Elektronik cihazlar geliştirirken, belirli bir uzunlukta darbeler veya belirli bir frekansta ve belirli bir duraklama uzunluğu oranında dikdörtgen bir sinyal oluşturmak genellikle gerekli hale gelir. Deneyimli bir tasarımcının böyle bir cihazı ayrı dijital elemanlar üzerinde tasarlaması zor olmayacaktır, ancak bu amaç için özel bir mikro devre kullanmak daha uygundur.
İçerik
NE555 çipi nedir ve nerede kullanılabilir?
NE555 yongası geçen yüzyılın 70'lerinde geliştirildi ve profesyoneller ve amatörler arasında hala çok popüler. 8 pimli bir muhafaza içine alınmış bir zamanlayıcıdır.DIP veya çeşitli yüzey montajlı (SMD) versiyonları mevcuttur.
Mikro devre iki karşılaştırıcı içerir - üst ve alt. Girişlerinde besleme geriliminin 2/3 ve 1/3'üne eşit bir referans gerilimi oluşur. Bölücü dirençlerden oluşur direnç 5 kOhm. Karşılaştırıcılar RS flip-flop'u kontrol eder. Çıkışına bir tampon yükseltici ve bir transistör anahtarı bağlanır. Her karşılaştırıcının bir serbest girişi vardır, harici kontrol sinyallerini beslemeye yarar. Üst karşılaştırıcı, yüksek bir seviye göründüğünde tetiklenir ve mikro devrenin çıkışını düşük bir seviyeye değiştirir. Alt “koruyucu” voltajı 1/3 VCC'nin altına düşürür ve zamanlayıcı çıkışını mantıksal bir birime ayarlar.
NE555 çipinin ana özellikleri
Farklı üreticilerin zamanlayıcı özellikleri küçük sınırlar içinde farklılık gösterebilir, ancak hiç kimsenin temel sapmaları yoktur (kökeni bilinmeyen mikro devreler hariç, onlardan her şeyi bekleyebilirsiniz):
- Veri sayfalarında 4,5 ... 18 V sınırlar olmasına rağmen, besleme voltajı standart olarak +5 ila +15 V arasında belirtilir.
- Çıkış akımı 200 mA'dır.
- Çıkış voltajı maksimum VCC eksi 1,6 V'tur, ancak 5 V besleme voltajıyla 2 V'tan az değildir.
- 5 V'ta akım tüketimi 5 mA'dan fazla değil, 15 V'ta - 13 mA'ya kadar.
- Darbe süresinin oluşumundaki hata% 2.25'ten fazla değildir.
- Maksimum çalışma frekansı 500 kHz'dir.
Tüm parametreler +25 °C ortam sıcaklığı için belirtilmiştir.
Pinlerin yeri ve amacı
Zamanlayıcı çıkışları, kasa tasarımından bağımsız olarak standart olarak düzenlenir - anahtardan saat yönünün tersine artan sırayla (yukarıdan bakıldığında), 1'den 8'e kadar. Her çıkışın kendi amacı vardır:
- GND – cihazın ortak güç kaynağı kablosu.
- TETİK - düşük bir seviye uygulandığında, ikinci (şemaya göre daha düşük) karşılaştırıcıyı başlatır, çıkışında dahili RS flip-flop'u 0'a ayarlayan bir mantıksal birim belirir. Buna bir harici zamanlama RC devresi bağlanır. THR'ye göre önceliklidir.
- DIŞARI - çıkış. Sinyalin yüksek seviyesi besleme voltajından biraz daha düşüktür, düşük seviye 0,25 V'dir.
- SIFIRLA - Sıfırla. Diğer girişlerdeki sinyallerden bağımsız olarak eğer düşük bir seviye varsa çıkışı 0'a resetler ve timer'ı devre dışı bırakır.
- CTRL - yönetmek. Her zaman güç rayı voltajının 2/3 seviyesine sahiptir. Burada harici bir sinyal uygulayabilir ve çıkışı onunla modüle edebilirsiniz.
- THR - yüksek bir seviye göründüğünde (güç kaynağının 2 / 3'ünden fazlası), ilk (şemaya göre üst) tetik 1'e ayarlanır ve dahili RS parmak arası terlik mantıksal birim durumuna geçer.
- DIS - zaman ayarlı kapasitörün deşarjı. Çıkışta yüksek seviyeli bir tetik göründüğünde, dahili transistör açılır, hızlı bir deşarj meydana gelir. Zamanlayıcı, bir sonraki işlem döngüsü için hazırdır.
