Режимы работы, описание характеристик и назначение выводов микросхемы NE555

В этой инструкции я покажу, как создать простой ШИМ регулятор (широтно-импульсную модуляцию) из чипа 555, таймера и некоторых других компонентов. Всё очень просто, и схема включения NE555 хорошо работает для контроля светодиодов, лампочек, сервомоторов или двигателей постоянного тока.

image

Мой ШИМ регулятор на 555 может лишь изменять коэффициент заполнения с 10% до 90%.

Смотрите также

  • Перемотка асинхронного двигателя славянка
  • Двигатель асинхронный аир 63
  • Пусковой реостат асинхронного двигателя
  • Пусковые характеристики асинхронного двигателя
  • Пусковая характеристика асинхронного двигателя
  • 50 квт асинхронный двигатель
  • Асинхронный двигатель в резонанс
  • image Устройство асинхронного однофазного двигателя

  • Асинхронный двигатель в резонанс
  • Устройство асинхронного однофазного двигателя
  • Пуск асинхронного трехфазного двигателя

Подборка схем регулятора оборотов двигателя постоянного тока

Производить регулировку скорости вращения вала коллекторного электродвигателя, имеющего малую мощность, можно подсоединяя последовательно в электроцепь его питания резистор. Но данный вариант создает очень низкий КПД, и к тому же отсутствует возможность осуществлять плавное изменение скорости вращения.

Читайте также: 

Основное, что этот способ временами приводит к полной остановке электродвигателя при низком напряжении питания. Регулятор оборотов электродвигателя постоянного тока, описанные в данной статье, не имеют эти недостатки. Данные схемы можно с успехом применять и для изменения яркости свечения ламп накаливания на 12 вольт.

Описание 4 схем регуляторов оборотов электродвигателя

Первая схема

На транзисторе VT1 (однопереходном) реализован генератор пилообразного напряжения (частота 150 Гц). Операционный усилитель DA1 играет роль компаратора, создающего ШИМ на базе транзистора VT2. В результате получается ШИМ регулятор оборотов двигателя.

Изменяют скорость вращения переменным резистором R5, который меняет длительность импульсов. Так как, амплитуда ШИМ импульсов постоянна и равна напряжению питания электродвигателя, то он никогда не останавливается даже при очень малой скорости вращения.

Вторая схема

Она схожа с предыдущей, но в роли задающего генератора применен операционный усилитель DA1 (К140УД7).

Этот ОУ функционирует как генератор напряжения вырабатывающий импульсы треугольной формы и имеющий частоту 500 Гц. Переменным резистором R7 выставляют частоту вращения электродвигателя.

Третья схема

Она своеобразная, построена на она на популярном таймере NE555. Задающий генератор действует с частотой 500 Гц. Ширина импульсов, а следовательно, и частоту вращения двигателя возможно изменять от 2 % до 98 %.

Слабым местом во всех вышеприведенных схемах является, то что в них нет элемента стабилизации частоты вращения при увеличении или уменьшении нагрузки на валу двигателя постоянного тока. Разрешить эту проблему можно с помощью следующей схемы:

Как и большинство похожих регуляторов, схема этого регулятора имеет задающий генератор напряжения, вырабатывающий импульсы треугольной формы, частота которых 2 кГц. Вся специфика схемы — присутствие положительной обратной связи (ПОС) сквозь элементы R12,R11,VD1,C2, DA1.4, стабилизирующей частоту вращения вала электродвигателя при увеличении или уменьшении нагрузки.

При налаживании схемы с определенным двигателем, сопротивлением R12 выбирают такую глубину ПОС, при которой еще не случаются автоколебания частоты вращения при изменении нагрузки.

Детали регуляторов вращения электродвигателей

В данных схемах возможно применить следующие замены радиодеталей: транзистор КТ817Б — КТ815, КТ805; КТ117А возможно поменять КТ117Б-Г или 2N2646; Операционный усилитель К140УД7 на К140УД6, КР544УД1, ТL071, TL081; таймер NE555 — С555, КР1006ВИ1; микросхему TL074 — TL064, TL084, LM324.

