуп). При сбросе устанавливается низковольтный сигнал и разряд конденсатора установки времени.

    Опорное напряжение можно отрегулировать, подключив к выходу блока дополнительное сопротивление или источник питания.

    Спидометр 555 Микросхема

    В последнее время у автовладельцев стало модно наматывать пройденный километраж по спидометру.

    Многих интересует, накрутить спидометр на микросхеме 555 возможно самостоятельно?

    Эта процедура не представляет особой сложности. Для его изготовления используется микросхема 555, которая может выполнять функцию счетчика импульсов. Отдельные компоненты схемы можно брать с показателями, отклоняющимися на 10-15% от расчетных значений.

    Номинальное значение u блока питания не 555. Описание таймера NE555

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

    Микросхема существует с 1971 года, когда Signetics Corporation выпустила микросхему SE555 / NE555 под названием «Интегрированный таймер»,

    Сразу после поступления в продажу микрочип приобрел бешеную популярность как среди любителей, так и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем с использованием этого устройства.
    За последние 39 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников считал своим долгом выпустить собственную версию этого чипа.

    Но при этом отличий по функционалу и расположению выводов нет.Все они являются полными аналогами оригинальной Signetics Corporation. Новые типы схемотехнических решений существуют и по сей день!?!?!

    Эта микросхема до сих пор меня часто удивляет, так как при изменении подключения одного элемента в схеме схема приобретает новый функционал.

    В статье простые схемы, примеры практического применения микросхемы

    .

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


    — — — — — — — — — — — — — — — — — —

    Простой таймер .


    • Схема простого таймера NE555, видеообзор от пользователя jakson .
    • Практическое применение таймера в статье Простой таймер для включения прибора на ~ 220В.

    — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

    Схема таймера NE555, для получения более точных интервалов .


    — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

    Простой ШИМ


    — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

    Сумеречный выключатель .


    • Практическое применение в статье Переключатель сумеречного освещения.

    — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

    Однокнопочное управление устройством .


    • Вариант такой схемы — в.

    — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

    Схема аналогичная управление одной кнопкой на микросхеме CD4013 (аналог 561ТМ2)



    — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

    Датчик влажности (индикатор).


    — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

    Регулятор уровня воды.



    Два датчика уровня жидкости могут использоваться для контроля количества воды в баке. Один датчик сообщает о небольшом количестве воды в баке, а второй показывает, что бак полон. При небольшой доработке схемы выходные сигналы схемы можно подключать к более серьезным нагрузкам :).

    — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

    Датчик включения / выключения.


    — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

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

    Одна аппликация, встроена в входную дверь в районе замочной скважины.


    Подсветка включается нажатием кнопки на ручке двери — в результате не возникнет проблем с открытием замка при отсутствии естественного или искусственного освещения.

    — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

    Кодовый замок на таймере NE555.

    Подобной разработки кодового замка на таймере NE555 я не встречал, поэтому данная разработка посвящается всем любителям этой замечательной микросхемы.
    Схема на микросхеме NE555 в виде кодового замка на двери или сейфа легко реализовать на этом таймере.
    Я также знаю, что 555 нормально работает при низких температурах (если предполагается использование на улице) и более широком диапазоне питающих напряжений до 16В. Надежность чипа не вызывает сомнений.

    И так я привожу пример схемы, цифровой код в которой будет состоять из 4 цифр (технически схема может быть реализована на одной кнопке, но это будет слишком банально, думаю, что 4 цифры для начала в самый раз , вы можете увеличивать количество цифр в коде этой схемы до бесконечности (равными частями в блоках, обведенных U2 на схеме).
    На схеме выше все 4 таймера работают по одной схеме, есть небольшие отличия в таймерах U1, U4. Схемы U2 и U3 повторяются один в один.
    Каждый таймер в этой схеме может быть настроен на свое время работы, в это время задействована временная цепочка R1, R2, C1.
    А также секретность кода можно повысить, подключив доп. переключающие диоды. (для примера включил один диод D1, больше рисовать не стал, так как думаю, что тогда схема будет восприниматься очень сложно).
    Основным отличием данной схемы на таймерах 555 от подобных схем является наличие настройки времени работы каждого таймера, при простоте этой схемы вероятность выбора кода посторонним будет очень мала.


    Схема работы;
    — Нажимаем кнопку нуля, запускается таймер U1, время его работы выставлено на удержание логической единицы (вывод 3) 30 секунд, далее можно нажать кнопку 1.
    — Нажать кнопку 1 таймера U2, время его работы установлен на 2 секунды, за это время нужно нажать кнопку 2 (в противном случае удерживая U2, логическая единица (вывод 3) сбрасывается и нажатием kn.2 смысла не будет)
    — Нажимаем кнопку 2, таймер U3 настроен на удержание логической единицы (вывод 3) 25 секунд, после этого можно нажать кнопку 3, но ………. посмотрите на переключающий диод D1, из-за него кнопку 3 нет смысла быстро нажимать, пока не закончится 30-секундное время работы таймера U1,
    — После нажатия кнопки 3 таймер U4 выдает логическую единицу (U4 вывод 3) к приводу.
    Осталось добавить, что в текущем устройстве цифровой код будет располагаться не в порядке чисел, а случайным образом,
    и любое нажатие других кнопок сбрасывает таймеры на 0.
    Ну в общем, пока все, все варианты использования здесь описать нельзя, я вижу, что не все, что я упомянул в описании … … в общем, если есть идея, его техническая реализация всегда будет найдена.
    Все настройки, время работы микросхем U1 …….. U4 являются тестовыми и описаны здесь в качестве примера. 🙂
    (в системах безопасности для непрошенных гостей самое сложное — это индивидуальные решения, проверенные временем)
    Вкладываю архив со схемой в протей, в нем визуально можно оценить работу схемы.

    — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

    Назначение восьми ножек микросхемы.

    1. Земля.

    Выход, который подключается к отрицательному полюсу питания и к общему проводу цепи.
    2. Запуск.
    Входной компаратор № 2. Когда на этот вход подается импульс низкого уровня (не более 1/3 Vpit), запускается таймер и на выходе устанавливается напряжение высокого уровня на время, которое определяется внешнее сопротивление R (Ra + Rb,) и конденсатор C — это так называемый режим моностабильного мультивибратора.Входной импульс может быть прямоугольным или синусоидальным. Главное, чтобы он был короче по длительности, чем время заряда конденсатора С. Если, однако, входной импульс по длительности все же превышает это время, то выход микросхемы будет оставаться на высоком уровне до тех пор, пока не будет достигнут высокий уровень. снова установил на входе. Ток, потребляемый вводом, не превышает 500 нА.


    3. Выход.

    Выходное напряжение изменяется вместе с напряжением питания и равно Vpit-1.7В (высокий уровень на выходе). На низком уровне выходное напряжение составляет примерно 0,25 В (при напряжении питания + 5 В). Переключение между низким и высоким состояниями происходит примерно за 100 нс.
    4. Сброс.
    Когда на этот выход подается напряжение низкого уровня (не более 0,7 В), выход сбрасывается в состояние низкого уровня, независимо от режима, в котором таймер находится в данный момент, и от того, что он делает. Сброс, понимаете, сбрасывается. Входное напряжение не зависит от величины питающего напряжения — это TTL-совместимый вход.Во избежание случайных разрядов рекомендуется подключать этот выход к плюсу питания, пока он не нужен.
    5. Контроль.
    Этот вывод позволяет получить доступ к опорному напряжению компаратора № 1, которое составляет 2 / 3Vpit. Обычно этот вывод не используется. Однако его использование может значительно расширить возможности управления таймером. Дело в том, что подавая напряжение на этот выход, можно контролировать длительность выходных импульсов таймера и тем самым забивать RC цепочку ГРМ.Приложенное к этому входу напряжение в режиме моностабильного мультивибратора может составлять от 45% до 90% напряжения питания. А в режиме мультивибратора от 1,7в до напряжения питания. В этом случае мы получаем на выходе модулированный сигнал FM (FM). Если этот вывод все же не используется, то рекомендуется подключить его к общему проводу через конденсатор 0,01 мкФ (10 нФ), чтобы снизить уровень помех и любых других неприятностей.
    6. Остановить.
    Этот вывод является одним из входов компаратора No.1. Он используется как своего рода противоположность контакту 2. То есть используется для остановки таймера и перевода выхода в низкое состояние. Когда подается импульс высокого уровня (не менее 2/3 напряжения питания), таймер останавливается, и выход сбрасывается на низкий уровень. Как и на вывод 2, на этот вывод можно подавать как прямоугольные импульсы, так и синусоидальные импульсы.
    7. Разряд.
    Этот вывод подключен к коллектору транзистора Т6, эмиттер которого соединен с землей. Таким образом, при открытом транзисторе конденсатор C разряжается через переход коллектор-эмиттер и остается в разряженном состоянии до закрытия транзистора.Транзистор открыт, когда на выходе микросхемы низкий уровень и закрыт, когда выход активен, то есть находится на высоком уровне. Этот вывод также можно использовать как вспомогательный выход. Его грузоподъемность примерно такая же, как у обычного выхода таймера.

    8. Плюс мощность.

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

    Параметры программы и расчет NE555.rar 1,3Мб.

    Работа схемы таймера NE555 в протеусе.



    Эта статья о микросхеме, которая пользуется популярностью более 30 лет и имеет множество клонов. Встречайте таймер NE555 (он же LM555, LC555, SE555, HA555, а также
    и многие другие, есть даже советский аналог — КР1006ВИ1). Простота, дешевизна, широкий диапазон питающих напряжений (4,5-18 В), высокая точность и стабильность (температурный дрейф 0,005% / o C, дрейф от напряжения питания менее 0,1% / вольт) обеспечили такую ​​популярность этой микросхемы, И, конечно же, самое главное — широчайший спектр приложений.

    Но обо всем по порядку. Начнем с того, как устроена эта микросхема.

    Итак, функциональная схема таймера представлена ​​на рисунке 1.

    Ножки :

    1. GND — заземляющий / общий провод.

    2. Триггер — инвертирующий вход компаратора, отвечающий за установку триггера. Когда напряжение на этой ножке становится меньше 1/3 Vcc (то есть меньше, чем напряжение на неинвертирующем входе компаратора), на вход SET триггера подается логическая 1.Если на входах Reset нет сигналов сброса, триггер будет установлен (на выходе будет логический 0, потому что выход инвертирован).

    3. Выход — выход таймера. На этом выводе есть инвертированный сигнал с выхода триггера, то есть при взведении триггера (ноль на его выходе) — на выходе высокий уровень, при сбросе триггера — этот вывод низкий.

    4. Reset — сброс. Если этот вход переведен на низкий уровень, триггер сбрасывается (его выход установлен на 1, а выход таймера низкий).

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

    6. Порог — порог. Когда напряжение на этом выводе поднимается выше порогового значения (которое, как вы помните, при холостом ходе вывода 5 составляет 2/3 В постоянного тока), триггер сбрасывается, и выход таймера устанавливается на низкий уровень.

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

    8. Vcc — напряжение питания.

    Далее рассмотрим основную идею использования этого таймера. Для этого добавим в нашу схему пару элементов внешней привязки (см. Рисунок 2).Пока мы не будем использовать 4-ю и 5-ю ножки, поэтому будем считать, что 4-я ножка нашим гвоздем прибита к питающему напряжению, а 5-я просто висит в воздухе (с ней ничего не будет).

    Итак, давайте сначала будем на высоком уровне в ответном матче. После включения наш триггер сбрасывается, выход триггера высокий, выход таймера низкий, 7 ножка тоже низкая (транзистор внутри микрухи открыт).

    Для переключения триггера необходимо подать на вторую ногу напряжение ниже 1/3 Vcc (тогда компаратор переключится и сформирует высокий уровень на входе Set нашего триггера).Пока уровень на 2-й ноге остается выше 1/3 Vcc — наш таймер находится в стабильном состоянии и переключения не происходит.

    Что ж, давайте вкратце поставим низкий уровень на вторую ногу (короткое замыкание на земле, и все) и посмотрим, что произойдет.

    Как только уровень на 2-й ноге упадет ниже 1/3 Vcc, у нас сработает компаратор, подключенный к установленному входу триггера (S), который, соответственно, приведет к срабатыванию триггера.

    На выходе триггера появится ноль (поскольку выход триггера инвертирован), в то время как выход таймера (3-я линия) будет установлен на высокий уровень.Кроме того, транзистор на седьмой ножке закроется, а седьмая ножка перейдет в Z-состояние.

    В этом случае конденсатор Ct начнет заряжаться через резистор Rt (так как он больше не замкнут на массу через 7 ножку микрухи).

    Как только уровень на 6-й ноге поднимется выше 2/3 Vcc, компаратор, подключенный к входу R2 нашего триггера, сработает, который сбросит триггер и вернет схему в исходное состояние.

    Итак, мы исследовали работу схемы, называемой одиночным вибратором или моностабильным мультивибратором, короче говоря, устройством, которое формирует одиночный импульс.

    Как теперь узнать длительность этого импульса? Это очень просто, для этого достаточно подсчитать, как долго конденсатор Ct будет заряжаться от 0 до 2/3 Vcc через резистор Rt от постоянного напряжения Vcc.

    Во-первых, решим эту проблему в общем виде. Заряжаем конденсатор через резистор R напряжением Vп от начального уровня U 0.

    Продолжение обзора Таймер 555 . В этой статье мы рассмотрим примеры практического применения этой микросхемы.Теоретический обзор можно прочитать.

    Пример №1 — Сигнализатор темноты.

    Схема издает звук в темноте. Пока фоторезистор горит, на контакте 4 установлен низкий уровень, что означает, что NE555 находится в режиме сброса. Но как только гаснет освещение, сопротивление фоторезистора увеличивается и на выводе №4 появляется высокий уровень и в результате запускается таймер, издающий звуковой сигнал.

    Пример №2 — Модуль сигнализации.


    На схеме изображен один из модулей автосигнализации, который подает сигнал при изменении угла наклона автомобиля.В качестве датчика используется ртутный выключатель. В исходном состоянии датчик не замкнут и выходной уровень NE555 установлен на низкий. При изменении угла наклона автомобиля капля ртути замыкает контакты, а низкий уровень на выводе № 2 запускает таймер.

    В результате на выходе появляется высокий уровень, управляющий исполнительным механизмом. Даже после размыкания контактов датчика таймер останется активным. Вы можете выключить его, если остановите таймер, установив низкий уровень на вывод № 4. C1 — керамический конденсатор 0,1 мФФ ().

    Пример №3 — Метроном.

    Метроном — это устройство, используемое музыкантами. Считает необходимый ритм, который можно регулировать переменным резистором. Схема построена по схеме генератора прямоугольных импульсов. Частота метронома определяется цепочкой RC.

    Пример №4 — Таймер.

    Таймер на 10 минут. Таймер активируется нажатием кнопки «Старт», при этом загорается светодиод HL1.По истечении выбранного временного интервала загорается светодиод HL2. Переменным резистором можно регулировать временной интервал.

    Пример № 5 — Триггер Шмитта на таймере 555.

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

    .

    Пример №6 — Точный генератор.


    Генератор повышенной точности и устойчивости.Частота настраивается резистором R1. Диоды — любые германиевые. Также можно использовать диоды Шоттки.

    Продолжение чтения «Применение таймера NE555 — часть 2».

    Посмотреть видео: Применение таймера NE555

    Микросхема NE555 — аналоговая интегральная схема, представляющая собой универсальный таймер, то есть устройство, предназначенное для генерации (генерации) одиночных или повторяющихся импульсов со стабильными во времени характеристиками. Микросхема NE555 широко применяется в технологиях построения реле времени, генераторов, модуляторов, пороговых устройств и других функциональных узлов электронного оборудования.На основе этой микросхемы были построены устройства широтно-импульсной регулировки, устройства восстановления искаженного цифрового сигнала, импульсные преобразователи напряжения и др.
    Чип был впервые выпущен в 1971 году компанией Signetics. Двойная версия NE555 имеет маркировку 556, а четырехместная — 558.

    Топология микросхемы NE555 состоит из 2 диодов, 23 транзисторов и 16 резисторов. Выходной ток микросхемы 200 мА , тогда как ток ее потребления всего на 3 мА больше .На микросхему подается напряжение в диапазоне от 4,5 до 18 вольт. Однако на точность таймера NE555 не влияет изменение напряжения питания. Погрешность составляет всего около 1% от расчетного значения.

    Блок-схема микросхемы NE555


    Назначение контактов для NE555

    Выходной номер

    Обозначение

    Alter
    родной
    обозначение

    Назначение

    Описание

    Общий провод, минус питание

    В случае, если напряжение на этом выходе достигает уровня ниже 1/2 CTRL, на выходе микросхемы (вывод 3) появляется напряжение высокого уровня и начинается обратный отсчет.

    Q или без
    обозначений

    При таком выводе формируется одно из двух напряжений, примерно соответствующее низкому уровню — 0,25В и высокому уровню В CC — 1,7В, в зависимости от состояния таймера. Время переключения с одного уровня на другой составляет около 100 нс.

    Сброс (разрешение пуска)

    При напряжении ниже 0.На этот вход подается 7 В, выход микросхемы принудительно переходит в низкое состояние (переключается на GND). Это происходит независимо от состояния других входов, т.е. этот вход имеет наивысший приоритет. Другими словами, высокий уровень напряжения на этом входе (более 0,7 В) позволяет таймеру запуститься, в противном случае запуск запрещен.

    Управление (управление делителем)

    Подключается непосредственно к внутреннему делителю напряжения.При отсутствии внешнего сигнала он имеет напряжение 2/3 В СС. Определяет пороги остановки и запуска.

    Когда напряжение на этом выводе превышает напряжение на CTRL, на выходе устанавливается низкое напряжение, интервал заканчивается. Остановка возможна, если на вход TRIG не поступает сигнал триггера, поскольку вход TRIG имеет приоритет над THR (исключение составляет микросхема KR1006VI1).

    ? или ¤

    Выход типа «открытый коллектор» обычно используется для разряда синхронизирующего конденсатора между интервалами.Состояния этого выхода повторяют состояния основного выхода OUT, поэтому их можно подключить параллельно, чтобы увеличить нагрузочную способность таймера для входящего тока.

    Плюс мощность.

    Режимы работы микросхемы NE555

    Моностабильный генератор

    Низкоуровневый входной сигнал на входе INPUT (контакт 2) переключает таймер микросхемы в режим обратного отсчета, в то время как высокий уровень сигнала наблюдается на выходе микросхемы (OUTPUT — контакт 3).Это положение таймера длится заданный промежуток времени, который составляет t = 1,1 * R * C. Далее таймер возвращается в стабильное состояние, определяющее низкий уровень сигнала на выходе микросхемы (ВЫХОД — вывод 3).

    Генератор нестабильный


    Напряжение на выходе микросхемы (OUTPUT — вывод 3) периодически меняется. Таким образом, на выходе микросхемы наблюдается сигнал в виде меандра, который можно описать следующими уравнениями:
    High Level Duration: t1 = ln2 * (R1 + R2) * C = 0 .693 * (R1 + R2) * C
    Длительность низкого уровня: t2 = ln2 * R2 * C2 = 0,693 * R2 * C2
    Период: T = ln2 * (R1 + 2 * R2) * C = 0,693 * (R1 + 2 * R2) * C
    Частота: f = 1 / (ln2 * (R1 + 2 * R2) * C)

    Таймер NE555 — настоящий прорыв в области электроники. Он был создан в 1972 году сотрудником Signetics Хансом Р. Каменсиндом. Изобретение не утратило актуальности и по сей день. Позже устройство стало основой таймеров с двойной (IN556N) и четверной конфигурацией (IN558N).