- VCC - güç çıkışı. 5 - 15 V arası voltaj ile beslenebilir.
NE555 yongasının çalışma modlarının açıklaması
Zamanlayıcının mimarisi, çeşitli modlarda kullanılmasına izin verse de, NE555 için üç tipik çalışma modu vardır.
Tek vibratör (bekleme multivibratörü)
Başlangıç pozisyonu:
- giriş 2 yüksek mantık seviyesi;
- tetikleyicinin R ve S girişlerinde - sıfırlar;
- tetik çıkışı - 1;
- deşarj devresi transistörü açık, kapasitör C şönt;
- çıkış 3, seviye 0'dır.
Giriş 2'de bir sıfır seviyesi göründüğünde, alt karşılaştırıcı 1'e geçer ve tetiği 0'a çevirir. Mikro devrenin çıkışında yüksek bir seviye belirir.Aynı zamanda, transistör kapanır ve kapasitörün şöntünü durdurur. R direnci üzerinden şarj olmaya başlar. Üzerindeki voltaj VCC'nin 2/3'üne ulaşır ulaşmaz üst karşılaştırıcı çalışacak, tetiği tekrar 1'e ve zamanlayıcı çıkışını 0'a ayarlayacaktır. Transistör açılacak ve kapasitansı boşaltacaktır. . Böylece çıkışta, başlangıcı giriş 2'deki harici bir sinyal tarafından belirlenen ve tamamlama, t=1.1⋅R⋅ formülü ile hesaplanan kapasitör yükünün süresine bağlı olan pozitif bir darbe oluşacaktır. C.
multivibratör
Güç verildiğinde, kondansatör, giriş 2 (ve 6) mantık 0'da, zamanlayıcı 1'in çıkışında deşarj edilir (bu işlem önceki bölümde açıklanmıştır). Kapasitansı R1 ve R2 üzerinden 2/3 VCC seviyesine şarj ettikten sonra, giriş 6'daki yüksek seviye çıkış 3'ü sıfıra çevirecek ve deşarj transistörü açılacaktır. Ancak kapasitör doğrudan değil, R2 üzerinden deşarj olacaktır. Sonuç olarak devre orijinal konumuna gelecek ve döngü tekrar tekrar tekrar edecektir. İşlemin açıklamasından, şarj süresinin R1, R2 dirençleri ve kapasitörün kapasitansının toplamı ile belirlendiği ve deşarj süresinin R1 ve C tarafından ayarlandığı görülebilir. R1 ve R2 yerine, değişken dirençler koyabilir ve darbelerin frekansını ve görev döngüsünü hızlı bir şekilde kontrol edebilirsiniz. Hesaplama formülleri:
- darbe süresi t1=0.693⋅(R1+R2)⋅C;
- duraklama süresi t2=0.693⋅R2⋅C;
- darbe tekrarlama oranı f=1/(0.693(R1+2⋅R2)⋅C.
Duraklama süresi, darbe süresini aşamaz. Bu sınırlamayı aşmak için deşarj ve şarj devreleri devreye bir diyot dahil edilerek ayrılır (katot pim 6'ya, anot pim 7'ye).
Schmitt tetikleyici
555 yongasında bir Schmitt tetikleyici oluşturabilirsiniz.Bu cihaz, yavaş değişen bir sinyali (sinüzoid, testere dişi vb.) kare dalgaya dönüştürür. Burada zamanlama devreleri kullanılmaz, sinyal birbirine bağlı 2 ve 6 girişlerine beslenir. 2/3 VCC eşiğine ulaşıldığında çıkış voltajı aniden 1'e döner, 1/3 seviyesine düştüğünde aniden sıfıra da düşer. Belirsizlik bölgesi, besleme voltajının 1/3'ü kadardır.
Avantajlar ve dezavantajlar
NE555 yongasının ana avantajı kullanım kolaylığıdır - bir devre oluşturmak için küçük bir bağlama yeterlidir, bu da hesaplamaya iyi gelir. Aynı zamanda, cihazın maliyeti düşüktür.
Zamanlayıcının ana dezavantajı, darbe süresinin besleme voltajına belirgin bağımlılığıdır. Bunun nedeni, tek vibratör veya multivibratör devresindeki kapasitörün bir direnç (veya iki aracılığıyla) üzerinden şarj edilmesi ve direncin üst terminalinin besleme veri yoluna bağlanmasıdır. Dirençten geçen akım VCC voltajı tarafından oluşturulur - ne kadar yüksek olursa, akım o kadar büyük olur, kondansatör o kadar hızlı şarj olur, karşılaştırıcı ne kadar erken çalışırsa, üretilen zaman aralığı o kadar kısa olur. Bilinmeyen bir nedenle, bu an teknik belgelerde yer almıyor, ancak geliştiriciler tarafından iyi biliniyor.
Zamanlayıcının diğer bir dezavantajı, karşılaştırıcıların eşik voltajlarının dahili bölücüler tarafından oluşturulması ve ayarlanamamasıdır. Bu, NE555'in uygulama olanaklarını sınırlar.
Ve hoş olmayan bir özellik daha. Anahtarlama anında çıkış aşamasını oluşturmak için itme-çekme şemasıyla bağlantılı olarak (üst transistör zaten açıkken ve alt transistör henüz kapanmadığında veya tam tersi olduğunda) bir geçiş akımı darbesi var. Süresi kısadır, ancak mikro devrenin ek ısınmasına yol açar ve güç devrelerinde parazit oluşturur.
analoglar nelerdir
Zamanlayıcının varlığı sırasında çok sayıda klon geliştirilmiş ve piyasaya sürülmüştür. Çeşitli şirketler tarafından üretiliyorlar, ancak hepsi adında 555 sayısını içeriyor.Analog üreten fabrikalar arasında hem popüler elektronik bileşen üreticileri hem de Güneydoğu Asya'dan bilinmeyen üreticiler var. İlki beyan edilen parametreleri sağlıyorsa, ikincisinden hiçbir garanti beklenmemelidir. Beyan edilen özelliklerden sapmalar büyük olabilir.
SSCB'de benzer bir zamanlayıcı KR1006VI1 geliştirildi. İşlevselliği, bir istisna dışında orijinaliyle tamamen aynıdır: çıktı 2, çıktı 6'ya göre önceliklidir (ve tersi değil, NE555 gibi). Bu, şemalar tasarlanırken dikkate alınmalıdır. Ve bir şey daha: КР endeksi, mikro devrenin yalnızca DIP8 paketinde üretildiği anlamına gelir.
Pratik kullanım örnekleri
Zamanlayıcının pratik uygulama kapsamı geniştir, bu inceleme çerçevesinde konuyu tam olarak ele almak mümkün olmayacaktır. Ancak en yaygın örnekler dikkate değer.
Birkaç mikro devrede tek vibratör modunda, kodu çevirmek için bir zaman sınırı olan bir kod kilidi oluşturmak mümkündür. Diğer bir yol ise, çeşitli sensörler ile birlikte bir eşik seviyesine (aydınlık, tank dolum seviyesi vb.) ulaşmak için bir sinyal cihazı olarak kullanmaktır.
Multivibratör modunda (kararsız mod), zamanlayıcı en geniş uygulamayı bulur. Birkaç zamanlayıcıda, yanıp sönme frekansının, zamanında ve duraklama süresinin ayrı düzenlenmesiyle bir çelenk anahtarı oluşturabilirsiniz.NE555'i bir zaman rölesi için temel olarak kullanmak ve 1 ila 25 saniye arasında bir tüketici açma süresi oluşturmak mümkündür. Bir müzisyen için bir metronom oluşturabilirsiniz. Bu en çok kullanılan çip modudur ve tüm uygulamaları anlatmak imkansızdır.
Bir Schmitt tetikleyicisi olarak zamanlayıcı nadiren kullanılır. Ancak frekans ayar elemanları olmadan iki durumlu modda, NE555 bir geri tepme önleyici veya başlat-durdur modunda iki düğmeli bir anahtar olarak kullanılır. Aslında, yalnızca yerleşik RS parmak arası terlik kullanılır. Ayrıca zamanlayıcıya dayalı bir PWM denetleyicisi oluşturduğu da bilinmektedir.
NE555 zamanlayıcının çeşitli uygulamalarını tanımlayan devre koleksiyonları vardır. Çipi kullanmanın binlerce yolunu anlatıyorlar. Ancak bu bile tasarımcının meraklı zihni için yeterli olmayabilir ve zamanlayıcının henüz hiçbir yerde açıklanmayan ek bir kullanımını bulacaktır. Mikro devrenin geliştiricileri tarafından ortaya konan olanaklar buna izin verir.
Benzer makaleler:
