ИЦ 555 пиноутс, стабилни, моностабилни, бистабилни кругови са истраженим формулама

Пост објашњава како ИЦ 555 ради, његове основне детаље о пиноутима и како да конфигуришете ИЦ у свом стандардном или популарном режиму стабилног, бистабилног и моностабилног кола. Пост такође детаљно описује различите формуле за израчунавање параметара ИЦ 555.

Увод

Наш свет хобија био би мање занимљив без ИЦ 555. То би била једна од наших првих ИЦ која се користи у електроници. У овом чланку ћемо се осврнути на историју ИЦ555, њихова 3 начина рада и неке од њихових спецификација.

ИЦ 555 представила је 1971. године компанија под називом „Сигнетицс“, а пројектовао је Ханс Р. Цамензинд. Процењује се да се годишње произведе око 1 милијарде ИЦ 555. То је један ИЦ 555 за сваких 7 људи на свету.

Компанија Сигнетицс је у власништву компаније Пхилипс Семицондуцтор. Ако погледамо унутрашњу блок шему ИЦ 555, пронађемо три отпорника од 5К охма који су повезани у серију ради одлучивања о временском фактору, па је вероватно тако уређај добио име ИЦ 555 тајмер. Међутим, неке хипотезе тврде да избор имена нема везе са унутрашњим компонентама ИК, већ је произвољно одабран.

Како функционише ИЦ 555

Стандардни ИЦ555 састоји се од 25 транзистора, 15 отпорника и 2 диоде интегрисане на силиконској матрици. Доступне су две верзије ИЦ, наиме војни и цивилни тајмер 555.

НЕ555 је ИЦ цивилне класе и има радни опсег температура од 0 до +70 степени Целзијуса. СЕ555 је војне класе ИЦ и има радни температурни опсег од -55 до +125 степени Целзијуса.

Такође ћете пронаћи ЦМОС верзија тајмера позната као 7555 и ТЛЦ555 ови троше мање енергије у поређењу са стандардом 555 и раде мање од 5В.

Тајмери ​​верзије ЦМОС састоје се од МОСФЕТ-ова, а не од биполарног транзистора, који је ефикасан и троши мање енергије.

ИЦ 555 Пиноут и детаљи рада:

1. Пин 1 : Уземљење или 0В: То је негативни пин напајања ИЦ
2. Пин 2 : Окидач или улаз: Негативни тренутни окидач на овом улазном пину доводи до тога да излазни пин3 иде ХИГХ. То се дешава брзим пражњењем временског кондензатора испод доњег прага нивоа 1/3 напона напајања. Кондензатор се затим полако пуни преко временског отпорника, а када се подигне изнад 2/3 нивоа напајања, пин3 поново постаје НИСАК. Ово укључивање / искључивање врши интерно ФЛИП ФЛОП фаза.
3. Пин 3 : Излаз: То је излаз који реагује на улазне пинове или преласком високо или ниско, или осциловањем ОН / ОФФ
4. Пин 4 : Ресет: То је пин за ресетовање који је увек повезан са позитивним напајањем за нормалан рад ИЦ. Када је уземљен, тренутно враћа ИЦ излаз у почетни положај и ако је трајно повезан са земљом, онемогућава рад ИЦ.
5. Пин 5 : Контрола: На овај пин се може применити спољни променљиви једносмерни потенцијал за контролу или модулацију ширине импулса пин3 и генерисање контролисаног ПВМ-а.
6. Пин 6 : Тхресхолд: Ово је гранични пин који доводи до тога да излаз иде НИСКО (0В) чим временско пуњење кондензатора достигне горњи праг 2/3 напона напајања.
7. Пин 7 : Пражњење: Ово је испусни клин којим управља интерни флип флоп, а који присиљава временски кондензатор да се испразни чим достигне праг напона 2 / 3. напона.
8. Пин 8 : Вцц: То је позитиван улаз напајања између 5 В и 15 В.

3 начина рада тајмера:

1. Бистабилни или Сцхмиттов окидач
2. Моностабилан или један хитац
3. Астабле

Бистабле Моде:

Када је ИЦ555 конфигурисан у бистабилном режиму, он делује као основни флип-флоп. Другим речима, када је дат улазни окидач, он пребацује излазно стање ОН или ОФФ.

Обично су # пин2 и # пин4 повезани на пулл-уп отпорнике у овом режиму рада.

Када је # пин2 краткотрајно уземљен, излаз на # пин3 иде високо да ресетује излаз, # пин4 је тренутно кратко спојен на масу, а затим је излаз низак.

Овде није потребан временски кондензатор, али препоручује се повезивање кондензатора (0,01уФ до 0,1уФ) преко # пина5 и уземљења. # пин7 и # пин6 могу остати неповезани у овој конфигурацији.

Ево једноставног бистабилног кола:

Када је притиснуто дугме за подешавање излаз прелази високо, а када се притисне тастер за ресетовање, излаз прелази у ниско стање. Р1 и Р2 могу бити 10 к охма, кондензатор може бити било где између наведене вредности.

Моностабле Моде:

Још једна корисна апликација тајмера ИЦ 555 је у облику а једнокраки или моностабилни склоп мултивибратора , као што је приказано на доњој слици.

Чим улазни сигнал окидача постане негативан, активира се режим једног снимка, због чега се излазни пин 3 подиже високо на ниво Вцц. Временски период излазног високог стања може се израчунати према формули:

• Т._високо= 1,1 Р._ДОЦ.

Као што се види на слици, негативна ивица улаза приморава упоређивач 2 да пребацује флип-флоп. Ова радња доводи до тога да излаз на пину 3 постане висок.

Заправо у овом процесу кондензатор Ц. наплаћује се према ВЦЦ преко отпорника ОУТ . Док се кондензатор пуни, излаз се држи високо на нивоу Вцц.

Видео Демо

Када напон на кондензатору достигне праг од 2 ВЦЦ / 3, упоређивач 1 покреће флип-флоп, присиљавајући излаз да промени стање и падне.

Ово накнадно смањује пражњење, због чега се кондензатор празни и одржава на око 0 В до следећег улазног окидача.

Горња слика приказује читав поступак када се улаз активира ниско, што доводи до излазног таласног облика за моностабилну акцију ИЦ 555 у једном пуцању.

Време излаза за овај режим може се кретати од микросекунди до многих секунди, што омогућава да ова операција постане идеално корисна за низ различитих апликација.

Поједностављено објашњење за почетнике

Моностабилни или једнократни импулсни генератори се широко користе у многим електронским апликацијама, где коло треба укључити унапред одређено време након окидача. Ширина излазног импулса на # пин3 може се одредити помоћу ове једноставне формуле:

• Т = 1,1РЦ

Где

• Т је време у секундама
• Р је отпор у охм
• Ц је капацитет у фарадима

Излазни импулс пада када је напон на кондензатору једнак 2/3 Вцц. Улазни окидач између два импулса мора бити већи од РЦ временске константе.

Ево једноставног моностабилног кола:

Решавање практичне моностабилне апликације

Пронађите период излазног таласног облика за пример кола приказан испод приказан када га покреће импулс негативне ивице.

Решење:

• Т._високо= 1,1 Р._ДОЦ = 1,1 (7,5 к 10³) (0,1 к 10^-6) = 0,825 мс

Како функционише подесиви режим:

Позивајући се на доњу слику стабилног кола ИЦ555, кондензатор Ц. наплаћује се према ВЦЦ ниво кроз два отпорника Р._ДОи Р._Б.. Кондензатор се пуни док не достигне изнад 2 ВЦЦ / 3. Овај напон постаје праг напона на пину 6 ИЦ. Овај напон управља упоређивачем 1 да покреће флип-флоп, што доводи до смањења излаза на пину 3.

Заједно с тим, транзистор за пражњење је укључен, што резултира излазом пина 7 који празни кондензатор преко отпорника РБ .

То доводи до пада напона у кондензатору док коначно не падне испод нивоа окидача ( ВЦЦ / 3). Ова акција тренутно покреће флип флоп фазу ИЦ, узрокујући да излаз ИЦ постане висок, ИСКЉУЧУЈУЋИ транзитор за пражњење. Ово још једном омогућава да се кондензатор напуни преко отпорника ОУТ и РБ према ВЦЦ .

Временски интервали који су одговорни за окретање излаза увис и увис могу се израчунати помоћу релација

• Т._високо≈ 0,7 (Р_ДО+ Р._Б.) Ц.
• Т._ниска≈ 0,7 Р._Б. Ц.

Укупан период је

• Т. = период = Т._високо+ Т_ниска

Видео-водич

Поједностављено објашњење за почетнике

Ово је најчешће коришћени мултивибратор или АМВ дизајн као што је осцилатори, сирене, аларми , бљескалице итд., и ово би био један од наших првих кола имплементираних за ИЦ 555 као хобиста (сјећате се алтернативних жмигаваћих ЛЕД диода?).

Када је ИЦ555 конфигурисан као нестални мултивибратор, он даје непрекидне импулсе правоугаоног облика на # пин3.

Фреквенцију и ширину импулса могу се регулисати помоћу Р1, Р2 и Ц1. Р1 је повезан између Вцц и пражњења # пин7, Р2 је повезан између # пин7 и # пин2 и такође # пин6. # Пин6 и # пин2 су кратко спојени.

Кондензатор је повезан између # пин2 и земље.

Учесталост за Подесиви мултивибратор се може израчунати користећи ову формулу:

• Ф = 1,44 / ((Р1 + Р2 * 2) * Ц1)

Где,

• Ф је фреквенција у херцу
• Р1 и Р2 су отпорници у охима
• Ц1 је кондензатор у фарадима.

Најдуже време за сваки пулс даје:

• Висока = 0,693 (Р1 + Р2) * Ц.

Кратко време даје:

• Ниска = 0,693 * Р2 * Ц.

Сва „Р“ су у охима, а „Ц“ у охима.

Ево основног стабилног склопа мултивибратора:

За 555 ИЦ тајмера са биполарним транзисторима, Р1 мале вредности мора се избегавати како би излаз остао засићен близу напона земље током процеса пражњења, иначе би „кратко време“ могло бити непоуздано и можда бисмо видели веће вредности за кратко време практично од израчунате вредности .

Решавање проблема са променљивим примером

На следећој слици пронађите фреквенцију ИЦ 555 и нацртајте резултате излазног таласног облика.

Решење:

Слике таласног облика могу се видети испод:

ИЦ 555 ПВМ круг помоћу диода

Ако желите да излаз буде мањи од 50% радног циклуса, тј. Краће време и дуже време, диода се може преко Р2 повезати са катодом на страни кондензатора. Такође се назива и режим ПВМ за тајмер 555 ИЦ.

Такође можете дизајнирати а 555 ПВМ коло са променљивим радним циклусом две диоде као што је приказано на горњој слици.

Круг ПВМ ИЦ 555 који користи две диоде је у основи нестални круг где се време пуњења и пражњења кондензатора Ц1 раздваја кроз одвојене канале помоћу диода. Ова модификација омогућава кориснику да одвојено подеси периоде УКЉУЧИВАЊА / ИСКЉУЧИВАЊА ИЦ-а, и стога брзо постиже жељену брзину ПВМ-а.

Израчунавање ПВМ

У кругу ИЦ 555 који користи две диоде, формула за израчунавање стопе ПВМ може се постићи помоћу следеће формуле:

Т._високо≈ 0,7 (Р1 + ПОТ отпор) Ц.

Овде се ПОТ отпор односи на подешавање потенциометра и ниво отпора те одређене стране лонца кроз који се кондензатор Ц пуни.

Рецимо да је пот лонац од 5 К и подешен је на ниво 60/40, производећи нивое отпора од 3 К и 2 К. Тада, у зависности од тога који део отпора пуни кондензатор, вредност би могла да се користи у горе наведеном формула.

Ако је 3 К подешавање бочно оно што пуни кондензатор, онда би се формула могла решити као:

Т._високо≈ 0,7 (Р1 + 3000 Ω) Ц.

С друге стране, ако је то 2 К на страни пуњења подешавања лонца, онда се формула може решити као.

Т._високо≈ 0,7 (Р1 + 2000 Ω) Ц.

Имајте на уму, у оба случаја Ц ће бити у Фарадсу. Дакле, прво морате претворити вредност микрофарада у вашој шеми у Фарад, да бисте добили исправно решење.

Референце: Стацкекцханге