555-й таймер. Часть 1. Как устроен и как работает таймер NE555. Расчёт схем на основе NE555 — radiohlam.ru
Современный рынок насыщен разнообразными устройствами, позволяющими реализовать практически любые потребности пользователей. При этом не возникает необходимости вникать в устройство используемого гаджета, и тем более, изучать принцип работы компонентов, из которых он изготовлен. Все давно привыкли к тому, что электрические часы, будильники, таймеры, кодовые замки включаются и выключаются путем легкого прикосновения к сенсорной кнопке и исправно выполняют свои функции без участия потребителя.
В основу работы всех этих устройств положена микросхема NE555, которая была разработана почти 50 лет назад и до сих пор не утратила своей актуальности при создании электронных устройств, в основу действия которых положен триггер Шмидта, позволяющий управлять сигналами «включено» — «выключено» в самых различных вариациях.
Период и скважность импульсного сигнала
Представим себе, что мы готовимся к встрече Нового Года и нам просто необходимо сделать мигающую гирлянду.
Поскольку мы не знаем, как заставить её мигать самостоятельно, сделаем гирлянду с кнопкой. Будем сами нажимать на кнопку, соединяя тем самым цепь гирлянды с источником питания и заставляя лампочки зажигаться.
Принципиальная схема гирлянды с ручным управлением будет выглядеть так:
Внешний вид макет
Собираем схему и проводим небольшой тест. Попробуем управлять гирляндой согласно нехитрому алгоритму:
- нажимаем на кнопку;
- ждем 1 секунду;
- отпускаем кнопку;
- ждем 2 секунды;
- переходим к пункту 1.
Это алгоритм периодического процесса. Нажимая на кнопку по алгоритму мы тем самым генерируем настоящий импульсный сигнал! Изобразим на графике его временную диаграмму.
У данного сигнала мы можем определить период повторения и частоту. Период повторения (T) — это отрезок времени, за который гирлянда возвращается в исходное состояние. На рисунке хорошо виден этот отрезок, он равен трем секундам. Величина обратная периоду повторения называется частотой периодического сигнала (F). Частота сигнала измеряется в Герцах. В нашем случае:
F = 1/T = 1/3 = 0.33 Гц
Период повторения можно разбить на две части: когда гирлянда горит и когда она не горит. Отрезок времени, в течение которого гирлянда горит называется длительностью импульса (t).
А теперь самое интересное! Отношение периода повторения (T) к длительности импульса (t) называется скважностью.
S = T / t
Скважность нашего сигнала равна S = 3/1 = 3.
Скважность величина безразмерная.
В англоязычной литературе принят другой термин — коэффициент заполнения (Duty cycle). Это величина, обратная скважности.
D = 1 / S = t / T
В случае нашей гирлянды коэффициент заполнения равен:
D = 1 / 3 = 0.33(3) ≈ 33%
Этот параметр более нагляден. D = 33% означает, что треть периода занята импульсом. А, например, при D = 50% длительность высокого уровня сигнала на выходе таймера будет равна длительности низкого уровня.
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.
Генерация импульсного сигнала при помощи микросхемы 555
Теперь попробуем заменить человека и кнопку, ведь мы не хотим весь праздник включать и выключать гирлянду каждые 3 секунды.
В качестве автоматического генератора импульсов используем очень известную микросхему семейства 555. Микросхема 555 — это генератор одиночных или периодических импульсов с заданными характеристиками. По-другому данный класс микросхем называют таймерами.
Существуют разные модификации таймера 555, разработанные разными компаниями: КР1006ВИ1, NE555, TLC555, TLC551, LMC555. Как правило, все они имеют одинаковый набор выводов.
Также производители выделяют два режима работы таймера: одновибратор и мультивибратор. Нам подойдет второй режим, именно в нем таймер будет непрерывно генерировать импульсы с заданными параметрами.
Для примера, подключим к таймеру 555 один светодиод. Причем, используем вариант, когда положительный вывод светодиода соединяется с питанием, а земля к таймеру. Позже будет понятно, почему мы делаем именно так.
Режимы работы NE555
У микросхемы возможны три режима работы. Каждый из них используется в различных электронных устройствах.
Одновибратор
В этом режиме микросхема формирует одиночные импульсы. Эта способность реализуется в охранной сигнализации, таймерах включения/выключения.
Мультивибратор
В режиме мультивибрации происходит генерация одинаковых по амплитуде и частоте импульсов прямоугольной формы. Это свойство реализуется в электронных метрономах или в конструкциях блоков питания для светодиодных лент.
Прецизионный триггер Шмидта с RS триггером
Способность делить компаратором входное напряжение на три части, по достижении пикового значения каждой го из которых происходит очередное переключение. Это свойство реализуется в системах автоматического регулирования различных устройств.
Внешний вид макета
Примечание. Конденсатор C2 в схеме можно не использовать.
В этой схеме есть три компонента без номиналов: резисторы Ra и Rb, а также конденсатор C1 (далее просто C). Дело в том, что именно с помощью этих элементов настраиваются нужные нам характеристики генерируемого импульсного сигнала.
Делается это с помощью несложных формул, взятых из технической документации к микросхеме.
T = 1/F = 0.693*(Ra + 2*Rb)*C; (1)
t = 0.693*(Ra + Rb)*C; (2)
Ra = T*1.44*(2*D-1)/C; (3)
Rb = T*1.44*(1-D)/C. (4)
Здесь F — частота сигнала; T — период импульса; t — его длительность; Ra и Rb — искомые сопротивления. Исходя из этих формул, коэффициент заполнения не может быть меньше 50% (иначе мы получим отрицательное значение сопротивления). Вот это новость! А что же нам делать с гирляндой? Ведь согласно нашей постановке, коэффициент заполнения импульсного сигнала должен быть непременно 33%.
Чтобы обойти это ограничение имеется два способа. Первый способ заключается в использовании другой схемы подключения таймера. Существуют более сложные схемы, которые позволяют варьировать параметр D во всем диапазоне от 0 до 100%. Второй способ не требует переделки схемы. Мы просто-напросто инвертируем выход таймера!
Собственно, в предложенной выше схеме мы это уже и сделали.
Вспомним, что катод светодиода мы соединили с выводом таймера. В этой схеме светодиод будет гореть, когда на выходе таймера будет низкий уровень.
Раз так, то нам нужно настроить сопротивления Ra и Rb схемы так, чтобы коэффициент заполнения D был равен 66.6%. Учитывая, что T = 3 сек, а D = 0.66, получаем:
Ra = 3*1.44*(2*0.66 — 1)/0.0001 = 13824 Ом
Rb = 3*1.44*(1-D)/0.0001 = 14688 Ом
На самом деле, если мы будет использовать более точные значения D, то получим Ra = Rb = 14400 Ом. Вряд ли мы найдем резистор с таким номиналом. Скорее всего нам потребуется поставить последовательно несколько резисторов, например: один резистор на 10 КОм и 4 штуки на 1 КОм. Для большей точности можем добавить еще два резистора по 200 Ом.
В результате должно получиться что-то подобное:
В этой схеме используются резисторы на 15 КОм.
Порядок действий
Микросхема таймера 555 очень надежный электронный компонент, но все же, теоретически, разрядом статического электричества вы можете вывести ее из строя.
Поэтому, чтобы это исключить, перед тем, как начинать работу с микросхемой, вам надо будет заземлиться. Эта процедура подробно описана далее в Эксперименте 18. в примечании «Заземление себя». Хотя это примечание прежде всего относится к такому типу микросхем, которые называются CMOS (от англ. Complementary Metal-Oxide Semiconductor — комплементарный металлооксидный полупроводник — КМОП) и которые особенно уязвимы, заземление это именно та предосторожность, которой не следует пренебрегать в любом случае.
Посмотрите на маленький идентификационный элемент в форме круглого точечного углубления, на корпусе микросхемы и поверните корпус таким образом, чтобы эта метка (или иначе ключ) находилась в левом верхнем углу при направленных от вас выводах микросхемы. Если же на вашей микросхеме идентификационный элемент (ключ) выглядит как полукруглая выемка на середине одного из торцов корпуса, то надо повернуть микросхему таким образом, чтобы эта выемка находилась вверху.
При таком расположении микросхемы ее выводы нумеруются против часовой стрелки, начиная с левого верхнего вывода (находящегося рядом с ключом).
Обратите внимание на рис. 2, на котором, кроме того, приведены наименования выводов микросхемы таймера 555, хотя вам пока нет необходимости знать о них что-то больше.
Рис. 2. Обозначение выводов микросхемы таймера 555. Выводы всех подобных микросхем нумеруются против часовой стрелки, начиная с левого верхнего угла. При этом метка (ключ) на корпусе должна находиться в верхней части корпуса
Вставьте микросхему в вашу макетную плату таким образом, чтобы его выводы попали в отверстия посередине платы. Теперь можно легко подать напряжение питания на одни выводы и получить сигналы с других выводов. Для более точного определения положения микросхемы в первом устройстве посмотрите на рис. 3. Таймер на нем обозначен, как «IC1», поскольку «IC» является общепринятым сокращением словосочетания «Integrated Circuit» (интегральная схема — ИС).
Рис. 3. Эта схема дает возможность исследовать поведение микросхемы таймера 555. Используйте ваш мультиметр, чтобы осуществлять контроль напряжения на выводе 2, как это показано на рисунке.
Обращаю ваше внимание на то, что на схеме нет резисторов с обозначениями R1, R2 или R3 и нет конденсаторов C1 или C2, поскольку они будут добавлены в схему позднее. В схеме используются следующие элементы: R4 — резистор с сопротивлением 100 кОм; R5 — резистор с сопротивлением 2,2 кОм; R6 — резистор с сопротивлением 10 кОм; R7 — резистор с сопротивлением 1 кОм; R8 — потенциометр с линейный характеристикой и сопротивлением 5 кОм; C3 — конденсатор электролитический емкостью 100 мкФ; C4 — конденсатор электролитический емкостью 47 мкФ; C5 — конденсатор керамический 0,1 мкФ; IC1 — микросхема таймера 555; S1, S2 — кнопочные однополюсные однопозиционные переключатели без фиксации; D1 — светодиод общего назначения. Резистор R5 поддерживает положительный потенциал на выводе 2 (Запуск) до тех пор, пока не будет нажата кнопка S1, которая понижает напряжение в этой точке до значения, задаваемого положением оси потенциометра R8. Когда напряжение на входе «Запуск» падает ниже 1/3 напряжения питания, выход микросхемы (вывод 3) переходит в состояние высокого уровня в течение периода времени, которое определяется номиналами R4 и C4.
Кнопочный переключатель S2 осуществляет сброс таймера путем уменьшения напряжения на выводе 4 (Сброс). Конденсатор C3 сглаживает пульсации напряжения питания, а конденсатор С5 изолирует вывод 5 (Управляющее напряжение), чтобы он не смог оказать влияние на функционирование этой схемы. (Мы будем использовать вывод 5 в следующем эксперименте.)
Для всех интегральных схем необходим источник питания. На микросхему таймера 555 напряжение питания должно быть подано следующим образом — отрицательное напряжение на вывод 1, а положительное на вывод 8. Если вы случайно перепутаете полярность, то это может привести к выходу ИС из строя, поэтому будьте очень внимательны при подключении ваших перемычек для подачи питания.
Установите на вашем сетевом адаптере выходное напряжение равным 9 В. Это вполне подходящее значение напряжения для выполнения эксперимента, если вы присоедините плюс питания к правой стороне макетной платы, а минус к левой стороне, как это показано на рис. 3.
C3 — это электролитический конденсатор большой емкости, по меньшей мере 100 мкФ, который подключен параллельно источнику напряжения для сглаживания его пульсаций и для обеспечения накопления определенного заряда при подаче напряжения питания на микросхему, которая осуществляет переключения. Кроме этого, он также ограничивает другие быстрые перепады напряжения. Хотя микросхема таймера 555 не является устройством, которое было специально спроектировано для очень быстрого переключения. Однако существуют и другие микросхемы, являющиеся таковыми, и поэтому вы должны взять за правило применять такого рода средства защиты от быстрых переключений.
Сначала повернем ось потенциометра против часовой стрелки до конца для того, чтобы максимально увеличить сопротивление между точками, к которым он подключен. После этого, когда вы приложите измерительный провод вашего тестера к выводу 2, то вы должны получить напряжение 6 В после нажатия кнопки S1.
Теперь поверните потенциометр по часовой стрелке и снова нажмите кнопку S1. Если светодиод D1 не загорится, то продолжайте вращать потенциометр и нажимать и отпускать эту кнопку. Когда вы повернете ось потенциометра примерно на две трети ее полного хода, то вы должны увидеть, что светодиод после каждого нажатия кнопки S1 будет загораться и светиться примерно 5 сек. Далее приведены некоторые факты, в справедливости которых вам следует убедиться самостоятельно.
• Светодиод продолжает гореть после того, как вы отпускаете кнопку S1.
• Вы можете удерживать нажатой кнопку S1 достаточно долго (но меньше продолжительности цикла таймера) и светодиод всегда будет выдавать световой импульс одной и той же длительности.
• Таймер срабатывает после снижения напряжения на выводе 2. Вы можете проверить это своим мультиметром.
• Светодиод D1 будет либо полностью включен, либо полностью выключен. Вы не сможете увидеть слегка мерцающий светодиод, когда он находится в выключенном состоянии, а переход из положения «выключено» и «включено» происходит очень быстро и четко.
Посмотрите на соответствующую электрическую схему устройства (рис. 4) и на расположение всех компонентов на вашей макетной плате (рис. 5). Согласно справочной информации, представленной в листах технических данных таймера 555, в схему нужно будет добавить некоторые компоненты, которые мы обозначим как R1, R2, C1 и C2. Поэтому в этой исходной схеме резисторы обозначены, начиная с R4, а конденсаторы, начиная с C3.
Рис. 4. Графическое представление электрической схемы устройства, монтажная схема которого показана на рис. 3. Мы будем рассматривать принципиальные схемы, которые выполнены таким образом, что они максимально похожи на расположение компонентов на макетной плате. Это не всегда самое оптимальное изображение компоновки, но пользуясь этим изображением проще всего выполнять монтаж. Номиналы всех компонентов схемы представлены на рис. 3
Когда кнопка S1 не нажата, на вывод 2 таймера 555 через резистор R5, который имеет сопротивление 2,2 кОм, поступает положительное напряжение.
Поскольку внутреннее входное сопротивление таймера на выводе 2 имеет очень высокое значение, то напряжение на нем будет почти равно напряжению источника питания, т. е. 9 В.
Рис. 5. Здесь показано, как выглядят компоненты схемы после их установки на макетную плату. Зажимы типа «крокодил» присоединены к проводу, который соединяет электролитический конденсатор С3 емкостью 100 мкФ с потенциометром R8. Напряжение питания на плату не подано
Если же нажать на кнопку S1, то помимо этого к выводу 2 через резистор R8 (потенциометр с сопротивлением 5 кОм) будет подключен еще и минусовой вывод источника питания. Таким образом, для вывода 2 резисторы R8 и R5 образуют делитель напряжения. Вы, наверное, можете вспомнить аналогичное решение, когда вы выполняли тестирование транзисторов. Напряжение между этими резисторами будет меняться в зависимости от значений их сопротивлений.
Если ось потенциометра R8 повернуть примерно наполовину, то сопротивление потенциометра будет примерно равно сопротивлению резистора R5, т.
е. в средней точке делителя, подключенной к выводу 2, напряжение будет равно примерно половине напряжения источника питания. Но когда вы будете поворачивать ось потенциометра таким образом, чтобы его сопротивление уменьшалось, напряжение на выводе 2 микросхемы начнет постепенно уменьшаться.
Если у вас есть зажимы на измерительных проводах вашего мультиметра, то вы можете закрепить их на соответствующих выводах элементов, а затем следить за тестером при повороте потенциометра в одну и в другую сторону, после чего каждый раз следует нажимать на кнопку S1.
Графики на рис. 6 иллюстрируют происходящее. На верхнем графике показано напряжение, которое приложено к выводу 2 микросхемы при произвольных нажатиях кнопки и различных положениях оси потенциометра. На нижнем графике показано, что микросхема таймера 555 срабатывает тогда, и только тогда, когда напряжение на выводе 2 становится меньше напряжения 3 В. Что такого особенного в этой величине 3 В? Это одна треть от напряжения питания 9 В.
Рис. 6. На верхнем графике показано напряжение запуска (вывод 2), когда нажата кнопка, причем интервалы нажатия и отпускания кнопки разные при различных положениях оси потенциометра. Нижний график иллюстрирует выходной сигнал (вывод 3), который скачкообразно меняется от нуля до напряжения питания, в тот момент времени, когда напряжение на выводе 2 станет меньше 1/3 напряжения питания
Далее следуют пункты, которые надо проверить при выполнении домашнего задания.
• Выход микросхемы таймера 555 (вывод 3) выдает положительный импульс только тогда, когда напряжение запуска (вывод 2) становится меньше одной трети напряжения питания схемы.
• Микросхема таймера 555 каждый раз формирует положительной импульс одной и той же длительности (начиная с момента выдачи запускающего напряжения на выводе 2).
• Чем больше сопротивление резистора R4 или емкость конденсатора C4, тем больше длительность выходного импульса.
• Когда на выходе (вывод 3) будет напряжение высокого уровня, то это напряжение будет практически равно напряжению питания.
Когда на выходе напряжение низкого уровня, то оно почти равно нулю.
Микросхема таймера 555 преобразует хаотичный мир входных запускающих импульсов в прецизионный и регулируемый на выходе. Микросхема на самом деле не включается и не выключается абсолютно мгновенно, но все-таки достаточно быстро, чтобы каждый раз можно было бы считать ее изменяющейся мгновенно.
Теперь осталась еще одна вещь, которую следует попробовать. Срабатывание таймера приводит к тому, что загорается светодиод D1. Если же в это время нажать на кнопку S2, то она на вывод 4 (Сброс) подаст нулевое напряжение. При этом светодиод должен мгновенно погаснуть.
Когда напряжение на выводе «Сброс» станет низким, выход тоже становится низким вне зависимости от напряжения, которое приложено к выводу «Запуск».
Есть еще одна вещь, о которой я хотел бы упомянуть до начала использования таймера в более интересных схемах. Я включил резисторы R5 и R6 таким образом, что как только вы подадите питание на таймер, он не должен формировать импульсы, но был бы готов к выполнению этого.
Данные резисторы задают положительные напряжения соответственно на выводах «Запуск» и «Сброс», что создает такие условия, при которых таймер 555 будет готов запуститься, как только на него подадите напряжение питания.
Пока напряжение на выводе «Запуск» будет оставаться высоким, таймер не будет генерировать импульсы. (Он генерирует импульсы только, когда это напряжение будет меньше некоторого порогового значения.)
Пока напряжение на выводе «Сброс» будет оставаться высоким, таймер будет в состоянии формировать импульсы. (Генерация прекращается, когда напряжение на этом выводе будет иметь низкий уровень.)
