555 časovnik IC je preprost čip, ki se uporablja za časovno in pulzno krmiljenje. Lahko ustvari zakasnitve, enkratne impulze in ponavljajoče se pravokotne signale. V svojem 8-pinskem ohišju uporablja primerjalnike, flip-flop in stopnjo za praznjenje za preklapljanje izhoda na VISOKO ali NIZKO. Ta članek vsebuje informacije o njegovi razporeditvi pinov, načinih delovanja, uporabi, časovnem usklajevanju RC in odpravljanju težav.
Osnove IC s časovnikom 555
555 časovnik IC je preprost čip, ki se uporablja za časovno in pulzno krmiljenje. Lahko ustvarja zakasnitve, ponavljajoče se signale in stalne izhodne valove. V svojem 8-pinskem ohišju uporablja primerjalnike, flip-flop in izhodno stopnjo za nadzor vklapljanja in izklapljanja signala.
555 Timer IC Pinout
| Pin | Ime | Značilnosti |
|---|---|---|
| 1 | GND (ozemljitev) | Ozemljitev, kot nizka raven (0V) |
| 2 | TRIG(sprožilec) | Ko ta napetost na pinu pade na 1 / 3VCC (ali pragovno napetost, ki jo določa krmilnik), je izhod določen visok. |
| 3 | VEN | Izhod na visoki ravni (+VCC) ali nizki ravni. |
| 4 | RST (ponastavitev) | Ko ta zatič prejme električni časovnik, se čip ponastavi, ko je ta zatič ozemljen in je izhod nizek. |
| 5 | CTRL (kontrola) | Pragovna napetost čipa je nadzorovana. (Ko je pin prazen, sta privzeti dve pragovni napetosti 1 / 3Vcc in 2 / 3Vcc). |
| 6 | THR (prag) | Ko napetost na zatiču naraste na 2 / 3VCC (ali pragovno napetost, določeno s krmilnikom), se izhod zniža. |
| 7 | DIS (izpust) | Notranja povratna vrata se uporabljajo za praznjenje kondenzatorja. |
| 8 | V +, VCC (moč) | Zagotovite visoko raven moči čipu. |
Shema vezja s časovnikom 555
Časovnik 555 deluje tako, da primerja napetosti na vhodih Threshold (pin 6) in Trigger (pin 2) z dvema fiksnima referenčnima nivojema, ki ju ustvarjajo notranji trije upori 5 kΩ. Te reference določajo preklopne točke na približno 2/3 VCC in 1/3 VCC. Ko napetost sprožilca pade pod spodnjo raven, se notranji zaskočni mehanizem nastavi in izhodna stopnja poganja pin 3 HIGH. Ko pragovna napetost preseže zgornjo raven, se zapah ponastavi in izhod postane NIZEK. Razpustni tranzistor (pin 7) se vklopi med nizkim izhodnim stanjem, da hitro prazni zunanji časovni kondenzator skozi uporniško pot in tako nadzoruje časovni cikel.
Tehnične specifikacije IC Timer 555
| Napetost napajalnika (VCC) | 4.5-16 V |
|---|---|
| Nazivni delovni tok (VCC = +5 V) | 3-6 mA |
| Nazivni delovni tok (VCC = +15 V) | 10-15 mA |
| Največji izhodni tok | 200 mA |
| Največja poraba energije | 600MW |
| Minimalna delovna poraba energije | 30MW (5V), 225MW (15V) |
| Temperaturni razpon | 0-70 °C |
Načini IC s časovnikom 555
Enojni način stabilnosti
V enojnem stabilnem načinu IC s časovnikom 555 proizvede en izhodni impulz po prejemu sprožilnega signala. Ko vhod sprožilca pade pod 1/3 VCC, se izhod preklopi na VISOKO in začne se postopek časovnega usklajevanja. Kondenzator začne polniti skozi upor, izhod pa ostane VISOK, medtem ko se to dogaja. Ko napetost kondenzatorja naraste na 2/3 VCC, izhod preklopi na NIZKO in impulz se konča. Dolžina impulza je odvisna od vrednosti upora in kondenzatorja, zato sprememba RC omrežja spremeni, kako dolgo izhod ostane VISOK. Preden se ponovno sproži, mora imeti kondenzator dovolj časa za praznjenje, da lahko naslednji pulz deluje pravilno.