При использовании более мощной нагрузки, ключевой транзистор КТ817 возможно поменять мощным полевым транзистором, например, IRF3905 или ему подобный.

Читайте также:  Как изготовить столешницу из искусственного камня — просто и понятно

Радиоаматор, 4/2008

fornk.ru

Таймеры — NA555 , NE555 , SA555 , SE555

1 Особенности

  • Диапазон времени от микросекунд до часов
  • Астабильный или моностабильный режимы
  • Регулируемый коэффициент заполнения
  • ТТЛсовместимый выход может быть использован как сток или исток (до 200 мА)
  • Изделие соответствует стандарту MIL-PRF-38535
Купить NE555

2 Применение

  • Биометрия отпечатков пальцев
  • Биометрия сетчатки глаза
  • RFID — считыватели

3 Описание

Эти устройства предназначены для работы в прецизионных времязадающих цепях и могут производить точные временные задержки или колебания. В режиме временной задержки или в моностабильном режиме временной интервал задается одним внешним резистором или конденсатором.

Пороговый уровень и уровень переключения  располагаются в двух третях и одной трети от напряжения питания соответственно. Эти уровни могут быть изменены, путем изменения напряжения на выводе управления. Когда на вход trigger подается сигнал низкого уровня, таймер срабатывает и подает на вывод output высокий уровень напряжения. Если уровни сигналов на выводах trigger и threshold выше порогового уровня то триггер срабатывает и устанавливает низкий уровень напряжения на выводе output. Вывод reset (сброс) может переопределить значения напряжения на всех других выводах, чтобы запустить новый цикл синхронизации. Когда на вывод reset подается низкий уровень напряжения, триггер сбрасывается и устанавливает на выводе output  тоже низкий уровень напряжения. Когда на выходе устанавливается низкий уровень, вывод discharge (разряд) замыкается через низкоомный канал на землю.

Выходная цепь способна поддерживать ток до 200 мА. Может работать с напряжением питания от 5 В до 15 В. При напряжении питания 5 В уровни напряжения на выходах совместимы с ТТЛ-входами.

Размеры для разных типов корпусов
Серийный номер Корпус Размеры
xx555 PDIP (8) 9.81 мм × 6.35 мм
SOP (8) 6.20 мм× 5.30 мм
TSSOP (8) 3.00 мм× 4.40 мм
SOIC (8) 4.90 мм× 3.91 мм

4 Упрощенная схема

6 Расположение и назначение выводов

SE555…FK корпус (NC — не задействованные выводы)
ВЫВОД I/O Описание
Название D, P, PS, PW, JG FK
NO.
CONT 5 12 I/O Управляет пороговым напряжением компаратора, позволяет отказаться от подключения конденсатора.
DISCH 7 17 O При открытом транзисторе через него происходит разряд времязадающего конденсатора.
GND 1 2 Земля
NC 1, 3, 4, 6, 8, 9, 11, 13, 14, 16, 18, 19 Внутренне не подключенные выводы
OUT 3 7 O Выход таймера для подключения нагрузки
RESET 4 10 I При подаче напряжения низкого уровня на этот вывод таймер сбрасывается и на выводах OUT и DISCH устанавливается низкий уровень напряжения
THRES 6 15 I Остановка работы таймера. Когда напряжение на THRES > CONT на выводах OUT и DISCH устанавливается низкий уровень напряжения
TRIG 2 5 I Запуск таймера.  При подаче напряжения на TRIG < ½ CONT на выводах OUT и DISCH устанавливается высокий уровень напряжения
VCC 8 20 Напряжение питания, от 4.5 В до 16 В. (SE555 максимум 18 В)

7 Характеристики

7.1 Абсолютные максимальные значения(1)

В рабочем диапазоне температур на открытом воздухе (если не указано иное)

(3) Максимальная рассеиваемая мощность является функцией от TJ(max), θJA, и TA. Максимально допустимая рассеиваемая мощность при любой допустимой температуре окружающего воздуха равна PD = (TJ(max) — TA) / θJA. Работа на абсолютном максимуме TJ от 150°C может повлиять на надежность.

(5)  Максимальная рассеиваемая мощность является функцией от TJ(max), θJC, и TC. Максимально допустимая рассеиваемая мощность при любой допустимой температуре окружающего воздуха равна PD = (TJ(max) — TС) / θ. Работа на абсолютном максимуме TJ от 150°C может повлиять на надежность.

7.2 Температура хранения

Параметр Описание Мин. Макс. Ед. изм.
Tstg Диапазон температуры хранения –65 150 °C

7.3 Рекомендуемые Условия

В рабочем диапазоне температур на открытом воздухе (если не указано иное)

MIN MAX Ед. изм.
VCC Напряжение питания NA555, NE555, SA555 4.5 16 В
SE555 4.5 18
VI Входное напряжение CONT, RESET, THRES, and TRIG VCC В
IO Выходной ток ±200 мA
TA Рабочая температура на открытом воздухе NA555 –40 105 °C
NE555 70
SA555 –40 85
SE555 –55 125

7.4 Электрические характеристики

VCC = от 5 В до 15 В, TA = 25°C (если не указано иное)

Параметр Условия испытаний SE555 Ед. изм.
MIN TYP MAX MIN TYP MAX
Уровень напряжения на выводе THRES VCC = 15 В 9.4 10 10.6 8.8 10 11.2 В
VCC = 5 В 2.7 3.3 4 2.4 3.3 4.2
Ток(1)  через вывод THRES 30 250 30 250 нA
Уровень напряжения на выводеTRIG VCC = 15 В 4.8 5 5.2 4.5 5 5.6 В
TA = от –55°C до 125°C 3 6
VCC = 5 В 1.45 1.67 1.9 1.1 1.67 2.2
TA = от –55°C до 125°C 1.9
Ток через вывод TRIG  при 0 В на TRIG 0.5 0.9 0.5 2 мкA
Уровень напряжения на выводе RESET 0.3 0.7 1 0.3 0.7 1 В
TA = от  –55°C до 125°C 1.1
Ток через вывод RESET при VCC на RESET 0.1 0.4 0.1 0.4 мA
при 0 В на RESET –0.4 –1 –0.4 –1.5
Переключающий ток на DISCH в закрытом состоянии 20 100 20 100 нA
Переключающее напряжение на DISCH в открытом состоянии VCC = 5 В, IO = 8 мA 0.15 0.4 В
Напряжение на CONT VCC = 15 В 9.6 10 10.4 9 10 11 В
TA = от –55°C до 125°C 9.6 10.4
VCC = 5 В 2.9 3.3 3.8 2.6 3.3 4
TA = от –55°C до 125°C 2.9 3.8
Низкий уровень напряжения на выходе VCC = 15 В, IOL = 10 мA 0.1 0.15 0.1 0.25 В
TA = от –55°C до 125°C 0.2
VCC = 15 В, IOL = 50 мА 0.4 0.5 0.4 0.75
TA = от –55°C до 125°C 1
VCC = 15 В, IOL = 100 мА 2 2.2 2 2.5
TA = от –55°C до 125°C 2.7
VCC = 15 В, IOL = 200 мA 2.5 2.5
VCC = 5 В, IOL = 3.5 мA TA = от –55°C до 125°C 0.35
VCC = 5 В, IOL = 5 мA 0.1 0.2 0.1 0.35
TA = от –55°C до 125°C 0.8
VCC = 5 В, IOL = 8 мA 0.15 0.25 0.15 0.4
Высокий уровень напряжения на выходе VCC = 15 В, IOH = –100 мA 13 13.3 12.75 13.3 В
TA = от –55°C до 125°C 12
VCC = 15 В, IOH = –200 мA 12.5 12.5
VCC = 5 В, IOH = –100 мA 3 3.3 2.75 3.3
TA = от –55°C до 125°C 2
Потребляемый ток Низкий уровень на выходе, без нагрузки VCC = 15 В 10 12 10 15 мA
VCC = 5 В 3 5 3 6
Низкий уровень на выходе, без нагрузки VCC = 15 В 9 10 9 13
VCC = 5 В 2 4 2 5

(1) Этот параметр влияет на максимальные значения времязадающих резисторов RA и RB в цепи Рис. 12. Для примера, когда VCC = 5 V R = RA + RB  ≉ 3.4 МОм, и для VCC = 15 В максимальное значение равно 10 мОм.

7.5 Эксплуатационные характеристики

VCC = от 5 В до 15 В, TA = 25°C (если не указано иное)

Параметр Условия испытаний(2) SE555 Ед. изм.
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс.
Начальная погрешность интервалов времени(3) Каждый таймер, моностабильный(4) TA = 25°C 0.5 1.5(1) 1 3 %
Каждый таймер, астабильный(5) 1.5 2.25
Температурный коэффициент временного интервала Каждый таймер, моностабильный(4) TA = MIN to MAX 30 100(1) 50
Каждый таймер, астабильный(5) 90 150
Изменение временного интервала от напряжения питания Каждый таймер, моностабильный(4) TA = 25°C 0.05 0.2(1) 0.1 0.5 %/V
Каждый таймер, астабильный(5) 0.15 0.3
Время нарастания выходного импульса CL = 15 пФ, TA = 25°C 100 200(1) 100 300 нс
Время спада выходного импульса CL = 15 пФ, TA = 25°C 100 200(1) 100 300 нс

(3)  Погрешность интервала времени определяется как разность между измеренным значением и средним значением случайной выборки из каждого процесса.

(4)  Значения указаны для моностабильной схемы, показанной на рис. 9, со следующими значениями компонентов RA = 2 от кОм до 100 кОм, C = 0.1 мкФ.

(5)  Значения указаны для астабильной схемы, показанной на рис. 9, со следующими значениями компонентов RA = 1 от кОм до 100 кОм, C = 0.1 мкФ.

7.6 Типовые характеристики

Данные для температур ниже -40 ° C и выше 105 ° C применимы только для SE555

Рис.1 Выходное напряжение низкого уровня от выходного тока низкого уровня для напряжения питания 5 В.
Рис.2 Выходное напряжение низкого уровня от выходного тока низкого уровня для напряжения питания 10 В.
Рис.3 Выходное напряжение низкого уровня от выходного тока низкого уровня для напряжения питания 15 В.
Рис. 4 Падение напряжения между источником питания и выходом от выходного тока высокого уровня.
Рис. 5 Потребляемый ток от напряжения питания
Рис. 6 Нормированная длительность выходного импульса (моностабильная схема) от напряжения питания.
Рис. 7 Нормированная длительность выходного импульса (моностабильная схема) от температуры окружающей среды.
Рис. 8 Время задержки распространения сигнала от запускающего импульса низкого уровня.

8 Подробное описание

8.1 Обзор

Таймеры серии xx555 популярны и просты в использовании и зачастую применяются для синхронизации временных интервалов от 1 мкс до часов или частот от <1 мГц до 100 кГц. В режиме временной задержки или моностабильном режиме заданный интервал регулируется одним внешним компонентом (резистором и конденсатором). В астабильном режиме работы частоту и коэффициент заполнения можно изменять независимо друг от друга двумя внешними резисторами и конденсатором.</p>

8.2 Функциональная блок-схема

  1. Номера выводов показаны для корпусов  D, JG, P, PS, и PW.
  2. RESET может быть заменен TRIG, который можно заменить THRES.

8.3 Описание характеристик

8.3.1 Моностабильный режим работы

Для работы в моностабильном режиме любой из таймеров этой серии может быть подключен  как показано на Рис. 9.

Рис. 9 Схема включения для моностабильного режима работа.
Рис. 10 Осциллограмма напряжений для моностабильного режима работы.
Рис 11 Длительность выходного импульса от емкости конденсатара

8.3.2 Астабильный режим работы

Рис. 12 Схема включения для астабильного режима работы.
Рис. 13 Осциллограмма напряжений для астабильного режима работы.

9. Применение

9.1 Информация для применения

В таймерах серии xx555 используются резистор и конденсатор для формирования времени задержки или рабочей частоты. В данном разделе представлена упрощенная информация для разработки схем.

9.2  Типичные схемы применения

9.2.1 Индикатор пропуска импульсов

Схема показанная на Рис. 16, может быть использована для обнаружения недостающих импульсов или ненормальной длительности интервалов между импульсами. Интервал синхронизации моностабильной схемы перезапускает непрерывную последовательность входных импульсов до тех пор, пока интервал между импульсами меньше интервала синхронизации. Больший интервал между импульсами, пропущенные импульсы или прекращение подачи импульсов позволяет завершиться интервалу синхронизации, тем самым создавая выходной импульс, как показано на Рис. 17.

Рис. 16 Схема индикатора пропуска импульсов

9.2.2 Требования к проектированию

Входная ошибка (отсутствие импульса) должна быть большой. Небольшой входной сигнал не будет обнаружен, так как времязадающий конденсатор «C» будет разряжен.

9.2.1.1 Подробное описание проектирования

Следует подобрать величину RA и C таким образом, чтобы RA× C>[максимальной длительности входного импульса].  RL улучшает VOH, но не является обязательным для совместимости с ТТЛ-логикой.

Рис. 17 Осциллограмма выполнения синхронизации для индикатора пропуска импульсов

9.2.2 ШИМ регулятор на 555

Работа таймера может регулироваться, с помощью изменения внутреннего порога срабатывания и переключения, которое осуществляется подачей внешнего напряжения или тока на вывод CONT. На Рис. 18 показана схема для широтно-импульсной модуляции. Непрерывная последовательность входных импульсов запускает моностабильный мультивибратор, а управляющий сигнал модулирует пороговое напряжение. На Рис. 19 показана, полученная на выходе широтно-импульсная модуляция. В то врем как синусоидальный модулирующий сигнал может быть любой формы.

Рис. 18 Схема ШИМ-регулятора на 555

Номера выводов показаны для корпусов  D, JG, P, PS, и PW.

  1. Модулирующий сигнал может быть подключен напрямую или через емкость к выводу CONT. Для подключения напрямую воздействие напряжения и сопротивления источника модуляции на отклонение таймера, должно учитываться.

9.2.2.1 Требования к проектированию

На вход синхронизации должны подаваться VOL и VOH  больше и меньше 1/3 напряжения питания.  Напряжение на входе модулирующего сигнала должно изменяться относительно земли. Подключаемая нагрузка должна быть терпима к нелинейности передаточной функции; связь между модуляцией и шириной импульса не является линейной, поскольку заряд конденсатора в RC-цепочке идет по отрицательной экспоненциальной кривой.

9.2.2.2 Подробное описание проектирования

Следует подобрать RA и C таким образом, чтобы RA × C = 1/4 [периода синхронизации].  RL улучшает VOH, но не является обязательным для совместимости с ТТЛ-логикой.

Рис. 19 Осциллограмма ШИМ-модуляции.

9.2.3 Фазово-импульсная модуляция

На Рис. 20 показана схема включения 555 для работы в качестве фазово-импульсного регулятора. В этой схеме регулируется пороговое напряжение и, тем самым, время задержки, связанное с несинхронизируемым генератором.На Рис. 21 показан сигнал треугольной формы для этой цепи; однако сигнал может быть любой формы.

Рис. 20 Схема включения для фазово-импульсной модуляции

9.2.3.1 Требования к проектированию

Постоянный и переменный ток на входе модулирующего сигнала, будут изменять верхние и нижние пороговые значения напряжения времязадающего конденсатора. Частота и коэффициент заполнения будут измениться в зависимости от модулирующего сигнала.

9.2.3.2 Подробное описание проектирования

Номинальная выходная частота и коэффициент заполнения можно вычислить по формуле для астабильного мультивибратора. RL улучшает VOH, но не является обязательным для совместимости с ТТЛ-логикой.

Рис. 21 Осциллограмма напряжений для фазово-импульсной модуляции

9.2.4 Последовательный таймер

Многие устройства, например такие как компьютеры требуют сигналы для инициализации условий во время запуска. Другие, такие как испытательное оборудование требуют активирующих тестовых сигналов в последовательности импульсов. Данная схема может быть подключена, чтобы обеспечить такое последовательное управление. Таймеры могут использоваться в различных комбинациях, как с астабильной так и моностабильной схемой подключения, с модуляцией и без для исключительно гибкого управления формой сигнала. На Рис. 22 показана последовательная схема с возможность применения во многих системах, а на Рис. 23 показана диаграмма напряжений на выходе.

Рис. 22 Последовательный таймер на 555

9.2.4.1 Требования к проектированию

Последовательный таймер представляет собой цепочку из нескольких, соединенных между собой, таймеров, подключенных по моностабильной схеме. Подключенные компоненты — резисторы 33 кОм и конденсаторы 0.001 мкФ.

9.2.4.2 Подробное описание проектирования

Величину времязадающих конденсаторов и резисторов можно рассчитать по формуле:  tw = 1.1 × R × C.

Рис. 23 Осциллограммы напряжений на выходах

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

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.

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.

Отечественные аналоги

К концу 70-х годов прошлого века в СССР была «разработана» собственная микросхема «таймерного» типа, получившая наименование КР1441ВИ1. В отличие от американской, в ней были использованы полевые транзисторы. Поскольку новых разработок в США не появлялось, и копировать было не с чего, то  КР1441ВИ1 так и осталась единственной и уникальной.

Особенностью советской/российской разработки является приоритет останова над входом запуска.

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 Q.

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

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.

3 наиболее популярные схемы на основе ne555

1. Одновибратор

Стабильное состояние микросхемы в этом режиме – выключена. Включается она только на то время, в течение которого на вход подается внешний импульс. Время, на которое  одновибратор на 555 переходит в активное состояние, определяется емкостью конденсатора и/или RC цепочкой.

Используется в приборах что-либо включающих или выключающих.

2. Мигание светодиодом на мультивибраторе

Светодиодная мигалка может найти применение при устройстве иллюминации, в новогодних гирляндах или в светооформительских целях. Непосредственно к микросхеме невозможно подключить светодиоды мощностью более 0,5Вт, поэтому, для управления более мощной светодиодной цепью (лентой) потребуется дополнительное реле.

3. Реле времени

Принцип работы реле времени уже был описан выше. В этом режиме как нельзя лучше реализуются свойства микросхемы NE555, которая собственно, и была создана для использования в устройствах, измеряющих временные интервалы.

https://hi-tech.mail.ru/news/samsung-qled-tv-ces2017/?frommail=1 Компания Samsung на международной выставке CES 2017 представила флагманскую линейку QLED-телевизоров — Q7, Q8 и Q9. Представленные телевизоры демонстрируют работу усовершенствованной технологии QLED. Дисплей состоит из нескольких миллионов отдельных материалов, так называемых квантовых точек — metal Quantum Dot. Каждая точка светится автономно, поэтому такие экраны не теряют яркость при взгляде под углом. Эта проблема свойственна классическим TFT-диплеям, где для подсветки […]

Вы здесь: Главная » Все записи » Разнообразие простых схем на NE555 Добавил: STR2013,Дата: 02 Май 2016 Рубрика: [ Все записи, Начинающим ]

imageМикросхема NE555 (аналог КР1006ВИ1) — универсальный таймер, предназначена для генерации одиночных и повторяющихся импульсов со стабильными временными характеристиками. Она не дорогая и широко используется в различных радиолюбительских схемах. На ней можно собрать различные генераторы, модуляторы, преобразователи, реле времени, пороговых устройств и прочих узлов электронной аппаратуры…

Размеры для разных типов корпусов

КОРПУС — РАЗМЕРЫ PDIP (8) — 9.81 мм × 6.35 мм SOP — (8) — 6.20 мм× 5.30 мм TSSOP (8) — 3.00 мм× 4.40 мм SOIC (8) — 4.90 мм× 3.91 мм