Резисторы R5 и R6 известны, как подтягивающие резисторы, поскольку подтягивают напряжение в точках их подключения к напряжению питания. Вы с легкостью можете подавить это напряжение, используя непосредственное подключение этих точек к отрицательному выводу источника питания. Типичное значение сопротивления подтягивающего резистора для таймера 555 составляет 10 кОм. В соответствии с законом Ома при наличии источника питания с напряжением 9 В через резистор будет протекать ток, равный 0,9 мА.
Наконец, вы можете задаться вопросом о назначении конденсатора C5, присоединенного к выводу 5. Этот вывод известен, как вывод «Управляющего напряжения», что означает, что если вы подаете на него напряжение, то вы можете управлять чувствительностью таймера. Я вернусь и рассмотрю это более подробно несколько позднее. Поскольку мы не используем эту функцию прямо сейчас, то в качестве нормального решения будет подключение к выводу 5 конденсатора, чтобы защитить его от колебаний напряжения питания и предотвратить попадание на него какого-либо сигнала, который окажет на этот вывод негативное воздействие при нормальном функционировании.
Прежде чем продолжите чтение, убедитесь, что вы знакомы с основными функциями таймера 555.
| Теория |
| Внутри таймера 555.Режим одновибратора (моностабильный) Пластмассовый корпус таймера 555 содержит пластинку кремния (кристалл), на которой вытравлены сотни транзисторных переходов согласно схеме, которая слишком сложна, чтобы ее можно было сразу.  Тем не менее я смог обобщить функции этих внутренних элементов, разделив их на основные группы, которые показаны на рис. 7. Кроме этого на этой схеме показаны внешний резистор R4 и два внешних конденсатора С4 и С5, которые обозначены так же, как и на схеме, приведенной на рис. 4.Символами питания с минусом «-» и плюсом «+» внутри интегральной микросхемы отмечено напряжение питания, которое подается на ее выводы 1 и 8 соответственно. Я опустил внутренние соединения этих выводов, чтобы сделать схему более понятной. Два желтых треугольника, обозначенных буквами «А» и «В», означают два внутренних компаратора. Каждый компаратор сравнивает два напряжения на двух входах (в основании треугольника) и выдает выходное напряжение (из вершины треугольника) в зависимости от того, одинаковый сигнал на входах или различный. В дальнейшем мы обязательно будем использовать компараторы для различных целей. Прямоугольник зеленого цвета, который внизу обозначен буквами «FF», означает триггер (flip-flop) .
Изначально, когда вы подаете напряжение питания на микросхему, триггер находится в верхнем по схеме положении (которое и показано на рис. 7), когда отрицательный (общий) вывод источника питания, обозначенный символом «-», поступает на выход микросхемы (вывод 3). Если на триггер приходит сигнал (DOWN) от компаратора «А», то он переключается в нижнее по схеме положение и затем какое-то время остается в этом состоянии. Когда же на триггер приходит сигнал (UP) от компаратора «В», то он снова переключается в верхнее по схеме положение и фиксируется уже в этом состоянии. Обозначения «UP» (вверх) и «DOWN» (вниз) на выходах соответствующих компараторов будут напоминать вам, что каждый из них делает, когда переходит в активное состояние. Триггер является основным элементом в цифровой электронике. Компьютеры не смогли бы функционировать без использования этого элемента. Обратите внимание на внешний провод, который присоединяет вывод 7 к конденсатору С4. Если напряжение на выводе 2 падает до 1/3 напряжения питания, то компаратор «А», замечая это, выполняет переключение триггера. Это приводит к началу формирования положительного импульса на выводе 3, а также к отключению «-» источника питания от вывода 7. Поэтому в это время конденсатор C4 через резистор R4 начинает заряжаться от «+» источника питания. Пока выполняется заряд конденсатора, на выходе таймера продолжает присутствовать «+» источника питания, т. е. продолжается формирование положительного импульса. По мере заряда конденсатора C4 компаратор «В» через вывод 6, который называется «Порог» (Threshold), отслеживает возрастающее на конденсаторе напряжение. Когда конденсатор зарядится до значения, равного 2/3 напряжения источника питания, компаратор «В» сработает и выдаст сигнал «UP» (вверх) на триггер, возвращая его обратно в исходное состояние, которое показано на рисунке. Обобщая все предыдущее, приведу последовательность основных выполняемых событий: 1. Изначально триггер через источник питания закорачивает (разряжает) конденсатор C4 и выдает на выходе микросхемы (вывод 3) низкий уровень сигнала («-» источника питания). 2. После уменьшения напряжения на выводе 2 до значения, равного 1/3 напряжения питания или менее того, микросхема на выходе (вывод 3) начинает формирование положительного импульса и предоставляет возможность конденсатору C4 начать заряжаться через резистор R4. 3. Когда конденсатор достигает 2/3 напряжения питания, микросхема разрядит конденсатор C4, завершится формирование положительного импульса и на выходе (вывод 3) снова будет напряжение низкого уровня. В рассмотренном случае таймер 555 работает в режиме ждущего одновибратора, что означает, что он выдает только по одному импульсу, а вы, чтобы получить каждый следующий импульс, должны заставить его сработать. |
На структурной схеме я показал его в виде двухполюсного двухпозиционного переключателя, поскольку в данном случае он функционирует именно так, хотя, естественно, это твердотельный полупроводниковый переключатель.
В этом состоянии триггера заряженный ранее конденсатор C4 разряжается через вывод 7
Пока триггер находится в верхнем по схеме положении, на этот вывод поступает «-» источника питания, что препятствует заряду конденсатора от «+» источника питания через резистор R4.
Это приводит к разряду конденсатора через вывод 7, который так и называется «Разряд» (Discharge). В это время триггер прекращает формирование положительного импульса на выходе микросхемы (вывод 3) и выдает на него «-» источника питания. Таким образом таймер 555 возвращается в исходное состояние.
Длительность формируемого импульса можно регулировать за счет изменения значений сопротивления резистора и емкости конденсатора С4. Каким же образом вам узнать какие значения надо выбрать? Обратитесь к следующему разд. «Фундаментальные сведения» и посмотрите на табл. 1 с приблизительными уже рассчитанными данными. В этом же разделе имеется формула, воспользовавшись которой, вы можете рассчитать и свои собственные значения.
Я не побеспокоился о том, чтобы в данную таблицу включить импульсы длительностью менее 0,01 сек, поскольку одиночный импульс такой длительности, как правило, не имеет практической ценности. Кроме того, я округлил значения в таблице до 2 цифр после запятой, поскольку значения емкости конденсатора редко бывают более точными.
| Фундаментальные сведения |
| Таблица. 1 показывает длительность формируемого таймером 555 импульса в режиме одновибратора. • Длительность импульса приводится в секундах с округлением до двух значащих цифр после запятой. • Горизонтальная шкала показывает значение сопротивления между выводом 7 и положительным выводом источника питания. • Вертикальная шкала показывает общие значения емкости между выводом 6 и отрицательным выводом источника питания. Чтобы рассчитать различную длительность импульса, надо выполнить умножение по формуле: tи = сопротивление х емкость х 0,0011, где сопротивление приводится у килоомах, емкость в микрофарадах, а длительность получается в секундах. Таблица 1. |
| Базовые сведения |
| Как родился таймер В конце 1970 года, когда имелось полдюжины корпораций, пустивших корни на плодородной почве Силиконовой долины, компания Signetics приобрела идею у инженера по имени Ханс Камензинд (Hans Camenzind).  Это не была такая уж революционная идея — имелось всего 23 транзистора и набор резисторов, которые могли работать, как программируемый таймер. Таймер обещал быть универсальным, стабильным и простым, но все эти достоинства бледнели при обращении к его начальной стоимости. Используя революционную технологию создания интегральных микросхем, компания Signetics смогла оформить все устройство в одном кремниевом чипе.Рис. 8. Ханс Камерзинд (Hans Camenzind) изобретатель и разработчик микросхемы таймера 555 производства компании Signetics Разработка предполагала пройти некоторый путь проб и ошибок. Камензинд, работая один, выполнил все устройства в большом масштабе, используя имеющиеся в наличии транзисторы, резисторы и диоды, установленные на макетной плате. Он начал с того, что немного поменял номинальные значения разных компонентов, следя за тем, каким образом схема будет реагировать на разные изменения в процессе производства и такие факторы, как, например, изменение температуры в процессе эксплуатации. Затем настало время ручной работы. Камензинд садился за рабочий стол и, используя специально изготовленный компанией нож «X-Acto», наносил свою схему на большой лист пластика. Компания Signetics затем уменьшила это изображение с помощью фотографии в масштабе примерно 300 : 1. Они протравили ее в тонкой кремниевой пластине, а затем поместили всю эту конструкцию в прямоугольный пластмассовый корпус с номером изделия, который был отпечатан на крышке. Таким образом родился таймер 555. Ему была уготована судьба наиболее популярной микросхемы в истории, как по количеству проданных единиц (десятки миллионов, и этот счет растет) и продолжительности существования конструкции (она остается неизменной вот уже сорок лет). Микросхема таймера 555 использовалась везде — от ракет до детских игрушек. Он может заставить мигать огни, приводить в действие охранную сигнализацию, менять длительность между звуковыми сигналами и создавать сами звуковые сигналы. В настоящее время ИС разрабатываются большими командами производителей и тестируются путем моделирования их поведения с помощью программного обеспечения компьютера. Таким образом, микросхемы, расположенные внутри компьютера, предоставляют возможность спроектировать новые ИС. Золотые дни конструкторов-одиночек, таких как Ханс Камерзинд, давно прошли, но его гений до сих пор живет внутри каждого таймера 555, который выходит с заводского конвейера. |
Он сделал, по меньшей мере, около 10 различных вариантов схемы. На это ушло несколько месяцев работы.
| Фундаментальные сведения |
| Почему таймер 555 так полезен? В своем режиме одновибратора (моностабильном), который мы только что рассмотрели, таймер 555 генерирует один импульс фиксированной (но программируемой) длительности. Есть ли у вас какие-либо мысли, как можно было бы использовать этот прибор? Подумайте о продолжительности времени, когда импульс от таймера 555 управляет некоторым другим компонентом. Датчик движения для включения наружного освещения, например.  Когда инфракрасный детектор «видит», что что-то движется, то загорается свет на определенный период времени, который может задаваться таймером 555.Другим применением может быть тостер. Когда кто-то опускает кусок хлеба, переключатель замыкает контакты, что приводит к включению цикла работы тостера. Чтобы изменять длительность этого цикла, вы вместо сопротивления R4 можете использовать потенциометр и присоединить его к ручке, установленной на корпусе устройства, чтобы с его помощью задавать необходимый уровень прожаренности хлеба. В конце цикла тостера выходной сигнал от таймера 555 должен пройти через мощный транзистор, который в свою очередь подает напряжение питания на катушку электромагнита (это что-то вроде реле, за исключением того, что у нее нет контактов для включения/выключения), выбрасывающего прожаренный кусок хлеба. Еще одно применение. Периодически включаемые дворники автомобиля могут управляться таймером 555 — и в прежних моделях автомобилей это было именно так. А что можно сказать об охранной сигнализации, которую мы описывали в Эксперименте 15? Одна из функций, которую я упоминал, и которая не была реализована, это возможность самостоятельного отключения системы сигнализации через определенный, фиксированный интервал времени. Для выполнения этого мы можем использовать регулируемый выходной сигнал таймера. Эксперимент, который вы сейчас будете выполнять, выглядит примитивным, но в нем фактически реализуются все его возможности. |
Подключение группы светодиодов к таймеру 555
Теперь, когда мы научились задавать нужный ритм, соберем небольшую гирлянду. В новой схеме пять светодиодов будут включаться на 0.5 сек каждую секунду. Для такого ритма Ra = 0, Rb = 7.2 кОм. То есть, вместо резистора Ra мы можем поставить перемычку.
Выход микросхемы 555 слишком слабый для того, чтобы одновременно зажечь 5 светодиодов. А ведь в настоящей гирлянде их может быть штук 15, 20 и более. Чтобы решить эту проблему, используем биполярный транзистор, работающий с режиме электронного ключа.
Возьмем самый распространенный NPN транзистор 2N2222. Также в этой схеме можно использовать полевой N-канальный транзистор, например 2N7000.
Нашим светодиодам потребуется токозадающий резистор. Суммарный ток пяти параллельно соединенных светодиодов должен быть равен I = 20 мА*5 = 100 мА. Напряжение питания всей схемы 9 Вольт. На светодиоде красного цвета напряжение падает на 2 Вольта. Таким образом закон ома на данном участке цепи имеет вид:
100 мА = (9В-2В)/R;
отсюда R2 = 7В/0.1А = 70 Ом.
Округлим сопротивление до 100 Ом, которое можно получить параллельным соединением двух резисторов на 200Ом. А можно и вовсе оставить один резистор на 200Ом, просто светодиоды будут гореть немного тусклее.
Описание
Созданию микросхемы NE555, реализованному в 1970 году специалистами компании Signetics (США), предшествовали теоретические разработки Ганса Камензинда, который сумел доказать важность, не имевшего на тот момент времени аналогов, изобретения. Таймер NE555 явился первой и единственной «таймерной» микросхемой, доступной рядовым потребителям, которая позволяла собирать миниатюрные и недорогие устройства за счет плотной компановки элементов в кристалле микросхемы.
Основные параметры ИМС серии 555
Микросхема NE 555 состоит из пяти функциональных узлов:
- делителя напряжения;
- двух прецизионных компараторов;
- триггера;
- транзистора с открытым коллектором на выходе
РИСУНОК 1
Устройство микросхемы NE 555
Параметры работы микросхемы во многом определяются качеством сборки аналогов. Для таймера NE 555 диапазон рабочих температур составляет: 0° — 70° С, а для SE 555 он шире: от -55°С до +125°С.
Существенное влияние на точность работы схемы NE555оказывает вариант исполнения: гражданский или «военный». У последнего выше точность и продолжительнее ресурс работы. Корпус выполнен из керамики или металла.
Питание микросхем
Рекомендуемый интервал питания микросхем 555 и их аналогов лежит в интервале 4,5 V — 16V. Для микросхемы с индексом SE может достигать 18V.
Потребляемый ток в норме составляет 2-5 мА, при пиковых значениях: 10-15 мА.
Выходной ток у китайских аналогов и отечественной микросхемы КР1006ВИ1 составляет не более 100 мА.
У оригинальных импортных микросхем NE/SE 555 он около 200 мА.
Преимущества и недостатки микросхемы
У микросхемы 555 «таймерного» типа существует множество преимуществ. Именно поэтому она популярна столь долгое время.
Внутренний делитель задает верхний и нижний порог срабатывания для двух встроенных компараторов. Это одновременно является достоинством, та как не требуется вводить дополнительные элементы, одновременно это и недостаток: пороговым напряжением микросхемы нельзя управлять.
Кроме этого в процессе эксплуатации выявился и еще один недостаток: при каждом переключении возникает паразитный сквозной ток, достигающий в пиковых значениях силы в 400 мА. За счет этого увеличиваются тепловые потери. Микросхема нагревается.
Как избавиться от недостатков
Решение проблемы давно найдено. Оно заключается в установке между проводом вывода управления и общим проводом полярного конденсатора небольшой емкости (до 0,1 мкФ). Этот конденсатор стабилизирует работу микросхемы при запуске.
Помехоустойчивость работы микросхемы достигается установкой в цепь питания неполярного конденсатора емкостью 1 мкФ. Вариации микросхемы NE 555, собранные на КМОП-транзисторах, не несут в себе указанных недостатков. Для их стабильной работы нет необходимости устанавливать внешние конденсаторы.
К размышлению
Как уже говорилось, таймер 555 — очень популярная микросхема. Это объясняется тем, что большинству электронных устройств свойственны периодические процессы. Любой звук — это периодический процесс. ШИМ сигнал, управляющий скоростью двигателя — тоже периодический, причем с изменяющимся коэффициентом заполнения. И как уже говорилось, работа любого микроконтроллера и процессора основана на тактовом сигнале, имеющем очень точную частоту.
На следующем уроке мы сделаем бинарные часы с помощью таймера и двоичного счетчика. Будет немного сложнее, но интереснее!
Области применения
Сложно найти направления в развитии электроприборов, в которой бы не нашел применение таймер NE/SE 555.
На нем успешно конструируют платы генераторов и реле времени, с возможностью управления интервалом от микросекунд до нескольких часов, используют при создании датчиков освещенности и контроля уровня жидкости, охранной сигнализации и кодовых замков.
Сигнализатор темноты
С устройствами, включающимися или выключающимися при изменении силы светового потока (освещенности), каждый вольно или невольно сталкивается каждый день:
- на улицах с помощью таких устройств включаются фонари освещения;
- в подъездах – дежурное освещение лестничных площадок;
- в квартирах — различные устройства имеющий суточный ритм работы.
Принцип действия устройства, реагирующего на изменение освещенности, основан на том, что при изменении сопротивления фоторезистора, на входе NE555 меняется потенциал. Это влечет изменение напряжения на выходе и включает реле.
РИСУНОК 2
Принципиальная схема датчика света
Модуль сигнализации
Сигнализация, собранная с использованием микросхемы 555, использует ее как одновибратор, который, получив сигнал от датчика, генерирует управляющий сигнал включающий сирену.
Продолжительность, тональность и громкость звучания регулируется введенными в схему переменными резисторами.
РИСУНОК 3
Принципиальная схема сигнализации
Метроном
Аналог механического прибора, задающего ритм определенной частоты и используемый музыкантами в процесс обучения и репетиций, имеет электронный аналог, собираемый с использованием таймера 555.
В данном случае микросхема работает в режиме мультивибратора, генерирующего периодические импульсы, которые регулируются транзисторами Q1 и Q2, обеспечивающими регулировку частоты импульсов. Непосредственно частота имульсов регулируется потенциометром Р1 . Для получения щелчка, схожего с щелчком механического метронома, в схему добавлен транзистор Q3 .
РИСУНОК 4
Принципиальная схема метронома
Таймер
Пример использования микросхемы по «прямому» назначению – отсчету интервала времени. Работа устройства основана на способности переключать режимы, выдавая сигналы на включение/выключение.
При разряженном конденсаторе потенциал на входе 555 обнулен. В процесс зарядки, требующей определенного времени, «отсчитывается» заданный интервал. После достижения заданного значения зарядки происходит разряд конденсатора, изменение потенциала. Таймер срабатывает на включение или выключение.
РИСУНОК 5
Принципиальная схема таймера
Точный генератор
Используется для регулирования параметров выходных импульсов в различных электронных устройствах. В частности – в высокочастотных преобразователях, входящих в блоки питания LED-лент.
РИСУНОК 6
Принципиальная схема таймера
Расположение и назначение выводов
Микросхема NE555 имеет восемь выходов. В настоящее время встречаются микросхемы в прямоугольных DIP-корпусах, хотя, изредка, можно встретить микросхему в круглом металлическом корпусе. От этого назначение выводов не меняется.