Dvojni stalni način
V dvojnem mirnem načinu 555 časovnik IC deluje kot preprosto ON/OFF pomnilniško vezje. Lahko ostane v enem stanju, dokler ga ne spremeni drug vhod. V tem načinu sta pin 2 (sprožilec) in pin 4 (ponastavitev) običajno VISOKO z uporabo pull-up povezav. Pin 6 (prag) je priključen na ozemljitev. Pin 5 (krmilnik) je povezan z ozemljitvijo preko majhnega kondenzatorja, običajno 0,01 do 0,1 μF, da pomaga ohranjati vezje stabilno. Pin 7 (izpust) se v tej postavitvi ne uporablja za merjenje časa. Ko je pin 2 potegnjen NIZKO, se izhod preklopi v nastavljeno stanje. Ko je pin 4 ozemljen, se izhod ponastavi nazaj v nasprotno stanje.
Brez stalnega načina
V neenakomernem načinu IC s časovnikom 555 generira ponavljajoč se pravokotni signal brez ustavljanja. Kondenzator se večkrat polni in prazni, kar povzroči, da izhod neprekinjeno preklaplja med VISOKO in NIZKO. Upor R1 se poveže iz VCC na pin 7 (praznina), upor R2 pa iz pina 7 na pin 2 (sprožilec). Pin 2 (sprožilec) in pin 6 (prag) sta povezana, da sledita napetosti kondenzatorja. Kondenzator se polni skozi R1 in R2, dokler ne doseže 2/3 VCC, kar obrne izhod. Nato kondenzator prazni skozi R2, dokler ne pade na 1/3 VCC, in izhod se ponovno obrne. Vrednosti R1, R2 in kondenzatorja nadzorujejo frekvenco ter časovno usklajenost HIGH-TO-LOW. Dioda se lahko postavi tudi čez R2, da spremeni pot naboja in zmanjša delovni cikel, kadar je potreben krajši čas HIGH.
Različne uporabe 555 Timer IC
LED smernik
Ustvari preprost utripajoči učinek ON-OFF za eno ali več LED diod z uporabo časovnega upora in kondenzatorja.
Zakasnitveni časovnik (Zakasnitev vklopa)
Vklopi napravo po določenem časovnem zamiku, kar je uporabno, ko želite, da izhod počaka pred aktivacijo.
Generator impulzov za enkratni strel
Ob sprožitvi proizvede en sam impulz, ki se pogosto uporablja za ustvarjanje kratkih časovnih signalov.
Generator kvadratnih valov (signal ure)
Generira stalen kvadratni valovni izhod, ki se lahko uporablja kot urni signal za digitalna vezja.
6,5 PWM generator (nadzor svetlosti ali hitrosti)
Nadzoruje delovni cikel izhoda za prilagajanje svetlosti LED diod ali hitrosti enosmernega motorja.
Generator tonov (zvok zvonca)
Ustvari osnovni zvočni frekvenčni signal, ki lahko poganja majhen zvočnik ali zvonec.
Alarmni / Sirenski krog
Ustvarja ponavljajoče se zvočne vzorce s spreminjanjem frekvence skozi čas.
Modulacija širine pulzov za servo krmiljenje
Pomaga ustvariti časovno omejene impulze, ki jih je mogoče uporabiti za preproste servo krmilne aplikacije.
6,9 Delilnik frekvence
Zmanjša frekvenco vhodnega pulznega signala z ustvarjanjem počasnejših izhodnih impulzov.
Detektor manjkajočih impulzov
Zazna, kdaj se ponavljajoči pulzni signal ustavi, in nato sproži izhod.