    Вне всяких сомнений, детище инженера-электронщика позволило ему занять заметную нишу в истории технических изобретений. По объему продаж это устройство с момента своего создания превосходило любые другие. На второй год существования чип 555 стал самым покупаемым товаром.

    Лидерство продолжалось во все последующие годы. Микросхема 555, использование которой с каждым годом увеличивается, продается очень хорошо. Например, в 2003 году было продано более 1 миллиарда экземпляров. Сама конфигурация агрегата за это время не изменилась.Он существует более 40 лет.

    Внешний вид устройства стал неожиданностью для самого создателя. Каменсинд стремился сделать IP гибким, но он не ожидал, что он будет настолько универсальным. Первоначально он использовался как таймер или микросхема 555, использование которой быстро увеличивалось, сегодня его используют от игрушек для детей до космических кораблей.


    Аппарат отличается выносливостью, поскольку построен на основе биполярной технологии, и для использования в космосе ничего особенного делать не нужно.Только тестовые работы проводятся с особой тщательностью. Таким образом, при тестировании схемы NE 555 создаются индивидуальные пробные спецификации для ряда приложений. В производстве схем нет различий, но подходы к управлению выходом существенно различаются.

    Появление схемы в отечественной электронике

    Первые упоминания о нововведении в советской радиотехнической литературе появились в 1975 году. Статья об изобретении была опубликована в журнале «Электроника».Микросхема 555, аналог которой создали советские электронщики в конце 80-х годов прошлого века, в отечественной электронике получила название КР1006ВИ1.

    В производстве эта деталь использовалась при сборке видеорегистраторов VCR12 Electronics. Но это был не единственный аналог, так как такое устройство создали многие производители по всему миру. Все блоки имеют корпус DIP8, а также небольшой корпус SOIC8.

    Характеристики схемы

    Микросхема 555, графическое изображение которой представлено ниже, включает 20 транзисторов.На структурной схеме устройства 3 резистора сопротивлением 5 кОм. Отсюда и название устройства «555».

    Основные технические характеристики изделия:

    • напряжение питания 4,5-18В;
    • максимальный токовый выход 200 мА;
    • потребление энергии до 206 мА.

    Если посмотреть на вывод, то это цифровое устройство. Он может быть в двух положениях — низком (0 В) и высоком (от 4,5 до 15 В). В зависимости от блока питания показатель может достигать 18 В.

    Для чего это устройство?

    Микросхема NE 555 — унифицированное устройство с широким спектром применения. Его часто используют при сборке различных схем, и это только придает изделию популярность. Соответственно увеличивается уровень потребительского спроса. Такая слава стала причиной падения цены на таймер, что радует многих мастеров.


    Внутренняя структура таймера 555


    Как работает это устройство? Каждый из выводов блока подключен к цепи, содержащей 20 транзисторов, 2 диода и 15 резисторов.

    Удвоенный формат модели

    Следует отметить, что NE 555 (микрочип) выпускается в удвоенном формате под названием 556. Он содержит две свободные ИС.

    Таймер 555 имеет 8 контактов, а таймер 556 — 14 контактов.

    Режимы устройства

    Микросхема 555 имеет три режима работы:

    1. Моностабильный режим микросхемы 555. Работает как разово в одну сторону. Во время работы при нажатии кнопки в ответ на входной сигнал триггера излучается импульс заданной длины.На выходе остается низкое напряжение до срабатывания триггера. Отсюда он и получил название ждущий (моностабильный). Такой принцип работы удерживает устройство в неактивном состоянии до включения. Режим предусматривает включение таймеров, переключателей, сенсорных переключателей, делителей частоты и т.д.
    2. Нестабильный режим — это автономная функция устройства. Это позволяет схеме оставаться в режиме генератора. Напряжение на выходе может меняться: высокое или низкое. Данная схема применима, когда необходимо дать устройству рывки прерывистого характера (для кратковременного включения и выключения агрегата).Режим используется при включении лампочек на светодиодах, работает в логической схеме часов и т. Д.
    3. Бистабильный режим или триггер Шмидта. Понятно, что он работает по триггерной системе в отсутствие конденсатора и имеет два стабильных состояния: высокое и низкое. Низкий уровень триггера становится высоким. Когда сбрасывается низкое напряжение, система стремится к низкому состоянию. Эта схема применима в сфере железнодорожного строительства.

    555 контактов таймера

    Генератор микросхем 555 включает восемь контактов:

    1. Вывод 1 (заземление).Он подключается к отрицательной стороне источника питания (провод общей цепи).
    2. Контакт 2 (триггер). Доставляет вовремя (все зависит от конденсатора). Эта конфигурация является моностабильной. Контакт 2 управляет контактом 6. Если у обоих низкий уровень, выход будет высоким. В противном случае при высоком напряжении на контакте 6 и низком уровне на контакте 2 выход таймера будет низким.
    3. Контакт 3 (выход). Выходы 3 и 7 совпадают по фазе. При подаче высокого напряжения с показателем примерно 2 В и низкого с 0,5 В будет получено до 200 мА.
    4. Контакт 4 (сброс). Напряжение на этом выходе низкое, несмотря на режим работы таймера 555. Во избежание случайных разрядов этот выход во время использования следует подключать к плюсу.
    5. Заключение 5 (контроль). Открывает доступ к напряжению компаратора. Этот вывод не применяется в российской электронике, но при его подключении можно добиться широких возможностей управления устройством 555.
    6. Контакт 6 (упор). Включен в компаратор 1. Он противоположен контакту 2, который используется для остановки устройства.Это приводит к низкому напряжению. Этот выход может принимать синусоидальные и прямоугольные импульсы.
    7. Контакт 7 (разряд). Он подключен к коллектору транзистора Т6, а эмиттер последнего заземлен. При открытом транзисторе конденсатор разряжается до закрытия.
    8. Контакт 8 (плюсовая сторона БП), что от 4,5 до 18 В.

    Применить выход

    Выход 3 (выход) может находиться в двух состояниях:

    1. Цифровой выход напрямую подключен к входу другого драйвера на цифровой основе.Цифровой выход может управлять другими устройствами через несколько дополнительных компонентов (напряжение источника питания 0 В).
    2. Индикатор напряжения во втором состоянии высокий (Vcc на источнике питания).

    Характеристики устройства

    1. Когда напряжение на выходе уменьшается, ток направляется через устройство и выполняет его подключение. Это уменьшение, так как ток вырабатывается из Vcc и проходит через блок до 0 В.
    2. Когда выход увеличивается, ток, проходящий через устройство, обеспечивает его включение.Этот процесс можно назвать источником продолжающегося. Электроэнергия в этом случае вырабатывается таймером и проходит через устройство до 0 В.

    Подъем и опускание могут работать вместе. Таким образом устройство попеременно включается и выключается. Этот принцип касается работы ламп на светодиодах, реле, двигателях, электромагнитах. К недостаткам этого свойства можно отнести то, что устройство должно подключаться к выходу по-разному, так как выход 3 может выступать и как потребитель, и как источник тока до 200 мА.Используемый источник питания должен обеспечивать достаточный ток для обоих устройств и таймера 555.

    Микросхема LM555

    Микросхема 555 Даташит (LM555) обладает обширным функционалом.

    Используется от генераторов прямоугольных импульсов с регулируемым рабочим циклом и реле и с задержкой отклика до сложных конфигураций генераторов ШИМ. Распиновка и внутреннее устройство микросхемы 555 показаны на рисунке.


    Уровень точности прибора составляет 1% от расчетного показателя, что является оптимальным.Такой агрегат, как таблица данных NE 555, не зависит от температурных условий окружающей среды.

    Аналоги микросхемы NE555

    Микросхема 555, аналог которой в России получил название КР1006ВИ1, представляет собой интегрированное устройство.


    Среди рабочих блоков следует выделить RS-триггер (DD1), компараторы (DA1 и DA2), каскад выходного усилителя на основе двухтактной системы, дополняющий транзистор VT3. Назначение последнего — сбросить конденсатор установки времени при использовании блока в качестве генератора.Сброс триггера происходит при подаче логической единицы (Jupit / 2 … Jupit) на входы R.

    В случае сброса триггера на выходе 3) будет наблюдаться индикатор низкого напряжения (транзистор VT2 открыт).

    Уникальность схемы 555

    С устройством очень сложно понять, в чем его необычность. Оригинальность устройства заключается в том, что оно имеет специальное триггерное управление, а именно формирует управляющие сигналы. Их создание происходит на компараторах DA1 и DA2 (на одном из входов, на который подается опорное напряжение).Для формирования управляющих сигналов на входах триггера (выходах компаратора) должны быть получены сигналы высокого напряжения.

    Как запустить устройство?

    Для запуска таймера на выход 2 должно подаваться напряжение от 0 до 1/3 Юпит. Этот сигнал способствует срабатыванию триггера, и на выходе генерируется сигнал высокого напряжения. Сигнал выше предельного индикатора не вызовет никаких изменений в цепи, так как опорное напряжение для компаратора равно DA2 и составляет 1/3 Юпита.

    Вы можете остановить таймер при сбросе триггера. Для этого напряжение на выходе 6 должно превышать 2/3 Джупита (опорное напряжение для компаратора DA1 составляет 2/3 Джупита). При сбросе установится сигнал низкого напряжения и разряд конденсатора, задающий время.

    Вы можете отрегулировать опорное напряжение, подключив к выходу блока дополнительное сопротивление или источник питания.

    В последнее время среди автовладельцев стало модным называть пройденный автомобилем километраж на спидометре.

    Многих интересует, возможна ли самостоятельно намотка спидометра на микросхеме 555?


    Эта процедура не представляет особой сложности. Для его изготовления используется микросхема 555, которая может функционировать, так как отдельные компоненты схемы могут быть взяты с показателями, отклоняющимися на 10-15% от расчетных значений.

    Применение цифровых микросхем

    3.Формирователи и генераторы импульсов

    В цифровых устройствах на микросхемах важную роль играют различные формирователи импульсов — от кнопок и переключателей, от сигналов с плоскими краями, дифференцирующих схем, а также мультивибраторов. В этом разделе книги обсуждаются некоторые вопросы построения таких формирователей и генераторов на микросхемах серии CMOS.

    Как известно, прямая подача сигналов с механических контактов на входы интегральных схем не всегда допустима из-за так называемого «дребезга» — многократного неконтролируемого замыкания и размыкания контактов в момент их переключения.Если входы, на которые подается сигнал, нечувствительны к дребезгу, например входы для установки триггеров и счетчиков, допускается прямая сигнализация (рис. 282). Подача сигналов на счетные входы требует специальных мер по подавлению дребезга; без них возможно многократное срабатывание триггеров и счетчиков.

    В устройствах на КМОП микросхемах вполне применимы меры борьбы с дребезгом, известные по опыту работы с TTL микросхемами, например, включение статического триггера на двух элементах NAND (рис.283, а, б) или ИЛИ-НЕ. Однако чрезвычайно высокий входной импеданс КМОП-чипов (из-за

    рядов из сотен и тысяч МОм) и относительно высокое выходное сопротивление (сотни Ом — один килоом) позволяют упростить схемы подавления дребезга за счет исключения резисторы (рис. 283, в, г). Вариант схемы на рис. 283 (d) представляет собой устройство согласно схеме на рис. 283 (d), собранное только на одном неинвертирующем логическом элементе.

    Здесь следует сказать несколько слов о неинвертирующих логических элементах серии CMOS.Большинство логических вентилей этой серии инвертируют. Неинвертирующие микросхемы — это K176PUZ, K561PU4, KR1561PU4, K176PU5,564PU6, K561PU8, K561LNZ, K176LP2, K561LP2, K561LP13, K561LP14, K176LS151, буквы CM в их конструкции соответствуют обозначению «микросхема K176LS151, K176, как указано выше» микросхемы с микросхемами TTL. По этой причине их выходные токи при подаче напряжения питания на их выходы или когда выходы подключены к общему проводу в устройстве в соответствии со схемами на рис.283 (c, d, e) может достигать многих десятков миллиампер,

    , что отрицательно сказывается на надежности устройств и может быть мощным источником помех. В мультивибраторах и триггерах Шмитта, описанных ниже, также невыгодно использовать такие микросхемы из-за больших токов, которые они потребляют в процессе плавного изменения входного сигнала. По этим же причинам не рекомендуется использовать в описываемых здесь устройствах инвертирующие микросхемы К176ПУ1, К176ПУ2, К561ЛН1, К561ЛН2.

    Следовательно, в будущем под неинвертирующим логическим элементом понимается либо два последовательно соединенных любых инвертирующих элемента (кроме отмеченных выше), либо микросхема КР1561ЛИ1, либо К176ЛП2, К561ЛП2, К561ЛП13, К561ЛП14, К176ЛС1, К561ЛС1, К561ЛС2, К561ЛС2 микросхемы. включены как nonin-

    вращающихся элементов. Возможность их использования как неинвертирующих указана в предыдущей главе книги. Иногда в качестве неинвертирующего элемента удобно использовать свободный триггер микросхемы К176ТМ2 или К561ТМ2 (рис.284).

    Микросхема К176ЛИ1 также может использоваться как неинвертирующий элемент рассмотренных ниже устройств, однако

    это не очень удобно, так как одна микросхема содержит только один девятивходовой неинвертирующий элемент И и один инвертор.

    Большой входной импеданс КМОП микросхем позволяет в некоторых случаях обходиться без активных элементов для подавления дребезга. На рис. 285 (а) показывает схему для подачи импульсов от кнопки на счетный вход триггера или счетчика.Конденсатор C1 изначально заряжается до напряжения питания. Когда вы нажимаете кнопку, размыкание нормально замкнутого контакта не изменит напряжение на конденсаторе C1. Первое прикосновение к подвижному и нормально разомкнутому контакту приведет к быстрой разрядке конденсатора С1, и напряжение на нем станет равным нулю. Дальнейший дребезг контактов не изменит напряжение на конденсаторе. Недостатком схемы является опасность возникновения помех проводнику, соединяющему кнопку и вход микросхемы.В случае возникновения помех этот провод должен быть экранирован.

    Все рассмотренные выше схемы подавления дребезга требовали использования переключающих контактов кнопок. Если выполнение этого требования затруднено, можно использовать устройства согласно схемам на рис. 285 (б, в). Схема на схеме рис. 285 (б) формирует короткий импульс отрицательной полярности (около 0,7 мкс по уровню 0,5) в момент первого касания контактов кнопки, в результате чего конденсатор С1 быстро заряжается через резистор R2.Дальнейший дребезг контактов кнопки не влияет на выходное напряжение, так как разряд конденсатора С1 происходит через резистор R1 гораздо большей величины.

    Если необходимо получить длительность выходного импульса, равную длительности нажатия кнопки с одной парой контактов, можно использовать подавление дребезга с помощью интегрирующей схемы и триггера Шмитта (рис. 285, в). Скачок импульса на резисторе

    R1 сглаживается R2C1. Триггер Шмитта DD1 формирует крутые фронты выходного сигнала.

    Для подавления дребезга контактов кнопки с одной парой контактов можно использовать схему, три варианта схемы которой показаны на рис. 286. Цепь по схеме рис. 286 (a) По функционированию он близок к интегрирующей схеме и триггеру Шмитта Рис. 285 (c). В исходном состоянии на входе и выходе схемы лог. 1. Когда кнопка S1 на левой пластине конденсатора C1 закрывается, напряжение начинает уменьшаться и, если постоянная времени R2C1 выбрана достаточно большой, оно достигает порога переключения элемента DD1.1 после того, как отскок прекратится. Элементы DD1.1 и DD1.2 переключаются, на выходе появляется лог. 0 Положительная обратная связь обеспечивает крутые фронты сигнала на выходе элемента DD1.2. При размыкании контактов переключение происходит точно так же. В результате на выходе схемы формируется импульс, длительность которого соответствует времени замыкания контактов, а нарастание и спад импульса несколько задерживаются относительно моментов замыкания и размыкания контактов (рис. 286, б).

    Если необходимо получить фронты выходного сигнала именно в моменты открытия или закрытия кнопки, можно использовать варианты схемы согласно схемам на рис.286 (в, г). Первый из них (рис. 286, в) при закрытии кнопки формирует на выходе лог. Аналогично схеме на рис. 286 (а). При открытии кнопки log. 1 поступает на нижний вход элемента DD1.1 по схеме, оба элемента DD1.1 и DD1.2 переключаются, лог. 1 с выхода элемента DD1.2 через конденсатор С1 поступает на вход элемента DD1.1 и удерживает его включенным на время дребезга контактов кнопки S1 (рис. 286, г).

    Схема работает аналогично согласно схеме на рис.286 (г), но включает в себя

    возникает при первом замыкании контактов кнопки S1, и выключается после окончания отскока открытой кнопки (рис. 286, д).

    Коммутаторы с взаимным переключением могут быть построены на основе мультистабильного триггера. Вариант схемы трехпозиционного переключателя показан на рис. 287. При включении питания лог. 0 с разряженного конденсатора С1 через диод VD1 поступает на входы элементов DD1.1 и DD1.2 и выключает их. На их выходах появляется журнал. 1, которые, поступая через резисторы R1 и R2 на входы элемента DD1.3, включают его, и лог. 0 со своего выхода удерживает элементы DD1.1 и DD1.2 в выключенном состоянии и после зарядки конденсатора С1 через резистор R4. Таким образом, в исходном состоянии на выходах 1 и 2 лог. 1, на выходе 3 — лог. 0.

    При нажатии кнопки SB1 на выходах 2 и 3 появляется журнал. 1, на выходе 1 — лог. 0. Аналогично при нажатии кнопки SB2 log.На выходе 2 появляется 0, на кнопке SB3 — на выходе 3. Переключение выходных сигналов происходит без дребезга.

    При одновременном нажатии двух или трех кнопок журнал появляется на всех трех входах. 1, что соответствует отсутствию активных выходных сигналов. Когда кнопки отпущены, лог. 0 появится на выходе, соответствующем последней нажатой кнопке. Однако снятие и появление выходных сигналов при нажатии нескольких кнопок происходит без подавления дребезга.

    Недостатком такого переключателя является необходимость использования логических элементов с большим количеством входов для построения переключателей на большое количество позиций. Для включения

    четыре позиции, необходимо четыре трехвходных элемента И-НЕ (ИЛИ-НЕ), для пятипозиционного переключателя — пять четырехвходных

    элементов. При большем количестве позиций желательно строить переключатели по другим принципам.

    На рис. 288 показывает схему четырехпозиционного переключателя.При включении питания схема C1R6 устанавливает все триггеры микросхемы DD1 в ноль. При нажатии любой из кнопок, например SB1, в момент размыкания верхней кнопки по схеме контактов на вход D1 микросхемы приходит лог. 1, в момент замыкания нижнего контакта

    на вход С — лог. 0. При открытии кнопки изменение сигнала на входе C с лог. 0 для входа. 1 установит триггер с входом D1 в одно состояние, выход 1 отобразит журнал.1. Вот так бы переключатель работал, если бы не дребезжал контакт. Bounce вызывает запись единицы в триггер при нажатии кнопки.

    При нажатии любой другой кнопки после отпускания первой, соответствующий триггер будет установлен в одно состояние, а первый триггер будет сброшен. Если нажать вторую кнопку, не отпуская первую, журнал. 1 останется на выходе, соответствующем первой кнопке. Однако, если сначала отпускается первая кнопка, то вторая, в момент отпускания второй кнопки, журнал.На выходе, соответствующем второй кнопке, появится 1.

    Переключатель по схеме на рис. 288 может быть выполнен в большем количестве положений, его недостатком является необходимость использования переключающих контактов кнопок. Если при использовании кнопок с одной парой замыкающих контактов необходимо сделать переключатель на большое количество положений, можно воспользоваться схемой на рис. 289.