Структурная схема NE555

image

Электрические характеристики

ПАРАМЕТР УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЙ SE555 ЕД. ИЗМ.
MIN TYP MAX MIN TYP MAX
Уровень напряжения на выводе THRES VCC = 15 В 9.4 10 10.6 8.8 10 11.2 В
VCC = 5 В 2.7 3.3 4 2.4 3.3 4.2
Ток(1)  через вывод THRES 30 250 30 250 нA
Уровень напряжения на выводеTRIG VCC = 15 В 4.8 5 5.2 4.5 5 5.6 В
TA = от –55°C до 125°C 3 6
VCC = 5 В 1.45 1.67 1.9 1.1 1.67 2.2
TA = от –55°C до 125°C 1.9
Ток через вывод TRIG  при 0 В на TRIG 0.5 0.9 0.5 2 мкA
Уровень напряжения на выводе RESET 0.3 0.7 1 0.3 0.7 1 В
TA = от  –55°C до 125°C 1.1
Ток через вывод RESET при VCC на RESET 0.1 0.4 0.1 0.4 мA
при 0 В на RESET –0.4 –1 –0.4 –1.5
Переключающий ток на DISCH в закрытом состоянии 20 100 20 100 нA
Переключающее напряжение на DISCH в открытом состоянии VCC = 5 В, IO = 8 мA 0.15 0.4 В
Напряжение на CONT VCC = 15 В 9.6 10 10.4 9 10 11 В
TA = от –55°C до 125°C 9.6 10.4
VCC = 5 В 2.9 3.3 3.8 2.6 3.3 4
TA = от –55°C до 125°C 2.9 3.8
Низкий уровень напряжения на выходе VCC = 15 В, IOL = 10 мA 0.1 0.15 0.1 0.25 В
TA = от –55°C до 125°C 0.2
VCC = 15 В, IOL = 50 мА 0.4 0.5 0.4 0.75
TA = от –55°C до 125°C 1
VCC = 15 В, IOL = 100 мА 2 2.2 2 2.5
TA = от –55°C до 125°C 2.7
VCC = 15 В, IOL = 200 мA 2.5 2.5
VCC = 5 В, IOL = 3.5 мA TA = от –55°C до 125°C 0.35
VCC = 5 В, IOL = 5 мA 0.1 0.2 0.1 0.35
TA = от –55°C до 125°C 0.8
VCC = 5 В, IOL = 8 мA 0.15 0.25 0.15 0.4
Высокий уровень напряжения на выходе VCC = 15 В, IOH = –100 мA 13 13.3 12.75 13.3 В
TA = от –55°C до 125°C 12
VCC = 15 В, IOH = –200 мA 12.5 12.5
VCC = 5 В, IOH = –100 мA 3 3.3 2.75 3.3
TA = от –55°C до 125°C 2
Потребляемый ток Низкий уровень на выходе, без нагрузки VCC = 15 В 10 12 10 15 мA
VCC = 5 В 3 5 3 6
Низкий уровень на выходе, без нагрузки VCC = 15 В 9 10 9 13
VCC = 5 В 2 4 2 5

(1) Этот параметр влияет на максимальные значения времязадающих резисторов RA и RB в цепи Рис. 12. Для примера, когда VCC = 5 V R = RA + RB  ≉ 3.4 МОм, и для VCC = 15 В максимальное значение равно 10 мОм.

Эксплуатационные характеристики

ПАРАМЕТР УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЙ(2) SE555 ЕД. ИЗМ.
МИН. ТИП. МАКС. МИН. ТИП. МАКС.
Начальная погрешность

интервалов времени(3)

Каждый таймер, моностабильный(4) TA = 25°C 0.5 1.5(1) 1 3 %
Каждый таймер, астабильный(5) 1.5 2.25
Температурный коэффициент временного интервала Каждый таймер, моностабильный(4) TA = MIN to MAX 30 100(1) 50
Каждый таймер, астабильный(5) 90 150
Изменение временного интервала от напряжения питания Каждый таймер, моностабильный(4) TA = 25°C 0.05 0.2(1) 0.1 0.5 %/V
Каждый таймер, астабильный(5) 0.15 0.3
Время нарастания выходного импульса CL = 15 пФ, TA = 25°C 100 200(1) 100 300 нс
Время спада выходного импульса CL = 15 пФ, TA = 25°C 100 200(1) 100 300 нс

(1) Соответствуют стандарту MIL-PRF-38535, эти параметры не проходили производственные испытания.

