IC 555: opis in praktična uporaba

Čip 555 se pogosto uporablja v amaterski radijski praksi - praktični, večnamenski in zelo enostaven za uporabo. Na takih čipih lahko izvedete katerokoli obliko - kot najenostavnejši Schmittovi sprožilci z nekaj dodatnimi elementi in večstopenjskimi kombinacijskimi ključavnicami.

NE555 je bil razvit precej dolgo nazaj, celo v sovjetskih revijah Radio, Model Designer, lahko najdete kar nekaj izdelkov, ki jih izdelujete sami, na analogih tega čipa. Do danes se ta čip aktivno uporablja v modelih z LED.

Opis čipa

To je razvojno podjetje iz ZDA. Njeni strokovnjaki so bili sposobni udejanjati delo Kamensinde Hansa. Lahko rečemo, da je oče integriranega vezja - v težkih pogojih visoke konkurence, so inženirji uspeli izdelati izdelek, ki je vstopil na svetovni trg in pridobil široko popularnost.

V teh letih čip 555 ni imel analogij na svetu - zelo visoka gostota montažnih elementov v napravi in ​​izjemno nizki stroški. Zaradi teh parametrov si je zaslužila visoko priljubljenost med oblikovalci.

Domače kolege

Ko se je začelo množično kopiranje tega radijskega elementa, se je sovjetski analog mikrovezja imenoval KR1006VI1. Mimogrede, v vseh pogledih je edinstven razvoj, čeprav ima veliko analogov. Samo pri domačih mikrovezkih je vhod za zaustavitev prednostnejši od vhodnega vhoda. Takšne lastnosti ni v nobeni od tujih konstrukcij. Vendar je treba to funkcijo upoštevati pri načrtovanju vezij, v katerih se aktivno uporabljata oba vhoda.

Kje se uporablja?

Vendar je treba opozoriti, da prednostne naloge vhodov ne vplivajo bistveno na zmogljivost čipa. To je le manjši odtenek, ki ga je treba obravnavati v redkih primerih. Da bi zmanjšali porabo energije sredi 70. let, smo prilagodili proizvodnjo elementov CMOS. V ZSSR so se mikrovezja na terenskih samcih imenovala KR1441VI1.

Generatorji na mikrovezju 555 se zelo pogosto uporabljajo v modelih radioamaterjev. Na tem čipu in časovnem releju ga je enostavno uvesti, zakasnitev pa lahko nastavite od nekaj milisekund do ur. Obstajajo tudi bolj kompleksni elementi, ki temeljijo na shemi 555 - vsebujejo naprave za preprečevanje ropotanja kontaktov, PWM krmilnikov in obnavljanje vrste digitalnega signala.

Prednosti in slabosti IC

V časovniku je vgrajen delilnik napetosti - omogoča nastavitev strogo določenega spodnjega in zgornjega praga, pri katerem se sprožijo primerjalniki. Tukaj lahko sklepamo o glavni pomanjkljivosti - mejnih vrednosti ni mogoče nadzorovati, delilnika pa tudi ne moremo izključiti, področje praktične uporabe čipa 555 je bistveno zmanjšano.

Pri izdelavi merilnikov časa bipolarni tranzistorji izstopi ena velika napaka - izhodna stopnja gre v nasprotno stanje. Z vsakim stikalom se pojavi parazitski tok, njegova maksimalna vrednost je lahko 400 mA. Hkrati se občutno povečajo toplotne izgube.

Kako se znebiti pomanjkljivosti?

Ampak lahko se znebite tega problema, je dovolj, da namestite polarni kondenzator, ki ne presega 0,1 mikrofarada, med krmilnim terminalom in napajalnim minusom.

In da bi bistveno izboljšali imunost, v močnostni tokokrog nastavite nepolarno kondenzator 1 uF. Pri praktični uporabi 555 mikrovezij je pomembno upoštevati, ali pasivni elementi, kot so upori in kondenzatorji, vplivajo na njihovo delovanje. Ampak ena stvar je treba opozoriti, da pri uporabi časovnikov na celice CMOS, vse te pomanjkljivosti šele stran, ni treba uporabiti dodatne kondenzatorje.

Glavni parametri čipa

Če se odločite za timer na 555 čipu, potem morate poznati njegove glavne značilnosti. V napravi je pet vozlišč, ki jih lahko vidite na diagramu. Vhod je napetostni delilnik uporovnega tipa. Z njegovo pomočjo nastanejo dve referenčni napetosti, ki sta potrebni za delovanje primerjalnih naprav. Izhodi primerjalnih naprav so priključeni na RS sprožilec in zunanji kontakt za ponastavitev. In šele po tem na ojačevalni napravi, kjer se vrednost signala poveča.

Chip Power

Na koncu je tranzistor, v katerem je kolektor odprt - izvaja številne funkcije, vse je odvisno od določene naloge, s katero se sooča. Priporočljivo je, da integrirana vezja NE, SA, NA dobavljajo napajalno napetost v območju 4,5-16 V. Samo za uporabo 555 čipov s kratico SE se lahko poveča na 18 V.

Maksimalna poraba toka pri napetosti 4,5 V lahko doseže 10-15 mA, najmanjša vrednost je 2-5 mA. Obstajajo CMOS čipi, v katerih poraba toka ne presega 1 mA. V domačih IC, kot je KR1006V1, poraba toka ne presega 100 mA. Podroben opis čipa 555 in njegovih domačih primerkov lahko najdete v podatkovnih listih.

Delovanje IC

Pogoji poslovanja so neposredno odvisni od tega, katero podjetje proizvaja čip. Kot primer lahko navedemo dva analoga - NE555 in SE555. Prvo temperaturno območje, v katerem bo deloval, je običajno v območju 0-70 stopinj. V drugem je veliko širši - od -55 do +125 stopinj. Zato je treba te parametre vedno upoštevati pri načrtovanju naprav. Priporočljivo je, da se seznanite z vsemi tipičnimi vrednostmi napetosti in tokov na terminalih Reset, TRIG, THRES, CONT. Za to lahko uporabite tehnični list za določen model - v njem boste našli izčrpne informacije.

Na to je odvisna praktična uporaba sheme. Ham radijski 555 se uporablja precej pogosto - v krmilnih sistemih obstajajo celo glavni oscilatorji za radijske oddajnike na tem elementu. Njegova prednost pred katerokoli tranzistorsko ali cevno možnostjo je izjemno visoka frekvenčna stabilnost. In ni potrebe po izbiri elementov z visoko stabilnostjo, za namestitev dodatnih naprav za izenačitev napetosti. Samo namestite preprost mikročip in poveča signal ki bodo ustvarjeni na izhodu.

Razporeditev priključkov IC

Na mikrovezjih serije 555 je samo osem pinov, tip PDIP8, SOIC in TSSOP šasija. Toda v vseh primerih imenovanje enakih sklepov. Element HLO je pravokotnik, podpisan z "G1" v primeru enojnega impulznega generatorja in "GN" za multivibrator. Namen zaključkov:

1. GND - običajen, da bi bil prvi (če računamo s ključa). Ta izhod je minus iz vira napajanja.
2. TRIG - začetni vhod. Na podlagi tega sklepa se napaja nizki impulz in gre v drugi primerjalnik. Posledica tega je, da se IC zažene in na izhodu se pojavi signal visoke ravni. Poleg tega je trajanje signala odvisno od vrednosti C in R.
3. OUT je izhod, kjer se pojavi visok in nizek signal. Preklapljanje med njimi traja največ 0,1 µs.
4. RESET - ponastavitev. Ta vhod ima najvišjo prioriteto, nadzoruje časovnik in ni odvisen od napetosti na preostalih delih čipa. Če želite omogočiti zagon, morate imeti napetost večjo od 0.7V. V primeru, da je impulz manjši od 0,7 V, je delovanje čipa 555 prepovedano.
5. CTRL je krmilni vhod, ki se poveže z napetostnim delilnikom. In če ni zunanjih dejavnikov, ki bi lahko vplivali na delo, se pri tem izhodu napaja 2/3 napetosti. Ko se na ta vhod uporabi krmilni signal, se na izhodu oblikuje moduliran impulz. Pri preprostih vezjih je ta izhod priključen na kondenzator.
6. THR - stop. To je vhod prvega primerjalnika, če se na njem pojavi napetost 2/3 iz napajanja, se delovanje sprožilca ustavi in ​​časovnik se prenese na zmanjšano raven. Predpogoj pa je, da na TRIG-pinu ne sme biti sprožilnega signala (ker ima prednost).
7. DIS - praznjenje. Povezan je neposredno na tranzistor, ki se nahaja znotraj čipa 555. Ima skupni kolektor. Kondenzator je nameščen v tokokrogu oddajnik-kolektor, ki je potreben za nastavitev časa.
8. VCC - povezava z virom plus.

Enkratni način

V celoti deluje trije načini čipov NE555, eden od njih je en sam posnetek. Za izvedbo impulzov je potrebno uporabiti polarni kondenzator in upor.

Delovanje tokokroga je naslednje:

1. Na vhod za časovnik se uporabi napetost - nizki impulz.
2. Obstaja preklopni način delovanja čipa.
3. Na pin 3 se pojavi signal visokega nivoja.

Izračunate lahko čas, v katerem se signal prenaša s preprosto formulo:

t = 1,1 * R * C.

Po tem času bo izhod tvoril signal nizke ravni. V načinu multivibratorja sta priključena zatiča "4" in "8". Pri razvoju vezij, ki temeljijo na eni meti, je treba upoštevati te nianse:

1. Napajalna napetost ne vpliva na čas impulza. Ko se napetost poveča, je hitrost polnjenja kondenzatorja, ki določa čas, daljša. Posledično se poveča amplituda izhodnega signala.
2. Če na vhod naredite dodaten impulz (že po glavnem), potem to ne bo vplivalo na delovanje časovnika do konca časa t.

Če želite vplivati ​​na delovanje generatorja, lahko uporabite eno od naslednjih metod:

1. Na sponki RESET pošljite signal nizke ravni. V tem primeru se bo časovnik vrnil v privzeto stanje.
2. Če signal nizke ravni preide na vhod 2, bo na izhodu vedno visok impulz.

S pomočjo posameznih impulzov, ki se uporabljajo na vhodu, in spremembami parametrov časovno krmiljenih komponent, se lahko odda pravokotni signal želenega trajanja.

Multivibratorski krog

Za izdelavo detektorja kovin na čipu 555 lahko vsak novice radio amater, vendar za to morate spoznati funkcije te naprave. Multivibrator je poseben generator, ki generira pravokotne impulze z določeno frekvenco. Poleg tega so amplituda, trajanje in frekvenca strogo določeni - vrednosti so odvisne od tega, kaj je naloga pred napravo.

Uporniki in kondenzatorji se uporabljajo za oblikovanje ponavljajočih se signalov. Trajanje signala t1, pause t2, frekvence f in obdobja T je mogoče najti po naslednjih formulah:

• t1 = ln2 * (R1 + R2) * C = 0,693 * (R1 + R2) * C;
• t2 = 0,693 * C * (R1 + 2 * R2);
• T = 0,693 * C * (R1 + 2 * R2);
• f = 1 / (0,693 * C * (R1 + 2 * R2)).

Na podlagi teh izrazov lahko vidimo, da premor med trajanjem ne sme biti daljši od časa signala. Z drugimi besedami, obratovalni cikel ne bo nikoli večji od 2. Praktična uporaba čipa 555 je neposredno odvisna od tega, saj so sheme različnih naprav in konstrukcij izdelane po navodilih. Podajajo vsa možna priporočila za sestavljanje naprav. Trajnost je mogoče najti po formuli S = T / t1. Za povečanje te številke morate dodati shemo polprevodniška dioda. Njegova katoda se poveže s šestim krakom, anoda s sedmo.

Če pogledate v podatkovni list, potem označuje obratno razmerje dajatev - izračunamo ga lahko s formulo D = 1 / S. Meri se v odstotkih. Delovanje multivibratorskega vezja je opisano na naslednji način:

1. Ko je napajanje vključeno, je kondenzator popolnoma izpraznjen.
2. Časovnik se prevede v visoko stanje.
3. Kondenzator nabira polnjenje, napetost pa doseže največ 2/3 napajanja.
4. Mikro vezje je vklopljeno in na izhodu se pojavi signal nizke ravni.
5. Kondenzator se izprazni nad t1 do nivoja 1/3 napajalne napetosti.
6. Čip 555 se ponovno vklopi in na izhodu se ponovno generira signal visoke ravni.

Ta način delovanja se imenuje samonastavljiv. Na izhodu se obseg signala nenehno spreminja, čip-timer 555 v rednih intervalih pa je v različnih načinih.

Schmitt Precision Trigger

V NE555 in podobnih časovnikih je vgrajen primerjalnik z dvema pragoma - spodnji in zgornji. Poleg tega vsebuje poseben RS-sprožilec. To je tisto, kar omogoča izvedbo konstrukcije Schmittovega natančnega sprožilca. Napetost, ki se napaja na vhod, se s pomočjo primerjalnika razdeli na tri enake dele. Takoj, ko doseže mejno vrednost, se preklopi način delovanja mikrovezja. Hkrati se histereza poveča, njena vrednost doseže vrednost 1/3 napajalne napetosti. V konstrukciji sistemov z avtomatsko regulacijo se uporablja natančen sprožilec.