Расположение и нумерация показана на рисунке:
РИСУНОК 7
Расположение и назначение выводов NE555
Интегральный таймер NE555 и его применение / Хабр
Когда в 1972 году началось производство микросхемы интегрального таймера NE555, никто не предполагал, что и через пятьдесят лет она не утратит популярности, а к названию таймера будут добавлять слово «легендарный».
В данной публикации мы разберём основные применения легендарного таймера 555 и аккуратно заглянем ему «под капот».
Приведённые в качестве примера схемы и временные диаграммы работы этих схем созданы с помощью SPICE-симулятора TINA TI V9 (версия 9.3.150.328). Модель интегрального таймера NE555 взята из стандартной библиотеки симулятора.
Важная информация: параметры генератора, применённого в примерах с триггером Шмитта и ждущим мультивибратором, задавались через свойства генератора и вызванный оттуда «Редактор сигнала». Анализатор переходных процессов запускался с выбранной опцией «Нулевые начальные условия».
Применение таймера 555 в качестве RS-триггера
Схема включения таймера 555 в качестве RS-триггера приведена ниже:В качестве входа S (Set, установка) используется вход «TRIG»: при нажатии на кнопку «TRIG» вход микросхемы подключается к общему проводу, а на выходе — устанавливается высокий логический уровень.
В качестве входа R (Reset, сброс) используется вход «THRES»: при нажатии на кнопку «THRES» на вход микросхемы подаётся напряжение питания, а выход микросхемы переходит в сброшенное состояние.
Важным элементом схемы является «подтягивающий» резистор R2. Без него на выходе микросхемы сразу после включения устанавливается высокий логический уровень, и устройство на нажатие кнопок не реагирует. Переходные процессы при включении RS-триггера без «подтягивающего» резистора R2 представлены на графике справа:
При наличии «подтягивающего» резистора на входе «TRIG» на выходе микросхемы при включении устанавливается низкий логический уровень (состояние сброса), а устройство изменяет состояние в зависимости от состояния входов.
Структурная схема таймера 555
Чтобы разобраться с не совсем характерным для «классического» RS-триггера поведением микросхемы, изучим её структурную схему. Для примера возьмём интегральный таймер NE555 производства TI. Выглядит структурная схема достаточно любопытно:
В центре композиции находится асинхронный RS-триггер, к инверсному выходу которого подключён инвертирующий выходной буфер и транзисторный ключ с открытым коллектором. Сброс триггера производится или сигналом низкого логического уровня на входе 4 «RESET», или сигналом высокого логического уровня на выходе верхнего по схеме компаратора. Установка триггера производится сигналом высокого логического уровня на выходе нижнего по схеме компаратора.
Пороги срабатывания компараторов установлены делителем напряжения из трёх резисторов.
Напряжение верхнего порога срабатывания подаётся на вывод 5 «CONT».
Установка RS-триггера происходит при подаче на вход 2 «TRIG» напряжения ниже нижнего порога срабатывания при условии, что на входе «RESET» присутствует напряжение высокого уровня.
Сброс RS-триггера происходит при подаче на вход 6 «THRES» напряжения выше верхнего порога срабатывания при условии, что на входе «RESET» присутствует напряжение высокого уровня, и напряжение на входе «TRIG» — выше нижнего порога срабатывания.
Таким образом, наивысший приоритет имеет вход «RESET», а вход «TRIG» имеет приоритет выше, чем у входа «THRES». При включении NE555 по схеме RS-триггера без «подтяжки» по входу «TRIG» на входе «TRIG» всегда будет присутствовать напряжение ниже нижнего порога срабатывания, а выход будет переходить в состояние сброса только на время подачи сигнала низкого уровня на вход «RESET».
Сразу хочу сделать акцент и заострить внимание: в большинстве источников пороги срабатывания компараторов обозначены как 2/3 Ucc и 1/3 Ucc, а вывод «CONT» используется как выход, зашунтированный конденсатором ёмкостью 0,01 мкФ, или же никуда не подключённый, но с выводом 5 «CONT» не всё так просто.
В datasheet от TI «xx555 Precision Timers. SLFS022I — September 1973 — Revised September 2014» вывод 5 обозначен как I/O, а пороги срабатывания обозначены как «CONT» и «1/2 CONT». Это означает, что уровни порогов срабатывания компараторов не «прибиты намертво» к напряжению питания таймера, а могут варьироваться в широких пределах подачей на вход «CONT» управляющего напряжения. Если управляющее напряжение на вывод 5 не подаётся, он используется как выход «CONT» с подключённым к нему шунтирующим конденсатором 0,01 мкФ, а верхний порог срабатывания в этом случае CONT = 2/3 U
Применение шунтирующего конденсатора повышает устойчивость работы микросхемы и её помехозащищённость. Также не стоит забывать про подключение к цепям питания микросхемы блокировочных конденсаторов.
Диапазон напряжения питания большинства моделей таймеров 555 серии от 4,5 до 16 В (до 18 В для некоторых моделей), потребляемый ток варьируется от долей до единиц миллиампера (в зависимости от модели), выходной каскад большинства моделей способен выдерживать ток до 200 мА.
Применение таймера 555 в качестве триггера Шмитта
Триггер Шмитта применяется для преобразования входного сигнала непрямоугольной формы в выходной сигнал прямоугольной формы. Характерной особенностью работы триггера Шмитта является наличие гистерезиса, который определяется шириной «окна» между уровнями срабатывания триггера.
Использование таймера 555 в качестве триггера Шмитта является ещё одним из применений этой микросхемы. Для этого надо подать входной сигнал на соединённые вместе входы «TRIG» и «THRES» таймера. Амплитуда и смещение входного сигнала должны быть такими, чтобы сигнал перекрывал «окно», образованное порогами срабатывания компараторов.
На рисунке ниже на вход триггера Шмитта подаётся сигнал треугольной формы с амплитудой 2 В и смещением Uoffset = 2,5 В, равным половине напряжения питания Ucc. Частота сигнала 1000 Гц. При этом верхний порог срабатывания компаратора Ucont = 2/3 Ucc = 3,33 В, а нижний порог срабатывания компаратора 1/2 Ucont = 1/3 Ucc = 1,67 В.
Попробуем применить вывод 5 «CONT» в качестве входа и подать на него напряжение 4 В от внешнего источника. Изменения выходного сигнала представлены на рисунке ниже:
Мы видим, что при том же периоде выходного сигнала его коэффициент заполнения увеличился. Это связано с тем, что «окно» компаратора сдвинулось вверх и расширилось.
Теперь подадим на вход «CONT» напряжение 2 В:
Коэффициент заполнения уменьшился за счёт того, что «окно» сдвинулось вниз и сузилось.
Вышеприведённые примеры иллюстрируют возможность широтно-импульсной модуляции (ШИМ) входного периодического сигнала напряжением на входе «CONT».
Применение вывода 5 «CONT» в качестве входа также даёт возможность сужения «окна» компаратора для преобразования сигналов с небольшим значением амплитуды. Важно чтобы входной сигнал при этом имел смещение, при котором он оставался бы в рамках напряжения питания таймера.
Применение таймера 555 в качестве мультивибратора
Мультивибратором называют релаксационный генератор с выходным сигналом прямоугольной формы. Релаксационным он является в силу того, что элементы мультивибратора не обладают резонансными свойствами.
Схема мультивибратора на таймере 555 и диаграмма его работы приведены на рисунке ниже:
В момент включения на выходе микросхемы устанавливается высокий логический уровень, транзисторный ключ закрывается, сопротивление выхода «DISC» высокое. Конденсатор C2 заряжается через включённые последовательно резисторы R1 и R2 до напряжения Ucont, на выходе микросхемы устанавливается низкий логический уровень, транзисторный ключ открывается и подключает точку соединения резисторов R1 и R2 к общему проводу.
В режиме автогенерации длительность высокого уровня выходного сигнала мультивибратора на таймере 555 равна:
При этом, длительность низкого уровня сигнала:
а период равен:
Из формул видно, что временные характеристики мультивибратора на таймере 555 определяются номиналами элементов R1, R2, C2 и не зависят от напряжения питания микросхемы.
Подадим на вход «CONT» напряжение 4 В от внешнего источника:
Период выходного сигнала и его коэффициент заполнения увеличились.
При подаче на вход «CONT» напряжения 2 В период выходного сигнала и его коэффициент заполнения уменьшаются:
Можно сделать вывод, что изменение напряжения на входе «CONT» приводит к частотно-импульсной модуляции (ЧИМ) выходного сигнала мультивибратора.
Применение таймера 555 в качестве ждущего мультивибратора
Ждущий мультивибратор (одновибратор) предназначен для формирования импульса определённой длительности по внешнему событию.
Обычно в качестве внешнего события используется замыкание входа «TRIG» на общий провод нажатием кнопки, но мы вместо кнопки в эмуляторе будем использовать генератор сигналов, настроенный на одиночный импульс низкого уровня длительностью 10 мс:
Как видно из временной диаграммы работы ждущего мультивибратора на таймере 555, по получению импульса схема формирует на выходе сигнал длительностью около 2,2 с. Длительность сигнала определяется по формуле:
Хотелось бы заострить внимание на том, что длительность выходного сигнала ждущего мультивибратора на таймере 555 тоже не зависит от напряжения питания.
▍ От автора
В публикации проведён краткий обзор интегрального таймера 555 и его основных применений.
Большинство приведённых в публикации устройств может быть реализовано на микроконтроллерах, но аналоги NE555 по-прежнему выпускаются промышленностью по причине дешевизны и надёжности.
Важной особенностью схем на таймере 555 является то, что временные характеристики этих схем не зависят от напряжения питания, а расчёт этих характеристик производится по простым формулам или диаграммам.
Заслуженной популярностью таймер 555 пользуется у начинающих радиолюбителей: он недорогой, корпус DIP-8 легко устанавливается в беспаечную плату, требуется минимум «обвязки». И что очень важно для мотивации начинающих: схемы на таймере 555 начинают работать сразу после правильной сборки.
Вот пример простейшего генератора на NE555:
А такое реле времени по схеме из раздела про ждущий мультивибратор 12-летний подросток собирает за полчаса:
…и всё это началось пятьдесят лет назад, и, надеюсь, закончится нескоро.
Таймер 555 в Украине. Цены на Таймер 555 на Prom.ua
Работает
Чип NE555P 10ШТ NE555 DIP-8, Таймер интегральный DS
Доставка по Украине
170.24 грн
85.12 грн
Купить
Работает
Чип NE555P 10ШТ NE555 DIP-8, Таймер интегральный WL
Доставка по Украине
200.55 грн
100.28 грн
Купить
WebLine
Работает
Генератор прямоугольных импульсов на таймере NE555, с потенциометром для регулировки частоты сигнала
На складе в г. Шостка
Доставка по Украине
50 грн
Купить
Интернет-магазин «RadioBox»
Работает
Генератор прямоугольных импульсов (генератор меандра), на основе таймера NE555,
На складе в г. Одесса
Доставка по Украине
33 грн
Купить
Работает
Таймер задержки NE555 отключения или включения 12В, 10A / AC 250В, 0-10 секунд
Доставка по Украине
37.50 грн
Купить
РадиоВольт — лучшие товары для радиолюбителя
Работает
Таймер NE555, реле задержки на включение и отключение, модуль, 12V 10А
На складе
Доставка по Украине
55 грн
Купить
ONLINE-BOX
Работает
Таймер задержки NE555 отключения или включения 12В, 10A / AC 250В, 0-10 секунд
Доставка из г.
Черновцы
37.50 грн
Купить
RadioCron — магазин для радиолюбителя
Работает
Микросхема NE555P NE555 DIP8, интегральный таймер
На складе в г. Кропивницкий
Доставка по Украине
по 5 грн
от 2 продавцов
Купить
Sxemki.com
Работает
Чип NE555P 10ШТ NE555 DIP-8, Таймер интегральный CT
Доставка по Украине
191.22 грн
95.61 грн
Купить
Интернет-магазин Carty
Работает
Таймер задержки NE555 отключения или включения MicroUSB 5-30В, 10A / AC 250В, 0…24 секунд
Доставка из г. Кривой Рог
55 грн
Купить
RadarKR
Работает
Модуль реле времени с таймером NE555 0-10 сек. 12В
На складе в г. Полтава
Доставка по Украине
92.30 грн
Купить
Интернет магазин «E-To4Ka»
Работает
Модуль реле времени с таймером NE555 0-10 сек. 5В
На складе в г. Полтава
Доставка по Украине
92.
30 грн
Купить
Интернет магазин «E-To4Ka»
Работает
Реле времени с таймером NE555 0-10 сек. 5В
Доставка из г. Полтава
92.60 грн
Купить
Интернет-магазин «Налетай»
Работает
Реле времени с таймером NE555 0-10 сек. 12В
Доставка из г. Полтава
92.60 грн
Купить
Интернет-магазин «Налетай»
Работает
Чип NE555P NE555 DIP8, Таймер интегральный 10 шт
Доставка по Украине
35 — 72 грн
от 10 продавцов
83 грн
72 грн
Купить
ІНТЕРНЕТ-МАГАЗИН «Доставлено «
Смотрите также
Работает
Чип NE555P 10ШТ NE555 DIP-8, Таймер интегральный
На складе в г. Ровно
Доставка по Украине
по 35 грн
от 3 продавцов
35 грн
Купить
KRONS интернет- магазин
Работает
Чип NE555P NE555 DIP8, Таймер интегральный
На складе
Доставка по Украине
53 грн
37 грн
Купить
Sat-ELLITE.
Net ➤ ИНТЕРНЕТ-СУПЕРМАРКЕТ
Работает
Таймер NE555 NE555P DIP-8 PDIP-8 інтегральна мікросхема
На складе в г. Николаев
Доставка по Украине
Купить
Інтернет-магазин техніки та електроніки
Работает
Модуль реле времени с таймером NE555 0-10 сек. 5В
Доставка из г. Полтава
92.70 грн
Купить
МегаШара — Интернет-магазин
Работает
Модуль реле времени с таймером NE555 0-10 сек. 12В
Доставка из г. Полтава
92.70 грн
Купить
МегаШара — Интернет-магазин
Работает
Модуль реле времени с таймером NE555 0-10 сек. 5В
Доставка из г. Полтава
88.10 грн
Купить
USCompany
Работает
Модуль реле времени с таймером NE555 0-10 сек. 5В
Доставка по Украине
по 92.7 грн
от 2 продавцов
92.70 грн
Купить
USCompany
Работает
Таймер задержки NE555 отключения или включения MicroUSB 5-30В, 10A / AC 250В, 0.
..24 секунд
На складе в г. Тернополь
Доставка по Украине
60 грн
Купить
Коллайдер
Работает
Чип NE555P NE555 DIP8, Таймер интегральный
На складе
Доставка по Украине
27 — 35 грн
от 3 продавцов
35 грн
Купить
Saga Market
Работает
Прецизионный таймер NE555P DIP8 (КР1006ВИ1, =LM555)
Доставка из г. Полтава
3.80 грн
Купить
Интернет-магазин «Налетай»
Работает
Таймер NE555P
Доставка из г. Каменец-Подольский
Купить
Detaluhi
Работает
Чип NE555P NE555 DIP-8 таймер интегральный, 10 штук
На складе в г. Ровно
Доставка по Украине
35 грн
Купить
Магазин «Freedelivery»
Работает
NE555P, Прецизионный таймер DIP8 (КР1006ВИ1, =LM555)
На складе в г. Полтава
Доставка по Украине
3. 80 грн
Купить
IT Electronics
Работает
Конструктор 7 «Таймер NE555»
Заканчивается
Доставка по Украине
640 грн
Купить
Мистецька Крамничка
Ne555 реле времени в Пятигорске: 595-товаров: бесплатная доставка [перейти]
Партнерская программаПомощь
Пятигорск
Каталог
Каталог Товаров
Одежда и обувь
Одежда и обувь
Стройматериалы
Стройматериалы
Текстиль и кожа
Текстиль и кожа
Здоровье и красота
Здоровье и красота
Детские товары
Детские товары
Продукты и напитки
Продукты и напитки
Электротехника
Электротехника
Дом и сад
Дом и сад
Сельское хозяйство
Сельское хозяйство
Мебель и интерьер
Мебель и интерьер
Торговля и склад
Торговля и склад
Все категории
ВходИзбранное
Ne555 реле времени
Реле задержки времени NE555, 12 в пост. Тока, проводящий триггер, таймер задержки, генерация импульсов, Регулируемый Модуль реле времени
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени с задержкой 12В NE555, защитное реле времени, реле времени, переключатель управления таймером, реле импульсного поколения, рабочий цикл
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени с задержкой 12В NE555, защитное реле времени, реле времени, переключатель управления таймером, реле импульсного поколения, рабочий цикл
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени с задержкой 12В NE555, защитное реле времени, реле времени, переключатель управления таймером, реле импульсного поколения, рабочий цикл
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
MEASTRO 120 Цифровое реле времени {0.0.0.2.70701} Бренд: Klemsan, Код производителя: 0.0.0.2.70701,
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
Реле времени АТ3-R 16А 230В с батарей подзарядка от сети (1с-24ч) АВВ Напряжение: 230 В
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
Реле времени РВО-П3-08 5А 24-240В AC/DC (0,01с-999ч) Меандр
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
Реле времени ВС-33-1 4А 220В (0,2с-60с) Техинформ Напряжение: 220 В
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
Реле времени АТ3 16А 230В (1с-24ч) АВВ Напряжение: 230 В
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
Реле времени ТПУ-1 одно канальное 10А 220В (1сек — 1000час) ТАУ Напряжение: 220 В
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
Реле времени ТПУ-2 двух канальное 10А 220В (1сек — 1000час) ТАУ Напряжение: 220 В
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
Реле времени ПИК-2 10А 220В (1с-100ч) ТАУ Напряжение: 220 В
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
Реле времени РВВ-1 10А 220В (0,01с — 99ч 59м) ТАУ Напряжение: 220 В
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
Реле времени ПИК-2П 10А 220В (1-511суток) ТАУ Напряжение: 220 В
В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары
Таймер для клапанов аналоговый (реле времени) SMART HS39023
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
ORBIS Реле времени суточное MINI T QRD шаг 15мин с рез. OB251232 Номинальное напряжение, В: 230,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 2с÷100с PANASONIC PM4HSDM-S-AC240VW (PM4HSDM-S-AC240VW) Производитель: PANASONIC,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷500ч PANASONIC PM4HW-H-24VW (PM4HW-H-24VW) Производитель: PANASONIC, Монтаж: на
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷500ч PANASONIC PM4HW-H-24V (PM4HW-H-24V) Производитель: PANASONIC, Монтаж: на
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 2с÷100с PANASONIC PM4HSD-S-AC240VW (PM4HSD-S-AC240VW) Производитель: PANASONIC,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷500ч PANASONIC PM4HS-H-AC240VW (PM4HS-H-AC240VW) Производитель: PANASONIC,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷500ч PANASONIC PM4HS-H-24VW (PM4HS-H-24VW) Производитель: PANASONIC, Монтаж: на
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷500ч PANASONIC PM4HW-H-24VS (PM4HW-H-24VS) Производитель: PANASONIC, Монтаж: на
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени диапазон 0, 001с÷999, 9ч PANASONIC LT4H-AC240V (LT4H-AC240V) Производитель: PANASONIC,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени диапазон 0, 001с÷999, 9ч PANASONIC LT4H8-AC240V (LT4H8-AC240V) Производитель:
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени диапазон 0, 001с÷999, 9ч PANASONIC LT4H-DC24V (LT4H-DC24V) Производитель: PANASONIC,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 05с÷10мин PANASONIC S1DXM-A2C10M-AC120V (S1DXM-A2C10M-AC120) Производитель:
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени диапазон 0, 01с÷9999ч PANASONIC LT4HWT8-AC24V (LT4HWT8-AC24V) Производитель:
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1мин÷10ч OMRON h4YN-21 AC24 (h4YN-21-24AC) Производитель: OMRON, Монтаж: панелька,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 05с÷10мин SCHNEIDER ELECTRIC RE22R2KMR (RE22R2KMR) Производитель: SCHNEIDER
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
10 114
Реле времени 0, 05с÷300ч OMRON h4CR-A8E 100-240AC100-125DC (h4CR-A8E100-240) Производитель: OMRON,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷24 дня F&F PCU-511-DUO (PCU-511-DUO) Производитель: F&F, Монтаж: DIN,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷120ч OMRON h4DS-XL (h4DS-XL) Производитель: OMRON, Монтаж: DIN, Рабочая
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
28 645
Реле времени CROUZET CROUZET81503720(81503720) Производитель: CROUZET, Размеры: посмотрите, Рабочая
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 1с÷10 дней RELPOL RPC-1ES-A230 (RPC-1ES-A230) Производитель: RELPOL, Монтаж: DIN,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷100ч SCHNEIDER ELECTRIC RE17LAMW (RE17LAMW) Производитель: SCHNEIDER ELECTRIC,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷24 дня F&F PCU-520 230V (PCU-520) Производитель: F&F, Монтаж: DIN, Рабочая
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷500ч PANASONIC PM4HA-H-24VW (PM4HA-H-24VW) Производитель: PANASONIC, Монтаж: на
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 05с÷100ч SCHNEIDER ELECTRIC RE22R1QMU (RE22R1QMU) Производитель: SCHNEIDER
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 3÷780c LOVATO ELECTRIC 31L48TPS240 (31L48TPS240) Производитель: LOVATO ELECTRIC,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 1с÷10 дней RELPOL RPC-1MA-A230 (RPC-1MA-A230) Производитель: RELPOL, Монтаж: DIN,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 05с÷300ч SCHNEIDER ELECTRIC RE22R2MWMR (RE22R2MWMR) Производитель: SCHNEIDER
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷500ч PANASONIC PM4HM-H-AC240VS (PM4HM-H-AC240VS) Производитель: PANASONIC,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени spdt CROUZET 88827155 (CROUZET-MLR1) Производитель: CROUZET, Монтаж: DIN, Напряжение
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 3мин÷60мин CROUZET 88901392 (CROUZET-MBA-60M) Производитель: CROUZET, Размеры:
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷1200ч OMRON h4DT-N2 24-240ACDC (h4DT-N2) Производитель: OMRON, Монтаж: DIN,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
12 235
Реле времени диапазон 1÷1200с NOVATEK ELECTRO REV-302 (REV-302) Производитель: NOVATEK ELECTRO,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 2с÷100с PANASONIC PM4HSD-S-AC240VS (PM4HSD-S-AC240VS) Производитель: PANASONIC,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 05с÷100ч AUTONICS AT8N (AT8N) Производитель: AUTONICS, Монтаж: на панель,, Рабочая
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷24 дня F&F PCU-530 (PCU-530) Производитель: F&F, Монтаж: DIN, Рабочая
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷24ч F&F PCS-533 (PCS-533) Производитель: F&F, Монтаж: DIN, Рабочая
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷1200ч OMRON h4DK-S1 24-240ACDC (h4DK-S1) Производитель: OMRON, Монтаж: DIN,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 05с÷10мин PANASONIC S1DXM-A2C10M-AC240V (S1DXM-A2C10M-AC240) Производитель:
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷10ч IDEC GE1A-C10HAD24 (GE1A-C10HAD24) Производитель: IDEC, Монтаж: панелька,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
Реле времени 0, 1с÷24 дня F&F PCR-513-UNI (PCR-513-UNI) Производитель: F&F, Монтаж: DIN,
ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары
2 страница из 18
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.
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.
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.
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), усилительный каскад 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).
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
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.
Читать также: Какие резьбы относятся к крепежным
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 индуктивности 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.
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
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.
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.
Едем дальше. Большинство таймеров нуждаются во времязадающей цепочке, обычно состоящей из резистора и конденсатора. Таймер 555 не исключение. Давайте посмотрим на диаграмму работы микросхемы.
Итак, предположим, что мы подали питание на микросхему. Вход находится в состоянии высокого уровня, на выходе – низкий уровень, конденсатор С разряжен. Все спокойно, все спят. И тут БАХ – мы подаем серию прямоугольных импульсов на вход таймера. Что происходит?
Первый же импульс низкого уровня переключает выход таймера в состояние высокого уровня. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резистор R. Все то время пока конденсатор заряжается, выход таймера остается во включенном состоянии – на нем сохраняется высокий уровень напряжения. Как только конденсатор зарядится до 2/3 напряжения питания, выход микросхемы выключается и на нем появляется низкий уровень. Транзистор T6 открывается и конденсатор С разряжается. Однако есть два нюанса, которые показаны на графике пунктирными линиями.
Читать также: Защита металла от коррозии в домашних условиях
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.
Так, минимальные значения, установленные практическим образом для R составляет 10кОм, а для С – 95пФ. Можно ли меньше? В принципе – да. Но при этом, если еще уменьшить сопротивление резистора – схема начнет трескать слишком много электричества. Если уменьшить емкость С, то всякие паразитные емкости и помехи могут существенно повлиять на работу схемы. С другой стороны, максимальное значение резистора примерно равно 15Мом. Здесь ограничение накладывает ток, потребляемый входом Останов (около 120нА) и ток утечки конденсатора С. Таким образом, при слишком большом значении резистора таймер просто никогда не выключится, если сумма токов утечки конденсатора и тока входа превысит 120 нА. Ну а что касается максимальной емкости конденсатора, то дело не столько в самой емкости, сколько в токе утечки. Понятно, что чем больше емкость, тем больше ток утечки и тем хуже будет точность таймера. Поэтому, если таймер будет использоваться для больших временных интервалов, то лучше пользоваться конденсаторами с малыми токами утечки – например, танталовыми.
Перейдем ко второму режиму.
В эту схему добавлен еще один резистор. Входы обоих компараторов соединены и подключены к соединению резистора R2 и конденсатора. Вывод 7 включен между резисторами. Конденсатор заряжается через резисторы R1 и R2.
Теперь посмотрим, что же произойдет, когда мы подадим питание на схему. В исходном состоянии конденсатор разряжен и на входах обоих компараторов низкий уровень напряжения, близкий к нулю. Компаратор №2 переключает внутренний триггер и устанавливает на выходе таймера высокий уровень. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резисторы R1 и R2.
Когда напряжение на конденсаторе достигает 2/3 напряжения питания, компаратор №1 в свою очередь переключает триггер и выключает выход таймер – напряжение на выходе становится близким к нулю. Транзистор Т6 открывается и конденсатор начинает разряжаться через резистор R2. Как только напряжение на конденсаторе опустится до 1/3 напряжения питания, компаратор №2 опять переключит триггер и на выходе микросхемы снова появится высокий уровень. Транзистор Т6 закроется и конденсатор снова начнет заряжаться.
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.
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:
- «Земля» (GND) – минус питания.
- «Запуск» (Trigger) – на контакт поступает импульс, начинающий работу таймера. Инициируется нажатием тумблера.
- «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.
- «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.
- «Контроль» (Control Voltage) – для такого простого устройства, этот вход микросхемы соединяется массой через емкость. Подобная конструкция повышает помехоустойчивость всей сборки.
- «Остановка» (Threshold) – в схеме контакт просто присоединен к положительному полюсу питания. В более сложных системах, кратковременное его замыкание на минус остановит работу таймера.
- «Разряд» (Discharge) – контакт предназначен для соединения 555 микросхемы с задающей временный интервал емкостью.
- «Питание» (VCC) – плюс напряжения схемы.
схема включения, характеристики, datasheet микросхемы ne555
Микросхема 555
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.
Двоично-десятичный четырехразрядный счетчик К155ИЕ2
Рис. 2.1 К155ИЕ2
Быстродействующий декадный счетчик представляет собой асинхронный делитель частоты на триггерах типа JK.
Функциональная схема счетчика содержит четыре триггера:
Рис. 2.2 К155ИЕ2 Функциональная схема
Первый триггер, имеющий тактовый вход С1 и изолированный от других триггеров прямой выход 1, представляет собой счетчик-делитель на два. Три остальных триггера образуют счетчик-делитель на 5. Счетные импульсы при этом должны подаваться на вход С2, частота, деленная на 5, снимается с выхода 4.
Счетчики работают самостоятельно, однако установка их производится одновременно с помощью четырех установочных входов R1-R4, которые обеспечивают три режима работы счетчиков.
Значения сигналов на установочных входах для различных режимов работы счетчиков приведены в таблице 1.
|
Переключение триггеров происходит по каждому заднему фронту входных тактовых сигналов:
Рис. 2.3 Временные диаграммы работы
Путем внешнего соединения выхода 1 со входом С2 образуется двоично-десятичный счетчик-делитель на 10. Счетные импульсы при этом подаются на вход С1, а частота, деленная на 10, снимается с выхода 4. В режиме счета состояния выходов триггеров меняются в последовательности двоично-десятичного счета.
Путем внешнего соединения выхода 4 со входом С1 образуется счетчик-делитель на 10 со скважностью, равной 2.Счетные импульсы при этом должны подаваться на вход С2, а частота, деленная на 10, снимается с выхода 1:
Рис. 2.4 Двоично-десятичный счетчик-делитель на 10
Рис
2.5 Cчетчик-делитель на 10 со скважностью, равной 2
В режиме счета состояния выходов триггеров меняются в последовательности двоичного счета от 0 до 4 и далее от 8 до 12.
Схемы включения ne555
Сама по себе данная микросхема это как бы «незавершенное» изделие с возможностью реализации на нем двух режимов эксплуатации — таймера запуска (моностабильный) и генератора одиночных импульсов (мультивибратора). Чтобы заставить её функционировать в одном из них, необходима небольшая доработка. Для этого межу контактами 1 и 8 добавляется RC-цепочка (она же времязадающая), для которой заранее подбираются резистор и конденсатор. Их значения будут задавать необходимую частоту и периодичность прямоугольных сигналов «включения/выключения» на выходе микросхемы после подачи на неё питания. Для повышения точности в работе и избегания влияния внешних помех 5 пин (контроль) рекомендовано шунтировать ёмкостью, величина которой должна быть не более 0,1 мкФ.
Моностабильный режим
Рассмотрим принцип работы в режиме таймера. Для его реализации необходимы дополнительные элементы — один резистор Rt и пара ёмкостей. После подачи питания, на третьей ножке относительно земли будет около 0В. Времязадающий конденсатор Сt полностью разряжен и в таком состоянии схема может находиться достаточно долго, пока на контакт 2 (запуск) не поступит положительный сигнал. Его величина должна быть в три раза меньшей питающего напряжения (Ucc/3).
После подачи сигнала на контакт 2 (запуск), на выходе микросхемы появляется напряжение аналогичное питающему (высокий уровень). Его длительность зависит от времени заряда Сt до уровня 2/3 от Ucc через резистор Rt. Как только это произойдет, выходное напряжение снизится практически до 0В и Сt разрядится.
Важным моментом в этой схеме является то, что после её включения, любые воздействия на контакт 2 (запуск) больше не будут вилять на высокий уровень на выходе. Но его все же можно сбросить, если подать сигнал на четвертую ножку (сброс). Временной интервал выходного импульса (Т) рассчитывается по формуле T=1.1*Rt*Ct.
Режим мультивибратора
В режиме мультивибратора микросхема ne555 выдает серию прямоугольных сигналов, периодичность которых также определяются значениями времязадающей RC-цепочки. Как видно из рисунка ниже, конструкция немного изменена и в неё добавлено еще одно сопротивление. Контакт 7 (разряд) физически соединен между резисторами Ra и Rb, но логически он отключен внутри универсального таймера.
После подачи питания на микросхему, на 3 пине (выходе) появится высокий уровень относительно земли, а конденсатор Сt начинает заряжается через Ra и Rb. Как только Сt достигнет заряда 2/3 от величины питающего напряжения, схема переключится и на её выходе будет около 0В. При этом включится контакт 7 (разряд) и через резистор Rb будет разряжаться Сt.
После того как конденсатор Ct разрядится на 1/3 схема снова переключится, и на её выходе появится высокий уровень. Разъединится контакт 7 (разряд) и Ct начнет опять заряжаться через Ra и Rb. Результатом такой работы станет серия прямоугольных импульсов, длительность которых будет определяться величинами элементов Ra, Rb и Сt. Промежуток между началом каждого из импульсов называют общим периодом ТП. Его можно увеличивать до 30 секунд путем повышения ёмкости Ct. Частоту колебаний определяют по формуле F = 1/ТП.
Запуск ИС таймера 555 положительным импульсом
/>рис. 1 В преобразователе использован принцип двойного интегрирования, в соответствии с которым вначале разряженный интегрирующий конденсатор Синт заряжают определенное время током, пропорциональным измеряемому напряжению, а затем разряжают определенным током до нуля. Время, в течение которого происходит разрядка конденсатора, будет пропорционально измеряемому напряжению. Это время измеряют с помощью счетчика импульсов; с его выхода сигналы подают на индикатор.На вход преобразователя (выв. 30 и 31) подают измеряемое напряжение Uвх. а на выв. 36 и 35 — образцовое Uобр. Цикл измерения (рис. 2) состоит из трех этапов — интегрирования сигнала, т. е. зарядки интегрирующего конденсатора (ЗИК), разрядки интегрирующего конденсатора (РИК) и автоматической коррекции нуля (АКН). Каждому этапу соответствует определенная коммутация элементов преобразователя, выполняемая выключателями S1-S11 на транзисторах структуры МОП. На схеме рис. 1 надписи у выключателей обозначают этап, в течение которого «контакты» замкнуты. Длительность этапа, точно задаваемая счетчиком D02, пропорциональна периоду тактовой частоты fт.
/>рис. 2 В течение этапа ЗИК, длящегося 4000 периодов тактовой частоты, входной сигнал через выключатели S1, S2 и буферный усилитель DA1 поступает на вход интегратора DA2. Это вызывает на конденсаторе Синт накопление заряда, пропорционального и соответствующего по знаку…
КР(Ф)1006ВИ1 — программируемый таймер
| Навигатор: QRZ.RU > Радиолюбительская справочники > Справочник по отечественным микросхемам |
Корпус КР1006ВИ1 Корпус КФ1006ВИ1 Электрическая схема Назначение выводов Схемы включения Электрические параметры Предельно допустимые режимы эксплуатации Рекомендации по применению Зарубежные аналоги Литература Микросхема представляет собой таймер для формирования импульсов напряжения длительностью Т=1,1RC (R и C — внешние времязадающие элементы) от нескольких микросекунд до десятков минут.
Предназначена для применения в стабильных датчиках времени, генераторах импульсов, широтно-импульсных, частотных и фазовых модуляторах, преобразователях напряжения и сигналов, ключевых схемах, исполнительных устройствах в системах управления, контроля и автоматики. Содержит 51 интегральный элемент. Корпус типа 2101.8-1 и 4309.8-A.
Корпус КР1006ВИ1
Корпус КФ1006ВИ1
Электрическая схема
Назначение выводов 1006ВИ1
1 — общий; 2 — запуск; 3 — выход; 4 — сброс; 5 — контроль делителя; 6 — срабатывание; 7 — цепь разряда; 8 — напряжение питания;
Схемы включения
Электрические параметры
| 1 | Напряжение питания | от 3 до 15 В |
| 2 | Выходное напряжение низкого уровня при Uп=5 В, Uср=3,7…4,7 В, Iвых=5 мА при Uп=15 В, Uср=11,5…14 В, Iвых=0,1 А | не более 9,35 В не более 2,5 В |
| 3 | Выходное напряжение высокого уровня при Uп=5 В, Uср=1,8…2,8 В, Iвых=0,1 А при Uп=15 В, Uср=5,5…8 В, Iвых=0,1 А | не менее 2,75 В не менее 12,5 В |
| 4 | Ток потребления при Uп=5 В, Uср=3,7…4,7 В, Uвх=2,3…3,3 В при Uп=15 В, Uср=11,5…14 В, Uвх=7…9,5 В | не более 6 мА не более 15 мА |
| 5 | Ток сброса при Uп=15 В | не более 1,5 мА |
| 6 | Выходной ток при Uп=15 В | не более 2 мкА |
| 7 | Ток срабатывания | 250 нА |
| 8 | Время нарастания (спада) | 300 нс |
| 9 | Начальная погрешность при Uп=15 В | не более 3 % |
| 10 | Нестабильность начальной погрешности от напряжения питания | не более 0,3 %/В |
Предельно допустимые режимы эксплуатации
| 1 | Напряжение питания | 5…15 В |
| 2 | Ток нагрузки | не более 100 мА |
| 3 | Рассеиваемая мощность (50 ° C) | не более 50 мВт |
| 4 | Температура окружающей среды | -45…+70 ° C |
| 5 | Допустимое значение статического потенциала | 200 В |
Примечания: — при температуре окружающей среды от 50 ° C рассеиваемая мощность определяется по формуле: Pp=500мВт-5мВт/ ° C(Tокр-50 ° C) — ток сброса — значение тока, протекающего в цепи сброса таймера в заданном режиме — начальная погрешность — относительное отклонение длительности импульса Tx, генерируемого таймера с заданными времязадающими элементами R и C, от значения длительности, определяемой из выражения: Tвых=RCln3 — нестабильность начальной погрешности от напряжения питания — отношение величины отклонения начальной погрешности таймера к изменению напряжения питания. — максимальное напряжение сброса — максимальное значение напряжения на выводе цепи сброса, при котором на выходе ИС обеспечивается значение напряжения низкого уровня.
Рекомендации по применению
Запуск ИС происходит при условии U0вх не более 1/3 от Uп, подаваемое на вывод «запуск». Для устранения нестабильности запуска таймера, вызванной пульсацией источника питания, рекомендуется параллельно с источником питания в непосредственной близости к выводам ИС включать конденсатор емкостью 1…10 мкФ. Максимальное напряжнение сброса находится в пределах 0,4…1 В. В случае неиспользования вывода сброса его необходимо подключать к выводу 8. В случае неиспользования вывода «контроль делителя» его необходимо замкнуть на корпус через блокирующий конденсатор емкостью 0,01…0.1 мкФ. Минимальная длительность импульса, генерируемого таймером, состовляет 20 мкс. Не рекомендуется подавать на выводы 2,4,6,7 напряжение, превышающее напряжение питания.
Зарубежные аналоги
NE555NL, LM555CN-8, LM555M
Литература
Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги
: Справочник. Том 7./А. В. Нефедов. — М.:ИП РадиоСофт, 1999г. — 640с.:ил.
Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги
Справочник. Перельман Б.Л.,Шевелев В.И. «НТЦ Микротех», 1998г.,376 с. — ISBN-5-85823-006-7
| Навигатор: QRZ.RU > Радиолюбительская справочники > Справочник по отечественным микросхемам |
Применение
Невероятно низкая цена, доступность и простота реализации функционально сложных и в тоже время тривиальных электронных схем на ее основе, без глубоких познаний в области электроники, сделали её самой любимой игрушкой большинства начинающих радиолюбителей. Она является сердцем самых разнообразных и очень популярных конструкций, в том числе сделанных своими руками.
По инструкции в непродолжительном видео Вы можете собрать некоторые из схем на NE555: простого и более совершенного металлоискателя пират, ШИМ-регулятора, повышающего DC-преобразователя и измерителя индуктивности и емкости на триггере Шмитта.
Одновибраторы — Прикладная электроника
Одновибратор — это устройство, которое по внешнему сигналу вьдает один-единственный импульс определенной длительности, не зависящей от длительности входного импульса. Запуск происходит либо по фронту, либо по спаду входного импульса. При этом длительность запускающего импульса особой роли не играет, лишь бы она была не больше длительности вырабатываемого одновибратором импульса, т.е. tи зап
Для одновибратора без перезапуска возникновение на входе нового перепада напряжений той же полярности во время действия выходного импульса игнорируется, для одновибратора с перезапуском длительность выходного импульса в этот момент начинает отсчитываться заново. Как и в случае мультивибраторов, существует огромное количество схемотехнических реализаций этого устройства.
Схема одновибратора приведена на рис. 4.8, а. Он выполнен на двух элементах логики типа 2И-НЕ путем введения положительной обратной связи (выход второго элемента соединен с входом первого).
В исходном состоянии на выходе элемента Э2 имеется уровень “1”, а на выходе элемента Э1- “0”, так как на обоих его входах имеется “1”(запускающие импульсы представляют отрицательный перепад напряжения). При поступлении на вход запускающего отрицательного перепада напряжения на выходе первого элемента появится уровень “1”, т.е. положительный скачок, который через конденсатор С поступит на вход второго элемента. Элемент Э2 инвертирует этот сигнал и уровень “0” по цепи обратной связи подается на второй вход элемента Э1. На выход
элемента Э2 поддерживается уровень “0” до тех пор, пока не зарядится конденсатор С до уровня Uc пор = U1 — Uпор, а напряжение на резисторе R не достигнет порогового уровня Uпор (рис. 4.8, б).
Длительность выходного импульса одновибратора может быть определена с помощью выражения
При работе с цифровыми устройствами достаточно часто требуется формировать импульсы определённой длительности. Эту задачу выполняют специальные устройства — формирователи импульсов. Простейшие формирователи импульсов могут быть реализованы на логических элементах.
Укорачивающие одновибраторы
Рассмотрим схему, приведённую на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема укорачивающего одновибратора (ждущего мультивибратора)
Если бы логические элементы не обладали задержкой, то на выходе такой схемы постоянно присутствовал единичный логический уровень. Однако это не так. Сигнал на выходе инвертора задержан по отношению к его входу. Временные диаграммы сигналов на входе и выходе инвертора, а также на выходе схемы логического элемента «И» приведены на рисунке 2.
Рисунок 2. Временные диаграммы укорачивающего одновибратора
Как видно из этих временных диаграмм, одновибратор, схема которого приведена на рисунке 1, вырабатывает одиночный импульс по переднему фронту входного сигнала. Длительность импульса на выходе такой схемы будет равна времени задержки инвертора.
Если требуется длительность выходного импульса, большая времени задержки одиночного инвертора, то можно применить дополнительные элементы задержки на пассивных RC элементах. Пример подобной схемы одновибратора приведён на рисунке 3, а временные диаграммы этой схемы — на рисунке 4.
Рисунок 3. Схема укорачивающего одновибратора с использованием RC элементов задержки
Длительность выработанного формирователем импульса можно вычислить исходя из условия разряда конденсатора С. Действительно, пока конденсатор С разряжается до уровня порогового напряжения U, напряжение U2 воспринимается логическим элементом «2И-НЕ» как уровень логической единицы и на его выходе поддерживается уровень логического нуля. С течением времени напряжение на конденсаторе C становится равным Uпор и на выходе логического элемента «2И-НЕ» появится уровень логической единицы. Если считать, что напряжение до начала разряда на конденсаторе было равно напряжению уровня уровень логической единицы U1, то изменение напряжения UC с течением времени можно представить как:
,
следовательно
Длительность импульса равна времени разряда конденсатора до порогового значения Uпор
Рисунок 4. Временные диаграммы укорачивающего одновибратора с использованием RC элементов задержки.
с использованием микросхемы таймера 555
В этом проекте с таймером 555 я показал, как создать схему реле с задержкой времени с использованием микросхемы таймера 555 для автоматического выключения переключателя после заданной задержки.
Вы также можете настроить время задержки выключения до 20 минут с помощью 1M POT.
В этой статье я поделился необходимыми компонентами, полной принципиальной схемой, компоновкой печатной платы и всеми другими подробностями для этого простого проекта таймера 555.
Реле задержки времени Схема цепи
В этой схеме, если вы хотите использовать питание 5 В постоянного тока, используйте 5-вольтовое реле вместо 12-вольтового реле.
Время задержки зависит от резистора R2 и конденсатора C1. Для постоянного времени задержки используйте фиксированный резистор в R2, но для регулируемого времени задержки выключения вы можете использовать потенциометр 1 МОм.
Позже в этой статье я расскажу, как работает эта схема.
Схема печатной платы для схемы таймера задержки
Загрузить схему печатной платы
Пожалуйста, загрузите схему печатной платы, затем распечатайте ее на Страница формата А4.
Проверьте размер печатной платы во время печати, он должен соответствовать указанному.
Вы также можете загрузить Gerber-файл печатной платы для этого проекта.
Скачать PCB Gerber Скачать
Требуемые компоненты для реле задержки по времени
- 555 Timer IC
- BC547 NPN Transistor
- 1000UF 16V CAPACITOR (C1)
- 1K 0,2555 -ATTIRS — 2 NOTATTIRS — 2 -й.
- Резистор 10 кОм, 0,25 Вт (R1)
- Подстроечный резистор, 1 МОм (R2)
- Светодиод 5 мм — 1NO
- 1N4007 Диод
- 12V SPDT RELAY
- Pushbutton
- Коннекторы и база IC
. сделать самодельную печатную плату для схемы светодиодного прожектора.
Для изготовления печатной платы я использовал акриловый лист.Как сделать печатную плату своими руками из пластикового листа
Вы также можете заказать печатную плату индивидуального дизайна для этого электронного проекта в компании PCBWay.
О компании PCBWay и ее услугах
- Прототипирование и производство печатных плат
Компания PCBWay производит не только FR-4 и алюминиевые платы, но и передовые печатные платы, такие как Rogers, HDI, Flexible и Rigid-Flex , с платами очень высокого качества. разумная цена.
Чтобы получить онлайн-страницу с мгновенными котировками, посетите – pcbway.com/orderonline
Проверьте файл Gerber перед размещением заказа – OnlineGerberViewer - Сборка печатной платы
Сборка SMT и THT стоит всего от 30 долларов США с бесплатным трафаретом и бесплатной доставкой по всему миру.
Компоненты могут быть приобретены и предоставлены нами или самими клиентами
Ориентировочная стоимость онлайн – pcbway.com/pcb-assembly
С PCBWay вы также можете получить следующие преимущества
- Нет минимальных требований
- Справедливая цена
- Бесплатный DFM
- Своевременная доставка
- Возврат и возмещение
- Круглосуточная служба поддержки клиентов
Для получения более подробной информации посетите Почему PCBway .
Вы также можете ознакомиться с различными проектами печатных плат в их сообществе открытого исходного кода pcbway.com/project/ .
Этапы заказа печатной платы на сайте PCBWay
Чтобы заказать печатную плату, сначала посетите PCBWay.com .
Затем введите следующие данные:
- Печатная плата Размер (длина и ширина) в мм и печатная плата Количество
- SELECT Masking Color для PCB
- SELECT Страна и Метод доставки
- Нажмите на « Кнопку« Сохранить в корзине »
Теперь нажмите« ». », чтобы загрузить Gerber-файл платы.
Затем нажмите « Отправить заказ сейчас », чтобы разместить заказ.
После этого они просмотрят файл Gerber и соответственно подтвердят заказ.
Я пользовался их услугами для своих различных проектов в области электроники, я всегда получал печатные платы вовремя, и качество очень хорошее в этом ценовом диапазоне.
555 Распиновка микросхемы таймераКак работает схема?
- Если пусковой контакт (вывод 2 микросхемы 555) обнаруживает любое напряжение, меньшее 1/3 напряжения питания, он включает выход.
- Если контакт Threshold (контакт 6 микросхемы 555) обнаруживает любое напряжение, превышающее 2/3 напряжения питания, он отключает выход.
- Всякий раз, когда выход микросхемы 555 находится в состоянии OFF, контакт разрядки (вывод 7 микросхемы 555) действует как земля, т. е. он внутренне подключен к 0 В.
Имея в виду 3 вышеуказанных пункта, давайте попробуем понять, как работает эта схема.
Первоначально, когда эта схема включена, выход будет в состоянии OFF. Всякий раз, когда выход выключен, контакт разрядки (контакт 7) будет внутренне подключен к 0 В. Таким образом, конденсатор полностью разряжается и не сможет заряжаться через последовательный резистор, соединяющий его с положительным входным напряжением.
При нажатии кнопки мгновенного действия активируется таймер задержки выключения, и происходит следующая последовательность:
- 0 В подается на пусковой контакт (контакт 2) с помощью кнопки.
- Поскольку это приложенное напряжение (0 В) на контакте 2 составляет менее 1/3 входного напряжения, выход (контакт 3) включается
- Параллельно этому разрядный контакт (контакт 7) отключается внутри с 0В.
- Итак, теперь конденсатор начинает заряжаться через резистор/потенциометр (R2), который подключает его к положительному входному напряжению (VCC).
- Поскольку пороговый вывод (вывод 6) подключен к положительной клемме конденсатора (C1), он активно контролирует напряжение на нем.
- Как только конденсатор заряжается до 2/3 входного напряжения, пороговый контакт (контакт-6) отключает выход (контакт-3). (Этот период времени, в течение которого конденсатор заряжается от 0 В до 2/3 входного напряжения, является временем задержки)
- Как только выход отключается, разгрузочный контакт (контакт 7) внутренне снова подключается к 0 В, а конденсатор (C1) полностью разряжен.
Описанные выше шаги повторяются при каждом нажатии кнопки мгновенного действия.
Расчет времени задержки
Согласно нашей схеме таймера задержки длительность времени равна времени, необходимому для зарядки конденсатора от 0 В до 2/3 входного напряжения, и теоретически это значение равно:
T (в секундах) = 1,1 * R (в омах) * C (в фарадах)
[в схеме R равно R2, а C равно C1]
На практике время задержки будет больше расчетного значения из-за утечки конденсатора (C1).
Пример 1: с резистором 10K AS R2 [10K = 10000 Ом]
Пример 2: с 100K Резистор As R2 [10K = 100000 Ом]
Если вы используете 1M. , то можно получить задержку выключения до 20 минут.
Пожалуйста, поделитесь своим мнением об этом мини-проекте , а также дайте мне знать, если у вас возникнут вопросы.
Вы также можете подписаться на нашу рассылку новостей , чтобы получать по электронной почте больше таких полезных проектов в области электроники.
Надеюсь, вам понравился этот проект по электронике. Спасибо за ваше время.
Схема простой схемы с временной задержкой с использованием микросхемы таймера 555
В этом проекте мы собираемся разработать простую схему с временной задержкой с использованием микросхемы таймера 555 . Эта схема состоит из 2 переключателей, один для запуска времени задержки, а другой для сброса. Он также имеет потенциометр для регулировки времени задержки , где вы можете увеличить или уменьшить время задержки, просто вращая потенциометр.
Здесь мы использовали батарею 9 В и дополнительное реле 5 В для переключения нагрузки переменного тока. Регулятор напряжения 5 В используется для подачи постоянного напряжения 5 В в схему. Также проверьте нашу схему таймера на 1 минуту, используя 555.
Требуемые компоненты:
- 555 таймер IC
- Резистор- 1 кОм (3)
- Резистор- 10k
- Переменный резистор — 1000k
- Конденсатор – 200 мкФ, 0,01 мкФ
- Светодиод — красный и зеленый
- Кнопки- 2
ИС таймера 555:
Перед детальным изучением схемы с временной задержкой , сначала нам нужно узнать об ИС таймера 555. Ниже вы можете найти схему выводов микросхемы таймера 555 вместе с деталями каждого контакта.
Контакт 1. Заземление: Этот контакт должен быть подключен к земле.
Контакт 2. ТРИГГЕР: Триггерный контакт перетаскивается с отрицательного входа второго компаратора. Второй выход компаратора подключен к выводу SET триггера. При высоком уровне сигнала на выходе компаратора два мы получаем высокое напряжение на выходе таймера. Если этот контакт подключен к земле (или меньше, чем Vcc/3), выход всегда будет высоким.
Контакт 3. ВЫХОД: У этого контакта также нет специальной функции. Это выходной контакт, к которому подключена нагрузка.
Контакт 4. Сброс: В чипе таймера есть триггер. Контакт сброса напрямую подключен к MR (основной сброс) триггера. Этот контакт подключен к VCC, чтобы триггер не сбрасывался.
Контакт 5. Контакт управления: . Контакт управления подключен к отрицательному входному контакту первого компаратора. Обычно этот вывод опущен с помощью конденсатора (0,01 мкФ), чтобы избежать нежелательных шумовых помех при работе.
Контакт 6. ПОРОГ: Пороговое напряжение на контакте определяет, когда сбрасывать триггер в таймере. Пороговый вывод берется с положительного входа компаратора 1. Если контакт управления открыт. Тогда напряжение, равное или превышающее VCC * (2/3) (т. е. 6 В для источника питания 9 В), сбросит триггер. Таким образом, выход становится низким.
Контакт 7. РАЗРЯД: Этот контакт выведен из открытого коллектора транзистора. Поскольку транзистор (на котором был взят разрядный вывод, Q1) получил свою базу, подключенную к Qbar. Всякий раз, когда выход становится низким или триггер сбрасывается, разрядный штифт притягивается к земле.
Контакт 8. Питание или VCC: Подключается к положительному напряжению (от +3,6 В до +15 В).
Если вы хотите подробно узнать об микросхеме 555, ознакомьтесь с нашей подробной статьей об микросхеме таймера 555.
Моностабильный режим ИС таймера 555:
ИС таймера 555 настроен на моностабильный режим для этой схемы задержки времени . Итак, здесь мы объясняем моностабильный режим микросхемы таймера 555.
Ниже представлена внутренняя структура таймера 555 IC 9.0020 :
Работа проста, изначально 555 находится в стабильном состоянии, т.е. ВЫХОД на PIN 3 низкий. Мы знаем, что неинвертирующий конец нижнего компаратора находится на уровне 1/3 В пост. тока, поэтому, когда мы подаем отрицательное (< 1/3 В пост. тока) напряжение на вывод триггера 2, подключая его к земле (через кнопочный переключатель), происходят две вещи:
- Во-первых, нижний компаратор становится ВЫСОКИМ, а флип-флоп устанавливается, и мы получаем ВЫСОКИЙ ВЫХОД на PIN 3.
- Во-вторых, транзистор Q1 отключается, а времязадающий конденсатор C1 отключается от земли и начинает заряжаться через резистор R1.
Это состояние называется квазистабильным и сохраняется некоторое время (T). Теперь, когда конденсатор начинает заряжаться и достигает напряжения, немного превышающего 2/3 В постоянного тока, напряжение на пороговом выводе 6 становится больше, чем напряжение на инвертирующем конце (2/3 В постоянного тока) верхнего компаратора, снова происходят две вещи:
- Во-первых, Верхний компаратор становится ВЫСОКИМ, триггер сбрасывается, а ВЫХОД микросхемы на PIN 3 становится НИЗКИМ.
- И, во-вторых, транзистор Q2 включается, и конденсатор начинает разряжаться на землю через контакт разрядки 7.
Таким образом, IC 555 автоматически возвращается в стабильное состояние (LOW) по истечении времени, определяемого сетью RC. Эту продолжительность квазистабильного состояния можно рассчитать с помощью этого моностабильного калькулятора 555 или по формулам, приведенным ниже:
T= 1,1*R1*C1 секунд, где R1 в омах, а C1 в фарадах.
Итак, теперь мы можем видеть, что МОНОСТАБИЛЬНЫЙ режим имеет только одно стабильное состояние и требует отрицательного импульса на PIN 2 для перехода в квазистабильное состояние. Квазистабильное состояние сохраняется только в течение 1,1*R1*C1 секунд, а затем автоматически переключается обратно в стабильное состояние. Помните одну вещь при разработке этой схемы, что триггерный импульс на выводе 2 должен быть достаточно короче импульса ВЫХОДА, чтобы у конденсатора было достаточно времени для зарядки и разрядки.
Схема цепи:
Ниже приведена схема простой схемы задержки с использованием микросхемы 555. Первоначально, когда никакая кнопка не нажата, выход IC 555 остается НИЗКИМ, и схема остается в этом состоянии, пока вы не нажмете кнопку START и конденсатор C1 не останется в разряженном состоянии.
Как мы объяснили выше, временная задержка для квазистабильного состояния (нестабильного) зависит от значения временного конденсатора и резистора. При изменении этих значений время задержки для квазистабильного состояния также будет изменено. Здесь синий светодиод светится в квазистабильном состоянии в течение определенного времени, а красный светодиод светится в стабильном состоянии. Итак, здесь мы заменили этот временной резистор переменным резистором, чтобы мы могли регулировать временную задержку, просто вращая ручку потенциометра на самой плате. Здесь мы также подключили дополнительное реле для запуска устройства переменного тока после временной задержки. Здесь вы узнаете, как подключить реле для запуска нагрузок переменного тока.
При нажатии кнопки «Старт» запускается таймер обратного отсчета и загорается синий светодиод, а по истечении определенного времени (определяемого по формуле T= 1,1*R1*C1) таймер 555 переходит в стабильное состояние, при котором включается красный светодиод и синий светодиод выключается. Вы можете увеличивать и уменьшать временную задержку с помощью потенциометра, как показано в видео ниже .
Регулируемый переключатель реле времени 555 | Схема моностабильного мультивибратора | Пользовательский
Пользовательский
09 июня, 2019 Электро Гуруджи
Узнайте, как сделать точно регулируемый таймер с переменной задержкой от 1 до 100 секунд, который использует 555 IC.
- Проект
- Ресурсы
Прокрутите, чтобы перейти к содержанию
Узнайте, как сделать точно регулируемый таймер с переменной задержкой от 1 до 100 секунд, который использует 555 IC. Таймер 555 настроен как моностабильный мультивибратор. Выходная нагрузка управляется переключателем реле, который, в свою очередь, управляется схемой таймера.
Поскольку проект включает в себя только сборку простой схемы по схеме, это займет всего час.
Не забудьте Подпишитесь на , чтобы узнать больше о проектах.
Step 1: Parts & Tools
Electronic Components:
- 1x 555
- 2x 3KΩ Resistor
- 4x 10KΩ Resistor
- 1x 1MΩ Potentiometer
- 1x IN4004 Diode
- 2x Tactile Кнопки мгновенного действия
- 2x 5 мм светодиод
- 2x 100 UF -конденсатор
- 2x 0,1 UF (100NF) Конденсатор
- 1x 2 -контактный винтовой терминал
- 1x 3 -контактный винтовой клемма
- 1x 12VDCER.
- 1x PCB
Инструменты :
- Паяль железа
- Паяльная проволока
- Mini PCB DINGE DARIL + BITS
- GINSTER
- WIR SPRINGS0038
Вы также можете Купить печатную плату : PCBWay
Шаг 2: 555 Объяснение
Модель 555 представляет собой высокостабильное устройство для создания точных временных задержек или колебаний. При необходимости предусмотрены дополнительные клеммы для запуска или сброса. В режиме работы с временной задержкой время точно контролируется одним внешним резистором и конденсатором. Цепь может запускаться и сбрасываться при падающих сигналах, а выходная цепь может подавать или потреблять до 200 мА или управлять схемами TTL.
В моностабильном режиме таймер LM555 действует как генератор однократных импульсов. Импульсы появляются, когда таймер LM555 получает сигнал на вход триггера, который падает ниже 1/3 напряжения питания. Ширина выходного импульса определяется постоянной времени RC-цепи. Выходной импульс заканчивается, когда напряжение на конденсаторе становится равным 2/3 напряжения питания. Ширина выходного импульса может быть увеличена или уменьшена в зависимости от приложения путем регулировки значений R и C.
Внешний конденсатор изначально разряжен транзистором внутри таймера. При подаче отрицательного триггерного импульса менее 1/3 VCC на контакт 2 срабатывает внутренний триггер, который устраняет короткое замыкание на конденсаторе и устанавливает на выходе высокий уровень. Затем напряжение на конденсаторе экспоненциально возрастает в течение периода t = 1,1 RC, в конце которого напряжение равняется 2/3 VCC. Затем внутренний компаратор сбрасывает триггер, который, в свою очередь, разряжает конденсатор и переводит выход в состояние низкого уровня.
Шаг 3: Принципиальная схема
LM555 имеет максимальное типичное номинальное напряжение питания 16 В, в то время как катушка якоря реле включена при 12 В. Следовательно, источник питания 12 В используется для минимизации количества компонентов, таких как линейные регуляторы напряжения. Когда контакт 2 LM555 срабатывает (замыкая его на землю) через переключатель мгновенного действия S1, запускается таймер.
Таймер генерирует выходной импульс с периодом включения, определяемым сетью RC, т.е. t = 1.1RC . В этом случае фиксированное значение конденсатора составляет 100 мкФ. Значение R состоит из резистора 10 кОм, включенного последовательно с потенциометром 1 МОм. Мы можем изменять потенциометр, чтобы изменить период времени выходного импульса.
Например, если потенциометр установлен на 0 Ом, значение R равно 10 кОм. Следовательно, t = 1,1 x 10K x 100u = 1 секунда.
Но если горшок установлен на 1MОм, значение R равно 1MОм + 10KО© = 1010KОм. Следовательно, t = 1,1 x 1010K x 100u = 100 секунд.
Когда контакт 4 LM555 срабатывает (замыкая его на землю) через выключатель мгновенного действия S2, таймер сбрасывается.
При запуске таймера включается реле. Следовательно, общая клемма (COM) реле закорочена на нормально разомкнутую (NO) клемму. К этой клемме можно подключить нагрузку большой мощности, например, лампочку или водяной насос. Транзистор Q1 действует как переключатель и обеспечивает подачу на реле достаточного управляющего тока. Диод D1 действует как обратный диод, который защищает транзистор Q1 от скачков напряжения, вызванных катушкой реле.
Светодиод 2 включается, указывая на то, что реле включено. LED1 показывает, что цепь включена. Переключатель SPDT S3 используется для включения цепи. Конденсаторы С2 и С4 используются для фильтрации помех в линии питания.
Eagle Schematic: GitHub
Step 4: PCB Fabrication
Estimated Time: 30 mins
- Order PCB: PCBWay
- Eagle PCB Board Layout: GitHub
- PDF для печати: GitHub
Я изготовил плату, используя метод железа.
Просверлил по четыре монтажных отверстия в каждом углу диаметром 3мм.
Размер печатной платы 10см X 5см.
Шаг 5: Сборка схемы
Расчетное время: 30 минут
Поместите и припаяйте все компоненты к печатной плате. Дважды проверьте компоненты с соблюдением полярности. Наконец, припаяйте адаптер питания к печатной плате.
После того, как все компоненты припаяны к печатной плате, можно подключить нагрузку к клеммам реле.
Шаг 6: Запуск и сброс таймера
Я подключил индикатор 24 В постоянного тока к общим и нормально разомкнутым клеммам реле. Когда таймер включен, эти клеммы замыкаются, замыкая цепь.
Вы можете изменить потенциометр, чтобы отрегулировать и установить временную задержку.
Переключатель мгновенного действия S1 используется для запуска таймера. Таймер можно сбросить во время цикла синхронизации, нажав кнопку мгновенного действия S2.
Step 7: Support These Projects
- YouTube: Electro Guruji
- Instagram: @electroguruji
- Twitter: ElectroGuruji
- Facebook: Electro Guruji
Are you an engineer or hobbyist who есть отличная идея для новой функции в этом проекте? Может быть, у вас есть хорошая идея для исправления ошибки? Не стесняйтесь брать схемы с GitHub и экспериментировать с ними. Если у вас есть какие-либо вопросы/сомнения, связанные с этим проектом, оставьте их в разделе комментариев, и я постараюсь ответить на них.
Ресурсы
сч.png png — 57,36 КБ
Автор
Связанный контент
Категории
Лицензия
Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike CC BY-NC-SA версии 4. 0 или выше (CC BY-NC-SA 4+)Amazing 555 Timer IC — Схемы — Особенности — Работа и техническое описание
Содержание
Что такое таймер 555?
ИС таймера 555 представляет собой очень надежное и стабильное устройство, которое можно использовать в качестве точного таймера или генератора . Ему требуется очень мало внешних компонентов, для его работы достаточно 1 или 2 внешних резисторов и одного конденсатора. По сути, таймер 555 представляет собой высокостабильную ИС, способную работать как точный генератор с временной задержкой и как автономный мультивибратор.
Микросхема таймера 555 была разработана Хансом Камензиндом в 1972, и цель состояла в том, чтобы разработать стабильную схему генератора, частота которого не зависит от изменений напряжения питания или разницы температур. Так родилась идея таймера 555. После первоначальных препятствий, когда ИС, наконец, была разработана, она стала такой популярной идеей, что было продано несколько миллиардов этих ИС.
Как таймер 555 получил свое название?
Хотя широко распространено мнение, что таймер IC 555 назван в честь трех резисторов по 5 кОм внутри IC. Но на самом деле это было просто причудливое название, данное ему менеджером по продажам компании Камензинда, чтобы повысить продажи.
Особенности таймера IC 555
Основная причина популярности таймера IC 555 заключается в том, что он используется в качестве генератора. Частота и рабочий цикл точно контролируются только двумя внешними резисторами и конденсаторами. Схема может использоваться для запуска и сброса на заднем фронте волновых форм. Многие из его выдающихся особенностей приведены ниже:
- Диапазон времени от нескольких микросекунд до часов
- Может работать как нестабильный, так и моностабильный мультивибратор.
- Полностью регулируемый рабочий цикл
- Возможность работы в широком диапазоне (1–18 В) питающих напряжений.
- Временной интервал не зависит от изменений напряжения питания
- Выход полностью совместим с CMOS, TTL (при использовании с питанием 5 В) и DTL
- Может подавать или потреблять до 200 мА тока
- Входы запуска и сброса логически совместимы .
- Выход может быть установлен в нормальное положение ON или нормально OFF
- Устойчивость к высоким температурам
Внутренняя схема микросхемы 555
555 Схема таймера : Таймер 555 состоит из 23 транзисторов, 2 диодов и 16 резисторов. Эта ИС также имеет встроенную компенсацию допусков компонентов и температурного дрейфа, в результате чего температурный коэффициент составляет всего 25 частей на миллион на градус Цельсия.
Внутренняя схема таймера 555 показана на следующем рисунке.
Рисунок 1. Схема внутренней цепи таймера IC 555Блок-схема таймера IC 555 и пояснение
Рисунок 2: Блок-схема таймера IC 555 показана на рисункеДелитель напряжения
Он состоит из трех одинаковых резисторов 5 кОм, соединенных последовательно с положительным напряжением питания (VCC) и землей (GND). Он такой же, как и любой другой резистивный делитель напряжения. Поскольку все три резистора одинаковы, входное напряжение делится поровну на все резисторы. Таким образом, мы получаем 2/3 VCC, которое подается в качестве опорного напряжения на пороговый компаратор. Кроме того, мы получаем 1/3 VCC, которое действует как опорное напряжение для секции триггерного компаратора.
[ Примечание : Для КМОП-версии таймера 555 вместо резисторов 5 кОм используются резисторы 100 кОм или выше] напряжения и на контакт «Управление». Также инвертирующий вывод подключается к выводу «Порог».
Триггерный компаратор
Положительная клемма триггерного компаратора подключена к опорному напряжению 1/3 VCC, а минусовая клемма подключена к контакту «Триггер».
Flip-Flop
Flip-Flop в IC 555 хранит состояние таймера. Он управляется сигналами с компараторов Trigger и Threshold. «Reset Pin» используется для сброса Flip-Flop на любом этапе времени. The input-output table of the Flip-Flop is given below :
| S | R | R1 | Q |
| High | Low | High or * Северная Каролина | Низкий |
| Низкий | Высокий | Высокий или *Н. З. | High |
| High/Low | High/Low | Low | Low |
Выходной драйвер
Выходной драйвер, расположенный рядом с триггером, управляет выходным каскадом таймера 555.
Разрядка
Выход триггера также управляет транзистором, подключенным между «выводом разряда» и выводом заземления.
Работа таймера IC 555
Давайте посмотрим, как на самом деле работает таймер IC 555 в простой схеме (моностабильный режим).
Блок-схема таймера IC 555 в цепиСтадия 1:
Ожидание срабатыванияВ большинстве практических схем напряжение на «триггере» (вывод 2) удерживается выше 1/3 уровня (также называемого точкой срабатывания). подключив резистор к Vcc.
Стадия 2: Запуск
Когда на контакт 2 подается отрицательный триггерный импульс, напряжение на этом выводе падает ниже 1/3 В пост. тока, и триггерный компаратор переключает триггер. Это действие отключает разрядные транзисторы (T 1 ) и переводит выходной уровень на ВЫСОКИЙ, приблизительно до значения немного ниже Vcc.
Стадия 3: Конденсатор начинает заряжаться
Конденсатор C T теперь начинает заряжаться, и напряжение на нем постепенно возрастает до 2/3 В пост. тока.
Этап 4: Порог сбрасывает триггер при 2/3 В постоянного тока
Когда напряжение достигает 2/3 В постоянного тока, пороговый компаратор сбрасывает триггер. И принудительно возвращает выход в состояние LOW, примерно на уровне земли (т. е. 0 В). Теперь транзистор Т 1 включается, разряжает C T , чтобы он был готов к следующему циклу синхронизации. После запуска схема не может реагировать на дополнительные запуски, пока не истечет временной интервал.
График: номограмма для выбора значений R, C для различных временных задержек омы и C T в фарадах. На рисунке (монограмма) показано, как можно установить задержку в диапазоне от 10 микросекунд до 10 секунд, выбрав соответствующие значения C Т и Р Т .Для C T вы можете выбрать значения от 0,01 мкФ до 100 мкФ, а для R T от 1 кОм до 10 МОм. На практике R T не должны превышать 20 МОм. При использовании электролитического конденсатора для C T обязательно выбирайте блок с низкими утечками. Для регулировки выдержки времени просто используйте переменный резистор R T , чтобы компенсировать очень большой допуск электролитических конденсаторов.
Очень важной особенностью таймера 555 (в отличие от многих RC-таймеров) является то, что он обеспечивает временной интервал, который практически не зависит от изменений напряжения питания VCC. Это связано с тем, что скорость зарядки C T , а также опорные напряжения порогового компаратора и триггерного компаратора прямо пропорциональны напряжению питания.
Здесь следует отметить, что первый цикл синхронизации займет больше времени, чем установленное время. Это происходит из-за того, что обычно напряжение времязадающего конденсатора изменяется от 1/3 (начинается зарядка) до 2/3 (начинается разрядка) Vcc. Но для первого цикла напряжение на конденсаторе должно подняться с 0 В до 1/3 вольта VCC.
Диапазон рабочего напряжения может варьироваться от 4,5 вольт* до максимум 18 вольт.
*[ Примечание : хотя минимальное рабочее напряжение составляет 4,5 В, но IC 555 будет нормально работать при 3 В для меньших нагрузок] 8 (8-контактный, двухрядный). В этом корпусе почти 23 транзистора, 2 диода и около 16 резисторов, составляющих внутреннюю схему таймера 555, изготовленного на кремниевой микросхеме. Другие доступные пакеты:
- 555: корпус DIP-8, содержащий один таймер 555 на одном чипе.
- 556 : Пакет DIP-14, содержащий два полных таймера 555 на одном чипе.
- 558/559 : Пакет DIP-16, содержащий четыре таймера 555 с ограниченной функциональностью на одном кристалле.
IC 555 Соглашения об именах
Версии
NE-Коммерческая версия с диапазоном температур от 0 °C до +70 °C
SE-Военная версия с диапазоном температур от −55 °C до +125 °C.
Типы упаковки
V – Дешевая эпоксидно-пластиковая упаковка
T – очень надежный металлический корпус
Версии КМОП
Несколько версий КМОП с низким энергопотреблением также созданы различными производителями. Они потребляют гораздо меньше энергии, чем стандартные версии на основе транзисторов. Кроме того, при переключении выхода они создают намного меньше шума питания.
- Intersil: ICM7555
- Texas Instruments: LMC555, TLC555, TLC551.
Схемы выводов
Схема выводов и функции таймера IC 555
IC-555-схема выводов таймераПримечание: Маленькая выемка , углубление или белая точка обозначают первый штифт ИС. Выводы на ИС маркируются против часовой стрелки, начиная с вывода с насечкой или точкой.
NE555 PIN-функции для пакета DIP-8
| ПИН № | Наименование контакта | Тип | Тип | . 0710 1 | GND | Питание | Этот вывод соединен с землей (0 В) Питание | ||||
| 2 | TRIGGER | Вход | Вход | контакт, выход переходит в высокое состояние. | |||||||
| 3 | Выход | Выход | Выходной штифт IC 555 | ||||||||
| 4 | Сбросьте | Вход | Сброс | Вход | Сброс | Вход | Reset | Вход | Reset | . | |
| 5 | CONTROL | Input | Changes the timing interval by applying external voltage | ||||||||
| 6 | THRESHOLD | Input | When voltage at this pin exceeds 2/3 VCC, the timing interval ends. | ||||||||
| 7 | РАЗРЯД | Выход | Позволяет разрядить времязадающий конденсатор между двумя синхронизирующими циклами. | ||||||||
| 8 | Vcc | Питание | Этот контакт подключен к положительному источнику питания. |
IC 556 Timer Pin Diagram and Specifications
IC 556 Timer Pin Diagram556 Timer’s Pinouts with Pin Functions for DIP-14 Package
| 556’s 1st Timer Номер контакта | 556 2-й таймер Номер контакта | Название контакта | Connection Type | Details | |
| 7 | 7 | GND | Power | Ground Supply (Common) | |
| 6 | 8 | TRIGGER | Input | Trigger Pins | |
| 5 | 9 | OUTPUT | Output | Output Pins | |
| 4 | 10 | RESET | Input | Reset Pins | |
| 3 | 11 | CONTROL | Input | Control Pins | |
| 2 | 12 | THRESHOLD | Input | Threshold Pins | |
| 1 | 13 | DISCHARGE | Выход | Выводные контакты | |
| 14 | 14 | VCC | Питание | Положительный контакт питания 8 (общий)| 0753 | |
Схема контактов IC 555 Пояснение
Контакт ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Этот контакт соединяет микросхему таймера 555 с заземлением (0 В).
TRIGGER
КонтактВ большинстве практических схем напряжение на этом контакте удерживается выше точки срабатывания (1/3 VCC) с помощью резистора, подключенного к VCC. Отрицательный импульс на этом контакте запускает временной интервал. Когда напряжение на этом выводе падает ниже 1/3 VCC (или 1/2 напряжения на управляющем выводе). Он устанавливает триггер, и выход переключается из состояния «НИЗКИЙ» в «ВЫСОКИЙ». Пока триггерный контакт подключен к низкому напряжению, выход останется в состоянии «HIGH». Только когда низкое напряжение будет удалено, таймер начнет свой временной интервал.
ВЫХОД Контакт
Выходной контакт таймера 555 обеспечивает двухтактный выход, который может управлять любой схемой ТТЛ и может подавать или потреблять ток до 200 мА. Это двухтактное устройство может быть переключено либо в НИЗКОЕ состояние (0 В), либо в ВЫСОКОЕ состояние (приблизительно VCC — 1,7 В).
Хотя биполярный таймер (версия DIP) способен обеспечивать высокий выходной ток, версия CMOS может потреблять гораздо меньший ток. Это позволяет IC 555 напрямую питать светодиоды, небольшие динамики, двигатели (с защитой от обратной ЭДС) без необходимости использования выходного транзистора.
Примечание: Для версии CMOS (щелкните, чтобы загрузить техническое описание) IC 555, например. LMC555 обеспечивает выходное напряжение = VCC и максимальный выходной ток = 50 мА
Контакт RESET
Этот контакт используется для сброса таймера в любое время. Этот вывод позволяет пользователю переопределить TRIGGER, а это может дополнительно переопределить THRESHOLD. Для сброса просто подайте отрицательный импульс на этот контакт. Кроме того, пока этот контакт подключен к земле, цикл синхронизации не запустится. Поэтому, чтобы быть в безопасности, когда этот вывод не используется, его следует подключить к VCC. Это предотвратит ложное срабатывание и электрические помехи, вызывающие нежелательный сброс.
CONTROL VOLTAGE Контакт
Как мы уже знаем, этот контакт подключен непосредственно к внутренней сети делителя напряжения (2/3 VCC), поэтому любое внешнее напряжение, подаваемое на этот контакт, будет влиять на синхронизацию таймера 555. Он управляет триггером, а также пороговыми уровнями. Мы можем контролировать ширину импульса выходного сигнала через этот вывод, который можно изменять независимо от схемы синхронизации RC.
Итак, что происходит, когда мы подаем напряжение на этот контакт? Это либо уменьшает, либо увеличивает время зарядки конденсатора, что, в свою очередь, влияет на ширину выходного импульса. В режиме нестабильного мультивибратора контакт CONTROL VOLTAGE может использоваться для частотной модуляции OUTPUT. Когда он не используется, этот вывод должен быть соединен с землей через развязывающий конденсатор емкостью 0,1 мкФ. Это гарантирует, что таймер останется незатронутым электрическими помехами.
THRESHOLD Контакт
Этот контакт подключен к положительному входу порогового компаратора. Напряжение, подаваемое на эту клемму, сравнивается с напряжением на УПРАВЛЕНИИ (обычно 2/3 В пост. тока, если внешнее напряжение не подается).
Так как этот вывод подключен непосредственно к цепи синхронизации RC, которая отвечает за цикл синхронизации. Если напряжение на этом выводе больше, чем опорное напряжение 2/3 В пост. тока, то временной интервал заканчивается, и ВЫХОД переключается из состояния «ВЫСОКИЙ» в состояние «НИЗКИЙ». Пороговый штифт используется для сброса триггера.
Контакт РАЗРЯД
Как мы знаем, этот контакт подключен непосредственно к внутреннему транзистору. И когда ВЫХОД контакта 3 переключается на низкий уровень, он разряжает времязадающий конденсатор на землю. Этот вывод обычно используется для разряда конденсатора между временными интервалами (в фазе с формой выходного сигнала). Это выходной контакт с открытым коллектором. Используя этот вывод, мы можем создать генератор прямоугольных импульсов, используя таймер IC 555.
Вывод разрядки также можно использовать в качестве альтернативного выхода, когда микросхема используется в «режиме бистабильного мультивибратора» и в «режиме триггера Шмитта».
[ Примечание : В случае КМОП-таймеров этот вывод является выходом с открытым стоком. ]
ПИТАНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. Работа. Обычно это напряжение находится в диапазоне от 4,5 до 18 Вольт. Однако таймер 555 может легко работать при низком напряжении 3 В для небольших нагрузок. Удивительно, но некоторые КМОП-версии таймера 555 могут работать даже при напряжении 1 В.
Эта микросхема совместима с TTL, что означает, что ее можно использовать с источником питания 5 В и выходом в том же диапазоне. Эта функция позволяет подключать ее к другим цифровые схемы без необходимости внешней схемы для снижения напряжения до 5В.
Режимы работы таймера 555
Причина огромной популярности таймеров 555 заключается в том, что для работы в качестве генератора импульсов или нестабильного генератора с точно контролируемым временем требуется очень мало компонентов (всего два резистора и конденсатор). постоянный. Но его полезность выходит за рамки простого мультивибратора. Микросхема таймера 555 может использоваться различными способами для работы в различных режимах.
Таймер 555 имеет следующие режимы работы:
- Monostable multivibrator
- Astable multivibrator
- Bistable Multibrator
- Schmitt Trigger
Let’s explore each of these working modes of 555 Timer
Monostable Multivibrator Using 555 timer
In this mode IC 555 Timer works as a single shot генератор импульсов. Другими словами, когда на контакт 2 подается отрицательный импульс*. Срабатывает таймер 555, и выход переходит в состояние высокой нестабильности. Он будет удерживать это ВЫСОКОЕ выходное состояние до тех пор, пока не истечет период времени, установленный внешней цепью резистор-конденсатор.
Мы можем найти различные приложения таймера IC 555, использующие этот режим, включая: генератор импульсов, генератор временной задержки, детектор пропущенных импульсов, делитель частоты, переключатель без дребезга, широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) и для измерения емкости. Список можно продолжить.
*[ Примечание: Импульс, используемый для запуска IC 555, должен быть меньше, чем ширина выходного импульса, который должен позволить внешнему времязадающему конденсатору полностью заряжаться и разряжаться]
Принципиальная схема IC 555 как моностабильного мультивибратора и формы сигнала Соединения : В моностабильном режиме пороговый и разрядный контакты закорочены. Один резистор R T подключен между Vcc и выводом разряда. Вывод управляющего напряжения заземлен через керамический конденсатор емкостью 0,01 мкф. Конденсатор C T подключен между пороговым выводом и землей.
Выходная нагрузка снимается с контакта 3 w.r.t. ВКК. Контакт 8 подключен к положительному источнику питания, а контакт 1 заземлен. Вывод сброса обычно подключается к VCC, однако, если вы хотите запустить временной цикл на положительном фронте импульса сброса, вы также можете использовать его.
Рабочий : Первоначально внешний времязадающий конденсатор C T удерживается разряженным транзистором T 1 (см. рис. 1). Когда мы подаем отрицательный импульс на контакт 2, устанавливается триггер, который устраняет короткое замыкание на внешнем конденсаторе и переводит выход в состояние ВЫСОКИЙ.
Напряжение на конденсаторе теперь начинает расти экспоненциально с постоянной времени R T C T . Когда напряжение на конденсаторе становится равным 2/3 В пост. тока, пороговый компаратор быстро сбрасывает триггер, который, в свою очередь, быстро разряжает конденсатор и переводит выход в состояние НИЗКОГО уровня. Схема остается в этом состоянии до прихода следующего импульса.
Схема срабатывает при отрицательном входном импульсе, когда уровень падает до 1/3 Vcc. После срабатывания схема останется в этом состоянии, пока не истечет установленное время, и повторное срабатывание в течение этого интервала не будет иметь никакого эффекта. Время, в течение которого выход находится в состоянии HIGH, определяется как
Во время цикла синхронизации, если вы одновременно подаете отрицательный импульс на клемму сброса
(, контакт 4 ) и триггерную клемму (, контакт 2 ). , он разряжает внешний конденсатор C T и запустить цикл заново. Цикл синхронизации (в этом новом расположении) теперь начнется с положительного фронта импульса сброса.
Во время подачи импульса сброса выход переходит в состояние LOW. Когда функция сброса не используется, рекомендуется подключать ее к Vcc во избежание ложных срабатываний.
Номограмма таймера 555 для простого расчета задержки времени: Вы можете использовать следующий график для простого расчета значений R T и C T при создании желаемых временных задержек. Например, предположим, вы хотите создать схему таймера для создания задержки в 1 с, но у вас есть только конденсатор емкостью 1 мкФ. Теперь из графика легко узнать, что можно использовать R T = 1 МОм для создания временной задержки в 1 с.
Номограмма временной задержки для таймера IC 555Нестабильный мультивибратор с использованием таймера 555
Таймер 555 в режиме нестабильного мультивибратора Диаграмма и форма волны Работа : В нестабильном режиме таймер 555 срабатывает сам и работает в свободном режиме как мультивибратор. Времязадающий конденсатор С T заряжается через R A и R B и разряжается только через R B . Таким образом, рабочий цикл можно точно установить, выбрав правильное соотношение этих двух резисторов.
В этом режиме работы конденсатор заряжается и разряжается между 1/3 В пост. тока и 2/3 В пост. тока. Кроме того, после срабатывания время зарядки и разрядки, а также частота не зависят от изменений напряжения питания.
Примечание: Избегайте использования меньшего значения резистора R A , поскольку это может повысить напряжение НИЗКОГО уровня на ВЫХОДЕ, а также может привести к неправильным расчетам времени.
Вычисления: Выход HIGH (время заряда) определяется как:
Выход LOW (время разряда) определяется как:
Таким образом, общий период T определяется как:
и частота
График частоты в свободном режиме таймера 555
График частоты в свободном режиме для таймера 555 Рабочий цикл (%) таймера IC 555 определяется как
Из приведенного выше уравнения вы могли заметить, что частота и рабочий цикл взаимозависимы. И любое изменение стоимости либо R A , либо R B влияет на оба. А для нестабильной схемы рабочий цикл всегда должен быть больше 50%. Но почему ?
Потому что, если вы проанализируете рисунок для нестабильного мультивибратора, вы заметите, что времязадающий конденсатор заряжается через (R A + R B ), а разряжается только через (R B ). Следовательно, время зарядки > время разрядки и, следовательно, время включения > время выключения.
Итак, нет ли возможности настроить рабочий цикл в соответствии с нашими потребностями. Наверняка есть, чтобы узнать больше, прочитайте эту статью – Настройка рабочего цикла таймера IC 555
Бистабильный мультивибратор с помощью таймера IC 555
Мы также можем создать очень простое бистабильное триггерное устройство, используя таймер 555 с двумя стабильными состояниями
Эта функция очень полезна в приложениях таймера IC 555, таких как TTL-совместимые драйверы. Преимущество этого триггера в том, что он может работать от разных напряжений питания и потребляет очень мало энергии. И для шумной среды требуется только один обходной конденсатор. Кроме того, он может обеспечивать возможность прямого управления реле.
Работа : В этой схеме мы используем клеммы «Триггер» и «Порог» в качестве входов для переключения выхода с НИЗКОГО на ВЫСОКИЙ по мере необходимости. Штифт «Триггер» удерживается в ВЫСОКОМ положении с помощью R 9.0778 1 и штифт «Порог» удерживается в НИЗКОМ положении с помощью R 2 . Отрицательный импульс, подаваемый на «триггерный входной терминал» (вывод 2), устанавливает триггер, и выход становится ВЫСОКИМ.
С другой стороны, положительный импульс, подаваемый на «пороговую клемму» (вывод 6), сбрасывает триггер и переводит выход в НИЗКИЙ уровень. В качестве альтернативы вы можете подать отрицательный импульс на «клемму сброса» (контакт 4). В этом сценарии оставьте контакт 6 подключенным к земле.
Триггер Шмитта с использованием таймера IC 555
Помимо создания функций синхронизации, компараторы «Порог» и «Триггер» таймера IC 555 могут использоваться независимо для других приложений. Одним из таких примеров является триггер Шмитта, как показано на рисунке.
Входы (выводы 2 и 6) двух входов компараторов соединены вместе и смещены на 1/2 В пост. тока через делитель напряжения R 1 и R 2 . Поскольку мы уже знаем, что пороговый компаратор сработает при 2/3 Vcc, а триггерный компаратор сработает при 1/3 Vcc. Смещение, обеспечиваемое двумя резисторами одинакового номинала R 1 и R 2 находится в пределах срабатывания компаратора.
Диаграмма и форма сигнала таймера 555 в качестве триггера ШмиттаРабота : Синусоидальный сигнал достаточной амплитуды используется для превышения контрольных уровней. Это приводит к установке и сбросу внутреннего триггера в соответствии с амплитудой волны. Таким образом, он создает прямоугольную волну на выходе. Поскольку оба R1 и R2 равны; 555 автоматически правильно смещается практически для любого напряжения питания.
Несмотря на то, что форма выходного сигнала сдвинута по фазе на 180° по отношению к приложенной синусоиде. Схема может использоваться в качестве формирователя сигнала (буфера), а также имеет возможность обеспечивать высокий выходной ток.
Эту схему также можно использовать в качестве бистабильного устройства или для инвертирования импульсных сигналов. Это можно сделать, изменив входную постоянную времени цепей, показанных на рисунке, уменьшив значение входного конденсатора до 0,001 мкФ. В этом случае входные импульсы будут дифференцированы.
Точно так же мы можем использовать эту модифицированную схему триггера Шмитта для инвертирования импульсных сигналов. Быстрая постоянная времени комбинации C1 с R1 и R2 теперь будет вызывать прохождение только фронтов входного импульса или прямоугольной формы сигнала. Эти импульсы будут устанавливать и сбрасывать триггер и генерировать инвертированный выходной сигнал высокого уровня.
Как использовать таймер IC 555 в цепях?
Работа выходного каскада Теперь мы уже знаем, как установить временной интервал или задержку для 555 таймера. Не давайте узнаем, как мы можем использовать его на практике. Взгляните на выходную цепь (T 3 и T 4 на рисунке 1), вы увидите квазикомплементарное расположение трансформаторов. Когда нагрузка подключена к таймеру 555, выходные импульсы развиваются через нагрузку R L могут быть получены непосредственно от контакта 3.
Когда нагрузка подключена между Vcc и OUTPUT, значительный ток протекает через нагрузку в клемма 3, если на выходе НИЗКИЙ уровень. Точно так же, когда выход высокий, ток через нагрузку довольно мал.
Условия меняются местами, когда нагрузка подключается между ВЫХОДОМ и землей. В этом случае выходной ток через нагрузку максимален, если выходной потенциал ВЫСОКИЙ, и минимален, когда выход НИЗКИЙ. Максимальный ток на клемме 3 составляет 200 мА, когда она используется в качестве источника или потребителя тока.
555 Цепь реле таймера Вы можете легко подключить реле к выходу IC 555 в приложениях, где задержка или период таймера превышает 0,1 секунды. Реле должно быть типа постоянного тока с катушкой, работающей примерно при Vcc и потребляющей не более 200 мА. На следующем рисунке показано, как можно подключить простой ручной таймер с двумя дополнительными соединениями для реле.
Внимание! : Будьте осторожны при подключении индуктивной нагрузки, такой как реле, к выходу таймера 555 или любого другого полупроводникового устройства. Когда ток через индуктивную нагрузку прерывается, разрушающееся магнитное поле приводит к высокой обратной ЭДС (обратной ЭДС), которая может быстро повредить полупроводниковый прибор.
Эту проблему можно легко решить, подключив диод (D1 или D3) к катушке реле, чтобы он проводил и поглощал переходные процессы. Обратите внимание, что диод для этой цели должен быть подключен в режиме обратного смещения.
Диод D2 должен быть включен последовательно с катушкой реле, когда он подключен между выходной клеммой и землей. В противном случае на выводе 3 появится напряжение, равное одному падению диодного перехода (около 0,7 В), что может привести к срабатыванию таймера.
Как мы уже знаем, во избежание ложных срабатываний вывод триггера обычно возвращается к Vcc, обычно через резистор около 22 кОм. Тем не менее, самый простой способ запуска 555 — это кратковременно заземлить терминал. Это будет работать нормально, если земля будет удалена до окончания временного интервала. Таким образом, если устройство используется в моностабильном мультивибраторе, как показано на рисунке выше, нажатие кнопки S1 достаточно для срабатывания схемы и запуска таймера.
Однако во многих приложениях 555 должен запускаться импульсом. Для запуска необходимая амплитуда и минимальная ширина импульса зависят от температуры и Vcc. Обычно ток, необходимый для срабатывания, составляет около 0,5 мкА на период 0,1 мкс . Напряжение срабатывания находится в диапазоне от 1,67 В до , когда Vcc равно 5 В, и , 5 В, до , когда Vcc равно 15 В.
Следует отметить, что схема запуска достаточно чувствительна и может быть активирована простым нажатием
(a) касание терминала пальцем или
(b) приближение руки к отрезку провода, прикрепленного к контакту 2.
При подаче отрицательного импульса на контакт 2 запускается временной цикл, и схема невосприимчива к дальнейшему запуску, пока цикл не будет завершен. Однако, если вы хотите прервать синхронизированный цикл, вы можете сделать это, заземлив клемму сброса или подав на нее отрицательный импульс сброса.
Как только вы подадите импульс сброса, времязадающий конденсатор C 1 разряжается, и выход возвращается в состояние покоя. Напряжение сброса обычно составляет 0,7 В, а ток сброса — 0,1 мА. Как мы уже знаем, когда терминал сброса не используется, он должен быть подключен к Vcc.
Что делать с терминалом управления? Как вы уже знаете, контакт 5 (клемма управления) подключен к точке 2/3 Vcc на внутреннем делителе напряжения. И временной цикл можно изменить, подав управляющее напряжение постоянного тока на контакт 5. Это позволяет нам иметь ручное или электронное дистанционное управление временным интервалом.
В моностабильном режиме клемма управления используется редко и должна быть заземлена через конденсатор емкостью 0,01 мкФ, чтобы предотвратить влияние электрических помех на временной интервал.
Однако, когда таймер работает как генератор в нестабильном режиме. Генерируемый сигнал может быть частотно-модулированным или широтно-импульсно-модулированным путем подачи переменного управляющего напряжения постоянного тока на клемму управляющего напряжения.
Листы данных
555 Таймер IC Лист данных
- Спецификация таймера NE555 (биполярная версия) | Скачать | Online View
- Лист данных для таймера LMC555 (версия CMOS) | Скачать | Онлайн-просмотр
556 ИС таймера Лист данных
- Лист данных для таймера NE556 (биполярная версия) | Скачать
- Datasheet для таймера TLC556 (версия CMOS) | Скачать
Простые проекты с таймером 555
Хватит теории! А теперь давайте повеселимся. Вот три простые в сборке схемы, которые можно собрать с помощью IC 555.
Small LED Flasher Circuit Using IC 555
Small LED Flasher Circuit using 555 timerParts List :
- 10 μF, 6V electrolytic capacitor
- One LED of any colour
- 220 kΩ, 1/4W Resistor
- Резистор 22 кОм, 1/4 Вт
- Резистор 68 Ом, 1/4 Вт
- 555 ИС таймера
- Два элемента питания AA или AAA
- Провода
- Макет или печатная плата для изготовления рабочей схемы
- 555 timer
- 0.068 μF, ceramic capacitor
- 0.01 μF, ceramic capacitor
- 100 KΩ, 1/4W Resistor
- 1 кОм, 1/4 Вт Резистор
- Питание ± 5 В (можно получить с выхода мобильного зарядного устройства)
- Провода
- Макет или печатная плата для изготовления схемы
- 555 Таймер
- 10 мкл, электролитический концептор
- 0,01 мкл, Ceramic Capacitor
- 100.// /01 мкф, Ceramic Capacitor
- 100.11mry 1,
- 0,01 мкл, Ceramic Capacitor
- . Резистор 4 Вт
- Резистор 330 Ом, 1/4 Вт
- Светодиод (любого цвета)
- Две небольшие металлические пластины (сенсорные панели)
- Питание ± 5 В (можно получить с выхода мобильного зарядного устройства)
- Провода
- Макет или печатная плата для изготовления схемы
- реле
- ne555
- Питание реле не обязательно должно быть таким же источником питания, как остальная часть логики, но может быть, если это достаточное напряжение для реле. Убедитесь, что напряжение питания реле достаточно для замыкания реле.
- Выберите Q1 для адекватного тока привода реле. Для больших реле модель 3904 может не подойти. Также убедитесь, что устройство насыщается. Соединение Дарлингтона может потребоваться для очень больших токов.
- D1 — обратный диод, необходимый для защиты транзистора Q1 от скачков напряжения, вызванных катушкой реле.
20 Это схема очень маленького светодиодного фонарика, которая работает всего от двух батареек AA или AAA. Его можно использовать в качестве мигающего метронома, таймера темной комнаты, памятки-напоминания и многих других подобных приложений таймера
ic 555 . Схема, показанная на рисунке, в основном представляет собой нестабильный мультивибратор с рабочим циклом около 10 %. Светодиод, подключенный, как показано на рисунке, загорится на короткое время, а затем останется выключенным на более длительное время. Рабочий цикл будет изменен на 90%, если R3 и светодиод подключены между OUT и землей, как показано пунктирными линиями на рисунке. Соответственно увеличится и расход батареи.
Square Wave Generator Using 555 Timer
Square Wave Generator using 555 TimerParts List :
Рабочий: Интересно отметить, что обычная нестабильная схема, использующая микросхему таймера 555, не дает симметричной формы выходного сигнала (см. Нестабильная схема). Почему?
Суть этой проблемы заключается в асимметрии обычной нестабильной схемы. Поскольку время зарядки и разрядки времязадающего конденсатора неодинаково. Таким образом, время HIGH-LOW выходной волны также не будет одинаковым, что приведет к асимметричной волне. В приведенной выше схеме конденсатор C1 заряжается через R1 и R2 и разряжается только через R2.
Однако, если мы сделаем R1 очень маленьким по сравнению с R2. Тогда обе константы таймера будут уменьшены, и теперь они будут существенно зависеть от R2 и C1. Частота операций (f) составляет приблизительно . Частота, конечно, не зависит от напряжения питания. Прямоугольная волна частоты – 100 Гц может быть получена по схеме, показанной на рисунке выше.
555 Проект таймера — Touch to Switch
Touch to On Switch с использованием 555 TimerСписок деталей:
Рабочий : Поскольку входное сопротивление контакта 2 (триггерный компаратор) очень велико, его можно использовать для создания сенсорного переключателя с использованием таймера IC 555. Триггерный штифт 555 настолько чувствителен, что может срабатывать от напряжения, индуцированного в человеческом теле. Этот факт используется при создании сенсорного переключателя, показанного на рисунке. После подачи питания схема остается включенной в течение нескольких секунд, а затем выходной переключатель возвращается в состояние ВЫКЛ.
Такие схемы идеально подходят для изготовления зуммеров и сенсорных дверных звонков. Вы также можете использовать его в маленьких игрушках, которые после прикосновения будут работать некоторое время, а затем автоматически отключатся. Игрушечные моторы можно управлять, подключив подходящий транзистор (например, BC547) к выходному контакту 3 микросхемы. Кроме того, при необходимости вы можете подключить реле (с защитой от обратной ЭДС) непосредственно на ВЫХОДЕ микросхемы таймера.
Часто задаваемые вопросы
В. Каковы три основных режима работы IC 555?
A. Наиболее распространенный режим работы таймера IC 555 — простой мультивибратор или генератор прямоугольных импульсов. На практике таймер 555 может работать в трех основных режимах: моностабильный, нестабильный и бистабильный. Он также может работать как триггер Шмитта.
В. Что внутри схемы таймера 555?
A. Внутренняя схема микросхемы таймера 555 состоит из 23 транзисторов, 2 диодов и 16 резисторов. Он имеет встроенный компенсационный допуск и температурный дрейф. В анализе блок-схем у него есть два компаратора, а именно — пороговый компаратор и триггерный компаратор, один триггер, один выходной каскад, делитель напряжения и разрядная секция.
В. Что такое таймер 555, объясните его конфигурацию контактов?
A. Микросхема таймера 555 имеет 8 контактов – (1) заземление 0 В, (2) триггер-старт таймера, (3) выход-выход, (4) сброс-сброс таймера, (5) управляющее напряжение -используется для ШИМ, (6) таймер пороговой остановки, (7) разрядка-разрядка конденсатора времени и (8) Vcc-подает питание +ve на IC.
Глоссарий
Компараторы : Как известно, компаратор в электронике — это устройство, которое сравнивает два разных напряжения. Имеет два входа – инвертирующий (-) и неинвертирующий (+). Когда напряжение на (-) неинвертирующей клемме выше, чем на (+) инвертирующей клемме, выход компаратора переключается с НИЗКОГО на ВЫСОКИЙ, в противном случае он остается низким. В идеале входное сопротивление компаратора бесконечно.
Триггер : Триггер похож на электронный тумблер (электрический переключатель, который мы используем дома). Он имеет два стабильных состояния (ВКЛ и ВЫКЛ) и может хранить информацию о состоянии, например, бистабильный мультивибратор. Триггер (или защелку) можно перевести в режим ВКЛ или ВЫКЛ, подав сигналы на один или несколько входов, он имеет один или два выхода.
Мультивибратор : Мультивибратор представляет собой электронную схему, способную генерировать сигналы различной формы, например, квадратные, прямоугольные и импульсные. Они также известны как генераторы функций или нелинейные генераторы. Генератор выполняет аналогичную работу, но он может производить только синусоидальную волну, в отличие от мультивибраторов. Мультивибраторы используются в цепях, где требуются прямоугольные волны или импульсы.
Квазикомплементарный: Тип схемы, в которой одна сторона нагрузки подключается к переходу эмиттер-коллектор выходных транзисторов, а другая сторона нагрузки может быть подключена к VCC или к земле. Этот тип расположения обычно встречается во многих бестрансформаторных выходных аудиокаскадах.
Рабочий цикл (%) : Рабочий цикл (%) или «Коэффициент заполнения» представляет собой процент времени включения – время, в течение которого выходной сигнал является ВЫСОКИМ для каждого цикла прямоугольной волны. Например, если при времени цикла 1 с выходной сигнал ВЫСОКИЙ в течение примерно 0,5 секунды и НИЗКИЙ также в течение примерно 0,5 секунды, тогда мы говорим, что рабочий цикл составляет 50%.
Триггер Шмитта : Триггер Шмитта — это устройства , которые используются для удаления шума из сигналов и получения чистого выходного сигнала . Они особенно используются в средах, где любой тип шума может создать нежелательную функциональность, например, цифровые схемы, шумы, создаваемые дребезгом контактов в переключателях. Они также находят свое место в функциональных генераторах и SMPS (импульсных источниках питания).
ne555 — Могу ли я разместить реле на выходе таймера 555
Задавать вопрос
спросил
Изменено 4 года, 10 месяцев назад
Просмотрено 6к раз
\$\начало группы\$
Недавно я наткнулся на кучу статей в сети о 555-таймере, это моя первая микросхема.
Я знакомлюсь с ним поближе и хочу знать, запускайте его в стабильном режиме с реле между контактом 3 (выход) и землей. Я буду использовать реле для переключения между двумя разными массивами светодиодов.
Что меня беспокоит, так это то, что размещение реле непосредственно между выводом 3 и землей не вызовет сильного тока в таймере 555.
Будет ли необходимо и возможно ли установить последовательно с катушкой резистор для ограничения тока?
Я только сейчас получаю опыт работы с реле, я знаю, что им требуется определенное приложенное напряжение, чтобы намагнитить катушку до точки, в которой она может эффективно перемещать якорь. Я только не уверен, как это относится к КВЛ?
При высоком уровне контакта 3 на катушку будет подаваться 12 В, я не совсем уверен, но полагаю, что без резистора это, вероятно, будет означать, что большой ток будет отводиться на контакт 3. Если бы я включил резистор последовательно с катушкой реле, на высоком уровне контакта 3, поддерживала бы катушка требуемое напряжение на нем?
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
Чтобы уточнить ответ Питера Беннета, вот стандартная схема драйвера реле, которую я использую. Это устраняет требование, чтобы 555 мог обеспечивать полный ток реле.
имитация этой схемы – Схема создана с помощью CircuitLab
Примечания:
\$\конечная группа\$
3
\$\начало группы\$
Если вы используете 555 на 12 вольт, вы должны использовать реле на 12 вольт и убедиться, что оно не требует большего тока, чем может обеспечить 555.
Если 555 не может обеспечить ток, достаточный для работы реле, или если вы должны управлять реле и 555 от разных напряжений, вам может потребоваться дополнительный транзистор для управления реле.
Вы можете использовать резистор последовательно с катушкой реле, если реле требует более низкого напряжения, чем обеспечивает выход 555.
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Катушки реле имеют внутреннее сопротивление, поэтому, если вы знаете это число, можете его измерить или сделать вывод из таблицы данных реле, вы можете обратиться к таблице данных 555 выбранного вами варианта 555, чтобы определить, нужен ли ток реле. будут доступны с выхода 555.
NE555 может подавать 100 мА с выходного контакта, поэтому a1 при 12 В должен быть способен управлять реле с сопротивлением 120 Ом или выше. это будет включать большинство 12-вольтовых реле «сахарного кубика», а также обычные автомобильные звуковые сигналы и реле освещения.
, в котором говорится, что выход может потреблять 200 мА, поэтому, если логика 555 может быть инвертирована, подключение реле между 12 В и выходом дает более сильный привод.
UA555 может подавать только 10 мА bunt может потреблять 100 мА, поэтому может по-прежнему управлять реле, подключенным к +12, но слишком слаб, чтобы напрямую управлять реле, подключенным к земле
\$\конечная группа\$
2
Твой ответ
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
Объяснение реле времени с задержкой – инженерное мышление
Изучите основы реле времени с задержкой и таймеров, чтобы понять основные типы, как они работают и где мы их используем.
Прокрутите вниз, чтобы посмотреть обучающее видео на YouTube.
Компания TELE Controls любезно спонсировала эту статью и является одним из ведущих производителей в области автоматизации с 1963.
Они предлагают одни из лучших таймеров на рынке и гарантируют максимальную функциональность и временные диапазоны.
Найдите время, чтобы ознакомиться с их ассортиментом реле с задержкой времени, а также с подходящими релейными базами и аксессуарами. Вы можете связаться с ними по адресу [email protected] или через LinkedIn. Чтобы узнать больше, нажмите ЗДЕСЬ
Что такое реле времени?
Реле с задержкой по времениРеле с задержкой по времени — это просто управляющие реле со встроенной функцией задержки по времени. Они контролируют событие, подавая питание на вторичную цепь, через определенное время или в течение определенного времени, некоторые даже могут делать и то, и другое. .
Механическое реле В стандартном нормально разомкнутом управляющем реле контакты на вторичной стороне немедленно замыкаются при подаче напряжения на обмотку на первичной стороне. Когда электричество отключается на первичной стороне, контакты на вторичной стороне размыкаются и отключают питание нагрузки.
Для некоторых приложений нам не нужен немедленный ответ на вторичной стороне, мы хотим, чтобы это происходило через определенное время или только в течение определенного периода времени. Для этого мы можем использовать реле задержки времени.
Существует два основных типа основных реле времени: с задержкой включения и с задержкой выключения. Это могут быть реле нормально разомкнутого или нормально замкнутого типа, и мы можем контролировать время задержки от миллисекунд до часов или даже дней.
Тип задержки выключения, тип задержки включенияКстати, мы подробно рассмотрели основы механических реле в нашей предыдущей статье, проверьте это ЗДЕСЬ.
Где используются реле времени
Реле времени широко используются в промышленности, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также в строительных службах для обеспечения переключения с выдержкой времени. Например, чтобы запустить двигатель, управлять электрической нагрузкой или просто автоматизировать действие. Они играют жизненно важную роль для целевых логических потребностей.
Типичный пример, который вы, вероятно, видели, находится в коридоре или на лестничной клетке, которые редко используются. Возможно, на работе или в многоквартирном доме. Мы не хотим, чтобы свет горел постоянно, мы хотим, чтобы он автоматически выключался. Таким образом, как только выключатель света нажат, реле задержки времени поддерживает свет в течение определенного времени. По истечении этого времени он автоматически отключает питание светильника. Реле
Пример Реле временимогут применяться практически в любых приложениях, они доступны в виде съемных устройств, устройств, монтируемых на основании, печатных плат и даже в качестве элементов управления, монтируемых на DIN-рейку.
Традиционно реле времени были доступны только как однофункциональные устройства с одним временным диапазоном. Эти устройства все еще доступны и обычно используются в приложениях с очень простыми потребностями синхронизации.
Но мы можем получить более совершенные реле времени с другими функциями и несколькими диапазонами времени. Большинство из них также способны контролировать напряжение или ток в широком диапазоне, поэтому их применение не ограничено. Для их настройки не требуется язык программирования, мы просто настраиваем параметры с помощью циферблатов, а руководства производителей проинструктируют вас, как это сделать.
Усовершенствованные реле времениРеле и переключатели задержки времени будут работать автоматически после настройки и получения триггера или сигнала, вызывающего действие. В многофункциональных реле мы часто находим встроенный в устройство светодиод, который будет мигать с разными интервалами, чтобы указать, какую функцию он выполняет в данный момент. Руководство производителя расскажет нам, на какую функцию указывает светодиод.
Чтобы применить реле задержки времени или переключатель, нам необходимо решить, где будет установлено устройство, что сработает, как долго будет задержка перед подачей питания на вторичную сторону или как долго вторичная сторона будет находиться под напряжением.
Цепь отключения по времени
Иногда нам нужно, чтобы вторичная сторона реле оставалась включенной в течение заданного периода времени. Например, внешний лучистый обогреватель, который мы могли бы найти в ресторане со столиками на открытом воздухе. Когда клиенту холодно, он щелкает выключателем. Теперь они потребляют много энергии, поэтому мы не хотим, чтобы они оставались включенными в течение нескольких часов. Клиент не будет там слишком долго, поэтому мы можем использовать реле времени. Реле времени автоматически выключит нагреватель, например, через 30 минут.
Простая схемаЕсли мы посмотрим на эту простую схему батареи и светодиода. Когда переключатель замкнут, светодиод загорается. При размыкании переключателя светодиод мгновенно гаснет. Как мы можем отсрочить выключение светодиода?
Параллельно светодиоду можно поставить конденсатор. Таким образом, когда переключатель замкнут, загорается светодиод, и конденсатор заряжается. При размыкании ключа конденсатор разряжается, а светодиод продолжает гореть. Мы можем использовать конденсаторы разного размера, чтобы изменить время, в течение которого светодиод остается включенным. Мы могли бы даже использовать переменный конденсатор, чтобы настроить период времени.
Переключатель может быть вторичной стороной реле и использует входной сигнал на первичной стороне для запуска таймера на вторичной стороне.
В качестве альтернативы светодиод может быть на первичной стороне твердотельного реле. Таким образом, светодиод будет использоваться для обеспечения оптической связи с фототранзистором на вторичной стороне.
Простая временная задержкаПроблема, с которой мы сталкиваемся в этой конструкции, заключается в том, что скорость разряда конденсатора не является линейной, поэтому светодиод медленно тускнеет, пока в конце концов не выключится. Таким образом, мы могли бы хотеть лучший дизайн.
Как обеспечить, чтобы светодиод оставался включенным при размыкании переключателя, а также чтобы он автоматически выключался, если становится слишком тусклым.
Мы можем добавить в схему транзистор. Транзистор будет действовать как переключатель. Существуют разные типы транзисторов, но мы не будем подробно останавливаться на них в этом видео. Сейчас мы будем считать, что основная схема подключена к двум из трех выводов транзисторов. Этот тип транзистора обычно блокирует протекание тока в цепи. Но когда на базовый контакт подается определенное напряжение, транзистор пропускает ток. Когда напряжение на базовом выводе снимается, транзистор прекращает протекание тока в основной цепи.
Приложено малое напряжениеНа этой диаграмме показана простая схема выключения с задержкой времени, использующая транзистор, конденсатор, светодиод и переключатель. Резисторы используются для ограничения тока и защиты компонентов.
Простая схема выключения с задержкой Итак, мы можем управлять током в основной цепи, посылая сигнал на базовый вывод транзистора, этот сигнал представляет собой небольшое напряжение. Транзистор будет пропускать ток в основной цепи только в том случае, если напряжение на базовом выводе находится на определенном уровне или выше, обычно 0,7 В. Если напряжение на базовом выводе упадет ниже этого минимального уровня, ток не будет протекать.
При разомкнутом переключателе светодиод не загорается, напряжение на выводе базы транзистора отсутствует, поэтому транзистор действует как разомкнутый переключатель и предотвращает протекание тока в главной цепи.
Переключатель замкнутКогда переключатель замкнут, электричество поступает на базовый вывод транзистора. Транзистор определяет напряжение и определяет, что оно выше минимального уровня, поэтому он позволяет току течь через основную цепь.
Ток, протекающий по главной цепи, зажигает светодиод, в то время как конденсатор заряжается.
При размыкании переключателя подача основного питания на вывод базы транзистора отключается. Теперь конденсатор начинает разряжаться и подает напряжение на базовый вывод. Это позволяет транзистору продолжать пропускать ток через основную цепь, поэтому светодиод остается включенным.
Когда уровень напряжения на конденсаторе упадет ниже минимального значения срабатывания транзистора, он выключится и остановит ток в основной цепи, поэтому светодиод выключится. Таким образом, накопительная емкость конденсатора определяет, как долго схема находится под напряжением.
Эта простая конструкция предназначена для выключателя с временной задержкой, но мы снова можем интегрировать его в реле.
Кстати, мы подробно рассмотрели, как работают конденсаторы, в нашей предыдущей статье ЗДЕСЬ
Временная задержка в цепи
Иногда нам нужно, чтобы вторичная сторона реле оставалась выключенной в течение заданного периода времени.
Например, при включении или выключении больших индуктивных нагрузок, возможно, из-за внезапной потери мощности или запуска большого асинхронного двигателя, могут возникнуть большие скачки напряжения или пусковые токи из-за сильного магнитного потока в цепи. Эти скачки напряжения могут повредить компоненты и оборудование.
Если предусмотрена короткая задержка, такого повреждения можно избежать. Для этой цели используются схемы реле задержки времени.
Транзистор нуждается в минимальном напряжении Если мы посмотрим на это простое время задержки в цепи, то увидим, что транзистор препятствует включению лампы. Транзистору нужно минимальное напряжение, чтобы открыться и позволить лампе включиться. Когда мы замыкаем ключ, транзистор получает это напряжение и мгновенно открывается.
Как мы можем отсрочить это?
Мы могли бы просто подключить диод Зенера к выводу основания транзистора, а затем параллельно подключить резистор и конденсатор между диодом и переключателем. Диоды пропускают ток только в одном направлении и блокируют ток, протекающий в противоположном направлении. Однако, если на диод Зенера подается определенное обратное напряжение, он откроется и позволит току течь в противоположном направлении, это известно как напряжение пробоя. Таким образом, мы можем использовать это для управления транзистором, открывая его только при подаче определенного напряжения.
Переключатель замкнут, транзистор заблокирован Теперь, когда мы замыкаем переключатель, ток будет медленно заряжать конденсатор. Зенеровский диод продолжает блокировать ток к транзистору, и лампа остается выключенной.