(2) Для условий указанных как Мин. и Макс. , используют соответствующее значение, указанное в рекомендуемых условиях эксплуатации.

(3) Погрешность интервала времени определяется как разность между измеренным значением и средним значением случайной выборки из каждого процесса.

(4) Значения указаны для моностабильной схемы со следующими значениями компонентов RA = 2 от кОм до 100 кОм, C = 0.1 мкФ.

(5) Значения указаны для астабильной схемы со следующими значениями компонентов RA = 1 от кОм до 100 кОм, C = 0.1 мкФ.

Металлодетектор на одной микросхеме

image

Диаметр катушки 70-90 мм, 250-290 витков провода в лаковой изоляции (ПЭЛ, ПЭВ…), диаметром 0,2-0,4 мм.

Вместо динамика можно использовать наушники или пьезоизлучатель.

Схема простая и предназначена рекомендована начинающим радиолюбителям. Так как схема данного металлодектора простая, поэтому и расстояние обнаружения металла тоже будет небольшое.

Видео работы этого металлодетектора

Преобразователь напряжения с 12В на 24В

image

Анимация игрушек

Совместно со счётчиком 4017 и 555 можно сделать «бегущий огонь» для анимации какой нибудь игрушки или сувенира. При включении питания начинает работать генератор на 555 всего несколько минут, затем выключается. При этом ток потребления падает — батареек хватит на долго. Время выставляется переменным резистором 500 кОм.

Генератор, управляемый светом

Темно-детектор с LM555. Эта схема будет генерировать звук когда свет падает на фотодатчик Cds.

Эта схема генерирует сигнал тревоги, когда на ЛДР датчик попадает свет солнца, огня или лампы. А на 555 собран мультивибратор частотой генерации около 1 кГц при обнаружении света. Датчика при воздействии света замыкает цепь и 555 генерирует колебания около 1 кГц через открытый транзистор BC158.

Музыкальная клавиатура

image

Очень простой музыкальный инструмент (клавиатуру) для воспроизведения музыки можно сделать с помощью чипа 555.  Можно собрать необычный музыкальный инструмент на фото выше. В качестве клавиатуры используется графит и лист бумаги с нотами представлены как дырки в бумаге.

Такая же схема, но с обычными резисторами и кнопками.

image

Таймер на 10 минут

Запускается таймер кнопкой S1 после 10 мин. попеременно мигают светодиоды LED1 и LED2. Время задаётся резистором 550 кОм и конденсатором 150 мкф.

Имитатор сигнализации автомобиля

Светодиод мигает, как будто в автомобиле установлена сигнализация. Светодиод установить на видном месте. Воришка увидит, что машина под сигнализацией и обойдёт её стороной 🙂

image

Простой имитатор полицейской сирены

Схема собрана на макетной плате.

image

На двух NE555 можно сделать простой генератор полицейской сирены. Рекомендуются Вам сделать следующее параметры таймера R1=68 кОм (timer №1) настроен в режим медленной генерации и таймер с R4=10 кОм (timer №2) настроен в режиме быстрой генерации. Можете изменять характеристики время таймера. Выходная частота изменяется посредством цепи резисторов R1, R2 и C1 для компонент timer №1 и R4, R5 и С3 для timer №2.  

Похожая схема ниже с транзистором на выходе :

Звуковой генератор уровня жидкости

Вы можете использовать эту схему контроля уровня воды для сигнализации в любом месте как индикатор уровня воды, например в резервуарах, баках, бассейнах или в любом другом месте.

Это далеко не все возможности микросхемы-таймера. Посмотрите также видео работы микросхемы.

Видео о микросхеме-таймере NE555 (аналог КР1006ВИ1)

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:

  • Необычные Двоичные Часы
  • Цифровая шкала — частотомер
  • Простая GSM-сигнализация из подручных материалов

Популярность: 131 720 просм. Вы можете следить за комментариями к этой записи через RSS 2.0. Вы можете оставить комментарий:.

— НАВИГАТОР —

« позже 3D программа для работы с электрическими схемами Коды ошибок стиральной машины BOSCH раньше »

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий