Пищалка на таймере 555: Музыкальныя пищалка на NE555

Содержание

Музыкальныя пищалка на NE555


Простой музыкальный инструмент можно сделать менее чем за пол часа. Конечно диапазон его звучания, частота, а как следствие и тон сильно отличается от настоящих профессиональных инструментов, но за счет своей простоты он будет отличным прибором для сборки начинающему электронщику.

Основанием схемы есть общеизвестна и мегапопулярная микросхема 555, её периодом, а отсюда и частотой возможно управлять с помощью значений некоторых сопротивлений резисторов и ёмкости конденсатора.
Как видите, у нас отходит много резисторов с разными номиналами, таким образом нажимая определенную клавишу вы включаете в цепь резистор определенного сопротивления и в звукоизлучающем устройстве слышно звук. Нажав другую клавишу, с уже другим резистором вы создадите звуковые колебания с другим тоном. При нажатии двух и более кнопочек резисторы подключаются параллельно, создается иное сопротивления и звучание меняется. Сочетая в некой последовательности эти нажатия, ты сможешь создавать примитивные мелодии — это забавно.

Для гибкой настройки рекомендую подключить переменный резистор, вращая его вал добейся желаемого тона звучания, потом измерь омметром его сопротивление, ничего ни крутя, и замени ближайшим по номиналу постоянным резистором из доступных. Конденсатор, коль найдете, можно включить подстроечный, но с измерением его ёмкости у некоторых могут возникнут проблемы — не все мультиметры способны.

Особенное внимание уделяется клавишам. Стандартные тактовые кнопки слишком жесткие, для замыкания их внутренних контактов приходиться применять относительно значительную силу. Их применять рекомендую только с неким рычажком, похожим на клавишу пианино. У меня нашлись кнопочки, которые требует крайне малого усилия для нажатия и еще и имеют длинный цилиндрик для надавливания.

Путем недолгих прослушиваний выходного сигнала с изменением угла поворота ротора переменного резистора были выбраны на мой взгляд неплохие частоты звучания для каждой клавиши. Ниже предоставлена таблица частоты и сопротивления резистора, подходящего для этой цели.

При желании вы сможете легко рассчитать номиналы радио компонентов для интересующей вас частоты, в тех. документации указана максимальная рабочая частота таймера 200 кГц. Человеческое ухо слышит колебания с частотой 20 Гц — 20 килогерц, так что возможности у этого электронного компонента даже более, чем нам нужно. Кратко покажу, как рассчитывается. Первый резистор был выбран на 4,7 кОм – 4700 Ом. Из основной формулы, взятой из технической документации 555 легко выводиться сопротивление R2 при заданных R1, C1 и собственно выбранной частоте.

Вся плата, благодаря компонентам для поверхностного монтажа получается крайне маленькой. NPN транзистор любой, можно BC847, расположение его КБЭ стандартное, такое же как у всех биполярных транзисторов в корпусе SOT-23. Питание 5-18 В, но работает даже от одного литий-ионного элемента.

Также такую схему возможно вставить в старый нерабочий детский синтезатор мелодий. Пятый вывод микросхемы “Контроль” лучше кинуть на минус через выводной конденсатор ёмкостью около 100 нФ.

При подключении низкоомного динамика ощутимо нагревается транзистор, предотвратить это можно и нужно увеличением номинала его базового резистора или включением высокоомного динамика от старого телефона. В моём экземпляре вышло так, что кнопочки с резисторами разместились на одной плате, а микросхема на второй: соединял их луженными пластинками жести. Кнопки лучше крепить не только контактами с помощью припоем контакты, а и залить это дело термоклеем или эпоксидкой, когда уже точно выбраны номиналы для нужного звучания.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Теория и практика применения таймера 555.Часть вторая.
РадиоКот >Статьи >

Теория и практика применения таймера 555.Часть вторая.

В этой части мы продолжим ездить по вашим мозгам на таймере 555, однако уже с практической точки зрения — рассмотрим конкретные схемы включения микросхемы.
Итак,
Схема 1:

Эта штуковина начинает работать (пищать) если по каким-то причинам станет вдруг темно. То есть, на фоторезистор LDR1 перестанет попадать свет или световой поток уменьшится до некоего критического уровня.

Схема 2:

Эта схема предназначена для раздражения слухового нерва в том случае, если напряжение на входе «Контроль» упадет ниже 9 вольт.

Схема 3:

Простейший вид узла сигнализации. Если датчик S2 замкнется, на выходе таймера появится высокий уровень и останется таковым, даже если датчик вернется в исходное состояние. Вернуть низкий уровень на выход микросхемы можно кнопкой «Сброс».

Схема 4:

Аналогична Схеме 1, правда можно подстраивать частоту тона пищания резистором R2.

Схема 5:

Метроном. Издает мерное тикание, чтобы начинающие музыканты не сбивались с ритма, ну или хорошо спали. Частота тиков подстраивается резистором R1.

Схема 6:

10-минутный таймер. Запускается нажатием на кнопку «Сброс-запуск», при этом загорается светодиод HL2, например — зеленый. По истечении временного интервала, загорится светодиод HL1, например — красный. Интервал можно подстроить резистором R4.

Схема 7:

Триггер Шмидта. Полезная вещь, если вам необходимо получить прямоугольные импульсы из синусоидального сигнала, даже искаженного и зашумленного.

Схема 8:

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

Схема 9:

Детектор пропущенных импульсов. Может пригодиться. Транзистор можно заменить на отечественный КТ3107.

Схема 10:

Твухтональная сирена. Занятная схема для экспериментов с включением двух таймеров сразу.

Ну пока все.
Вопросы, как обычно, складываем тут.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?


Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Микросхема 555 / Хабр

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 сайте. Забыл сказать, что посылка будет идти к Вам где-то месяц. Спасибо за внимание, если Вам понравилась моя статья, то позже я обязательно напишу ещё одну, где я расскажу какие гаджеты можно сделать на микросхеме 555.

об устройстве и сборка своими руками

Один из наиболее часто используемых компонентов электроники – таймер-генератор. Современный формат выпуска его конструкций организован в виде специализированных сборок, применяемых в миллионах различных устройств. Наиболее распространенный таймер такого типа, или, с другим названием, – реле времени, 555 серия микросхем, впервые выпущенная и разработанная компанией Signetic в 1971 году.

За неимением конкуренции на тот период, она получила очень высокое признание и распространение в схемах электрических приборов. Характеристики и выдаваемый сигнал серии таймеров NE555 (изначальное название) позволил применять их при разработке генераторов, модуляторов, систем задержки, различных фильтров, преобразователей напряжения. С развитием цифровой техники, микросхема не потеряла свою актуальность и применяется уже в качестве ее элемента.

Основная задача таймера 555 – создавать одиночные или множественные импульсы с точным разграничением временных интервалов между ними. Внешний вид микросхемы NE555

Особенности и характеристики

Простой генератор импульсов на основе 555

Наиболее известная особенность 555 серии микросхем, снижающей количество областей их применения – внутренний делитель напряжения. Он задает фиксированный уровень порога срабатывания обоих компараторов устройства, сменить который невозможно.

Питание таймера 555 серии осуществляется напряжением от 4,5 до 16 вольт. Ток потребления непосредственно зависит от этого параметра и составляет от 2 до 15 мА. Характеристики выходного сигнала отличаются у различных производителей. В основном, его ток не превышает 200 мА.

Температурные режимы также зависят от сборки. Обычные NE555 рассчитаны на эксплуатацию в промежутке от 0 до 70°С. Военные варианты таймера (исторически обозначенные серией SE) допускают более широкий диапазон – от -55 до 125°С.

В период активности таймера на выходе присутствует напряжение, оно равно приходящему на шине питания за вычетом 1,75В. В остальных случаях на этом контакте 0,25В, при общем напряжении +5В. Терминология описывает эти состояния, как высокий и низкий уровень сигнала.

Запуск таймера к генерации производится импульсным сигналом 1/3 вольт от питания устройства. Форма его любая – синусная или прямоугольная. Элементы схемы, определяющие временные параметры срабатывания

Время срабатывания изменения состояния устанавливается характеристиками внешнего конденсатора между контактом разряда и землей, а также сопротивлением двух резисторов. Первый расположен на шине питания и соединяет ее с входом останова работы микросхемы. Второй находится на линии между предыдущим и контактом разряда, но до описанной ранее емкости.

Достоинства и недостатки

Основное достоинство реле времени на 555 чипе –низкая цена и громадное количество разработанных и использующих его схем электрооборудования.

Существуют и недостатки, которые, впрочем, исправлены в выпусках микросхем с транзисторной базой на основе КМОП. При использовании биполярных, в момент изменения состояния генерирующего каскада в противоположный, на выводах могло возникнуть паразитное напряжение до 400 мА. Проблема решается установкой полярного конденсатора 0,1 мкФ, между управляющим контактом и общим проводом. Конденсатор, уменьшающий влияние помех на устройство

Можно повысить и помехоустойчивость микросхемы таймера. Для этого размещают неполярный конденсатор 1 мкФ на линию цепи питания.

Режимы работы устройства

Основные режимы использования микросхемы 555 серии – одновибратор, мультивибратор и триггер Шмитта.

Первый применяется для создания единовременного сигнала заданной длительности при подаче входного напряжения на стартовый контакт чипа.

Второй – для генерации множества автоколебательных импульсов прямоугольной формы.

Третий, благодаря эффекту памяти предыдущего сигнала и трех вариантов исходящих согласно внутренней логики, в системах задержки и цифровых устройствах.

Одновибратор

В этой схеме, при подаче сигнала любой формы на второй вход 555 серии, будет генерироваться импульс на третьем ее выходе. Его длительность зависит от характеристик сопротивления R и емкости C. Вычислить необходимое время действия исходящего сигнала можно по формуле t=1,1*C*R. Схема одновибратора

Мультивибратор

В отличие от предыдущей схемы, мультивибратору для начала постоянной генерации не нужна подача внешнего сигнала. Достаточно только произвести подключение питания. На выходе импульсы прямоугольной формы с изменением состояния в течение t2 и с периодом действия t1.

Их время рассчитываться от параметров R1 и R2 по формулам:

Период и частота:


Чтобы достичь времени импульса большего, чем время паузы, используют диод, соединяющий катодом 7 контакт микросхемы (разряд), с 6 (останов) через свой анод.

Мультивибратор

Прецизионный триггер Шмитта

Функциональность в рамках инвертирующего прецизионного переключателя в 555 серии обеспечивается наличием двух порогового компаратора и RS — триггера. Напряжение на входе разделяется на три части, при достижении пороговых значений которых и изменяется состояние выдачи сигнала устройством.

Разграничение делается по полярности, причем для переключения достаточно 1/3 общего вольтажа питания любого из полюсов. На выходе, при получении порогового сигнала на входе, возникает импульс, инвертированный полярно относительно изначального. Его уровень постоянен и длится он ровно то время, которое действует инициирующий импульс.

Проще говоря, триггер Шмитта — это инвертирующий одновибратор с памятью полярности предыдущего сигнала.

Используется подобная схема в системах, где требуется избавление от излишнего шума и приведение его последовательностей к необходимым пороговым значениям. Схема триггера Шмитта с графиком выравниваемых уровней сигнала

Область применения НЕ555

Возможности микросхемы дают широкий спектр техники, в которой она используется. Мультивибраторы на 555 серии встречаются практически во всех схемах генерации сигналов.

Примером служат различные звуковые и световые оповещающие устройства, детекторы металла, освещенности, влажности или касания. Таймер, заложенный в микросхему, позволяет создавать реле времени, для контроля работы различного оборудования по определенным человеком периодам.

Варианты исполнения в виде триггера Шмитта применяются как фильтрующие преобразователи зашумленных сигналов, для придания им правильной прямоугольной формы. Актуальность подобные схемы имеют и в цифровой технике, в которой используются только два вида импульсов – его наличие и отсутствие.

Отечественные и зарубежные производители

Микросхема-таймер 555 серии настолько популярна, что ее аналоги изготавливаются мощностями практически всех известных брендов микроэлектронной промышленности. Причем территориально расположенных не только в США, но и других странах мира. Среди них: Texas Instrument, Sanyo, RCA, Raytheon, NTE Silvania, National, Motorola, Maxim, Lithic Systems, Intersil, Harris, Fairchild, Exar ECG Phillips и множество других.

Зачастую номер серии от конкурентов содержит отсылку к оригинальной NE555. Встречается маркировки NE555N, НЕ555Р или им подобные. Российская КР1006ВИ1

Производится таймер и в России, с маркировкой микросхемы КР1006ВИ1 с биполярными транзисторами и КР1441ВИ1 по КМОП технологии. Национальный вариант немного отличается от классического 555 серии – в нем вход остановки обладает большим приоритетом, чем сигнал запуска.

Как сделать реле времени 555 своими руками

Одним из вариантов ознакомления с таймером 555 серии будет изготовление своими руками реле времени. Схема достаточно проста, считается классической и доступна к повторению специалистом любого уровня. Схема таймера отключения

Запуск производится нажатием тумблера SB1. Длительность подстраивается резистором R2. На представленной схеме среднее время работы находится в пределах 6 секунд. Для его увеличения, без изменения характеристик R2 повышают емкость C1.

Если требуется суточный цикл работы, то понадобится конденсатор на 1600 мкФ. Если устройство будет применяться в условиях, близких к реальности, – количество фарад меняют на более подходящее к нужному времени работы. Расчет производится согласно формуле: T=C1*R2, где C1 емкость соответствующего конденсатора на схеме, R2 среднее сопротивление мегаом подстроечного резистора.

Более точная калибровка времени действия будет устанавливаться в процессе использования переменным резистором R2.

Немного о нумерации используемых контактов микросхемы 555 серии, то есть ее распиновка:

  1. «Земля» (GND) – минус питания.
  2. «Запуск» (Trigger) – на контакт поступает импульс, начинающий работу таймера. Инициируется нажатием тумблера.
  3. «Выход» (Output) – пока таймер активен, на контакте генерируется исходящий сигнал. Его вольтаж равный Vпитания-1,7В, через ограничивающий резистор R3 позволяет открыть базу транзистора VT1. В свою очередь, полупроводниковый усилитель начинает пропускать напряжение на пусковое реле К1, которое уже коммутирует ток к потребителю. Диод VD1 в схеме предотвращает бросок паразитных токов в моменты активации.
  4. «Сброс» (Reset) – при подаче отрицательного сигнала таймер переводится в 0 и останавливается. Чтобы такого не произошло, в схеме сделан подвод положительного полюса питания через сопротивление к этому контакту.
  5. «Контроль» (Control Voltage) – для такого простого устройства, этот вход микросхемы соединяется массой через емкость. Подобная конструкция повышает помехоустойчивость всей сборки.
  6. «Остановка» (Threshold) – в схеме контакт просто присоединен к положительному полюсу питания. В более сложных системах, кратковременное его замыкание на минус остановит работу таймера.
  7. «Разряд» (Discharge) – контакт предназначен для соединения 555 микросхемы с задающей временный интервал емкостью.
  8. «Питание» (VCC) – плюс напряжения схемы.
Применение таймера NE555. Часть 2 — генератор прямоугольных импульсов на NE555

Продолжение начатой темы применения таймера NE555

Пример №7 — Простой генератор прямоугольных импульсов на NE555

 

В момент включения схемы, конденсатор C1 разряжен и на выходе 3 таймера NE555 находится высокий уровень. Затем конденсатор C1 через резистор R1 начинает постепенно заряжаться.

В момент, когда потенциал на конденсаторе, и соответственно на выводе 6 (стоп) таймера, достигнет примерно 2/3 напряжения питания, сигнал на выводе 3 переключится на низкий уровень. Теперь конденсатор через сопротивление R1 начинает разряжаться. Когда уровень напряжения на входе 2 (запуск) упадет до 1/3 Uпит., на выходе снова будет высокий уровень. И процесс повторится снова.

Если к выходу добавить еще RC-цепь (выделено красным цветом), то выходной сигнал по форме будет приближен к синусоиде.

Пример №8 — Генератор высокой частоты на NE555

Для таймера NE555 – частота в 360кГц является максимальной, поскольку при увеличении ее, работа схемы становится нестабильной.

Микросхемы UA741, LM324, LM393, LM339, NE555, LM358

Пример №9 — Генератор низкой частоты на NE555

 

Генератор низкой частоты по сути своей являются таймером времени. Увеличивая емкость электролитического конденсатора можно растянуть временной интервал. При интервале более 30 минут, показания схемы будут неточными.

Пример №10 — Регулируемый генератор прямоугольных импульсов на NE555

Данная схема позволяет устанавливать на выходе таймера необходимую частоту генератора в пределах от 1 Гц до 100 кГц.

Пример №11 — Одновибратор на NE555

При подаче питания на схему одновибратора, на выводе 3 таймера NE555 будет низкий уровень. Запуск одновибратора происходит в момент подачи отрицательного импульса на вход 2 (запуск), при этом на его выходе будет высокий уровень в течение времени определяемое значениями R1 и C1.

Следует иметь в виду, что запускающий импульс должен быть короче выходного. Если же входной сигнал будет дольше, то пока на входе низкий уровень на выходе все время будет высокий. Подробнее о работе одновибратора на 555 таймере читайте здесь.

Пример №12 — Генератор, управляемый напряжением (ГУН) на NE555

 

Данный генератор иногда называют преобразователь частоты напряжением, так как частота может быть изменена путем изменения входного напряжения.

Как известно вывод 5 таймера 555 предназначен для управления длительностью импульсов на выходе путем подачи на него напряжения, которое должно составлять 2/3 от Uпит. При увеличении управляющего напряжения, увеличивается время заряда/разряда конденсатора и как следствие уменьшается частота на выходе генератора.

Источник: «Применение микросхемы 555», Колин М.

datasheet на русском, описание и схема включения

Каждый радиолюбитель не раз встречался с микросхемой NE555. Этот маленький восьминогий таймер завоевал колоссальную популярность за функциональность, практичность и простоту использования. На 555 таймере можно собрать схемы самого различного уровня сложности: от простого триггера Шмитта, с обвеской всего в пару элементов, до многоступенчатого кодового замка с применением большого количества дополнительных компонентов.

В данной статье детально ознакомимся с микросхемой NE555, которая, несмотря на свой солидный возраст, по-прежнему остается востребована. Стоит отметить, что в первую очередь данная востребованность обусловлена применением ИМС в схемотехнике с использованием светодиодов.

Описание и область применения

NE555 является разработкой американской компании Signetics, специалисты которой в условиях экономического кризиса не сдались и смогли воплотить в жизнь труды Ганса Камензинда. Именно он в 1970 году сумел доказать важность своего изобретения, которое на тот момент не имело аналогов. ИМС NE555 имела высокую плотность монтажа при низкой себестоимости, чем заслужила особый статус.

Впоследствии её стали копировать конкурирующие производители из разных стран мира. Так появилась отечественная КР1006ВИ1, которая так и осталась уникальной в данном семействе. Дело в том, что в КР1006ВИ1 вход останова (6) имеет приоритет над входом запуска (2). В импортных аналогах других фирм такая особенность отсутствует. Данный факт следует учитывать при разработке схем с активным использованием двух входов.

Однако в большинстве случаев приоритеты не влияют на работу устройства. С целью снижения мощности потребления, ещё в 70-х годах прошлого века был налажен выпуск таймера КМОП-серии. В России микросхема на полевых транзисторах получила название КР1441ВИ1.

Наибольшее применение 555 таймер нашёл в построении схем генераторов и реле времени с возможностью задержки от микросекунд до нескольких часов. В более сложных устройствах он выполняет функции по исключению дребезга контактов, ШИМ, восстановлению цифрового сигнала и так далее.

Особенности и недостатки

Особенностью таймера является внутренний делитель напряжения, который задаёт фиксированный верхний и нижний порог срабатывания для двух компараторов. Ввиду того что делитель напряжения нельзя исключить, а пороговым напряжением нельзя управлять, область применения NE555 сужается.

Таймер на биполярных транзисторах имеет один существенный недостаток, связанный с переходом выходного каскада из одного состояния в противоположное. Каждое переключение сопровождается паразитным сквозным током, который в пике может достигать 400 мА, увеличивая тепловые потери. Решение проблемы заключается в установке полярного конденсатора ёмкостью до 0,1 мкФ между выводом управления (5) и общим проводом. Благодаря ему, повышается стабильность при запуске и надёжность всего устройства. Кроме того, для повышения помехоустойчивости цепь питания дополняют неполярным конденсатором 1 мкФ.

Таймеры, собранные на КМОП-транзисторах, лишены перечисленных недостатков и не нуждаются в монтаже внешних конденсаторов.

Основные параметры ИМС серии 555

Внутреннее устройство NE555 включает в себя пять функциональных узлов, которые можно видеть на логической диаграмме. внутреннее устройствоНа входе расположен резистивный делитель напряжения, который формирует два опорных напряжения для прецизионных компараторов. Выходные контакты компараторов поступают на следующий блок – RS-триггер с внешним выводом для сброса, а затем на усилитель мощности. Последним узлом является транзистор с открытым коллектором, который может выполнять несколько функций, в зависимости от поставленной задачи.

Рекомендуемое напряжение питания для ИМС типа NA, NE, SA лежит в интервале от 4,5 до 16 вольт, а для SE может достигать 18В. При этом ток потребления при минимальном Uпит равен 2–5 мА, при максимальном Uпит – 10–15 мА. Некоторые ИМС 555 КМОП-серии потребляют не более 1 мА. Наибольший выходной ток импортной микросхемы может достигать значения в 200 мА. Для КР1006ВИ1 он не выше 100 мА.

Качество сборки и производитель сильно влияют на условия эксплуатации таймера. Например, диапазон рабочих температур NE555 составляет от 0 до 70°C, а SE555 от -55 до +125°C, что важно знать при конструировании устройств для работы в открытой окружающей среде. Более детально ознакомиться с электрическими параметрами, узнать типовые значения напряжения и тока на входах CONT, RESET, THRES, и TRIG можно в datasheet на ИМС серии XX555.

Расположение и назначение выводов

выводыNE555 и её аналоги преимущественно выпускаются в восьмивыводном корпусе типа PDIP8, TSSOP или SOIC. Расположение выводов независимо от корпуса – стандартное. Условное графическое обозначение таймера представляет собой прямоугольник с надписью G1 (для генератора одиночных импульсов) и GN (для мультивибраторов).

  1. Общий (GND). Первый вывод относительно ключа. Подключается к минусу питания устройства.
  2. Запуск (TRIG). Подача импульса низкого уровня на вход второго компаратора приводит к запуску и появлению на выходе сигнала высокого уровня, длительность которого зависит от номинала внешних элементов R и С. О возможных вариациях входного сигнала написано в разделе «Одновибратор».
  3. Выход (OUT). Высокий уровень выходного сигнала равен (Uпит-1,5В), а низкий – около 0,25В. Переключение занимает около 0,1 мкс.
  4. Сброс (RESET). Данный вход имеет наивысший приоритет и способен управлять работой таймера независимо от напряжения на остальных выводах. Для разрешения запуска необходимо, чтобы на нём присутствовал потенциал более 0,7 вольт. По этой причине его через резистор соединяют с питанием схемы. Появление импульса менее 0,7 вольт запрещает работу NE555.
  5. Контроль (CTRL). Как видно из внутреннего устройства ИМС он напрямую соединен с делителем напряжения и в отсутствие внешнего воздействия выдаёт 2/3 Uпит. Подавая на CTRL управляющий сигнал, можно получить на выходе модулированный сигнал. В простых схемах он подключается к внешнему конденсатору.
  6. Останов (THR). Является входом первого компаратора, появление на котором напряжения более 2/3Uпит останавливает работу триггера и переводит выход таймера в низкий уровень. При этом на выводе 2 должен отсутствовать запускающий сигнал, так как TRIG имеет приоритет перед THR (кроме КР1006ВИ1).
  7. Разряд (DIS). Соединен напрямую с внутренним транзистором, который включен по схеме с общим коллектором. Обычно к переходу коллектор-эмиттер подключают времязадающий конденсатор, который разряжается, пока транзистор находится в открытом состоянии. Реже используется для наращивания нагрузочной способности таймера.
  8. Питание (VCC). Подключается к плюсу источника питания 4,5–16В.

Режимы работы NE555

Таймер 555 серии работает в одном из трёх режимов, рассмотрим их более детально на примере микросхемы NE555.

Одновибратор

одновибраторПринципиальная электрическая схема одновибратора приведена на рисунке. Для формирования одиночных импульсов, кроме микросхемы NE555, понадобится сопротивление и полярный конденсатор. Схема работает следующим образом. На вход таймера (2) подают одиночный импульс низкого уровня, который приводит к переключению микросхемы и появлению на выходе (3) высокого уровня сигнала. Продолжительность сигнала рассчитывается в секундах по формуле:

t=1,1*R*C.

По истечении заданного времени (t) на выходе формируется сигнал низкого уровня (исходное состояние). По умолчанию вывод 4 объединен с выводом 8, то есть имеет высокий потенциал.

Во время разработки схем нужно учесть 2 нюанса:

  1. Напряжение источника питания не влияет на длительность импульсов. Чем больше напряжение питания, тем выше скорость заряда времязадающего конденсатора и тем больше амплитуда выходного сигнала.
  2. Дополнительный импульс, который можно подать на вход после основного, не повлияет на работу таймера, пока не истечет время t.

На работу генератора одиночных импульсов можно влиять извне двумя способами:

  • подать на Reset сигнал низкого уровня, который переведёт таймер в исходное состояние;
  • пока на вход 2 поступает сигнал низкого уровня, на выходе будет оставаться высокий потенциал.

Таким образом, с помощью одиночных сигналов на входе и параметров времязадающей цепочки можно получать на выходе импульсы прямоугольной формы с чётко заданной длительностью.

Мультивибратор

мультивибраторМультивибратор представляет собой генератор периодических импульсов прямоугольной формы с заданной амплитудой, длительностью или частотой, в зависимости от поставленной задачи. Его отличие от одновибратора состоит в отсутствии внешнего возмущающего воздействия для нормального функционирования устройства. Принципиальная схема мультивибратора на базе NE555 показана на рисунке.

В формировании повторяющихся импульсов участвуют резисторы R1, R2 и конденсатор С1. Время импульса (t1), время паузы(t2), период (T) и частоту (f) рассчитывают по нижеприведенным формулам: формулыИз данных формул несложно заметить, что время паузы не сможет превысить время импульса, то есть достичь скважности (S=T/t1) более 2 единиц не удастся. Для решения проблемы в схему добавляют диод, катод которого соединяют с выводом 6, а анод с выводом 7.

В datasheet на микросхемы часто оперируют величиной, обратной скважности – Duty cycle (D=1/S), которую отображают в процентах.

Схема работает следующим образом. В момент подачи питания конденсатор С1 разряжен, что переводит выход таймера в состояние высокого уровня. Затем С1 начинает заряжаться, набирая ёмкость до верхнего порогового значения 2/3 UПИТ. Достигнув порога ИМС переключается, и на выходе появляется низкий уровень сигнала. Начинается процесс разряда конденсатора (t1), который продолжается до нижнего порогового значения 1/3 UПИТ. По его достижении происходит обратное переключение, и на выходе таймера устанавливается высокий уровень сигнала. В результате схема переходит в автоколебательный режим.

Прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером

Внутри таймера NE555 встроен двухпопроговый компаратор и RS-триггер, что позволяет реализовывать прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером на аппаратном уровне. Входное напряжение делится компаратором на три части, при достижении каждой из которых происходит очередное переключение. При этом величина гистерезиса (обратного переключения) равна 1/3 UПИТ. Возможность применения NE555 в качестве прецизионного триггера востребована в построении систем автоматического регулирования.

3 наиболее популярные схемы на основе NE555

Одновибратор

схема одновибратораПрактический вариант схемы одновибратора на TTL NE555 приведен на рисунке. Схема питается однополярным напряжением от 5 до 15В. Времязадающими элементами здесь являются: резистор R1 – 200кОм-0,125Вт и электролитический конденсатор С1 – 4,7мкФ-16В. R2 поддерживает на входе высокий потенциал, пока некоторое внешнее устройство не сбросит его до низкого уровня (например, транзисторный ключ). Конденсатор С2 защищает схему от сквозных токов в моменты переключения.

Активизация одновибратора происходит в момент кратковременного замыкания на землю входного контакта. При этом на выходе формируется высокий уровень длительностью:

t=1,1*R1*C1=1,1*200000*0,0000047=1,03 c.

Таким образом, данная схема формирует задержку выходного сигнала относительно входного на 1 секунду.

Мигание светодиодом на мультивибраторе

Отталкиваясь от рассмотренной выше схемы мультивибратора можно собрать простую светодиодную мигалку. Для этого к выходу таймера последовательно с резистором подключают светодиод. Номинал резистора находят по формуле:

R=(UВЫХ-ULED)/ILED,

UВЫХ – амплитудное значение напряжения на выводе 3 таймера.

Количество подключаемых светодиодов зависит от типа применяемой микросхемы NE555, её нагрузочной способности (КМОП или ТТЛ). Если необходимо мигать светодиодом мощностью более 0,5 Вт, то схему дополняют транзистором, нагрузкой которого станет светодиод.

Реле времени

Схема регулируемого таймера (электронное реле времени) показана на рисунке. реле времениС её помощью можно вручную задавать длительность выходного сигнала от 1 до 25 секунд. Для этого последовательно с постоянным резистором в 10 кОм устанавливают переменный номиналом в 250 кОм. Ёмкость времязадающего конденсатора увеличивают до 100 мкФ.

Схема работает следующим образом. В исходном состоянии на выводе 2 присутствует высокий уровень (от источника питания), а на выводе 3 низкий уровень. Транзисторы VT1, VT2 закрыты. В момент подачи на базу VT1 положительного импульса по цепи (Vcc-R2-коллектор-эмиттер-общий провод) протекает ток. VT1 открывается и переводит NE555 в режим отсчета времени. Одновременно на выходе ИМС появляется положительный импульс, который открывает VT2. В результате ток эмиттера VT2 приводит к срабатыванию реле. Пользователь может в любой момент прервать выполнение задачи, кратковременно закоротив RESET на землю.

Транзисторы SS8050, приведенные на схеме, можно заменить на КТ3102.

Рассмотреть все популярные схемы на основе NE555 в одной статье невозможно. Для этого существуют целые сборники, в которых собраны практические наработки за всё время существования таймера. Надеемся, что приведенная информация послужит ориентиром во время сборки схем, в том числе нагрузкой которых служат светодиоды.

Создание самого быстрого в мире таймера 555 или использование современной версии микросхемы

Если вы не знакомы с таймером 555, достаточно сказать, что эта универсальная интегральная схема, вероятно, самая успешная из когда-либо созданных и использовалась в бесчисленных проектах, многие из которых очень далеки от первоначальных намерений. С момента своего появления легендарный 555 завоевал популярность как среди профессиональных дизайнеров, так и среди любителей, и продолжает использоваться в проектах обоих лагерей.Новые версии микросхемы все еще разрабатываются, а отдельные версии создаются для забавы — соблазн, с которым я просто не мог устоять после начала этой статьи.

Если вы думаете, что все 555 одинаковы, подумайте еще раз. Сегодня ряд производителей продолжают выпускать 555 в оригинальном биполярном составе, а также CMOS с более низким энергопотреблением. Хотя версия с металлической банкой больше не доступна, DIP-8 все еще существует, как и новые пакеты для поверхностного монтажа вплоть до чипсета. Некоторые поставщики также начали делать упрощенные варианты, чтобы уменьшить распиновку.Наконец, вы можете собрать свою собственную версию из нескольких частей, если вам нужно что-то, чего не будут делать коммерческие предложения, или вы просто хотите развлечься на выходных. В моем случае я придумал, что, пожалуй, самый быстрый 555-подобных, хотя я сэкономил на этом немного средств.

Следите за текущим состоянием 555 и, возможно, вдохновитесь на разработку чего-то совершенно нового с помощью этой самой универсальной детали.

Что в коробке?

Первые 555 таймеров NE555V / SE555T от Signetics были выпущены более 47 лет назад.Разработанная Хансом Каменсиндом, эта часть в конечном итоге продается более миллиарда единиц в год и используется во всем, от детских игрушек до космических кораблей; Оригинальная биполярная технология 555 не требовала радиационного упрочнения, только очень строгие испытания для космической квалификации. К сожалению, Ганс скончался в 2012 году, но вы можете услышать несколько аудиоклипов, в которых он обсуждает 555 на сайте Музея транзисторов. В этом интервью он рассказывает, как Signetics решила не запатентовывать дизайн. В то время в Силиконовой долине существовала культура взаимного гарантированного уничтожения в отношении интеллектуальной собственности: компании свободно крали идеи друг у друга, будучи уверенными в том, что первый, кто подаст патентный иск, получит подавляющий отклик на все свои собственные нарушения.Эта среда позволяла поставлять версии 555 нескольким поставщикам, поддерживая низкие цены и повышая привлекательность детали для дизайнеров.

Искусство электроники назвало 555 комплектом деталей, и это, вероятно, лучшее общее описание, которое вы можете придумать. Внутри вы найдете делитель напряжения, создающий эталоны на 1/3 и 2/3 от напряжения питания. Один из двух компараторов пожаров, когда напряжение на выводе Триггера меньше, чем нижняя или ссылка, что на пороговом штифте больше, чем верхний.Выходы компараторов ведут в цифровую защелку, которая также может быть сброшена с помощью внешнего сигнала активного низкого уровня. Наконец, выходной сигнал от защелки управляет выводами OUTput и DISCHarge, последние обычно используются для разрядки внешнего конденсатора в течение высокой части цикла вывода.

Что вы можете сделать с этими частями? Возможно, наиболее распространенное использование — это нестабильный мультивибратор или RC-генератор релаксации. В этой роли внешний резистор и конденсатор устанавливают постоянную времени для колебаний.Хотя в оригинальной биполярной конструкции было трудно генерировать выходные импульсы с коэффициентом заполнения до 50%, варианты CMOS могут справиться с этим, используя один резистор от выхода обратно к конденсатору. Хотя вы можете сделать аналогичный генератор релаксации не более чем из инвертора Шмитта-триггера (ST), результирующая точность частоты будет плохой, так как уровень гистерезиса на входах ST не очень хорошо контролируется: синхронизация будет варьироваться от частичной до -часть. Используя делитель напряжения и структуру оконного компаратора 555, вы получите лучшую точность и стабильность частоты, а также большую гибкость конструкции.

Однако 555 — это не просто генератор. Он также может использоваться в моностабильном (однократном) режиме, генерируя фиксированную ширину выходного импульса в ответ на низкий уровень сигнала на входе TRIGger. В этом режиме подача напряжения на вывод CONTrol позволяет модулировать ширину выходного импульса. Меня удивляет, как часто это используется: всего за последнюю неделю я узнал от двух людей, которые обнаружили, что 555-е используются для ШИМ-диммирования светодиодов в коммерческих продуктах. Помимо основ, 555 может использоваться для генераторов временной последовательности, импульсной модуляции положения, временных задержек, генераторов линейного изменения с добавлением источника тока и множества других приложений.

То, что он так часто используется, не означает, что 555 любимы всеми. В колонке EDN 2011 года приводятся некоторые с трудом заработанные уроки в 555 неудачах и тот факт, что аналоговая легенда, Боб Пиз, вовсе не была фанатом этой части. Тем не менее, это дешево, просто в использовании и достаточно для многих приложений.

Почему не микроконтроллер?

Учитывая его универсальность, неудивительно, что эта микросхема продолжает находить применение. Но в эпоху микроконтроллеров за 0,03 доллара нужно задаться вопросом, удастся ли 555 со временем потерять позиции.Помимо удивительного разнообразия инновационных разработок и хаков, на которые можно опираться, есть еще много причин, чтобы выбрать эту часть вместо микроконтроллерного решения, в том числе:

  • Программирование не требуется
  • Нет ошибок программного обеспечения
  • Нет затрат на NRE (единовременное проектирование) для программирования и отладки
  • Отсутствует время загрузки, код загрузки
  • Широкий диапазон напряжения питания
  • Нет битрейта флэш-памяти или мягких ошибок от космических лучей или скачков напряжения
  • Нет зависшего или зависшего программного обеспечения; сторожевой таймер не требуется

Итак, как только мы решили использовать схему типа 555, пришло время осмотреться и посмотреть, что будет доступно в 2019 году.Несмотря на то, что вы все еще можете купить биполярный 555 с оригинальной рецептурой с ограничением частоты 100 кГц у нескольких поставщиков, новые версии CMOS, похоже, именно там и действуют. Я взглянул на два таких предложения.

TI LMC555

LMC555 чип-пакет DSBGA. Темные полосы на заднем плане — отметки 1 мм по правилу машиниста. (нажмите, чтобы увеличить)

TI LMC555 претендует на звание самого маленького и быстрого полнофункционального из доступных 555. Это вариант CMOS, с максимальной частотой 3 МГц в соответствии с таблицей.Он доступен в различных 8-контактных корпусах, включая DIP, SOIC и VSSSOP, в порядке уменьшения размера.

Также доступен худший кошмар для любителей: 555 в BGA-корпусе с размерами чипов. Эта часть меньше двух резисторов 0603 рядом. Хотя ошибочная версия DSBGA была бы настоящим подвигом, наличие такого маленького пакета поднимает несколько интересных вопросов. Где сейчас используется 555-е, этот маленький, и какие хакерские преимущества выиграют от этого уровня миниатюризации?

Также обратите внимание, что если у вас есть доступ к микроскопу, вы можете перевернуть эту версию на спину и взглянуть на матрицу; Сильные кислоты или ножовки не требуется.Вы можете увидеть логотип National Semiconductor, если вы посмотрите достаточно близко. (TI приобрела NS в 2011 году.)

Микрочип «IttyBitty» MIC1555 / 57

Microchip предлагает собственную версию концепции 555 с таймерами MIC1555 / 57, как в небольших, так и относительно удобных для хакеров пакетах SOT23-5. Цена, заплаченная за меньший след — устранение нескольких булавок. В MIC1555, который может использоваться в традиционных осцилляторных или одноразовых ролях, отсутствуют контакты входа напряжения CONTROL, DISCHarge и RESET.Одним из неприятных последствий является то, что ШИМ-приложения отсутствуют. MIC1557, с другой стороны, объединяет TRIGger и THRESHold в один вывод «T / T» и добавляет вывод выбора микросхемы (CS). Эта версия вообще не подходит для однократной операции; вместо этого он предназначен как генератор с возможностью отключения (<1 мкА). В техническом описании указана максимальная нестабильная частота 5 МГц для любой части, которая, по крайней мере на бумаге, быстрее, чем у LMC555.

Roll Your Own

Глядя на предложения таймеров с ограниченной функциональностью от Microchip, я подумал, что вы могли бы сделать, если бы вы построили схему 555-подобного типа из других частей.Идея не совсем новая — 555, построенный из дискретных транзисторов, занял одно из призов в знаменитом конкурсе 555 — но возможности довольно интригующие. Чтобы понять концепцию, я выбрал пару быстрых компараторов ADCMP600 и защелку из 74LVC2G02 двойного вентиля NOR. Компараторы имеют задержку распространения всего 3,5 нс, затворы NOR обычно меньше 2 нс и предлагают одни из самых быстрых фронтов, которые я измерил на логике CMOS. Поскольку защелка RS обеспечивает два выхода, вы можете выбрать либо нормальные, либо инвертированные импульсы.Это также позволяет получить выход (из инвертированного порта) без загрузки канала обратной связи.

Результирующая схема, которую я назвал FF555 (см. Полный проект на hackaday.io), была построена на печатной плате размером с почтовую марку с 50 милыми квадратными площадками для внешних подключений. Я использовал сквозные резисторы и конденсаторы в качестве компонентов синхронизации, чтобы облегчить тестирование. Для измерения точных сигналов от инвертирующего выхода я использовал резистивный щуп 10: 1, сформированный из резистора 1/3 Вт 453 Ом и длины кабеля RG174.Зонд питает 50-омный входной сигнал осциллографа.

Тестирование в нестабильном режиме показало, что схема была довольно устойчивой: она будет успешно колебаться без добавления RC вообще. С выходом, подключенным непосредственно к пороговому и триггерному входам, он колеблется на частоте 90,5 МГц, эта частота определяется главным образом общей задержкой распространения (~ 5,2 нс) плюс некоторые небольшие R и C самой схемы. При использовании с типичными значениями RC, он работает, как и ожидалось, легко достигая ОВЧ-частот, с, возможно, 50 МГц разумным пределом повторяемости без настройки индивидуального разброса между единицами.Выход имеет четкие края, при этом инвертирующий выход измеряет время нарастания менее 500 пс и время спада около 800 пс. (Биполярные NE555 обычно на два порядка медленнее при 100 нс.) На этих скоростях даже короткие соединения должны рассматриваться как линии передачи и правильно заканчиваться для предотвращения отражений.

Выход FF555. 1 кОм / 100 нФ (слева), 39 Ом / 10 пФ (справа)

Хотя использование генератора релаксации RC на десятках МГц не очень практичная вещь, использование этой схемы для очень коротких однократных импульсов или высокочастотного ШИМ может оказаться интересным.Эта версия также совсем не рентабельна: на плате почти 10 долларов. Тем не менее, я думаю, что вывод из этого эксперимента заключается в том, что архитектура 555 может легко преобразоваться в другие схемы, если вам нужно что-то особенное, или просто хотите поиграть в аналоговой земле для изменения.

Дают ли эти современные идеи классической ИС таймера какие-либо идеи для новых приложений или улучшения существующего взлома 555? Вы можете сделать быстрее? Дайте нам знать об этом в комментариях.С другой стороны, если вы хотите узнать больше о 555, взгляните на некоторые из 541 (настолько близких!) Статей, о которых мы рассказывали на протяжении многих лет.

,

Основы таймера 555 — моностабильный режим

Таймер 555 может быть самой распространенной микросхемой, используемой в проектах электроники, потому что он маленький, недорогой и очень полезный.

Он считается таймером, потому что он может выводить импульсы электрического тока в течение точного времени. Например, его можно использовать для выключения светодиода ровно через 5 секунд после нажатия кнопки. Он также может мигать светодиодом или генерировать высокочастотные импульсы, которые будут издавать звук при подключении к динамику.

Это первая статья в серии, в которой мы рассмотрим три различных режима таймера 555 — моностабильный, бистабильный и нестабильный. Каждый режим имеет разные характеристики, которые определяют, как таймер 555 выводит ток. В этом уроке я расскажу о моностабильном режиме, но также ознакомлюсь с нашими статьями о нестабильном режиме и бистабильном режиме.

БОНУС: Я сделал краткое руководство по этому учебнику, которое вы можете скачать и вернуться к нему позже, если вы не можете настроить его прямо сейчас.Он включает в себя все схемы подключения и инструкции, необходимые для начала работы.

Вот таблица данных таймера 555 для получения подробной технической информации:

Таблица данных таймера 555

Моностабильный режим таймера 555

В моностабильном режиме таймер 555 выдает один импульс тока в течение определенного промежутка времени. Это иногда называют одноразовым импульсом. Пример этого можно увидеть со светодиодом и кнопкой. Одним нажатием кнопки светодиод загорается, а затем автоматически выключается через заданный промежуток времени.Время, в течение которого светодиод горит, зависит от значений резистора и конденсатора, подключенных к таймеру 555. Время можно рассчитать из уравнения:

Где t — длина электрического выхода в секундах, R — сопротивление резистора в Ом, а C — емкость конденсатора в Фарадах.

Как видно из уравнения, длина электрического выхода может быть увеличена путем использования больших значений резистора или конденсатора. Обратное тоже верно.Вы можете получить более короткий выходной импульс с меньшими значениями резистора или конденсатора.

A Однократный светодиодный таймер

Чтобы наблюдать моностабильный режим таймера 555, давайте создадим простой однократный таймер, который выключит светодиод через определенный промежуток времени. Используйте схему ниже для подключения цепи:

  • R1: 10 кОм
  • R2: 10 кОм
  • R3: 470 Ом
  • C1: 470 мкФ
  • C2: 0,01 мкФ

В этой цепи после Если вы нажмете кнопку один раз, светодиод загорится, а затем выключится через 5 секунд.Значения R1 и C1 определяют, как долго горит светодиод:

Как работает моностабильный режим

  • Контакт 1 — заземление : Подключен к 0 В
  • Контакт 2 — Триггер : Включает выходной сигнал, когда подаваемое на него напряжение падает ниже 1/3 Vcc.
  • Контакт 3 — Выход : Выходы до 200 мА тока при напряжении около 1,5 В.
  • Контакт 4 — Сброс : Сбрасывает синхронизацию выхода, когда он подключен к земле (0 В).
  • Pin 5 — Control : Управляет выходом синхронизации независимо от RC-цепи, когда напряжение, подаваемое на нее, выше 2/3 Vcc. Когда он не используется, он обычно подключается к земле через конденсатор емкостью 0,01 мкФ, чтобы предотвратить колебания синхронизации цепи RC.
  • Контакт 6 — Порог : отключает выход, когда подаваемое на него напряжение достигает 2/3 Vcc.
  • Контакт 7 — Разряд : Когда выходное напряжение низкое, он разряжает конденсатор в цепи RC на землю.
  • Контакт 8 — Vcc (напряжение питания) : Может варьироваться от 4,5 В до 15 В.

До нажатия кнопки напряжение на контакте запуска высокое. Когда напряжение на пусковом штыре высокое, разрядный штырь позволяет току течь на землю и предотвращает накопление заряда на конденсаторе C1.

При нажатии кнопки напряжение на пусковом штыре падает низко. Всякий раз, когда напряжение на контакте запуска низкое, выходной контакт включается В то же время разрядный штырь останавливает протекание тока от С1 к земле, позволяя ему заряжаться.

C1 требует времени для зарядки, и, хотя напряжение на нем ниже 2/3 Vcc, пороговый вывод остается низким, поэтому выходной вывод остается включенным. Когда заряд, наконец, накапливается достаточно, чтобы напряжение на С1 превышало 2/3 Vcc, пороговый контакт отключает выходной контакт. В то же время разрядный штырь снова включается и предотвращает зарядку конденсатора, пока кнопка не будет нажата снова.

Продолжительность времени, в течение которого светодиод остается включенным, зависит от времени, которое требуется конденсатору для зарядки до 2/3 Vcc.Это также определяется R1, поскольку резистор предотвращает протекание тока к конденсатору и, таким образом, увеличивает время, необходимое для того, чтобы напряжение на нем достигало 2/3 Vcc.

Вы можете посмотреть это видео, чтобы увидеть схему в действии:

A Переменный таймер однократного светодиода

Хороший способ наблюдать зависимость времени от сопротивления в этой цепи — заменить R1 на переменный резистор (потенциометр):

Если вы отрегулируете потенциометр, вы должны увидеть, что светодиод начинает мигать быстрее или медленнее.Эффект довольно драматичный. Большой ресурс по таймеру 555, операционным усилителям и другим микросхемам можно найти в мини-ноутбуке инженера: таймер, операционный усилитель и оптоэлектронные схемы и проекты. В этой книге 24 разных таймера 555!

Нажмите здесь, чтобы перейти ко второй части этой серии, 555 Основы таймера — бистабильный режим.

Если у вас есть какие-либо вопросы по поводу этой схемы или у вас возникли проблемы с ее работой, оставьте комментарий ниже. И не забудьте подписаться, чтобы получать электронную почту, когда мы публикуем новые сообщения!

Основы таймера 555 — бистабильный режим

Это вторая часть серии статей о таймере 555. Если вы этого еще не сделали, вы можете сначала прочитать часть 1, 555 «Основы таймера — моностабильный режим», чтобы увидеть расположение и функции каждого вывода.

Бистабильный режим таймера 555

Таймер 555 в бистабильном режиме также известен как триггерная схема. Триггерная цепь чередует два стабильных состояния, в этом случае вывод электрического тока с выходного контакта.В отличие от моностабильного режима и нестабильного режима, в бистабильном режиме не требуется резистор и конденсатор для настройки синхронизации цепи. На самом деле в этой схеме нет времени. Существует только два стабильных состояния (вкл. И выкл.), Управляемых непосредственно с помощью пускового и сбрасывающего штырька.

БОНУС: Я сделал краткое руководство по этому учебнику, которое вы можете скачать и вернуться к нему позже, если вы не можете настроить его прямо сейчас. Он включает в себя все схемы подключения и инструкции, необходимые для начала работы.

Как работает бистабильный режим

Я продемонстрирую бистабильный режим таймера 555 со светодиодом и кнопками, подключенными к контакту триггера и сбросу.Однократное нажатие на кнопку запуска заставит светодиод включиться и остаться включенным. Нажатие кнопки сброса приведет к выключению и выключению светодиода.

Нажатие кнопки запуска позволяет току течь от Vcc к земле, что вызывает падение напряжения на контакте запуска. Как мы видели в статье о моностабильном режиме, когда на контакт триггера подается низкое напряжение, выход включается и загорается светодиод. Выход остается включенным, пока напряжение на пороговом выводе не превысит 2/3 Vcc.Поскольку в этой цепи пороговый вывод заземлен, он никогда не достигает 2/3 Vcc, поэтому выход остается включенным бесконечно.

Теперь, если кнопка сброса нажата, напряжение на выводе сброса падает на землю, и этот вывод становится низким. Когда вывод сброса становится низким, выход отключается.

Вы можете увидеть демонстрацию таймера 555 в бистабильном режиме здесь:

Пример схемы с бистабильным режимом

Чтобы наблюдать таймер 555 в бистабильном режиме, подключите такую ​​цепь:

  • R1 : 10 кОм
  • R2: 10 кОм
  • R3: 470 Ом
  • C1: 0.01 мкФ
  • S1: кнопка сброса
  • S2: кнопка триггера

Теперь нажмите кнопку триггера (S2) один раз, и светодиод должен включиться и остаться включенным. Нажатие кнопки сброса (S1) выключит светодиод. Мини-ноутбук инженера: таймер, операционный усилитель и оптоэлектронные схемы и проекты может быть хорошим ресурсом для вас, если вы ищете интересные 555 схемы таймера и схемы OpAmp. В этой книге есть все, что вам нужно знать о таймере 555.

Нажмите здесь, чтобы перейти к части 3, 555 Основы таймера — нестабильный режим

Обязательно оставьте комментарий ниже, если у вас есть какие-либо вопросы, и подпишитесь, чтобы получать уведомления, когда мы публикуем новые статьи!

Основы таймера 555 — нестабильный режим

Это третья часть серии статей о таймере 555. В первой части более подробно рассказывается о выводах и о том, как функционирует микросхема, поэтому, возможно, вы захотите начать с нее, если еще не читали ее: 555 Основы таймера — моностабильный режим.

нестабильный режим таймера 555

нестабильный режим — это то, о чем думает большинство людей, когда дело доходит до таймера 555. Много раз, когда вы видите проект с мигающими светодиодами, это 555 таймер на работе. Но у него есть и много других интересных приложений.Например, он также может генерировать частоты для создания звука, когда выход подключен к динамику. Он может даже использоваться как простой аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

БОНУС: Я сделал краткое руководство по этому учебнику, которое вы можете скачать и вернуться к нему позже, если вы не можете настроить его прямо сейчас. Он включает в себя все схемы подключения и инструкции, необходимые для начала работы.

В нестабильном режиме таймер 555 действует как осциллятор, который генерирует прямоугольную волну. Частота волны может быть отрегулирована путем изменения значений двух резисторов и конденсатора, подключенного к микросхеме.Приведенные ниже формулы сообщат вам продолжительность циклов включения и выключения выхода с различными резисторами и конденсаторами:

С помощью этого уравнения вы можете видеть, что увеличение значений C1 или R2 будет увеличиваться как в течение времени, когда выход остается включенным и время, когда оно не работает. Увеличение значения R1 только увеличит время, в течение которого выход остается включенным.

Как работает нестабильный режим

  • Контакт 2 — триггер : Включает выход, когда напряжение, подаваемое на него, падает ниже 1/3 от Vcc
  • Контакт 6 — Порог : Отключает выход, когда напряжение, подаваемое на него, достигает более 2/3 Vcc.
  • Контакт 7 — Разряд : Когда выходное напряжение низкое, он разряжает С1 на землю.

В нестабильном режиме выход включается и выключается непрерывно. На приведенной выше схеме обратите внимание, что пороговый и триггерный контакты подключены к C1. Это делает напряжение одинаковым на пусковом контакте, пороговом контакте и C1.

В начале цикла включения / выключения низкое напряжение на клемме C1, пусковом контакте и пороговом контакте. Когда напряжение на пусковом штыре низкое, выход включен, а разрядный штырь выключен.Поскольку разрядный вывод отключен, ток может протекать через резисторы R1 и R2, заряжая конденсатор C1.

Когда C1 заряжается до 2/3 Vcc, выход отключается через пороговый вывод. Когда выходной сигнал отключается, включается разрядный вывод. Это позволяет заряду, накопленному на конденсаторе C1, стечь на землю.

Как только напряжение на С1 падает до 1/3 Vcc, триггерный вывод отключает разрядный контакт, поэтому С1 может начать зарядку снова.

A Цепь мигающего светодиода

Для наблюдения таймера 555 в нестабильном режиме, давайте построим схему, которая использует колебательный выход таймера 555 для включения и выключения светодиода:

  • R1: 4.Резистор 7 кОм
  • R2: резистор 4,7 кОм
  • R3: резистор 1 кОм
  • C1: конденсатор 100 мкФ

Значения R1, R2 и C1 влияют на скорость мигания. Большие значения заставят светодиод мигать медленнее, в то время как меньшие значения заставят светодиод мигать быстрее. Резистор R3 предназначен только для ограничения тока светодиода, чтобы он не перегорал. Если вы хотите установить мигающую скорость на определенную скорость, вы можете использовать формулу в начале этой статьи, чтобы рассчитать необходимое вам сопротивление или емкость.

Мигающий светодиод, управляемый потенциометром

Простой способ наблюдать влияние сопротивления на скорость мигания — это использовать потенциометр 10 кОм для R2:

  • R1: резистор 4,7 кОм
  • R2: 10 кОм потенциометр
  • R3: резистор 1 кОм
  • C1: конденсатор 100 мкФ

Регулировка потенциометра изменит частоту мигания светодиода.

Мигающий светодиод, управляемый фоторезистором

Вместо того, чтобы использовать потенциометр для контроля частоты мигания, попробуйте подключить фоторезистор:

  • R1: 4.Резистор 7 кОм
  • R2: фоторезистор
  • R3: резистор 1 кОм
  • C1: конденсатор 100 мкФ

Сопротивление фоторезистора уменьшается с увеличением количества света, поэтому светодиод будет мигать быстрее при воздействии большего количества света ,

Если вы хотите узнать больше о таймере 555, книга Timer, Op Amp и Оптоэлектронные схемы и проекты Book Vol. 1 Forrest Mims — это отличный ресурс для вашей скамейки. В книге много информации о таймере 555, операционных усилителях и других микросхемах.

Вы можете посмотреть, как каждая из цепей в этом учебнике работает в этом видео:

Если у вас есть какие-либо вопросы или у вас возникли проблемы с этим проектом, оставьте комментарий ниже, и я постараюсь ответить на него как можно скорее … И не забудьте подписаться, чтобы быть в курсе наших последних статей!

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о