    Схема C1R5 используется для начальной настройки в нулевом состоянии триггеры микросхем DD3 и DD4.При нажатии любой из кнопок, например SB1, лог. 1 поступает на соответствующий вход одной из микросхем DD3 или DD4, в данном случае на вход D1 микросхемы DD3. Кроме того, журнал. 1 через элемент ИЛИ (DD1, DD2.1) попадает в схему подавления дребезга R6, C2, DD2.2, DD2.3 и с небольшой задержкой на входах C микросхем DD3 и DD4 появляется

    . В результате соответствующий триггер устанавливается в одно состояние, и на выходе переключателя появляется журнал.1. В этом случае лог. 1 появится на выходе 1 переключателя.

    Если во время нажатия кнопки нажата одна или несколько кнопок переключателя, изменения в состоянии переключателя не произойдут ни при нажатии, ни при отпускании кнопок. Запись в триггеры переключения возможна только тогда, когда кнопка нажата из состояния, в котором все кнопки отпущены.

    В основном, в переключателях согласно схемам на рис. 288 и 289 возможны два выходных сигнала при одновременном нажатии двух кнопок.Для переключателя по схеме на рис. 288 это возможно в том случае, когда при нажатии двух кнопок их подвижные контакты будут одновременно в разомкнутом состоянии без неподвижного контакта. Для переключателя по схеме на рис. 289 одновременное появление двух выходных сигналов будет происходить в том случае, если временной интервал между нажатиями кнопок меньше задержки схемы подавления дребезга.

    Для преобразования напряжения синусоидальной или другой формы волны с гладкими краями в прямоугольные импульсы хорошей формы используются триггеры Шмитта (рис.290). Для этой схемы

    Действующее значение синусоидального входного напряжения должно быть между 0,25 и 0,5 от напряжения питания.

    Триггеры микросхем К561ТЛ1 и КР1561ТЛ1, описанные в первом разделе, а также триггер на основе микросхемы К176ЛП1 имеют неизменные пороги переключения. Если вам нужно использовать триггеры Шмитта с другими порогами, вы можете построить их, охватив неинвертирующий логический элемент

    с обратной связью и подав входной сигнал через резистор (рис.291). Пороги включения Uon и выключения Uoff такого триггера находятся по формулам:

    Uin = (1 + R1 / R2) Uthr

    Uoff = Uthr- (Upit-Uthr) R1 / R2 где Uthr — логическое пороговое напряжение

    -го элемента. Обычно пороговое напряжение логических вентилей близко к половине напряжения питания, поэтому пороги включения и выключения можно рассчитать по формулам:

    Uvkl = (1 + R1 / R2) Usup / 2;

    Uoff = (1-R1 / R2) Usup / 2.

    Ширина петли гистерезиса Ug (разница между порогами включения и выключения) не зависит от Uthr и равна:

    Ug = UpitR1 / R2.

    Дифференцирующие схемы служат для формирования коротких импульсов от капель на выходах микросхем. На рис. 292 (а) показана дифференцирующая схема для получения импульса на фронте входного импульса положительной полярности, на рис. 292 (б) — в спаде. Диоды VD1 и VD2 являются защитными и входят в состав микросхем серий К561, КР1561,564 и К176, выпускаемых в последние годы.Как указано в первом разделе, в микросхемах серии К176 старых выпусков установлен только один диод — стабилитрон VD2 с напряжением включения около 30 В.

    Резистор R2 служит для ограничения входного тока через СГ. конденсатор и входные диоды VD1 и VD2. Нагрузка микросхемы — источника сигнала, этот ток увеличивает длительность фронта на выходе микросхемы — источника, а ток более 20 мА, протекающий через защитные диоды

    , может привести к повреждению микросхем, подключенных к вход и выход дифференцирующей цепи, особенно при питании устройства от источника питания с напряжением более 9 В.на микросхеме — источник сигнала не принципиальный, этот резистор не установлен.

    Эффективная длительность импульсов на выходе дифференцирующей цепочки 0,7R1C1, длительность спада 2R1C1.

    В радиолюбительских конструкциях для формирования коротких импульсов от капель можно встретить так называемую схему УЗО, схема одного из вариантов которой представлена ​​на рис. 293, иногда применяется без диода. По результату работы такая цепочка эквивалентна простейшей дифференцирующей цепочке, но более сложна, не имеет преимуществ и поэтому не может быть рекомендована к использованию.

    В этом отношении схема согласно схеме на рис. 294 формирует короткие выходные импульсы по переднему и заднему фронтам входа. Длительность импульсов на выходе формирователя

    лей согласно схемам на рис. 293 и 294 такая же, как и для дифференцирующей цепи — 0,7R1C1.

    Импульсы со временем нарастания или спада более 10 мкс, поступающие на входы КМОП микросхем, могут вызывать их генерацию, нестабильную работу триггеров и счетчиков, поэтому при необходимости приема импульсов длительностью более 10 мкс после дифф (причудливой цепочки желательно установить триггер Шмитта.

    Еще одно решение для формирования длинных импульсов — использование ожидающих мультивибраторов.

    Описанные выше мультивибраторы ожидания КР1561АГ1 не всегда доступны, и если устройству нужен только один мультивибратор ожидания, тем удобнее собрать его на логических элементах. На рис. 295 at-

    введена основная схема ожидающего мультивибратора на элементах И-НЕ, срабатывающая при затухании положительного импульса. В исходном состоянии конденсатор C2 разряжен на обоих входах DD1.1 элемент и на выходе элемента DD1.2 лог. 1. При поступлении короткого импульса отрицательной полярности с выхода дифференцирующей цепи элемент DD1.1 отключается (рис. 296), DD1.2 включается и на его выходе появляется лог. 0. Падение напряжения с выхода элемента DD1.2 передается через конденсатор С2 на вход элемента DD1.1 и поддерживает его в выключенном состоянии. Конденсатор C2 начинает заряжаться током через резистор R2 от нуля до напряжения питания. Когда напряжение на левой обкладке конденсатора С2 достигает порога переключения элемента DD1.1, он включится, напряжение на выходе элемента DD1.2 начнет увеличиваться, это повышение, переданное через C2 на вход DD1.1, вызовет лавину

    процесса переключения обоих элементов. Диод VD1 необходим, если требуется быстрое восстановление исходного состояния ожидающего мультивибратора. Он не нужен, если используются элементы микросхем серии К561, КР1561, 564 или К176 с двумя защитными диодами, так как диоды входят в их состав.

    В радиолюбительских конструкциях распространен ожидающий мультивибратор согласно схеме на рис. 297. При запуске мультивибратора коротким импульсом отрицательной полярности оба инвертора переключаются и напряжение на входе инвертора DD2 начинает уменьшаться.

    экспоненциально, стремясь к нулю в пределе (рис. 298). При приближении к порогу переключения инвертора DD2 напряжение на его выходе начинает плавно возрастать, а при достижении порога переключения элемента DD1 напряжение на его выходе начинает уменьшаться, замыкается положительная обратная связь, и лавинообразно происходит сход -подобный процесс переключения элементов мультивибратора.

    Нетрудно заметить, что затухание импульса, генерируемого таким ждущим мультивибратором на выходе DD2, имеет затяжной участок, сигнал с этого выхода использовать нежелательно, следует использовать импульсы с выхода элемент DD1.

    Иногда в конструкциях радиолюбителей можно встретить случаи запуска ждущего мультивибратора, собранного по схеме на рис. 297, с импульсом, который длиннее выходного, без дифференцирующей цепи на входе.В этом случае устройство формирует выходной импульс соответствующей длительности с пологим наклоном (рис. 299, г). Однако положительная обратная связь не замыкается, связь выхода инвертора DD2 с входом DD1 не играет никакой роли. При таком запуске устройство эквивалентно двум инверторам, между которыми включена дифференциальная цепь. Целесообразнее использовать описанный выше ожидающий мультивибратор, собранный по схеме на рис. 295. В нем импульс на выходе DD1.2 не имеет расширенных фронтов (рис. 296), входной импульс для DD1.1, так как для ожидающего мультивибратора по схеме на рис. 297 должен быть короче выходного.

    Использование микросхем, которые могут работать как логические неинвертирующие элементы И или ИЛИ, позволяет упростить схемы ожидающих мультивибраторов. На рис. 300 (а) представлена ​​схема ожидающего мультивибратора на одном логическом элементе ИЛИ от микросхемы К561ЛС2, на оба управляющих входа которого подается напряжение питания.На рис. 300 (b) проиллюстрирована

    возможность стробирования запуска четырех ожидающих мультивибраторов на микросхеме K561LS2. Мультивибратор может запуститься только при подаче на вход стробоскопического журнала. 1 и фронт положительного импульса на вход триггера. Сгенерированный импульс можно прервать выдачей журнала. 0

    к входу Неисправность.

    Стоячие мультивибраторы на триггерах JK и D обладают большой гибкостью с точки зрения их запуска. Устройства согласно схеме на рис.301 может запускаться либо коротким импульсом, подаваемым на вход S триггера, либо передним фронтом положительного импульса, подаваемым на вход C. Бревно. 1, появляясь на прямом выходе триггера при запуске, через резистор R1 начинает заряжаться конденсатор С1. Когда напряжение на конденсаторе достигает порога переключения триггера на входе R, триггер возвращается в исходное состояние. Диод VD1 служит для ускорения разряда конденсатора и восстановления исходного состояния, во многих случаях его можно исключить.Длительность импульсов для ожидающего мультивибратора определяется по той же формуле, что и для дифференцирующей цепочки.

    Длительность импульсов, подаваемых на вход S триггеров для запуска мультивибраторов, должна быть меньше длительности генерируемые импульсы.На входах C мультивибраторы срабатывают по фронтам импульсов независимо от их длительности. выходов, что приводит к неодновременному переключению подключенных к ним элементов . Во всех описанных выше мультивибраторах можно использовать полярные конденсаторы.

    Если в ждущих мультивибраторах на JK- и D-триггерах левый конденсаторный выход по схеме отключен от общего провода и подключен к инверсному выходу триггера (рис. 302), можно значительно сократить длительность спада генерируемого импульса на инверсном выходе триггера. Однако в этих ожидающих мультивибраторах это невозможно.использовать полярные конденсаторы.

    Небольшая продолжительность спада на инверсном выходе триггера объясняется тем, что положительная обратная связь замыкается через синхронизирующий конденсатор при небольшом повышении напряжения на этом выходе, а не при достижении порога переключения элемента.

    Тем не менее, если вам не нужна возможность запуска ожидающего мультивибратора на двух входах, один из которых чувствителен к фронту импульса, нецелесообразно использовать ожидающие мультивибраторы на триггерах JK и D.Более того, если можно обойтись дифференцирующей цепочкой, лучше вообще не использовать ожидающий мультивибратор.

    Широко распространенная схема простого генератора импульсов (мультивибратора) представлена ​​на рис. 303. Работа такого мультивибратора несколько отличается для случаев использования в них микросхем.

    Серия К176 с одним защитным диодом или серия К176 и другая серия с двумя диодами.

    Форма колебаний в генераторе на микросхемах с одним диодом показана на рис.304. Верхняя диаграмма показывает зависимость напряжения на левой обкладке конденсатора от времени, нижняя — на выходе генератора. Падение напряжения

    с выхода элемента DD2, поступающего на вход элемента DD1 через конденсатор С1 и резистор R2, ограничивается входным диодом на уровне, близком к логарифмическому. Ух, после чего конденсатор начинает заряжаться через резистор R1, который увеличивает напряжение на левой обкладке конденсатора. Время его зарядки до порогового напряжения примерно равно 0.7R1C1. Лавинный процесс коммутации элементов приведет к передаче с выхода элемента DD2 на вход элемента DD1 положительного падения напряжения с амплитудой, равной напряжению питания. Перезарядка конденсатора С1 в сторону уменьшения напряжения на левой пластине начнется с напряжения Usup + Uthr, в результате чего этот процесс займет больше времени — около 1,1R1C1. Полный период колебаний составит 1,8R1C1, частота — 0,55 / R1CI.

    Если в генераторе установлены микросхемы с двумя защитными диодами, то длительность процессов перезарядки обоих конденсаторов будет одинаковой — 0.7R1C1, полный период — 1.4R1C1, частота — 0.7 / R1C1.

    Резистор R2 нужен, как и в дифференцирующих цепях, для ограничения тока через входные диоды и снижения нагрузки на элемент DD2. Если его значение значительно меньше, чем у резистора R 1, это не влияет на частоту генерации. При сопоставимых значениях R1 и R2 частота генерации несколько снижается по сравнению с рассчитанной по приведенным выше формулам. Часто резистор R2 не устанавливается или устанавливается последовательно с конденсатором С1.

    Схема мультивибратора на двух инверторах тоже хорошо известна (рис. 305), но частота генерации в ней менее стабильна.

    Приведенное выше описание работы мультивибратора было основано на идеализированной модели инвертора, в которой выходной сигнал равен напряжению питания до тех пор, пока входное напряжение меньше порога переключения и равно нулю. если входное напряжение выше порога. Однако в реальных микросхемах существует более или менее протяженный участок зависимости выходного напряжения от входа, на котором плавное изменение входного сигнала приводит к плавному изменению выходного (рис.161). Это хорошо видно в инверторах микросхемы К561ЛН2, элементах ИЛИ-НЕ серии К561, инверторах генераторов микросхем К176ИЕ5, К176ИЕ12, К176ИЕ18. Большинство микросхем серии К176 и все микросхемы серии КР1561 имеют два дополнительных инвертора, которые делают передаточную характеристику очень резкой, иногда даже гистерезисной. Наличие гладкого участка приводит к различию работы генераторов по схемам на рис.303 и 305.

    Рассмотрим подробно работу генератора по схеме рис. 303 на элементах с двумя защитными диодами

    mi с момента, когда напряжение на входе инвертора DD1 станет нулевым. В этом случае напряжение на выходе инвертора DD2 также равно нулю, а на выходе DD3 — напряжение питания. Конденсатор С1 заряжается через резистор R1 экспоненциально, при этом напряжение на его левой пластине стремится к напряжению питания в пределе (рис.306, а). При приближении напряжения на входе DD1 к порогу переключения напряжение на выходе DD1 начнет плавно уменьшаться (рис.306, б) и при приближении к порогу переключения инвертора DD2 начнется напряжение на выходе DD2. увеличиваться (рис. 306, в). Небольшое повышение напряжения на выходе инвертора DD2 будет передаваться через конденсатор С1 на вход DD1, что вызовет лавинообразный процесс переключения всех инверторов генератора.Напряжение на выходе инвертора DD3 будет равно

    нуля, на входе DD1 напряжение питания немного превысит (оно будет ограничено входным защитным диодом инвертора), процесс перезарядки конденсатора аналогичен рассмотренный выше начнется с плавного снижения напряжения на входе DD1.

    Если рассматривать процессы в генераторе по схеме на рис.305 с одного и того же момента, то можно увидеть, что вначале заряд конденсатора С1 происходит точно так же (рис.307, а). Разница начинается, когда напряжение на выходе инвертора DD1 начинает уменьшаться (рис. 307, б). Уменьшение напряжения на выходе DD1 приведет к уменьшению напряжения на резисторе R1, что снижает скорость перезарядки конденсатора. Отрицательное обратное соединение

    через резистор R1 стремится установить равными напряжения на входе и выходе инвертора DD1, в результате чего скорость изменения напряжения на выходе инвертора DD1 уменьшается и характеристика ступенька появляется на затухании импульса.Если порог переключения инвертора DD2 равен порогу переключения инвертора DD1, при приближении напряжения на выходе DD1 к этому порогу начнется повышение напряжения на выходе DD2 (рис. 307, в). , что вызовет лавинообразный процесс переключения обоих инверторов генератора.

    Легко видеть, что при тех же параметрах синхронизирующей RC-цепи период колебаний в генераторе по схеме на рис. 305 будет несколько больше, чем у генератора по схеме на рис.303, а стабильность периода хуже, так как напряжение на входе DD1 перед началом лавинного процесса меняется более плавно, а небольшие изменения порогового напряжения одного инвертора относительно другого приведут к значительному изменению период работы генератора. Более того, при значительной разнице порогов переключения инверторов (а в микросхемах CMOS диапазон положения порога переключения составляет от 1/3 до 2/3 напряжения питания) генератор может вообще не работать — напряжение при выход первого инвертора стабилизируется за счет отрицательной обратной связи через резистор R1 на уровне его порога переключения, пока он будет вне зоны переключения второго инвертора, положительная обратная связь через конденсатор C1 не замкнется, и инвертор DD2 не переключается.Поэтому в генераторе

    согласно схеме на рис. 305 всегда следует использовать однокристальные инверторы. Для генератора по схеме на рис. 303 разброс порогов переключения инвертора не играет никакой роли, и инверторы могут быть от разных микросхем.

    Поскольку процесс переключения инверторов в генераторе в соответствии со схемой на рис. 305 длится дольше, этот генератор потребляет больше тока от источника питания.

    Из рассмотрения работы генераторов следует важный практический вывод — снимать выходной сигнал с выхода инвертора, к входу которого подключены синхронизирующий конденсатор и резистор (DD1), нежелательно.Края импульсов на этом выходе стянуты, кроме того, в генераторе по схеме на рис.305 на этом выходе есть ступенька по фронтам, и их использование может привести к неодновременной работе элементов подключены к этому выходу, из-за разброса порогов переключения микросхем. Также для триггеров и счетчиков по техническим условиям длительность фронтов импульсов, подаваемых на счетный вход, ограничена сверху, и подача к ним расширенных фронтов недопустима.Эта рекомендация применима к другим схемам генератора и резервным мультивибраторам.

    Следует отметить, что из-за емкостной нагрузки фронты импульсов также несколько задерживаются на тех выходах элементов генератора и ожидающих мультивибраторов, к которым подключены синхронизирующие конденсаторы (DD2 на рис. 303 и 305). Поэтому выходные импульсы генератора по схеме на рис. 303 лучше брать с выхода DD3, в любимом генераторе или ждущем мультивибраторе, устранить эту задержку фронта можно, подключив последовательно с конденсатором или с вход DD1 резистора с сопротивлением 5… 10 кОм.

    В генераторе с тремя инверторами (рис. 303) два из них (DD1.1 и DD1.2) можно заменить ретранслятором сигнала. Использовать микросхему К561ЛП2 удобно, так как каждый ее элемент может работать либо как повторитель сигнала при подключении второго входа к общему проводу, либо как инвертор при подаче напряжения питания на второй вход (рис. 308).

    Отметим также, что если в качестве первого инвертора в генераторах согласно схемам на рис.303 и 305 используют

    используют триггер Шмитта, их работа и параметры не будут отличаться — когда напряжение на входе инвертора DD1 достигает соответствующего порога переключения, он резко переключается, что

    приводит к четкому переключению последующих инверторов (рис.309).

    Для построения генераторов очень удобны элементы микросхем, имеющие прямой и обратный выходы и прямое прохождение сигнала от входа к этим выходам. На рис.310 (а) представлена ​​схема генератора на элементе микросхемы К176ПУ5, на рис. 310 (б) — на участке микросхемы К561ТМЗ. По этим схемам на одной микросхеме можно собрать до четырех генераторов. На схеме рис. 310 (а) оба вывода питания микросхемы К176ПУ5 (15 и 16) должны быть совмещены, на них подается напряжение 5 … 10 В.

    согласно рис. 310 (b) входы C1 и C2 могут использоваться для блокировки работы генераторов, когда низкий уровень применяется к одному из них, а высокий уровень — к другому.

    На рис. 311 показана схема генератора, удобная в случаях, когда необходимо получить сетку частот, переключаемых набором резисторов, и настроить частоты этой сетки, чтобы сохранить отношения частот

    (шкала частот). С помощью переключателя SA1 вы можете выбрать любой из резисторов R4 — Rp, которые задают частоту, и вы можете отрегулировать частоту с помощью переменного резистора R2, в то время как любая регулировка резистором R2 приведет к тому же относительному изменению в любом из частоты, выбираемые переключателем.При перемещении ползунка

    резистора R2 вверх по цепи падения напряжения, передаваемые через конденсатор С1 на вход элемента DD 1, уменьшаются, скорость перезарядки конденсатора не изменяется, поэтому частота импульсов увеличивается. . Резистор R1 необходим для установки диапазона регулирования частоты резистором R2, этот диапазон может быть установлен от нескольких процентов до нескольких десятков и даже сотен раз.

    Для того чтобы регулирование частоты с помощью резистора R2 было эффективным, необходимо исключить ограничение перепадов напряжения, передаваемых через конденсатор С1, которое существует в традиционных схемах генераторов на входных диодах элемента DD1.Для этого устанавливается резистор R3, его сопротивление должно быть равно сумме сопротивлений резисторов R1 и R2 или немного больше, чтобы хотя бы в 2 раза уменьшить величину разницы. При меньшем значении или отсутствии R3 частота практически не меняется, если сопротивление нижней части резистора R2 в сумме R3 меньше сопротивления верхней части R2 в сумме R1.

    Для сохранения перестройки при подстройке частоты сопротивление резистора R3 должно быть в несколько десятков раз меньше резисторов R4 — Rp.Для облегчения выполнения этого условия между выводом элемента DD2 и резистором R3 можно установить эмиттерный повторитель на транзисторе pnp … Верхний вывод резистора R1 может быть подключен к общему проводу И, но нагрузка Емкость КМОП-микросхем, как и ТТЛ, в одиночном состоянии ниже, чем в нулевом, поэтому выполнение указанного условия в этом случае затруднено. Примерные значения сопротивлений резисторов: R1 в сумме с R2 и R3 не менее 5 кОм, R1 больше 0.01R2, R4 -Rp в 30 или более раз превышает сумму R1 и R2. При наличии эмиттерного повторителя номиналы всех резисторов могут быть уменьшены в 10 раз.

    Этот генератор удобно использовать для модуляции частоты импульсов, если управляющее переменное напряжение подается на верхний вывод резистор R1 в цепи.

    На рис. 312 (а) показана схема генератора, в котором длительность импульса и пауза между импульсами могут регулироваться отдельно. В генераторе по схеме на рис.312 (б), можно регулировать скважность импульсов в широком диапазоне, практически не изменяя их частоту.

    Любой генератор можно запускать и останавливать, задав любой логический элемент с двумя входами (И-И, ИЛИ ИЛИ, Исключающее ИЛИ) как любой из DD1 — DD3 и подав управляющий сигнал на его второй вход.

    На рис. 313 приведена схема генератора, формирующего пачки импульсов с частотой заполнения 1000 Гц, частота повторения пачки около 1 Гц, длительность 0.5 с. Пакеты создаются только при отправке журнала. 1 на вход пускового генератора. Первый импульс первого пакета появляется сразу после подачи разрешающего сигнала.

    На рис. 314 показана схема генератора, который генерирует на своем выходе импульсы, задержанные относительно момента подачи разрешающего сигнала. Все сгенерировано на Out. 1 генератор, импульсы имеют одинаковую длительность. Если разрешающий сигнал снимается до окончания следующего импульса, импульс генерируется полностью.На выходе. Сразу после подачи разрешающего сигнала появляются 2 импульса, но последний импульс может быть не полной длительностью.

    При необходимости совместить выдачу импульсов сразу после разрешающего сигнала с обеспечением полной длительности последнего импульса, независимо от момента снятия разрешающего импульса, можно использовать генератор по схеме на рис. 315 (а).

    Особенностью данного генератора является его универсальность. Если входной пусковой импульс отрицательной полярности имеет длительность меньше периода колебаний генератора, на его выходах

    формируется один импульс, то есть генератор действует как ожидающий мультивибратор.При подаче входного импульса длительностью, превышающей период, будет сгенерировано несколько импульсов полной длительности (рис. 315, б).

    Простой управляемый генератор можно собрать на базе триггера Шмитта микросхемы К561ТЛ1 или КР1561ТЛ1 по схеме на рис. 316 (неуправляемый — по триггеру на рис. 275). Когда log. 0 на входе Старт на выходе — лог. 1. При подаче заявки на

    авторизуйтесь Запустить журнал. На выходе появляется 1 журнал. 0 начинается разряд конденсатора С1.Когда напряжение на нем достигает нижнего порога переключения, на выходе появляется лог. 1 и начинается с

    ряда конденсаторов до верхнего порога переключения. Особенностью генератора является отсутствие резких скачков тока на начальных участках перезаряда конденсатора, характерных для описанных выше генераторов.

    Также целесообразно использовать триггеры Шмитта в схемах для установки начального состояния цифровых устройств в тех случаях, когда постоянная времени для установки выходного напряжения блока питания велика и необходимо обеспечить длинную

    импульс сброса и его резкое падение (рис.317).

    При необходимости можно собрать генератор из двух ожидающих мультивибраторов одной микросхемы КР1561АГ1, схема такого автогенератора представлена ​​на рис. 318 (без синхронизирующих цепей). Тактовая RC-цепь ожидающего мультивибратора DD1.1 определяет

    длительность положительных импульсов на выходе 1, RC-цепь, подключенная к DD1.2, — это длительность паузы между ними.

    Если необходимо получить колебания с частотой 100 Гц или меньше для уменьшения размера используемых конденсаторов, удобно использовать задающий генератор на относительно высокой частоте с последующим делением частоты на многочастотный. бит-делитель К176ИЕ5, К176ИЕ12, К176ИЕ18, К561ИЕ16, КР1561ИЕ20.Первые три микросхемы особенно удобны для этого варианта, так как содержат элементы, необходимые для построения задающего генератора. На рис. 319 представлена ​​схема генератора на микросхеме К176ИЕ5. Задающий генератор собран на логических элементах DD1.1 и DD1.2, его схема эквивалентна схеме на рис. 303. Выход задающего генератора внутри микросхемы подключен к делителю частоты 512 DD1.3. В микросхеме другой делитель частоты на 32 и 64 DD1.4. Вход этого делителя можно подключить либо к выходу задающего генератора F, либо к выходу первого делителя, в последнем случае частота на выходе 15 будет в 32768 раз меньше частоты генератора задающий генератор.

    Схема RC-генератора на микросхеме К176ИЕ12 представлена ​​на рис. 320. Задающий генератор согласно схеме на рис. 305 на инверторах DD1.1 и DD1.2 подключен ко входу делителя DD1.3, коэффициент деления которого равен 32768.Делитель также имеет выходы, частота следования импульсов которых меньше частоты задающего генератора в 32,256, 16384 раза. Импульсы с частотой F / 256 выводятся на четыре выхода, их фазовые соотношения

    для частоты задающего генератора 32768 Гц показаны на рис. 204. При их использовании следует помнить о коротких «выемках» на выходы T1 и TZ, также показанные на рис. 204.

    В микросхеме есть еще один счетчик с коэффициентом деления 60.Его вход можно подключить как к задающему генератору, так и к любому выходу первого счетчика. При подключении к выходу S1 частота импульсов на выходе второго делителя будет в 196608 раз меньше частоты задающего генератора.

    Хотя стабильность частоты RC-генераторов на КМОП микросхемах достаточно высока (особенно по сравнению с генераторами на TTL микросхемах), в некоторых случаях удобнее использовать кварцевый генератор с последующим делением частоты до необходимого уровня.Такой вариант получения необходимой частоты обеспечит не только высокую стабильность, но и устранит необходимость в подстроечных элементах, а размеры и стоимость кварцевого резонатора на 32768 Гц для наручных часов меньше, чем у хорошего металлопленочного конденсатора.

    Если частоты на выходах микросхем К176ИЕ5 или К176ИЕ12 соответствуют нужным, то целесообразно использовать их со встроенными в них инверторами кварцевого генератора. Если указанные микросхемы нельзя использовать в качестве делителя, в кварцевом генераторе необходимо использовать инвертор от микросхемы невысокой степени интеграции.Опыт показывает, что не каждый инвертор работает в кварцевом генераторе по стандартной схеме рис. 321. Хорошо зарекомендовали себя элементы микросхем.

    К561ЛА7 и К561ЛЕ5, микросхемы К176ЛА7 и К176ЛЕ5 вообще не работают. Микросхема К561ЛП2 очень удобна для построения различных генераторов и формирователей, однако внутренняя структура элементов микросхемы асимметрична относительно двух ее входов и в кварцевом генераторе ее элементы могут работать только при подключении к источнику питания контактов 2, 5,9 или 12.Кроме того, для улучшения формы выходного сигнала в генераторе по схеме на рис. 321 с использованием микросхемы К561ЛП2 сопротивление резистора R2 целесообразно уменьшить до 180 кОм.

    Микросхемы, содержащие счетчики с большим коэффициентом деления, могут быть успешно использованы для построения ожидающих мультивибраторов с большой длительностью импульса при небольшой емкости используемых конденсаторов. Схема ожидающего мультивибратора на микросхеме К561ИЕ16 представлена ​​на рис.11 — два импульса и так далее (рис. 323).

    Поскольку формирование выходного импульса всегда начинается с одного и того же состояния задающего генератора, исключена

    случайная ошибка длительности импульса, связанная с неопределенностью фазы генератора.

    Ожидающий мультивибратор может быть собран всего на одной микросхеме К176ИЕ5 (рис. 324). Этот резервный мультивибратор работает так же, как описанный выше, но генератор собран на инверторах, рассчитанных на кварцевый генератор микросхемы.14 периодов задающего генератора.

    Как и в описанном выше мультивибраторе ожидания, на предпоследнем выходе счетчика 14 формируется импульс положительной полярности вдвое короче, на выходе 9 — пачка из 32 импульсов.

    Если вам нужна кварцевая стабилизация длительности генерируемых импульсов, вы должны использовать схему на рис. 325, потому что вы не можете включать и выключать кварцевый генератор так же, как RC-генератор. К сожалению, ожидающий мультивибратор согласно схеме на рис.325 имеет случайную ошибку длительности импульса порядка

    периода кварцевого генератора. При использовании в данной схеме в качестве DD1 микросхем К176ИЕ5, К176ИЕ12, К176ИЕ18 сигнал с выхода элемента DD1.2 следует подавать на Z входы этих микросхем. Вышеописанные ожидающие мультивибраторы с частотным разделением имеют недостаток, связанный с тем, что при подаче питания они генерируют на своем выходе импульс неопределенной длительности, который, однако, не превышает длительности импульса, для которого он рассчитан. разработан.

    Если длительность запускающего импульса не превышает половины периода задающего генератора, дифференцирующая схема в пусковой схеме ожидающих мультивибраторов, описанная выше, не требуется.

    Свойство перезапуска присуще и ожидающим мультивибраторам с делением частоты, аналогичным микросхеме КР1561АГ1, — если при формировании выходного импульса придет следующий запускающий импульс, длительность импульса начнется заново с последнего запускающего импульса.

    Сопротивление резисторов, входящих в дифференцирующие цепи при схемах возбуждения всех мультивибраторов и генераторов, описанных в разделе, следует выбирать таким образом, чтобы токи через них не перегружали микросхемы источника сигнала — не менее нескольких десятков кОм. . Сверху сопротивление этих резисторов ограничено порядка десятков МОм из-за возможных утечек из печатных плат. Емкость конденсаторов этих схем должна значительно превышать монтажную емкость и входную емкость микросхем, то есть, как правило, быть не менее 100 пФ.

    При подаче сигнала на вход микросхемы через конденсатор, включенный последовательно с входом микросхемы, ограничительный резистор можно не устанавливать, если ток через ограничивающие диоды во время переходных процессов не превышает 20 мА, например, при подаче сигналов от стандартных КМОП микросхем с напряжением питания менее 9 В. Если напряжение питания выше 9 В или сигналы на дифференцирующие схемы поступают с выходов КМОП микросхем с повышенной нагрузочной способностью или с других низкоомных Источники сигнала — ограничительный резистор сопротивлением 3… 10 кОм следует установить последовательно с вводом.

    При проектировании устройств на цифровых микросхемах ах, при создании генератора часто возникают прямоугольные импульсы с определенными характеристиками. Данная статья призвана помочь конструктору-любителю выбрать схему задающего генератора разной степени сложности и требуемых характеристик.

    Схема, изображенная на рисунке 1, собрана на трех элементах микросхемы 155 LA3 и работает в режиме автогенератора за счет задержки распространения сигнала по элементам.Для простой логики серии 155 время задержки одного элемента составляет 20 нс, поэтому частота генератора, собранного на трех элементах, будет примерно равна 8 МГц.

    Фиг.1

    Для уменьшения частоты генерации количество элементов необходимо увеличить, учитывая, что их количество должно быть нечетным. Управляющий вход служит для управления работой генератора (высокий уровень разрешает работу схемы, низкий — отключает). Если управление генерацией не требуется, то управляющий выход необходимо подключить к плюсу источника питания через резистор сопротивлением 1 Ом или подключить ко второму входу того же элемента (по схеме нижний вход D1.1).

    Классическая схема простейшего генератора с синхронизирующей цепью представлена ​​на рис. 2. Он может быть собран практически на любых элементах с инверсией (НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ), частота следования выходных импульсов зависит от емкость конденсатора С1 и сопротивление R1. Следует учитывать, что при увеличении сопротивления R1 более 470 Ом генерация будет нестабильной. При R1 = 300 Ом и C1 = 0,047 мкФ частота генерации будет примерно 10 кГц.

    Фиг.2

    Схема, показанная на рис. 3, содержит еще два элемента, один из которых (D1.3) служит для более стабильной работы генератора, а другой (D1.4) используется в качестве буфера для улучшения формы выходного сигнала. При указанных на схеме значениях R1 и емкости конденсатора 0,047 мкФ частота следования импульсов будет равна 10 кГц.


    Фиг.3

    Частоту генерации мультивибратора на ТТЛ микросхемах легко менять не только значениями сопротивления и емкости, но и изменением напряжения.На схеме, показанной на рис. 4, управляющее напряжение подается на вход Control. и может изменяться от нуля до напряжения питания микросхемы. При повышении напряжения на входах элементов порог срабатывания происходит быстрее в процессе перезарядки конденсаторов, а значит, увеличивается частота генерации.

    Фиг.4

    Во всем диапазоне напряжений зависимость «управляющее напряжение / частота» практически линейна.При емкости частотозадающих конденсаторов С1 и С2, равной 0,1 мкФ, частоту мультивибратора можно регулировать в диапазоне 1-8 кГц, а при 1000 пФ — 120-750 кГц. Рабочий цикл сигнала легко изменить по разнице номиналов конденсаторов. Сигналы на выходах 1 и 2 будут в противофазе, поэтому имеет смысл добавить к выходам еще один инвертор для улучшения формы сигнала (например, неиспользуемые элементы D1.3 и D1.4).

    Схема генератора, частоту и скважность которого можно быстро изменять с помощью переменных резисторов, показана на рис.5. При номиналах резистора и емкости конденсатора C1 = 0,1 мкФ, указанных на схеме, рабочий цикл может быть изменен от 1,5 до 3 (резистор R2), а частота — от 8 до 25 кГц (R1). Для другого частотного диапазона придется изменить емкость конденсатора С1.

    Фиг.5

    Особенностью управляемого генератора импульсов, показанного на рис. 6, является то, что длительность последнего сгенерированного импульса не зависит от времени окончания управляющего сигнала.Всякий раз, когда появляется сигнал Control. не пропала, генератор в любом случае отработает период до конца. Это достигается тем, что один из входов управляющего элемента D1.1 подключен к выходу мультивибратора, собранного на элементах D1.2 — D1.4.

    Фиг.6

    Мультивибратор запускается низким уровнем на входе Control. и если во время работы генератора этот сигнал пропадает (становится высоким), то благодаря обратной связи (выход D1.4 — вход D1.1) мультивибратор остановится только тогда, когда истечет период его полной продолжительности и уровень на его выходе не станет низким. Кроме того, частоту генератора можно плавно изменять переменным резистором R2 (со значениями, указанными на схеме, от 4 до 25 кГц).

    Обычно при построении генераторов на микросхемах TTL используются небольшие резисторы и поэтому емкости синхронизирующих конденсаторов относительно велики, а диапазон регулировки частоты невелик.Вы можете увеличить диапазон регулировки до 200 раз, включив транзистор с достаточно большим входным сопротивлением, как показано на рис. 7. Когда емкость синхронизирующего конденсатора изменяется с 10 мкФ до 20 пФ, генератор средней частоты может быть изменен с от долей герца до нескольких МГц.

    Фиг.7

    Другая схема, но с полевым транзистором, позволяет с помощью резистора R1 изменять частоту генератора в 50 000 раз (рис.8). Кроме того, высокий входной импеданс затвора полевого транзистора позволяет получить низкочастотную генерацию при относительно небольшой емкости синхронизирующего конденсатора. Например, при номинальных значениях, указанных на диаграмме, и максимальном значении R1 частота генерации будет примерно 0,5 Гц. Совершенно очевидно, что для плавного изменения частоты в таком широком диапазоне желательно, чтобы резистор R1 был многооборотным.


    Фиг.8

    Все вышеперечисленные мультивибраторы не отличаются высокой стабильностью частоты, которая зависит от напряжения питания, температуры окружающей среды и ряда других факторов, поэтому в случаях, когда к стабильности генерируемой частоты предъявляются высокие требования, используются кварцевые резонаторы. работающие на необходимой частоте, вводятся в схему (рис. 9). При построении таких генераторов следует учитывать, что приближение генерируемой частоты к частоте среза переключающих элементов ухудшает форму сигнала, приближая его форму к синусоидальной.


    1.Введение 3

    1. Обоснование выбора и описание работы схемы 4

    1.1 Анализ задачи и разработка структурной схемы. 4

    1.2 Анализ возможных схемных решений 5

    1.3 Описание работы выбранной схемы и назначение элементов. ten

    2. Расчет и выбор элементов 11

    2.1 Расчет RC-цепи для задания частоты 11

    2.2 Расчет усилителя мощности. 12

    2.3 Расчет вторичного источника питания 13

    3. Моделирование. 15

    4. Заключение. восемнадцать

    5. Литература. 19

    1. Введение

    Генераторы являются неотъемлемой частью практически любого электронного устройства. Они используются в радиоэлектронном оборудовании в качестве модулированного сигнала, а также в качестве самостоятельного оборудования для лабораторных исследований, для построения частотной характеристики. Генератор положительных прямоугольных импульсов — это устройство, с помощью которого энергия источника постоянного тока преобразуется в энергию переменного тока, изменяющегося во времени.В зависимости от области применения такого генератора к нему могут предъявляться различные требования, например, стабильность заданной частоты, амплитуды, скважности, времени нарастания, точности.

    1. Обоснование выбора и описание схемы

      1. Анализ задания и разработка структурной схемы.

    Согласно поставленной задаче принципиальная схема должна работать от сети переменного напряжения 220В с частотой 50 Гц.Электронных компонентов, использующих такие параметры, нет, поэтому требуется источник питания. Для создания прямоугольного сигнала из константы необходим генератор, который может быть выполнен на аналоговых или цифровых элементах. Для регулировки выходного напряжения необходим соответствующий блок. Также не стоит забывать о частоте вращения генератора, которая обеспечит необходимое время фронта.

    1. Анализ возможных схемных решений Генератор на интегральном таймере 555 (kr1006vi1)

    Схема имеет высокую стабильность (около 1%), может работать от одного источника питания с напряжением 4.От 5 до 16 В, поддерживая стабильную частоту при изменении напряжения источника питания.

    Недостатки — большое потребление тока.

    Генератор на логических элементах


    Автогенератор (рис. 1.2) собран на логических элементах D 1.1, D 1,2 и Dj .3, резистор R / и конденсатор С1. При включении питания конденсатор C1 начинает заряжаться через резистор K1. По мере зарядки конденсатора напряжение на его пластине, подключенной к клеммам I, 2 логического элемента, повышается. D 1.1. При достижении 1,2 … 1,5 В на выходе 6 логический элемент D 1,2 сигнал «лог. 1 «(» 4В). и в заключении 8 логический элемент D 1,3 — сигнал «лог. O «(» 0,4 В). После этого конденсатор С1 начнет разряжаться через резистор R 1 и логический элемент D 1.3. В итоге на вывод 6 логический элемент D 1,2 Будет сформировано прямоугольных импульса. Такие же импульсы, но сдвинутые по фазе на 180 °, будут на выходе 8 логический элемент D 1,3 (действует как инвертор).

    Продолжительность заряда и разряда конденсатора C1 и, следовательно, частота генерируемых импульсов, зависят от емкости конденсатора C1 и сопротивления резистора R 1.


    Автогенератор (рис. 1.3) построен на трех инверторах микросхемы D 1, синхронизирующий конденсатор C1 и последовательный резистор R 1 на входе частотно-определяющего преобразователя D 1,3 .

    По сравнению с аналогичными устройствами, генератор имеет повышенную стабильность. Кроме того, есть возможность регулировать или регулировать частоту при изменении сопротивления резистора. R 1 .

    Однако эти схемы на микросхемах TTL имеют серьезные недостатки:

    Низкое сопротивление синхронизирующих резисторов и большая емкость конденсаторов

    Ограниченный диапазон плавного регулирования частоты

    Низкая стабильность при изменении напряжения питания и температуры окружающей среды

    Микросхема k561la7 одно время была популярна и даже любима. Совершенно заслуженно, поскольку на тот момент это был своего рода «универсальный солдат», который позволял строить не только логику, но и различные генераторы, и даже усиливать аналоговые сигналы.Забавно, что даже сегодня в поисковики отправляется много запросов: описание микросхемы K561LA7 , аналог k561la7 , генератор на K561LA7, генератор прямоугольных импульсов на K561LA7 и т. Д.

    К сожалению, с этой общераспространенной микросхемой не все так просто …

    Для меня было удивительно обнаружить, что, например, Texas Instruments до сих пор выпускает что-то законченное, аналог , то есть микросхему CD4011A.Для любопытных — вот ссылка на страницу документации или даташит на TI CD4011A.

    обратите внимание, что распиновка k561la7 отличается от раскладки обычного 4x 2I-НЕ TTL (k155la3 и комп).

    Микросхема действительно удобная:

    • Незначительный входной ток утечки — отличительная черта всей логики КМОП
    • Статический ток потребления — обычно доли микроампер
    • Возможность работы от 3 до 15 вольт напряжения питания
    • Симметричная, хотя и небольшая (менее миллиампера) нагрузочная способность выходов
    • Микросхема была доступна даже в непростые советские времена.Сегодня вообще — 3 рубля мелочь, а то и дешевле.

    Чтобы быстро смоделировать одно плечо промежуточного моста DCC, я обычно использовал k561la7 для создания классического релаксационного генератора CMOS.

    Резистор R2 и конденсатор C1 устанавливают частоту колебаний примерно 0,7 / R2C1. Резистор R1 ограничивает ток разряда конденсатора C1 через защитные диоды на входе первого инвертора Q1.

    Принцип работы генератора кратко следующий: конденсатор покрывает два инвертора с положительной обратной связью, таким образом получается защелка, триггер.Проведите мысленный эксперимент: замените конденсатор и R1 проводником, при этом влиянием R2 можно пренебречь (но только на короткое время).

    Через R2 на верхнюю пластину конденсатора по схеме подается ток, который перезаряжает конденсатор «в другую сторону», то есть не дает нашей защелке оставаться в одном состоянии бесконечно долго. Этот ток определяет время перезарядки конденсатора, а, следовательно, и частоту генерации. Поскольку защелка RF покрыта положительной обратной связью точно так же, как в только что проведенном мысленном эксперименте, переключение в идеале должно происходить с максимально возможной скоростью для клавиш: малейшее увеличение напряжения на выходе Q2 напрямую подается на вход Q1, что приводит к уменьшению напряжения на выходе Q1 и еще большему увеличению напряжения на выходе Q2.

    Формы сигналов на входе и выходе Q1:


    Вот как нелепо выглядят выходы Q1 и Q2:


    • R1 = 91 кОм
    • R2 = 33 кОм
    • C1 = 10 нФ
    • C2 = 2,2 нФ
    • F = 1,3 кГц

    Для серьезного дизайна я лично не стал бы использовать этот генератор прямоугольных импульсов … Даже простой имеет лучшую стабильность и дает очень чистый прямоугольник.

    Пожалуйста, если этот материал вам в чем-то помог или даже вызвал приятные ностальгические воспоминания, поделитесь им с другими. Для этого просто «кликните» по иконке сети, в которой вы зарегистрированы, чтобы ваши друзья получили ссылку на эту статью. Спасибо!

    В радиолюбительской практике часто возникает необходимость настройки различных узлов преобразования схем, особенно если речь идет об изобретательской деятельности, когда схема рождается в голове. В такие моменты пригодится источник управляющего сигнала.

    Представляю вашему вниманию генератор прямоугольных импульсов .

    Технические характеристики

    Электропитание: 10 ÷ 15 В постоянного тока.

    Три режима генерации:

    1 — симметричный (меандр), дискретное переключение диапазонов генерируемых частот, плавное регулирование частоты в пределах диапазона;

    2 — независимое, дискретное переключение диапазонов генерируемых частот, плавная раздельная регулировка длительности импульса и паузы между импульсами внутри диапазона;

    3 — широтно-импульсная модуляция (ШИМ), дискретный выбор частоты переключателем диапазонов, плавная регулировка скважности.

    Два отдельных канала — прямой и обратный.

    Раздельная регулировка уровня выходного сигнала каналов от 0 В до значения напряжения источника питания при подключении высокоомной нагрузки и до половины напряжения источника питания при подключении нагрузки с входным сопротивлением 50 Ом. .

    Выходное сопротивление канала составляет примерно 50 Ом.

    Принципиальные схемы

    Для построения генератора за основу взята схема генератора на двух логических инверторах (рисунок 1).Принцип его работы основан на периодической подзарядке конденсатора. Момент переключения состояния цепи определяется состоянием заряда конденсатора С1. Процесс подзарядки происходит через резистор R1. Чем больше емкость С1 и сопротивление R1, тем дольше длится процесс зарядки конденсатора, и тем больше длительность периодов переключения состояния цепи. Наоборот.

    Для построения схемы генератора были взяты логические элементы микросхемы с четырьмя элементами 2И-НЕ — HEF4011BP … Базовая схема, показанная выше, производит прямоугольный сигнал фиксированной частоты с коэффициентом заполнения 50% (прямоугольный сигнал) на выходе Q. Для расширения возможностей устройства было решено объединить три разные схемы, реализованные на одних и тех же двух логических инверторах.

    Схема генератора прямоугольных импульсов

    Схема генератора меандров показана на рисунке 2-а. Емкость цепи для задания времени может изменяться от значения C1 до суммарного значения C1 и емкости, соединенной перемычкой P.Это дает возможность изменять частотный диапазон генерируемого сигнала.

    Резистор R1 позволяет плавно изменять ток заряда (перезарядки) емкости. Резистор R2 является токоограничивающим, чтобы избежать перегрузки выходного канала логического элемента DD1.1 в случае, когда ползунок резистора R2 находится в крайнем верхнем положении и его сопротивление близко к нулю. Поскольку заряд и перезарядка конденсатора осуществляется по одной цепочке с неизменными параметрами, длительность импульса и пауза между ними равны.Такой сигнал имеет симметричную прямоугольную форму и называется прямоугольной волной. Регулируя R1, только частота генерируемого сигнала изменяется в определенном диапазоне, установленном конденсатором установки времени.

    Схема генератора прямоугольных импульсов с раздельной регулировкой длительности импульса и паузы

    На рисунке 2-b цепь заряда и цепь избыточного заряда разделены диодами VD1 и VD2. Если при зарядке синхронизирующего конденсатора формируется импульс, его длительность характеризуется сопротивлением цепи VD1-R2-R1.Длительность паузы между импульсами при обратном перезарядке конденсатора характеризуется сопротивлением цепи R1-R3-VD2. Итак, изменяя положение ползунков резисторов R2 и R3, можно плавно отдельно установить длительность импульса и паузу между ними.

    Частотный диапазон генерируемого сигнала, как и в первом случае, переключается перемычкой П.

    Схема генератора ШИМ

    Схема на Рисунке 2-c имеет аналогичное разделение цепей прямого и обратного заряда синхронизирующего конденсатора с той разницей, что переменные сопротивления представляют собой плечи переменного резистора R2, которые имеют обратную зависимость параметров относительно каждого из них. Другие.То есть при увеличении одного плеча резистора второе уменьшается прямо пропорционально, а общая сумма их сопротивлений постоянна. Таким образом, регулируя соотношение плеч резистора R2, можно плавно изменять отношение длительности импульса к длительности пауз между ними, при этом время периода следования импульсов останется неизменным. Этот метод настройки позволяет реализовать функцию широтной импульсной модуляции (ШИМ)

    .

    Частота генерируемого сигнала в этой цепи выбирается дискретно переключением перемычки P.При необходимости вы можете использовать несколько перемычек P для суммирования больших и малых значений емкостей, достигая более точной требуемой частоты генерации сигнала во всем диапазоне.

    Конечная схема генератора

    На рисунке 3 показана схема генератора , в которой реализованы все три схемы, рассмотренные на рисунке 2. Генератор построен на базе двух логических инверторов на элементах DD1.1 и DD1.2. Выбор частотного диапазона (частота в режиме ШИМ) осуществляется переключением перемычки P.

    Для сборки искомого варианта схемы генератора введены штыревые соединители, переключаемые параллельными сборками перемычек, изображенных цветными линиями. Каждый цвет перемычки соответствует разной схеме подключения. Перемычки реализованы путем соединения пар контактов с проводами ленточного кабеля разъема FC-10P A. Сами штыревые разъемы расположены тремя группами по пять пар для удобства переключения. Разъем перемычки позволяет переключать режим генерации.

    Элементы DD1.3 и DD1.4 действуют как инвертирующие повторители и служат для развязки временных и выходных цепей генератора, чтобы исключить их взаимное влияние. Инвертированный сигнал снимается с выхода DD1.3, основной — с выхода DD1.4.

    Резисторы R5 и R6 служат для регулировки уровня напряжения импульсов соответствующих каналов. Транзисторы VT1 и VT2 включены по схеме эмиттерного повторителя для усиления сигналов, снимаемых с ползунков резисторов R5 и R6 соответственно.Транзисторы VT3 и VT4 шунтируют выходные цепи своих каналов, подтягивая их к минусу питания. Их роль важна, когда сигнал генератора подается на нагрузку с наличием конденсатора, когда разряд этой емкости требуется во время паузы без тока, например, при управлении полевыми транзисторами … Диоды VD5 и VD6 отделить основные схемы шунтирующих транзисторов от выхода генератора, исключив влияние емкостной нагрузки на работу этих транзисторов.Резисторы R9 и R10 необходимы для согласования выходов генератора с сопротивлением нагрузки 50 Ом, а также для ограничения максимального тока транзисторов выходных каскадов каналов.

    Диод VD3 защищает схему от подачи напряжения питания обратной полярности. Светодиод VD4 действует как индикатор питания. Конденсатор С21 частично сглаживает пульсации при питании от нерегулируемого источника.

    Особенности схемы

    Для уменьшения габаритов устройства в качестве конденсатора синхронизации используются SMD-конденсаторы C1-C20.При наименьшей емкости C1 = 68 пФ генератор выдает сигнал частотой до 17 ÷ 500 кГц. При промежуточных значениях емкости 3,3 нФ и 100 нФ генератор формирует сигналы в диапазонах частот 360 ÷ 20 000 Гц и 6,25 ÷ 500 Гц соответственно. При наименьшей емкости C2 = 5,1 мкФ получается частота в диапазоне 0,2-10 Гц. Таким образом, при использовании всего четырех конденсаторов можно покрыть частотный диапазон от 0,2 Гц до 500 кГц. Но при этом в режиме ШИМ генерация сигнала будет доступна для всех четырех значений частоты при использовании одной перемычки P.Поэтому для улучшения характеристик генератора было решено ввести в схему 20 конденсаторов разной емкости с равномерным распределением значений по интервалам. Дополнительную точность установки частоты в режиме ШИМ можно получить при использовании нескольких перемычек, идентичных P, что позволит регулировать частоту путем подключения конденсаторов меньшего номинала по сравнению с основным дополнительным.

    Блок питания схемы имеет некоторые ограничения.Несмотря на достаточно широкий диапазон, напряжение питания микросхемы составляет 3 ÷ 15 В, как показала практика, при напряжении питания схемы ниже 9 В генератор не запускается. Запуск от 9 В нестабилен. Поэтому рекомендуется использовать источник питания 12 ÷ 15 В.

    При напряжении питания 15 В, нагрузке 50 Ом, подключенной к одному каналу генератора, и максимальном уровне выходного сигнала устройство потребляет не более 2,5 Вт мощности. В этом случае основная часть мощности рассеивается на нагрузке и согласующем выходном резисторе R9 (R10).

    Не рекомендуется включать генератор на короткозамкнутую нагрузку, так как выходной транзистор в этом случае работает в предельном режиме. Это также относится к тестированию цепей с биполярными переключателями, которые не имеют базы ограничивающего резистора в цепи. В таких случаях рекомендуется уменьшить уровень выходного сигнала как минимум на пол-оборота ручки резистора, а затем добавить его по мере необходимости.

    В моем случае для варьирования частотных диапазонов генерации я использовал следующие номиналы конденсаторов ряда:
    C1 — 68 пФ;
    C2 — 100 пФ;
    C3 — 220 пФ;
    C4 — 330 пФ;
    C5 — 680 пФ;
    C6 — 1 нФ;
    C7 — 2.2 нФ;
    C8 — 3,3 нФ;
    C9 — 9,1 нФ;
    C10 — 22 нФ;
    C11 — 33 нФ;
    C12 — 47 нФ;
    C13 — 82 нФ;
    C14 — 100 нФ;
    C15 — 220 нФ;
    C16 — 330 нФ;
    C17 — 510 нФ;
    C18 — 1 мкФ;
    C19 — 2,4 мкФ;
    C20 — 5,1 мкФ.

    По любой причине вы можете применять номиналы, отличные от указанных. Единственное ограничение — минимальная емкость не должна быть меньше 68 пФ, иначе генератор на этой емкости может просто не запуститься или запустить автогенерацию в ненасыщенном режиме, в котором форма волны не прямоугольная, а искаженный прямоугольник, стремящийся к синусоида.

    Рейтинги выделены красным, при этом перекрывается весь диапазон генерируемых частот.

    Фотогалерея

    Здесь показана прокладка перемычек в разъеме, собранный разъем и готовый разъем-перемычка с обрезанными проводниками.


    На этих фото генератор с разных ракурсов


    А это со стороны пломбы. Качество дорожек оказалось просто омерзительным, пришлось столько жесть налить.

    А это, собственно, перемычка переключения диапазонов и перемычка переключения режимов. Чуть правее находятся разъемы и контакты, которыми перемычки коммутируют.

    Изготовить печатную плату из имеющихся на складе деталей может любой желающий. Кому интересна печать моей версии генератора, можете скачать архив по ссылке ниже. Имеется печать в формате страницы PDF, а также в формате PCB для версии P-CAD не ниже 2010. Схема также находится в архиве, вы можете не пытаться сохранить ее со страницы, просто скачайте архив.

    характеристик, отзывов. Металлоискатель своими руками

    В наши дни многие люди стремятся найти клады, а иногда и простой металлолом. Для кого-то это занятие стало интересным времяпрепровождением, а для кого-то — средством заработка.

    Первый образец промышленного металлоискателя был создан в 1960-х годах и нашел широкое применение в горной промышленности и других специальных работах.

    Приборы используются для разминирования, для поиска оружия, при исследованиях геофизиков и археологов, при поиске сокровищ, а также для обнаружения инородных тел из металла в продуктах питания.В строительной отрасли они участвуют в обнаружении арматуры в бетонных блоках и трубопроводов в стенах. Металлоискатели также начали использовать шахтеры и старатели. А усовершенствование устройства позволило не прибегать к раскопкам при поиске золота.

    За последние десятилетия этим устройством интересовалось множество людей. Поиск сокровищ и металлолома стал популярным хобби. Некоторые, например, отправляются с таким устройством на пляж в надежде найти ценную вещь.

    Кто изобрел металлоискатель

    На вопрос, какое устройство было первым, дать однозначный ответ сложно, потому что примерно в одно и то же время многие изобретатели в разных частях мира проводили собственные разработки названного устройства.

    Но если говорить об одном конкретном человеке, которого можно считать родоначальником устройства, то это, несомненно, английский геолог и горный инженер Фокс. Он обнаружил свойство пропускать электричество через металлические руды и предметы.Примерно в 1830 году он разработал первый унифицированный локатор, который включал в себя батарею, несколько металлических стержней и проводов подходящей длины.

    Первые методы поиска металла

    Первый метод поиска заключался в следующем: один металлический стержень лежал в земле там, где должна была находиться руда. Он был подключен к одной клемме аккумулятора. Другой вывод был подключен к плавающему проводу. Металлические стержни втыкались в землю в разных точках и постоянно касались проводов.При обнаружении металлического предмета появились искры.

    В 1870 году в устройстве использовались два отдельных стержня. Провод, подключенный через аккумулятор, упал на землю. При контакте с металлом прозвенел предупредительный звонок.

    Аппарат «Пират»

    А теперь посмотрим на современные инструменты. Некоторые из них — «Пират» — металлоискатель, работающий по проводимости электричества, индуктивным и магнитным свойствам металла. Кстати, свое интересное название устройство получило от изобретателей: ПИ — импульсный принцип работы, RAT — сокращенно от Radio Scot (сайт изобретателей).

    Металлоискатель «Пират», фото которого представлены в этой статье, имеет унифицированный дизайн. Он включает в себя генератор, вырабатывающий переменный ток, который проходит через катушку с магнитным полем. Если проводящий ток металл находится слишком близко к катушке, то вихревые потоки будут направлены к металлу. Это способствует образованию переменного магнитного поля в металле. Обнаружение последнего позволяет использовать другую катушку для измерения магнитного поля.

    Преимущества адаптации


    «Пират» (металлоискатель) имеет простую конструкцию и унифицированную конфигурацию, не содержит программируемых элементов, которых так опасаются многие радиолюбители. Устройство отлично подойдет новичкам. И помните, что он не умеет различать металлы.

    Металлоискатель «Пират», печатная плата которого представлена ​​микросхемой NE555 (отечественный аналог КР1006ВИ1), не содержит дорогих или труднодоступных деталей. По техническим параметрам он не уступает зарубежным аналогам, цена которых достигает 300 у.е.е.

    И главные преимущества этого устройства перед другими — стабильность работы и реакция на металл с большого расстояния.

    Унифицированный «Пират» (металлоискатель для начинающих) имеет определенные технические характеристики. Его мощность 9-12 вольт, а уровень энергопотребления 3-40 мА. Устройство распознает предметы размером до 150 см.

    Конструкция

    Передающий и приемный узлы являются основными узлами металлоискателя «Пират». Печатная плата, представляющая собой модель NE555, и переключатель высокой мощности на транзисторе IRF740 входят в передающий узел.А приемный узел собран на базе микросхемы К157УД2 и транзистора BC547.

    Намотка катушки осуществляется на оправке диаметром 190 мм и содержит 25 витков провода ПЭВ 0,5.

    Биполярный транзистор NPN заменил модель Т2 и имеет напряжение не менее 200 вольт. Его можно взять от экономичной лампы или устройства для зарядки мобильного телефона. В крайнем случае Т2 можно заменить на КТ817.

    В качестве Т3 можно использовать любую транзисторную схему NPN.

    Правильно собранный прибор не требует дополнительной настройки. Возможно, придется прибегнуть к применению резистора R12, чтобы щелчки при движении появлялись в среднем положении R13.

    С помощью осциллографа можно контролировать длительность управляющего импульса на затворе Т2 и уровень частоты генератора. Оптимальная длительность импульса 130-150 мкс, частота 120-150 Гц.

    Как работать с прибором

    После включения прибора «Пират» (металлоискателя) следует подождать 15 или 20 секунд, после чего ручка чувствительности устанавливается в положение, при котором при движении слышны щелчки.Это послужит индикатором максимальной чувствительности.

    Устройство имеет единую систему управления, поэтому приобрести навыки работы с ним не так уж и сложно.

    Металлоискатель «Пират» своими руками

    Многие задаются вопросом: как сделать своими руками металлоискатель «Пират»? Сборка такой сборки возможна людям с элементарными знаниями в области электроники.

    Импульсный металлоискатель «Пират» имеет нестандартный и копируемый дизайн. Устройство содержит ряд компонентов и простую в использовании поисковую катушку.Если его диаметр составляет 280 мм, то он может обнаруживать объекты размером от 20 до 150 см.

    Изготовление металлоискателя «Пиратские» руки — задача несложная, что является огромным преимуществом этого прибора. Компоненты сборки доступны и их легко найти. Они очень дешевые. Купить их можно в магазине радиодеталей или на рынке.

    Перечень необходимых деталей для изготовления

    Попробуем собрать металлоискатель «Пират» своими руками. Подробная инструкция поможет сделать это без ошибок даже неопытным радиолюбителям.

    Устройство имеет две схематические модификации. В первом случае используется микросхема NE555 (отечественный аналог микросхемы КР1006ВИ1) — таймер. Но если вы не смогли получить этот компонент, авторы также предусмотрели другой вариант схемы, основанный на транзисторах.

    Тем не менее, рекомендуется собирать устройство по первой схеме, так как она имеет большую стабильность при работе.

    При сборке на базе транзисторов выбирайте правильную частоту и длительность, так как они имеют довольно большой разброс технических характеристик.Для этого воспользуйтесь осциллографом.

    Печатная плата прибора

    Самодельный металлоискатель «Пират» имеет несколько вариантов разводки печатной платы, но чаще всего используют плату серии «Сприн Лайот».

    После пайки к нему подключается питание. Для этого подайте любой источник питания с напряжением 9-12 Вольт. Можно прибегнуть к использованию батареек «Крона» (3 или 4 штуки) или батарейки. Использование одной «короны» не рекомендуется, так как это вызовет быстрое падение напряжения, что, в свою очередь, приведет к постоянному зависанию устройства.

    Изготовление катушки для металлоискателя «Пират»

    Как и другие модели импульсных устройств для поиска металла, прибор нетребоват к точности при изготовлении катушки. Вполне допустимо использовать ту, которая наматывается на оправку диаметром 190-200 мм — 25 витков. В этом случае используется обмоточный эмалированный провод сечением 0,5 мм.

    Обмотки катушки оборачиваются изоляционной лентой или лентой. Кстати, чтобы увеличить глубину поиска устройства, можно прибегнуть к намотке названной детали, диаметром 260-270 мм, 21-22 витка тем же проводом.

    Катушка прибора закреплена в твердом корпусе, который должен быть изготовлен, например, из пластика. Это необходимо для защиты устройства от ударов о землю или траву во время работы агрегата. Такой чехол можно приобрести в интернет-магазинах. Вообще, при изготовлении поисковых катушек не рекомендуется использование металлических деталей.

    Выводы указанной детали припаиваются к многопроволочному проводу сечением 0,5 — 0,75 мм. В идеале это две самоплетенные проволоки.Ваше устройство готово!

    Обзоры

    Имеющиеся на металлоискателе «Пират» отзывы свидетельствуют о том, что он стал очень популярным среди пользователей. По их словам, устройство обладает высокой степенью функциональности, а вещи из металла находят в короткие сроки и без ошибок. Легко наносится и не ощущается в руке.

    Готовый прибор собран из нескольких частей, которые легко собираются. Нижняя часть — это его основание. Системная работа с устройством очень наглядная.Установить металлоискатель «Пират» не составит труда.

    p> Схема светодиодного маяка

    . Схема светодиодного маяка. Крепление. Источники питания. Блеск

    Мигающие светодиоды часто используются в различных сигнальных цепях. В продаже достаточно давно появились светодиоды (LED) различных цветов, которые при подключении к источнику питания периодически мигают. Для их моргания никаких дополнительных деталей не требуется. Внутри такого светодиода вмонтирована миниатюрная интегральная микросхема, управляющая его работой. Однако для начинающего радиолюбителя гораздо интереснее сделать мигающий светодиод своими руками, а заодно изучить принцип работы электронной схемы, в частности, мигалки, освоить навыки работы с паяльником. .

    Как сделать светодиодную мигалку своими руками

    Существует множество схем, с помощью которых можно принудительно мигать светодиодом. Прошивки могут быть выполнены как из отдельных радиодеталей, так и на базе различных микросхем. Сначала мы рассмотрим схему мигания мультивибратора на двух транзисторах. Для его сборки подойдут самые ходовые детали. Их можно приобрести в магазине радиодеталей или «майнерах» у телевизоров, радиоприемников и другого радиооборудования.Также во многих интернет-магазинах можно купить комплекты деталей для сборки таких светодиодных заслонок.

    На рисунке показана схема вспышек мультивибратора, состоящая из всех девяти частей. Для его сборки потребуется:

    • два резистора 6,8 — 15 ком;
    • два резистора сопротивлением 470 — 680 Ом;
    • — два маломощных транзистора, имеющих структуру n-P-N, например, КТ315 b;
    • два электролитических конденсатора емкостью 47-100 мкФ
    • один маломощный светодиод любого цвета, например красный.

    Необязательно, чтобы части пары, такие как резисторы R2 и R3, имели одинаковое значение. Небольшой разброс номиналов не влияет на работу мультивибратора. Также этот флаг на светодиодах не критичен для напряжения питания. Уверенно работает в диапазоне напряжений от 3 до 12 вольт.

    Схема мигания мультивибратора работает следующим образом. Во время подачи схемы питания один из транзисторов всегда будет открыт чуть больше другого.Причиной может быть, например, немного больший коэффициент передачи тока. Пусть изначально транзистор Т2 открыт изначально больше. Затем через его базу и резистор R1 будет протекать зарядный ток конденсатора C1. Транзистор T2 будет в открытом состоянии, и его токоприемник будет протекать через R4. На положительном фронте конденсатора C2, подключенного к коллектору T2, будет низкое напряжение, и он не будет заряжаться. По мере заряда C1 базовый ток T2 будет уменьшаться, а напряжение на коллекторе расти.В какой-то момент это напряжение станет таким, что заряд конденсатора C2 потечет и транзистор T3 начнет открываться. C1 начнет разряжаться через транзистор T3 и резистор R2. Падение напряжения на R2 надежно замыкает Т2. В это время через открытый транзистор T3 и резистор R1 будет протекать ток и светодиод LED1 будет гореть. В дальнейшем циклы циркуляции конденсаторов будут повторяться поочередно.

    Если посмотреть на осциллограммы на коллекторах транзисторов, то они будут иметь форму прямоугольных импульсов.

    Когда ширина (длительность) прямоугольных импульсов равна расстоянию между ними, говорят, что сигнал имеет форму меандра. Снимая осциллограммы с коллекторов обоих транзисторов одновременно, можно отметить, что они всегда в противофазе. Длительность импульсов и время между их повторениями напрямую зависят от работы R2C2 и R3C1. Изменяя коэффициент продуктивности, вы можете изменять продолжительность и частоту миганий светодиода.

    Для сборки схемы мигающего светодиода понадобится паяльник, припой и флюс. В качестве флюса можно использовать канифоль или жидкий флюс для пайки, продаваемый в магазинах. Перед сборкой конструкции необходимо тщательно очистить и приподнять выводы радиодеталей. Выводы транзисторов и светодиода следует подключать по назначению. Также необходимо соблюдать полярность включения электролитических конденсаторов. Маркировка и назначение конвейеров транзисторов CT315 показаны на фото.

    Мигающий светодиод на одной батарее

    Большинство светодиодов работают при напряжении более 1,5 В. Поэтому их невозможно простым способом Слезть с аккумулятора одним пальцем. Однако на светодиодах есть флаги мигания, позволяющие преодолеть эту трудность. Один из них показан ниже.

    В схеме фонаря на светодиодах две цепочки конденсаторов: R1C1R2 и R3C2R2. Время заряда конденсатора C1 намного больше, чем заряда конденсатора C2. После заряда С1 оба транзистора и конденсатор С2 оказываются последовательно подключенными к аккумулятору.Через транзистор T2 на светодиод подается полное напряжение батареи и конденсатор. Загорается светодиод. После разряда конденсаторов С1 и С2 транзисторы закрываются и начинается новый цикл зарядки конденсаторов. Такая схема мигания на светодиодах называется схемой подавления напряжения.

    Мы рассмотрели несколько заслонок на светодиодах. Собирая эти и другие устройства, можно не только научиться паять и считывать электронные схемы. На выходе можно получить вполне работоспособные приспособления, пригодные в повседневной жизни.Дело ограничивается только фантазией создателя. Показывая плавку, можно, например, сделать сигнализацию открытой двери холодильника или указатель поворота велосипеда. Сделайте вспышку мягким игрушкам.


    Схема светодиодного маяка на таймере KR1006Vi1

    Данную конструкцию, а точнее ее схему можно назвать простой и доступной. Устройство работает на базе таймера КР1006В1, имеющего два прецизионных компаратора.Кроме того, устройство включает в себя оксидный конденсатор с временной задержкой С1, делитель напряжения на сопротивлениях R1 и R2. С третьего выпуска микросхемы DA1 управляющие импульсы следуют за светодиодами HL1-HL3.

    Включение схемы осуществляется при помощи тогглера SB1. В начальный момент времени на выходе таймера высокий уровень напряжения и светятся светодиоды. Контейнер C1 начинает заряжаться по цепи R1 R2. Через одну секунду время можно регулировать сопротивлениями R1 R2 и конденсатора С1, напряжение на пластинах конденсатора достигает значений срабатывания одного из компараторов.При этом напряжение на выходе трех DA1 будет нулевым, светодиоды нервничают. Так продолжается от цикла в цикле, пока применяется радиолюбительская структура.

    Рекомендуется использовать мощные светодиоды HPWS-T400 или аналогичные им с потребляемым током не более 80 мА. Вы можете использовать один светодиод, например LXHL-DL-01, LXHL-FL1C, LXYL-PL-01, LXHL-ML1D, LXHL-PH01.

    Находить в темноте различные предметы или, например, домашних животных будет легче, если они прикрутят нашу радиолюбительскую разработку, которая с наступлением темноты автоматически включится и начнет подавать световой сигнал.

    Это обычный несимметричный мультивибратор на биполярных транзисторах разной проводимости VT2, VT3, генерирующий короткие импульсы с интервалом в пару секунд. Источник света — мощный светодиод HL1, датчик освещенности — фототранзистор.

    Фототранзистор с сопротивлениями R1, R2 образует делитель напряжения в цепи базы транзистора VT2. В светлое время суток напряжение на эмиттерном переходе транзистора VT2 невысокое, и он запирается своим собратом VT3.С наступлением темноты транзисторы начинают работать в режиме генерации импульсов, от которых мигает светодиод

    Электронные трюки для любознательных детей Кашкаров Андрей Петрович

    3.17. Фонарик: Сделай сам

    Фонари используются в электронных охранных комплексах и на автомобилях как устройства индикации, сигнализации и предупреждения. Причем внешний вид и «начинка» зачастую ничем не отличаются от проблесковых маячков аварийно-оперативных служб (спецсигналов).

    Внутренняя «начинка» классических карт поражает своим анахронизмом: вот тут-то в продаже регулярно появляются штатные маячки на базе мощных фонарей с вращающимся патроном (классический жанр) или ламп типа ЛАМПА-120, IFCM- 120 со стробоскопическим устройством, обеспечивающим мигания через равные промежутки времени (импульсные маяки).

    Тем временем на дворе XXI век, в котором продолжается триумфальное шествие сверхъярких (и мощных через световой поток) светодиодов.

    Одним из принципиальных моментов в пользу замены ламп накаливания и галогенных ламп на светодиоды, в частности в проблесковых маячках, является ресурс и стоимость светодиода.

    Под ресурсом, как правило, понимают срок безотказного обслуживания.

    Ресурс светодиода определяется двумя составляющими: ресурсом самого кристалла и ресурсом оптической системы. Подавляющее большинство производителей светодиодов используют для оптических систем различные комбинации эпоксидных смол с разной степенью очистки. В частности, из-за этого светодиоды имеют ограниченный ресурс в этой части параметров, после чего они слегка «бормочут».

    Разные компании-производители (не афишируя их) декларируют свой товарный ресурс в пересчете на светодиоды от 20 до 100 тысяч (!) Часов. С последней цифрой я категорически не согласен, потому что мне слабо, что отдельно подобранный светодиод будет непрерывно работать 12 лет. За это время даже бумага, на которой печатается моя книга.

    Однако совершенно очевидно, что залогом большого ресурса является обеспечение тепловых режимов и мощностей светодиодов.

    В любом случае, по сравнению с ресурсом традиционных ламп накаливания (менее 1000 часов) и газоразрядных ламп (до 5000 часов), светодиоды на несколько порядков длиннее.

    Преобладание светодиодов с мощным световым потоком 20-100 лм (люмен) в новейших электронных устройствах промышленного производства, где даже заменяются лампы накаливания, побуждает и радиолюбителей применять такие светодиоды в своих конструкциях. Таким образом, я говорю о замене в аварийных и специальных ламповых маяках различного назначения на мощные светодиоды. Причем при такой замене основного потребляемого тока от блока питания он уменьшится, и будет зависеть в основном от тока потребления используемого светодиода.

    Для использования в связке с автомобилем (в качестве специального сигнала, указателя аварийного света и даже «знака аварийной остановки» на дорогах) потребление тока принципиально не принципиально, так как аккумулятор автомобиля имеет достаточно большую энергоемкость (55 или больше а / ч).

    Если маяк питается от другого источника питания (автономного или стационарного), зависимость потребления тока от установленного внутри оборудования прямая. Кстати, машину можно разряжать при длительной работе без подзарядки аккумулятора.

    Например, «классический» маяк оперативных и аварийных служб (синий, красный, оранжевый — соответственно) при питании 12В потребляет ток более 2,2 А. Этот ток потребляется с учетом потребления электродвигателем вращающегося патрон и ток потребления самой лампы. При работе мигающего импульсного маячка ток потребления снижается до 0,9 А.

    Если вместо импульсной схемы Collect LED (об этом ниже), ток потребления снизится до 300 мА (в зависимости от используемых мощных светодиодов).Экономия в деталях очевидна.

    Приведенные данные подтверждены практическими экспериментами, проведенными автором в мае 2012 г. в Санкт-Петербурге (испытано 6 различных классических проблесковых маячков).

    Конечно, вопрос о силе или, лучше сказать, интенсивности света от некоторых мигалок не изучается, так как у автора нет специального оборудования (люка-сомера) для такого теста. Но в связи с предлагаемыми ниже новаторскими решениями этот вопрос остается второстепенным.

    Ведь даже относительно слабых световых импульсов (в частности от мощных светодиодов) ночью и в темноте более чем достаточно, чтобы маяк был замечен за несколько сотен метров. Это в этом смысле долгое предупреждение, не правда ли?

    Теперь рассмотрим электрическую схему «Замена лампы» фонарика (рис. 3.48).

    Рис. 3.48. Схема простого электрического маяка

    Эту электрическую схему мультивибратора смело можно назвать простой и доступной.

    Устройство разработано на базе популярного интегрального таймера CR1006V1, содержащего 2 прецизионных компаратора, обеспечивающих погрешность сравнения напряжений не хуже ± 1%.Таймер неоднократно использовался радиолюбителями для построения таких популярных схем и устройств, как реле времени, мультивибраторы, преобразователи, сигнализаторы, устройства сравнения напряжений и другие.

    Мастер раскрывает секрет простой светодиодной мигалки со звуком, построенной своими руками на основе электроники из сломанных электронно-механических часов.

    Как сделать прошивальщик со звуком своими руками

    Для работы нужен механизм от электронно-механических часов с тикающим механизмом.Подойдет сломанный механизм, так как неисправность на 99% связана с поломкой механики. Обратите внимание, что механизм плавного движения не подходит. Механизмы различить несложно, если внимательно посмотреть фото, то под кожухом тикающих часов хорошо заметны 3 большие шестерни, а под кожухом механизма плавного хода четыре шестерни. Процесс извлечения платы электроники хорошо показан на видео. Далее работу со схемой необходимо проводить по следующей инструкции:

    1.Снять своими руками всю механику и отложить в сторону. Провода от катушки можно разрезать.

    2. Помечаем полярность клемм питания на плате. Осторожно повторно закройте плату электроники и снимите ее.

    Механизм тикающего хода

    3. Сдам смену контактных площадок. Делать это нужно быстро и аккуратно. Платформы при перегреве легко отслаиваются, а затем лопаются.

    4. Транспортировочные силовые провода. Микросхема часов сработает при заполнении напряжения с 1.От 5 до 5 вольт.

    5. Продается звуковой излучатель типа TR1203 и любой светодиод в зависимости от того, для каких целей вы хотите использовать получившуюся схему. Смотрите видео и фото схемы флешера. Мигание будет работать и каждую секунду должен мигать светодиод, а затем рис. Эта схема пожалуй и отличается от всех подобных вспышек пикелей. Можно подключить к схеме два светодиода и они будут последовательно и поочередно мигать, чем не готовый контроллер для летающих моделей копий самолетов?

    Всем снова привет! В этой статье я расскажу начинающим радиолюбителям про , как сделать простой прошивальщик Total на одном транзисторе дешевле.Конечно, можно найти готовые, но они есть не во всех городах, частота их вспышек не регулируется, а напряжение питания довольно ограничено. Часто бывает проще не ходить по магазинам и не ждать неделю заказа из интернета (когда прошивальщик нужен здесь и сейчас), а собрать за пару минут простейшую схему. Для изготовления конструкции нам потребуется:

    1 . Транзистор типа Кт315 (неважно, будут ли это буквы Б, Б, Г — все пойдут).

    2 . Конденсатор электролитический Напряжение не менее 16 вольт, а емкостью 1000 мкФ — 3000 мкФ (чем меньше емкость, тем быстрее мигает светодиод).

    3 . Резистор 1 ком, мощность правда сколько угодно.

    4 . Светодиод (Любой цвет, кроме белого).

    5 . Два провода (желательно многожильный).

    Для начала сама светодиодная схема Перепрошивка.Теперь приступим к его изготовлению. Можно сделать как вариант на pCBA, а можно и навесную установку, это выглядит так:


    Припаиваем транзистор, затем электролитический конденсатор, в моем случае это 2200 мкФ. Не забывайте, что у электролитов есть полярность.


    555 Чип: kushandiswa

    Микросхемы revatema timer NE555 — iri budiriro chaiyo pasango Electronics. It akasikwa muna 1972 ne mushandi wekambani Signetics Hans R.Камензинд. Kugadzirwa haisi akarasika kushanda kwayo nhasi. Gare gare, таймеры chikwata akava hwaro panguva kaviri (IN556N) и четырехъядерная конфигурация (IN558N).

    Пасина мубвунзо, детище памусоро звемагеци инджиния акванисе кутора акакурумбира ниша мунхороондо квесайензи звигадзирва. Пачиеро рокутенгеса Ари мудзиё кубва квайо канда ракапфуура умве. Negore iri Chip 555 wechipiri zvakanakisisa nokutengeserana chimedu.

    Hutungamiri aine mumakore ose tevera. 555 Чип, йо уношандисва куведзера осе гор, акатенгеса квазво.Somuenzaniso, makopi anopfuura bhiriyoni vakatengeswa muna 2003. Конфигурация pamusoro chikwata panguva iyoyo haana kuchinja. Это chakavapo kwemakore anopfuura 40.

    Чидзоке мудзиё кушамисва мусики. Camenzind akanga zvainanga kuita kusanduka kushandiswa IP, asi kuti zvaizova vapfumi saka, haana kutarisira. Pakutanga yaishandiswa senzira таймер кана Ropa jenareta. Чип 555, kushandiswa iyo rakawedzera nokukurumidza, zvino inoshandiswa zvokutambisa vana kusvikira chitundumusere-musere.

    мудзиё ири кусиянисва нокуцунгира, нокути акавака хваро нечирвере звигадзирва, уйе кузвишандиса муупеню нензвимбо звакананга куита чинху хаманикидзви. basa bvunzo chete rinoitwa pamwe yokunyanyisa nehasha. Сака, пана 555 NE redunhu muedzo zvakawanda chikumbira kusika munhu bvunzo nokurondedzerwa. Pakuburitswa zvirongwa, hapana kusiyana, asi kana goho kuzvidzora Nzira zvinosiyana chaizvo.

    The pakuonekwa zano mudzimai Electronics

    The kutaurwa utsanzi mumabhuku Soviet rokutanga akazviratidza paredhiyo muna 1975.nokugadzirwa ane nyaya yakabudiswa mumagazini inonzi «Электроника». Чип 555, hwakasikwa maererano Советский аналог звемагеци мукунопера 80-х годов мыкупедзисира ремакоре мудзимаи редхийо звемагеци анонзи KR1006VI1.

    In kugadzirwa oudzame ichi rinoshandiswa pagungano vcr «Электроника ВМ-12». Аси аканга асина чете аналог, sezvo vagadziri vakawanda ndakasika zano rakadaro munyika. звидзидзо звосе флюгер обыкновенный дзимба DIP8, уево дики SOIC8 редзимба хукуру.

    Technical zvechadenga redunhu

    Integrated redunhu 555, kumiririrwa ane hwakajeka unopirwa pazasi, rinosanganisira 20 транзисторов.Chinogumbura dhayagiramu mano var 3 5kOm резистор pamwe nemishonga. «555» Сака зита мудзиё.

    The chikuru hwokugadzira zvechadenga zvinogadzirwa ndiwo:

    • 4,5-18V напряжение звитенгесва;
    • kunonyanyisa ano pakuderedza panguva goho ose 200 млн лет назад;
    • simba kunwa kusvika 206 млн лет назад.

    Кана paChidzidzo mbudo, ndiko digital mudziyo. Звингава мунзвимбо мбири — камари (0В) уйе якаквирира (4,5 кусвика 15). Чакарурама аногона, звичиендерана несимба резвокудья уе кусвика 18 В.

    Ко мудзиё?

    NE 555 Чип — ракабатана мудзиё ане звакасияна-шияна мафому. Это rinowanzoshandiswa paungano siyana zvirongwa, uye zvinoita kuti zvigadzirwa akakurumbira. Saizvozvowo, vakawedzera kwevari nevatengi kudiwa. kukurumbira ichi aita mutengo ichidonhedzera pamusoro timer kuti zvinofadza vanatenzi zhinji.

    Таймер womukati nemamiriro 555


    Chii chinoita mudziyo ichi ishande? Imwe neimwe zviteshi chokuita kuti chikwata matunhu dzine транзисторы 20, диоды maviri 15 резисторы.

    Kaviri muenzaniso pamanyorerwo

    Zvinofanira kucherechedzwa kuti NE 555 (чип) inogadzirwa pamanyorerwo kaviri inonzi 556. Rine mbiri akasununguka IC.

    Таймер 555 ane 8 nembambo, nepo muenzaniso 556 rine 14 vokukurukura.

    Modes kushanda ari midziyo

    The Chip 555 rine mode zvitatu kushanda:

    1. Моностабильный редунху 555. Это unoshanda somunhu mumwe-nguva imwe-mativi. Panguva nokushanda kupomba pamusoro zvakafanorongwa urefu iri vabudiswa papiwa chikungiso chiyamuro kana kudzvanya mabhatani.Гохо рири якадерера напряжение куцауса паси чикунгисо. Nokudaro anonzi standby muoti (моностабильный). mudziyo kwakadaro unochengeta kutoitwa nheyo basa pamberi usanganidzo. Таймеры режима chinja inopa, haizoshandisi, murove haizoshandisi, nezvimwewo, uye kakawanda vanokamura.
    2. Kusagadzikana muoti chinhu zvionera kushanda mudziyo. Kunoitawo redunhu kuva jenareta muoti. Напряжение пангува гохо рири шандука: йепасиса, чикуру. зано ири риношанда кана звичидива кубвунза мудзиё ачисунда иноратидза хунху (нокути пфупи-акарарама нокучинджа памусоро уйе курэ машина).Режим риношандисва кан звакатунгамирира рамби ири кушанда ири пфунгва редунху и т. Д. Маава.
    3. Бистабильный рудзи кана Шмитта rukungiso. Zviri pachena kuti unoshanda pasina chikungiso ino uye конденсатор ane mbiri akatsiga inoti, kumusoro uye vakaderera. Якадерера звезвингава рукаунгисо аноенда кумусоро. По учисия низковольтная хуронгва анонговангира ракадзика мамириро. Зано Ири Риношанда Пасанго Нджанджи Куваква.

    Mhedziso timer 555

    Чип jenareta 555 inosanganisira выводит sere:

    1. Контакт 1 (pasi).Hwakabatana kune akaipa kurutivi simba nerubatsiro (remudunhu zvakafanana waya).
    2. Контакт 2 (rukungiso). Это анопа сброса напряжения пангува (звук куноэндерана симба резистор уе конденсатор). комплектация Изви моностабильная. Контакт 2 анодзора гохо 6. Кана напряжение па звосе паси, кути гохо рири кува мукуру. Звикасадаро, панель мукуру напряжения кути чиноурая 6 уе якадерера чиноурая 2, йо таймер гохо ачава паси.
    3. Контакт 3 (goho). Выходы 3 7 vanosarudzirwa kuyaruka. Напряжение питания номупириста хиноратидза аненге 2 В уе 0.5 V pamwe yakaderera kuchaita kuwanikwa kusvika 200 Ma.
    4. Контакт 4 (сброс). Энергия гохо якадерера, пасиней таймер муоти 555. Кути кудзивиса нецаона разряжается, звинофанира куитва кубатанидза гохо ичи кунэ зваканака диви ири кусандисва.
    5. Контакт 5 (управление). Это ановхура кувана компаратор напряжения. mhedziso iyi hairevi ари zvemagetsi русский язык, asi unogona kubudirira kuburikidza unobva mudziyo 555 wakafara utariri nezvaanogona.
    6. Mhedziso 6 (Chemabhazi). Компаратор Ванобатанидзва 1.Это пакатарисана чиноурая 2, ндикарангарира кумиса мудзиё. Изви звинопа мунху паси напряжение. mhedziso iyi inogona kutora sine wave uye mativi wave.
    7. Пин 7 (чечетер). Hwakabatana kuti nomuteresi pamusoro transistor T6 uye rokupedzisira emitter makateyiwa. Kana iwe kuzarura транзисторный конденсатор iri asunungurwa zvisati akavharwa.
    8. Контакт 8 (zvakanaka simba wedzerai divi), inova 4,5 kusvika 18 V.

    Выход Выходное приложение

    Выход 3 (Выход) anogona kuvapo muna maviri inoti:

    1. Мури unobva digitaalinen goho zvakananga mazano nomumwe mutyairi pamusoro digital hwaro.Digitaalinen goho anogona kudzora vamwe mano achishandisa akawanda zvimwe zvinoriumba (simba romugove Voltage ndiyo 0 В).
    2. напряжение paakati yechipiri ezvinhu ari kumusoro (источник Vcc pamusoro simba).

    gungano zvaangaita

    1. By achideredza Voltage pa Выход razvino chinotungamirwa kuburikidza kweguyo anoita papi. Uyu kuderera, sezvo magetsi ikabereka kubva Vcc uye inopfuura nomunyika chikwata kuti 0 V.
    2. With kuwedzera Output ano achipfuura, runoita kuti kwebasa rinofanira mudziyo.Известия звиногона кунзи ichikonzera kuitika. Электричество anobudiswa kana ichi kuburikidza timer uye anoenda kuburikidza chinoshandiswa 0 V.

    The kuwedzera uye kuderera anogona kushanda pamwe chete. Saka kubudirira rave akatendeuka pamusoro uye kure ari mudziyo. nheyo iyi inoshanda kana kushanda akatungamirira marambi, реле, двигатели, электромагниты. Звазвакашатира звивако дзакадаро дзиносанганисира чоквади кути звакакоша кубатанидза мудзиё кути Выход дзакасияна, сэзво гохо 3 аногона куита звосе сечинху Мутенги уйе аве кутика 200 рин кус.Simba zvitengeswa kushandiswa dozhzhen kushandisa zvakakwana kuitika nokuda zvose mano 555 uye timer.

    Chip LM555

    Техническое описание Chip 555 (LM555) и функциональность.

    Rinoshandiswa нензира прямоугольная купомба jenareta ane shanduka basa kutenderera indekisi uye nguva kunonoka ataure uye kuti kunzwisisa конфигураций yacho PWM emagetsi. 555 Распиновка микросхемы uye munyika marongerwo zvinoratidzwa nhamba.

    Padanho zvakarurama mano 1% дзаона индекиси, инова Зваканьяня Кунака Пангува Йепамувири.Mumamiriro Unit akadaro, vose NE 555 Chip datasheet vasakanganise tembiricha ambient ezvinhu.

    Аналоги Чипа NE555

    Чип 555, инова аналог muRussia ainzi KR1006VI1, chinhu chinokosha chikwata.

    Пакати анодаво звиумбу анофанира дзиноунзва RS-пафирипи-чипы на уайткува (DD1), компараторы (DA1 уе DA2), кути гохо гудзазви рваказара инобва кусунда-муэдзо хуронгва уйе нопиндирана транзистор VT3. Kugadzwa ndiyo nguva yokupedzisira iwe itangezve tenzi конденсатор Кана кусандиса чиквата сечинху дженарета.Anodonha rukungiso rikauya kana kushandisa imwe pfungwa imwe (Yupit / Yupit 2 …) kuti zvinoshandisa pakurima kuti R.

    rukungiso ichi itangezve kuti goho mudziyo (контакт 3) напряжение chichachengetwa rakadzika (транзистор VT2 rakashama).

    Уникальный редунху 555

    Кана ари дзичипфекека дхайагираму звакаома чаизво кунзвисиса мудзиё, чии куджайрика. Мавамбо памусоро мудзиё ндечокути анэ рукангисо кузвидзора, курьева, звинованиса кудзорва анононгедзера. zvisikwa zvavo kunoitika panguva comparator DA1 uye DA2 (rimwe zvinoshandisa pakurima iyo kusvitsa Munongedzo Voltage).Нокути генерирует кузвидзора анононгедзера куна чикунгисо чиямуро (компаратор гохо) кути ваногамучира анононгедзера кубва кумусоро напряжения.

    Sei kuti kushanda mudziyo?

    Кутанга таймер, кути гохо 2 звакафанира кусандиса напряжение куна индекиси кубва 0 кусвика 1/3 Юпит. chiratidzo ichi chinowedzera chikungiso, uye kana goho chiratidzo iri vanowanika rurefu напряжения. Ko pamusoro muganhu mutengo haungavhenekeri chero kuchinja kutenderera, sezvo bhuku Voltage nokuti comparator akaenzana 1/3 uye DA2 Yupit.

    Уногона кумиса таймер кана чикунгисо ири чарамбва. Nokuti chinangwa ichi, kuti goho Voltage akapfuudza kukosha 6 2/3 Yupit (компаратор напряжения bhuku nokuti ndiyo 2/3 Yupit DA1). Kana Reset chiratidzo kuiswa pamwe yakaderera Voltage uye zvaikosha конденсатор, куфамбиса нгува.

    Anogona kuchinja mashoko напряжения kuburikidza wokuwedzera nemishonga kana simba panobva kuti chirwere chimwe.

    Preroll спидометр па 555 Chip

    Munguva ichangopfuura, pakati varidzi motokari yava mufashoni mhepo pamusoro одометр пробег motokari yakapfuura.

    Vanhu vazhinji vanofarira, mumwe спидометр 555 чип предварительной прокрутки pachako kana noitika?

    nzira iyi asingadi kupa chero matambudziko kunyanya. Нокути яё фириму акашандиса Интегрированный редунху 555, изво звиногона кушанда сечинху куфамба кверопа йемабхуку. Вачо ведунху звинориумба ваногона кубатва звиратидзи куцаука 10-15% дзаона цика.

    Генератор сигналов для 555 различных форм. Генератор прямоугольных волн на NE555

    555 — аналоговая интегральная схема, универсальный таймер — устройство для формирования (генерации) одиночных и повторяющихся импульсов со стабильными временными характеристиками.Он используется для создания различных генераторов, модуляторов, реле времени, пороговых устройств и других компонентов электронного оборудования. В качестве примеров использования микросхемы таймера можно указать функции восстановления цифрового сигнала, искаженного в линиях связи, отражающие фильтры, двухпозиционные регуляторы в системах автоматического управления, импульсные преобразователи мощности, устройства управления шириной импульса, таймеры и т. Д.

    В этой статье я расскажу о построении генератора на этой микросхеме. Как написано выше, мы уже знаем, что микросхема генерирует повторяющиеся импульсы со стабильными временными характеристиками, и это то, что нам нужно.

    Коммутационная цепь в нестабильном режиме. На рисунке ниже это показано.

    Поскольку у нас есть генератор импульсов, мы должны знать их приблизительную частоту. Которую рассчитываем по формуле.

    Значения R1 и R2 подставляются в Ом, C — в фарадах, частота получается в Герцах.
    Время между началом каждого следующего импульса называется периодом и обозначается буквой t. Он состоит из длительности самого импульса — t1 и интервала между импульсами — t2.т = т1 + т2.

    Частота и период — это противоположные понятия, и соотношение между ними следующее:
    f = 1 / t.
    t1 и t2, конечно, тоже можно и нужно вычислить. Вот так:
    t1 = 0,693 (R1 + R2) C;
    t2 = 0,693R2C;

    У нас получилась вот такая теория, и перейдем к практике.

    Разработана простая схема со всеми подробностями.

    Расскажу о его особенностях. Как многие уже поняли, переключатель S2 используется для переключения рабочей частоты.Для усиления сигнала используется транзистор КТ805 (установить на небольшой радиатор). Резистор R4 используется для регулировки тока выходного сигнала. Сама микросхема служит генератором. Рабочий цикл и частота рабочих импульсов изменяются резисторами R3 и R2. Диод служит для увеличения скважности (можно вообще исключить). Также есть шунт и индикатор работы, для него используется светодиод со встроенным ограничителем тока (можно использовать обычный светодиод, ограничив ток резистором 1 кОм).Собственно это все, потом я покажу, как выглядит рабочий аппарат.

    Вид сверху, видны переключатели рабочей частоты.

    Я прикрепил памятку внизу.

    Эти подстроечные резисторы регулируют рабочий цикл и частоту (их обозначение можно увидеть в памятке).

    Боковой выключатель питания и выход сигнала.

    Перечень радиоэлементов
    Обозначение Тип Номинал Кол. Акций Примечание Магазин Мой блокнот
    IC1 Программируемый таймер и генератор

    NE555

    1 Искать LCSC В блокноте
    T1 Транзистор биполярный

    KT805A

    1 Искать LCSC В блокноте
    D1 Выпрямительный диод

    1N4148

    1 Искать LCSC В блокноте
    C1 Конденсатор 1 нФ 1 Искать LCSC В блокноте
    C2 Конденсатор 100 нФ 1 Искать LCSC В блокноте
    C3 Конденсатор 1000 нФ 1 Искать LCSC В блокноте
    C4 Конденсатор электролитический 100 мкФ 1 Искать LCSC В блокноте
    R1 Резистор

    500 Ом

    1

    Электрический импульс — это кратковременный скачок напряжения или тока.То есть это событие в цепи, в котором напряжение резко возрастает в несколько раз, а затем так же резко падает до исходного значения. Ярчайший пример — электрический импульс, заставляющий наше сердце биться. Наибольшее количество импульсов происходит в нервных клетках головного и спинного мозга. Думаем и решаем уроки благодаря электрическим импульсам!

    А как насчет электроники? Импульсы используются в электронике повсеместно. Например, в микроконтроллерах или даже в полноценных процессорах домашнего компьютера электрические импульсы задают ритм его работы.Их также называют тактовыми или синхроимпульсами. Иногда производительность компьютеров сравнивают именно по значениям тактовой частоты.

    Все данные внутри электронных устройств также передаются с помощью импульсов. Наш Интернет, проводной и беспроводной, сотовая связь и даже пульт от телевизора — все используют импульсный сигнал. Попробуем выполнить несколько задач и на собственном опыте разберемся в особенностях генерации электрических импульсов. Начнем с знакомства с их важными характеристиками.

    1. Период и скважность импульсного сигнала

    Представим, что мы готовимся к Новому году и нам просто нужно сделать мигающую гирлянду. Так как самостоятельно заставить его мигать не знаем, сделаем гирлянду с пуговицей. Мы сами нажмем кнопку, тем самым соединив цепь гирлянды с источником питания и заставив лампочки загореться.

    Принципиальная схема гирлянды с ручным управлением будет выглядеть так:

    Внешний вид


    Собираем схему и делаем небольшой тест.Попробуем управлять гирляндой по простому алгоритму:

    1. нажмите кнопку;
    2. ждать 1 секунду;
    3. отпустить кнопку;
    4. подождите 2 секунды;
    5. перейти к шагу 1.

    Это алгоритм пакетной обработки. Нажимая кнопку по алгоритму, мы тем самым генерируем реальный импульсный сигнал! Нарисуем его временную диаграмму на графике.


    Для этого сигнала мы можем определить период и частоту повторения. Период повторения (T) — это время, необходимое гирлянде для возврата в исходное состояние … На рисунке отчетливо показан этот отрезок, он равен трем секундам. Обратная величина периода 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 разделить на две части: когда гирлянда горит и когда нет. Продолжительность времени, в течение которого гирлянда горит, называется длительностью импульса (t) .

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

    S = Т / т

    Рабочий цикл нашего сигнала S = 3/1 = 3. Рабочий цикл безразмерный.

    В англоязычной литературе используется другой термин — рабочий цикл … Это величина, обратная рабочему циклу.

    D = 1 / S = т / т

    В случае нашей гирлянды коэффициент заполнения:

    D = 1/3 = 0.33 (3) ≈ 33%

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

    2. Формирование импульсного сигнала с помощью микросхемы 555

    А теперь попробуем заменить человека и кнопку, потому что мы не хотим включать и выключать гирлянду каждые 3 секунды на протяжении всего праздника.

    В качестве автоматического генератора импульсов мы используем очень известную микросхему семейства 555. Микросхема 555 представляет собой генератор одиночных или периодических импульсов с заданными характеристиками. По-другому этот класс микросхем называют таймерами.

    Существуют различные модификации таймера 555, разработанные разными компаниями: KR1006VI1, NE555, TLC555, TLC551, LMC555. Как правило, все они имеют одинаковый набор контактов.


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

    Например, подключим один светодиод к таймеру 555. Причем мы используем вариант, когда положительный вывод светодиода подключен к источнику питания, а земля — ​​к таймеру. Позже станет понятно, зачем мы это делаем.

    Принципиальная схема

    Внешний вид макета


    Примечание.

    В этой схеме три компонента без номинала: резисторы Ra и Rb и конденсатор C1 (далее просто C).Дело в том, что именно с помощью этих элементов характеристики формируемого импульсного сигнала … Делается это по несложным формулам, взятым из технической документации на микросхему.

    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; Т — период импульса; t — его продолжительность; Ra и Rb — требуемые сопротивления.Исходя из этих формул, коэффициент заполнения не может быть меньше 50% (иначе мы получим отрицательное значение сопротивления). Вот это новость! Но что делать с гирляндой? Действительно, согласно нашему заявлению, скважность импульсного сигнала непременно должна составлять 33%.

    Есть два способа обойти это ограничение. Первый способ — использовать другую схему подключения таймера. Существуют более сложные схемы, позволяющие варьировать параметр D во всем диапазоне от 0 до 100%. Второй способ не требует переделки схемы.Мы просто инвертируем вывод таймера!

    Собственно, в предложенной выше схеме мы это уже сделали. Напомним, мы подключили катод светодиода к выходу таймера. В этой схеме светодиод будет гореть, когда на выходе таймера низкий уровень.

    Если это так, то нам необходимо отрегулировать сопротивления Ra и Rb цепи так, чтобы рабочий цикл D составлял 66,6%. Учитывая, что T = 3 сек, а D = 0,66, получаем:

    Ra = 3 * 1,44 * (2 * 0,66 — 1) /0,0001 = 13824 Ом

    руб = 3 * 1.44 * (1-D) /0,0001 = 14688 Ом

    Фактически, если мы используем более точные значения D, мы получаем Ra = Rb = 14 400 Ом. Вряд ли мы найдем резистор с таким номиналом. Скорее всего, нам нужно поставить несколько резисторов последовательно, например: один резистор 10 кОм и 4 штуки по 1 кОм. Для большей точности можно добавить еще два резистора по 200 Ом.

    Результат должен выглядеть примерно так:

    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 гореть на 0,5 сек каждую секунду. Для такого ритма Ra = 0, Rb = 7,2 кОм. То есть вместо резистора Ra можно поставить перемычку.

    Мощность 555 слишком низкая для одновременного включения 5 светодиодов. Но в настоящей гирлянде их может быть 15, 20 и более. Для решения этой проблемы мы используем биполярный транзистор, работающий в режиме электронного ключа. Возьмем самый распространенный NPN-транзистор 2N2222. Также в этой схеме можно использовать полевой N-канальный транзистор, например 2N7000.

    Для наших светодиодов потребуется резистор, регулирующий ток. Суммарный ток пяти параллельно подключенных светодиодов должен составлять I = 20 мА * 5 = 100 мА. Напряжение питания всей схемы 9 Вольт. На красном светодиоде напряжение падает на 2 вольта. Таким образом, закон Ома для данного участка цепи имеет вид:

    100 мА = (9 В-2 В) / R;

    , следовательно, R2 = 7 В / 0,1 А = 70 Ом.

    Округлим сопротивление до 100 Ом, что можно получить при параллельном соединении двух резисторов по 200 Ом.Или можно вообще оставить один резистор на 200 Ом, просто светодиоды будут гореть немного тусклее.

    Принципиальная схема


    Внешний вид макета


    Примечание. Конденсатор С2 в схеме можно не включать.

    Собираем схему, подключаем аккум и наблюдаем результат. Если все заработает как надо, закрепим полученные знания, сделав забавные девайсы.

    Задачи

    1. Звуковой генератор.В цепи гирлянды заменить группу светодиодов на пьезодинамический динамик. Увеличьте частоту звука, например, до 100 Гц. Если поднять частоту до 15 кГц, то можно отпугнуть комаров!
    2. Железнодорожный светофор. Подключите два светодиода к таймеру так, чтобы один был подключен к таймеру катодом, а второй — анодом. Установите частоту импульсов — 1 Гц.

    Заключение

    Как уже упоминалось, таймер 555 — очень популярная ИС. Это связано с тем, что для большинства электронных устройств характерны периодические процессы.Любой звук — это периодический процесс. ШИМ-сигнал, который управляет скоростью двигателя, также является периодическим с переменным рабочим циклом. И как уже было сказано, работа любого микроконтроллера и процессора основана на тактовом сигнале, который имеет очень точную частоту.

    В следующем уроке мы создадим двоичные часы, используя таймер и двоичный счетчик. Будет немного сложнее, но интереснее!

    Продается за сущие копейки — микросхема в SMD версии, как правило, стоит около 5 рублей, в дипе — 7-10 рублей.Радиолюбителю, в частности мне, рано или поздно понадобится относительно точный, регулируемый и простой генератор разной конструкции. Один мне понадобился, чтобы познакомиться с работой осциллографа. Нашел в статье интересную схему, которая описана как тестер таймера, чтобы проверить его исправность.

    Принципиальная схема генератора импульсов на таймере


    Генератор генерирует прямоугольные импульсы. Период колебаний зависит от номиналов резисторов R1, R2 и конденсатора C1.Немного видоизменил схему, нарисовал свою печатку, правда рисовал под SMD, но в итоге решил поставить Дип.



    Вместо постоянных резисторов для регулировки установлены два регулирующих резистора по 100 кОм, новенькие, с хорошей регулировкой.


    Выход таймера (контакт 3) разделен конденсатором 100 нанофарад, обычным керамическим, для предотвращения короткого замыкания выхода или слишком высокого уровня сигнала. На вводе питания микросхемы установлен стеклянный диод, который защищает схему от переполюсовки аккумулятора — чтобы он не перегорел при неправильном подключении полярности.Для индикации установлен светодиод с токоограничивающим резистором — так вы можете видеть, когда устройство включено и работает. Большинство резисторов в схеме используются в планарной конструкции, чтобы уменьшить габариты и упростить установку. без сверления используется типоразмер 1206 .


    Схема генератора хорошо регулируется в широком диапазоне, регулировка из-за больших номиналов регуляторов хорошая. Устройство питается во время испытаний от аккумулятора на 6 вольт, потребление тока составляет 15-25 мА, в зависимости от режима работы роботов, которые выдают двигатели регуляторов.Не рекомендую устанавливать крайнее положение, желательно последовательно с регулировочными резисторами в цепи для надежности поставить дополнительные резисторы в несколько кОм, но эта простая косынка была на скорую руку для простейших тестов, поэтому она и так ей подходит.


    Таймер 555 можно также использовать для создания пилообразного генератора.

    Когда на выходе таймера присутствует высокое напряжение, конденсатор C1 медленно заряжается от источника тока на полевом транзисторе.Как только напряжение на конденсаторе достигнет уровня 2Upit / 3, при высоком уровне напряжение на выходе таймера изменится на низкое, и конденсатор быстро разряжается через открытый внутренний транзистор микросхемы.

    Видео схемы

    Частота генерации определяется уровнем источника постоянного тока на полевом транзисторе и емкостью конденсатора C1. Период колебаний генератора T = C1.Upit / (3I) … Схема собрана и проверена на redmoon.

    Путь к радиолюбительству начинается, как правило, с попытки собрать простые схемы. Если сразу после сборки схема начинает подавать признаки жизни — моргать, пищать, щелкать или говорить, то путь к радиолюбительству практически открыт. Что касается «разговора», то, скорее всего, сразу не выйдет, для этого придется читать много книг, паять и настраивать ряд схем, может быть, сжечь большую или небольшую кучу деталей (желательно небольшую ).

    А вот прошивальщики и пищалки получаются практически у всех сразу. И лучшего элемента, чем найти для этих экспериментов, просто нет. Для начала рассмотрим схемы генератора, но перед этим обратимся к фирменной документации — DATA SHEET. Прежде всего, обратим внимание на графическое изображение таймера, которое показано на рисунке 1.

    А на рисунке 2 показано изображение таймера из отечественного справочника. Здесь это дано просто для сравнения обозначений сигналов для них и для нас, кроме того, более подробно и наглядно показана «наша» функциональная схема.

    Рисунок 1.

    Рисунок 2.

    Один вибратор на основе 555

    На рисунке 3 показана диаграмма одиночного выстрела. Нет, это не половинка мультивибратора, хотя сам по себе не может генерировать вибрации. Ему нужна помощь извне, пусть даже небольшая.


    Рисунок 3. Схема одиночного импульса

    Логика одноразового действия довольно проста. На триггерный вход 2 подается кратковременный импульс низкого уровня, как показано на рисунке.В результате на выходе 3 получается прямоугольный импульс длительностью ΔT = 1,1 * R * C. Если в формуле подставить R в омах, а C в фарадах, то время T окажется в секундах. Соответственно с килоомами и микрофарадами результат будет в миллисекундах.

    А на рисунке 4 показано, как сгенерировать пусковой импульс с помощью простой механической кнопки, хотя это вполне может быть полупроводниковый элемент, — микросхема или транзистор.


    Рисунок 4.

    В целом моновибратор (иногда его называют моновибратором, а храбрые военные использовали слово кипп-реле) работает следующим образом. Когда кнопка нажата, низкий импульс на контакте 2 заставляет выходной сигнал таймера 3 повышаться. Недаром этот сигнал (вывод 2) в отечественных справочниках называется запуском.

    Транзистор, подключенный к выводу 7 (РАЗРЯД), в этом состоянии закрыт. Следовательно, ничто не мешает зарядке синхронизирующего конденсатора C. Во времена кипп-реле, конечно, не было 555, все делалось на лампах, в лучшем случае на дискретных транзисторах, но алгоритм был тот же.

    Пока конденсатор заряжается, на выходе поддерживается высокое напряжение. Если в это время на вход 2 будет подан другой импульс, состояние выхода не изменится, длительность выходного импульса, таким образом, не может быть уменьшена или увеличена, и однократный цикл не будет перезапущен.

    Другое дело, если на вывод 4 подать импульс сброса (низкий уровень). Выход 3 сразу перейдет в низкий уровень. Сигнал сброса имеет наивысший приоритет и поэтому может быть подан в любое время.

    По мере прохождения заряда напряжение на конденсаторе повышается и в конечном итоге достигает уровня 2 / 3U.Как описано в предыдущей статье, это уровень срабатывания, порог, верхнего компаратора, который приводит к сбросу таймера, который является концом выходного импульса.

    На выводе 3 появляется низкий уровень и в этот же момент открывается транзистор VT3, который разряжает конденсатор С. На этом формирование импульса завершается. Если после окончания выходного импульса, но не ранее будет подан еще один запускающий импульс, то на выходе будет сформирован выходной импульс, такой же, как и первый.

    Конечно, для нормальной работы моностабильный импульс запуска должен быть короче, чем импульс, генерируемый на выходе.

    На рисунке 5 показан график одиночного выстрела.

    Рисунок 5. График работы одноразового

    Как можно использовать одиночный выстрел?

    Или, как говаривал кот Матроскин: «А что толку от этого одновибратора?» Вы можете ответить, что он достаточно большой. Дело в том, что диапазон временных задержек, который можно получить из этого однократного кадра, может достигать не только нескольких миллисекунд, но и нескольких часов.Все зависит от параметров цепи ГРМ RC.

    Вот вам, практически готовое решение для освещения длинного коридора. Достаточно дополнить таймер исполнительным реле или простой тиристорной схемой, а в концах коридора поставить пару кнопок! Я нажал кнопку, прошел по коридору, и не нужно было беспокоиться о выключении света. Все произойдет автоматически по истечении времени задержки. Что ж, это просто пища для размышлений.Освещение в длинном коридоре, конечно, не единственный вариант использования одиночного кадра.

    Как проверить 555?

    Самый простой способ — спаять простую схему, для этого почти не требуются дополнительные приспособления, кроме единственного переменного резистора и светодиода для индикации состояния выхода.

    Микросхема должна соединить выводы 2 и 6 и подать на них напряжение, которое изменяется переменным резистором. К выходу таймера можно подключить вольтметр или светодиод, конечно, с ограничивающим резистором.

    Но можно ничего не паять, более того, проводить эксперименты даже при отсутствии самой микросхемы. Аналогичные исследования можно провести с помощью программы-симулятора Multisim. Конечно, такая проработка очень примитивна, но, тем не менее, позволяет познакомиться с логикой таймера 555. Результаты «лабораторной работы» показаны на рисунках 6, 7 и 8.


    Рисунок 6.

    На этом рисунке видно, что входное напряжение регулируется переменным резистором R1.Рядом с ним можно увидеть надпись «Key = A», которая говорит о том, что номинал резистора можно изменить, нажав клавишу A. ».

    На этом рисунке резистор «отведен» до самой «земли», напряжение на его ползунке близко к нулю (для наглядности измеряется мультиметром). В этом положении ползунка выходной сигнал таймера высокий, поэтому выходной транзистор закрыт, и LED1 не загорается, на что указывают его белые стрелки.

    На следующем рисунке показано, что напряжение немного увеличилось.


    Рисунок 7.

    Но повышение произошло не просто так, а с соблюдением определенных лимитов, а именно пороговых значений компараторов. Дело в том, что 1/3 и 2/3, если их выразить десятичными дробями, будут 33,33 … и 66,66 … соответственно. Именно в процентах введенная часть переменного резистора отображается в программе Multisim. При напряжении питания 12В это получится 4 и 8 вольт, что для исследования довольно удобно.

    Итак, на рисунке 6 показано, что резистор вставлен на 65%, а напряжение на нем составляет 7,8 В, что немного меньше расчетных 8 вольт. В этом случае светодиод выхода не горит, т.е. выход таймера все еще высокий.


    Рисунок 8.

    Дальнейшее незначительное повышение напряжения на входах 2 и 6 всего на 1 процент (меньшее для программы невозможно) приводит к зажиганию светодиода LED1, который показан на рисунке 8 — стрелки возле светодиода приобрели красный оттенок.Такое поведение схемы указывает на то, что симулятор Multisim достаточно точен.

    Если вы продолжите увеличивать напряжение на клеммах 2 и 6, то на выходе таймера не произойдет никаких изменений.

    Генераторы на таймере 555

    Частотный диапазон, генерируемый таймером, достаточно широк: от самой низкой частоты, период которой может достигать нескольких часов, до частот в несколько десятков килогерц. Все зависит от элементов цепи ГРМ.

    Если сигнал строго прямоугольной формы не требуется, можно генерировать частоты до нескольких мегагерц. Иногда это вполне допустимо — не важна форма, а импульсы присутствуют. Чаще всего такое пренебрежение формой импульсов допускается в цифровой технике. Например, счетчик импульсов реагирует на нарастающий или спадающий фронт импульса. Согласитесь, в данном случае «прямоугольность» импульса значения не имеет.

    Генератор прямоугольных импульсов

    Один из возможных вариантов генератора прямоугольных импульсов показан на рисунке 9.

    Рисунок 9. Схема генераторов меандровых импульсов

    Временные диаграммы генератора показаны на рисунке 10.

    Рисунок 10. Временные диаграммы работы генератора

    Верхний график показывает сигнал на выходе (вывод 3) таймера. На нижнем графике показано, как изменяется напряжение на конденсаторе синхронизации.

    Все происходит точно так же, как это уже было рассмотрено в одноразовой схеме, показанной на рисунке 3, только запускающий одиночный импульс на выводе 2 не используется.

    Дело в том, что при включении цепи на конденсаторе C1 напряжение равно нулю, и именно это напряжение переключит выход таймера на высокий уровень, как показано на рисунке 10. Конденсатор C1 начинает заряжаться через резистор R1.

    Напряжение на конденсаторе экспоненциально возрастает, пока не достигнет верхнего порога 2/3 * U. В результате таймер переходит в нулевое состояние, поэтому конденсатор С1 начинает разряжаться до нижнего порога срабатывания 1/3 * U.Когда этот порог достигнут, выход таймера устанавливается на высокий уровень, и все начинается заново. Формируется новый период колебаний.

    Здесь следует обратить внимание на то, что конденсатор С1 заряжается и разряжается через один и тот же резистор R1. Следовательно, времена зарядки и разрядки равны, а, следовательно, форма колебаний на выходе такого генератора близка к меандру.

    Частота колебаний такого генератора описывается очень сложной формулой f = 0.722 / (R1 * C1). Если сопротивление резистора R1 в расчетах указано в Ом, а емкость конденсатора С1 в Фарадах, то частота будет в Герцах. Если в этой формуле сопротивление выражено в килоомах (кОм), а емкость конденсатора — в микрофарадах (мкФ), результат будет в килогерцах (кГц). Чтобы получить генератор с регулируемой частотой, тогда достаточно заменить резистор R1 на переменный.

    Генератор импульсов с регулируемым рабочим циклом

    Меандр, конечно, хорош, но иногда возникают ситуации, требующие регулирования скважности.Так осуществляется регулирование скорости двигателей постоянного тока (ШИМ-регуляторы) с постоянным магнитом.

    Прямоугольные импульсы называются прямоугольными импульсами, в которых время импульса (высокий уровень t1) равно времени паузы (низкий уровень t2). Это название пришло в электронику из архитектуры, где меандром называют узор кирпичной кладки. Общее время импульса и паузы называется периодом импульса (T = t1 + t2).

    Рабочий цикл и рабочий цикл

    Отношение периода импульса к его длительности S = ​​T / t1 называется рабочим циклом.Эта величина безразмерна. Для меандра этот показатель равен 2, так как t1 = t2 = 0,5 * T. В англоязычной литературе вместо скважности часто используется обратное значение — скважность D = 1 / S, выражаемая как процент.

    Путем небольшого улучшения генератора, показанного на рисунке 9, можно получить генератор с переменной скважностью. Схема такого генератора представлена ​​на рисунке 11.

    Рисунок 11.

    В этой схеме заряд конденсатора С1 происходит по цепи R1, RP1, VD1.Когда напряжение на конденсаторе достигает верхнего порога 2/3 * U, таймер переключается на низкий уровень и конденсатор C1 разряжается по цепи VD2, RP1, R1 до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не упадет до нижнего порога 1/3 * U, после чего цикл повторяется.

    Изменение положения ползунка RP1 позволяет регулировать продолжительность заряда и разряда: если продолжительность заряда увеличивается, время разряда уменьшается. В этом случае период повторения импульсов остается неизменным, изменяется только рабочий цикл или рабочий цикл.Ну кому-то удобнее.

    На основе таймера 555 можно спроектировать не только генераторы, но и множество других полезных устройств, о которых пойдет речь в следующей статье.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.