555 Družina IC in izpeljani čipi s časovnikom
| Proizvajalec (Mfr) | Številka dela (št. proizvajalca) | Opombe |
|---|---|---|
| Avago Technologies | AV-555M | - |
| Prilagojene silikonske rešitve | CSS555 / CSS555C | CMOS, minimalna delovna napetost 1,2 V, IDD < 5 μA |
| CEMI | ULY7855 | - |
| EKG Philips | ECG955M | - |
| Exar | XR-555 | - |
| Fairchild Semiconductor | NE555 / KA555 | - |
| Harris | HA555 | - |
| IK Semicon | ILC555 | CMOS, minimalna delovna napetost 2 V |
| Intersil Corporation | SE555 / NE555 | - |
| Intersil Corporation | ICM7555 | CMOS |
| Litični sistemi | LC555 | - |
| Meixin | ICM7555 | CMOS, minimalna delovna napetost 2 V |
| Motorola | MC1455 / MC1555 | - |
| NTE Sylvania | NTE955M | - |
| RCA | CA555 / CA555C | - |
| STMicroelectronics | NE555N / K3T647 | - |
| TI (Texas Instruments) | SN52555 / SN72555 | - |
| TI (Texas Instruments) | TLC555 | CMOS, minimalna delovna napetost 2 V |
| Zetex | ZSCT1555 | Minimalna delovna napetost 0,9 V |
| NXP | ICM7555 | CMOS |
| HFO | B555 | - |
| HITACHI | HA17555 | - |
555 Timer IC nadomestki in združljive alternative
Neposredne zamenjave (združljive s pinom)
• NE555
• LM555
• SE555
• KA555
• SA555
• RC555
• MC1455
Alternativa CMOS 555 (nižja moč)
• TLC555
• LMC555
• ICM7555
• 7555
Izbira 555 vrednosti časovnega usklajevanja časovnega merila časovnega merila
• Uporabljajte stabilne kondenzatorje, kadar je mogoče, da ohranite časovno usklajevanje časovnika 555 bolj natančno in dosledno.
• Izogibajte se uporabi zelo majhnih vrednosti kondenzatorjev, saj lahko vezje postane bolj občutljivo na šum in povzroči nezaželene sprožitve.
• Ne uporabljajte zelo visokih vrednosti uporov, saj lahko povzročijo časovne napake in zmanjšajo stabilnost izhoda.
• Vedno pravilno povežite RESET pin, saj lahko puščanje lebdečega lahko povzroči, da se 555 Timer IC naključno ponastavi ali preneha pravilno delovati.
Odpravljanje težav in popravke IC s časovnikom 555
| Problem | Možen vzrok | Popravi |
|---|---|---|
| Izhod je vedno VISOK | Zatič sprožilca zataknjen NIZKO | Prepričajte se, da se pin 2 ne vleče navzdol |
| Izhod je vedno NIZEK | RESET zatič držen NIZKO | Potegni zatič RESET VISOKO, da lahko časovnik teče |
| Brez nihanja | Napačno ožičenje uporov/kondenzatorja | Ponovno preveri R1, R2 in C priključke |
| Nestabilen izhod | Šum, ki vpliva na pin 2 ali pin 5 | Dodajte majhen kondenzator za filtriranje |
| Napačna frekvenca | Nepravilne vrednosti R ali C | Ponovno izračunajte časovne vrednosti z uporabo pravilnih formul |
Zaključek
Časovnik 555 IC deluje tako, da primerja napetosti sprožilca in praga s fiksnimi ravnmi pri 1/3 VCC in 2/3 VCC. Lahko deluje v monostabilnem, bistabilnem in stabilnem načinu za generiranje pulzov ali stalnih oscilacij. Ob pravilnih RC vrednostih in pravilnem ravnanju z zatiči RESET in CONTROL ostane izhod stabilen, časovno usklajevanje pa natančno.
Pogosta vprašanja [FAQ]
Katera vrednost kondenzatorja se uporablja na CONTROL pinu (pin 5)?
Uporabite kondenzator 0,01 μF (10 nF) od pina 5 do GND za zmanjšanje šuma in izboljšanje stabilnosti.
Ali 555-izhod doseže polno VCC, ko je VISOK?
Ne vedno. Izhod HIGH je blizu VCC, vendar lahko pade nižje pri pogonu obremenitve.
Zakaj se 555 Timer IC segreva?
Segreje se, ko poganja visok izhodni tok, deluje pri visoki napetosti ali pogosto preklaplja.
Ali lahko 555 Timer neposredno poganja rele?
Samo nekaj majhnih relejev. Veliko relejev potrebuje več toka, zato sta gonilnik tranzistorja in povratna dioda varnejša.
Zakaj se 555 sproži naključno?
Naključno sprožitev povzroča hrup, slaba ozemljitev ali šibko filtriranje moči.
Kakšna je glavna razlika med bipolarno motnjo 555 in CMOS 555?
Bipolar 555 porabi več toka in bolje poganja obremenitve. CMOS 555 porabi manj energije in bolje deluje za časovno usklajevanje z nizko porabo energije.