Тебе не нужен контроллер, говорили они. Делай все на таймерах NE555, говорили они. Ну я и сделал — похоже, только чтобы убедиться, что получается конструкция, потрясающая по своему сокрушительному воздействию на мою неокрепшую психику. Обзор, если этот текст можно так назвать, будет не слишком длинным.
Поскольку в нем лишь констатация моего полного и безоговорочного провала в сборке элементарных схем и демонстрация того, что по крайней мере шесть из двадцати чипов вполне себе работоспособны.
Еще обратите внимание: похоже, магазин недавно изменил правила, поскольку теперь у них минимальный заказ с бесплатной доставкой — от $6, а если меньше, то за доставку возьмут $1,5. Когда я покупал, то списали только стоимость покупки, то есть $0,59, и все. В двух блистерах ровно двадцать штук.
С одной стороны каждый блистер замотан скотчем, с другой закрыт резиновой пробкой: Вообще, изначально таймеры я покупал, чтобы сделать простенький генератор для поиска короткого замыкания в проводке — знакомые заинтересовались. Суть прибора, если я правильно понял, в том, что цепь до КЗ представляет собой антенну, сигнал от которой можно послушать с обычным СВ/ДВ приемником. Где писк прекратился — примерно там и замыкание. Вот так это выглядит на практике у товарища, по стопам которого я и планировал идти:
Но потом знакомые с потребностью решили, что им все не так уж и нужно. Или еще что-то решили, а я настаивать не стал. И огорчаться тоже: вы же видели, сколько стоят таймеры (чуть больше половины доллара за 20 штук) — какое огорчение? Обычные DIP8: Поэтому решил поразвлекаться другим способом и посмотрел, что вообще делают из NE555. А делают, как выяснилось, массу всего. Всяческие сигнализации, индикаторы напряжения, указатели пропущенных импульсов. В общем, я впечатлился.
Ну а так как все описывают примерно одно и то же, то вот вам пара ссылок РадиоКота: раз и два. Схемы — во второй.
Предполагается, что популярность NE555 объясняется тем, что это проверенная годами (точнее — уже 45 годами) конструкция, которая обескураживающе просто конфигурируется и довольно точно соблюдает характеристики вне зависимости от питающего напряжения, которое может быть в диапазоне от 4,5В до 16В у обычной версии (но есть варианты). То есть, напряжение гуляет, а частота — скорее стабильна, чем нет. Фактически, чтобы таймер заработал, нужна пара деталей и любой подходящий источник питания — очень привлекательно, чтобы сделать какую-нибудь фиговину без особых хлопот.
Как по мне, так с микроконтроллером хлопот еще меньше, но в х к рассказу про «Пищаль» я получил намек на то, что такие штуки принято делать на NE555 и потерял покой. Понял, что должен попробовать хотя бы для того, чтобы успокоиться.
Итак, идея была проста — таймер кормления котов. Которые, потеряв всякий стыд, стали требовать еду чуть ли не каждые полчаса, а съедая по три сухаря, довольные расходились. По мнению ветеринара это не очень полезно (а по нашему — еще и чрезвычайно хлопотно), поэтому необходимо было вернуть им режим питания на место. Ну как на место: кормить хотя бы не чаще, чем раз в пять-шесть часов. Следить по часам, конечно, не сложно. Однако, во-первых, ситуацию осложняет тот факт, что если днем кормление по часам еще более-менее проходит, то ночью — уже не совсем, поскольку у одного кота, скажем так, сложный характер. Именно — он идет и скребет когтями по батарее, и даже если бы я решил не обращать внимания на данный сомнительного качества музыкальный эксперимент, соседей жалко. То есть, ночью надо вставать и снова засекать время, а в полубессознательном состоянии это немного затруднительно. Во-вторых, не все коты такие скандальные, поэтому некоторые просто не приходят вместе с тем вот возмутителем спокойствия. И получается, что интервалы у всех разные, а по справедливости неплохо было бы покормить через установленное время и тех, кто пропустил внеочередной прием пищи. Поэтому я придумал сделать кучку независимых таймеров на фиксированное время — по одному на кота. И чтобы вот так: пришел кот, выдаешь ему еду, нажимаешь на кнопку, загорелась лампочка. Как лампочка погасла, кота снова можно покормить.
Как несложно догадаться, это один из основных вариантов работы таймера. Называть его можно по-разному: можно калькой из документации — моностабильный, можно — одновибратором, можно — ждущим мультивибратором.
Суть от этого не меняется: от NE555 требуется, по сути, выдать только один импульс требуемой продолжительности.
Поэтому за основу я взял схему таймера из примеров РадиоКота:
Но немного упростил ее, избавившись от подстроечного резистора (поскольку у меня фиксированный интервал) и второго светодиода — за ненадобностью. Заодно поменял номиналы времязадающей цепочки, сверившись все с той же документацией, которая сообщает, что для расчета примерной длительности импульса следует воспользоваться формулой y t = 1.1RC.
Поиграв с шрифтами номиналами деталек, имеющихся в бутике Чип-и-Дип установил, что для устраивающего всех пятичасового интервала вполне подойдут конденсатор емкостью 3300 мкФ и резистор 5,1 МОм:
t = 1,1*0,0033*5100000 = 18513 сек = 5,14 час. Реальность, однако оказалась немного не совпадающей с теорией. Собранный по этой схеме и с этими номиналами таймер и после пяти часов продолжал работать. Терпения дождаться окончания его работы у меня не хватило, поэтому я предположил, что NE555 не очень хорошо работает с большими номиналами. Беглое гугление показало, что таки да — это возможно, однако проблем не должно было быть (теоретически) при сопротивлении вплоть до 20 МОм при напряжении питания 15 В. Поэтому я продолжил эксперименты и выяснил, что в моем случае формула получается примерно такая: t = 1,45*C*R. И оказался очень себе признателен, что купил не только 5,1 МОм, но и на всякий случай ближайшие номиналы — 4,7 МОм и 3,9 МОм. Последний по счастью как раз и подошел для необходимого интервала. С этими номиналами (3300 мкФ и 3,9 МОм) я и собрал блок таймеров с лампочками и кнопочками. Все соединил общей линией питания, больше у них точек соприкосновения нет (ну, по крайней мере, старался, чтобы не было). А так как собирал внавес, то на каждом шаге проверял себя мультиметром и был почти спокоен, когда запускал первый из таймеров. Получилось вот так (я предупреждал в самом начале): Включился он как и положено, поэтому я распаял оставшиеся кнопочки и лампочки, включил. Понажимал на кнопочки. Светодиоды включились точно так, как и должны были: нажимаешь кнопку — включился, и так все. И тут я совершил большую ошибку. Не сделал еще несколько тестовых запусков, а просто огорчился, что не очень хорошо припаял провода к кнопкам, и решил их перепаять. Поэтому я пока не знаю, что именно случилось: то ли изначально сделал что-то не так, то ли что-то успел испортить в момент перепайки проводов. Но вышло смешно. При повторном включении (с перепаянными проводами) сразу же загорелись три светодиода. А нажатие на кнопки выявило полный хаос: нажимаешь на одну кнопку — загорается ее светодиод (т.е., по идее, включается таймер), нажимаешь другую — первый светодиод гаснет, загорается второй. И так далее. Опытным путем выяснил, что существует некоторая комбинация нажатий кнопок, при которой зажигаются все светодиоды. Но пока руки не доходят проверить схему на предмет коротких замыканий там, где их не должно быть. Бонус-трек — играем в сапера:
Подводя итог хочу сказать, что с таймерами развлекся. На практике проверил, что покупать их в Китае можно — приходят рабочие. И хотя кототаймер сделать не смог, бонусом получил головоломку «Зажги все лампочки». И заодно понимание того, что NE555 — явно не для меня. И вот почему: — минимальное напряжение питания 4,5В — большой потребляемый ток Разумеется, эти недостатки можно побороть заказом CMOS-версии чипа, которая гораздо более экономична и работает, начиная с 1,5В. Но обычные стоят $0,59 за двадцать штук, а CMOS — уже около $10. То есть примерно вдвое дороже контроллера, а если применять в конструкции два и более таймеров, то выгода вообще пропадает. Так что всем спасибо, я возвращаюсь к ATmega328p, на котором, очевидно, и буду делать таймер кормления.
ps. А теперь можно я тоже напишу про экранчик от ITEAD Studio? Меня, между прочим, совесть мучает, поскольку, с одной стороны, здесь уже этих экранов было выше крыши, а с другой — надо же выполнять обещание.
Микросхема NE555: Схема включения, характеристики и аналоги
Если смотреть в datashee на технические характеристики NE555, то можно сказать что эта интегральная микросхема является универсальным таймером, она способа генерировать как одиночные, так и повторяющиеся импульсы. Была разработана в 1971 г фирмой Signetics. Ее используют в реле времени, различных генераторах, модуляторах и в других схемах электронных устройств.
Цоколевка
Распиловка микросхема NE555 может быть выполнена в двух типах корпусов. Для дырочного монтажа DIP-8, а для навесного SOP-8. В обоих случаях порядок расположения ножек одинаков.
Остановимся подробнее на назначении каждого вывода:
- GND – земля, подсоединяется к отрицательному полюсу источника тока;
- TRIG – пуск. При появлении на нем низкоуровневого сигнала на OUT устанавливается разность потенциалов высокого уровня. Его длительность задаётся значением параметров внешней RС цепочки
- OUT – выход.
- RESET – сброс. Используется для управления работой микросхемы. Если напряжение на нем не будет превышать 0,7 В запуск NE555 будет невозможен вне зависимости от состояния остальных выводов. Часто подключается к положительному полюсу источника питания через дополнительный резистор.
- CTRL – контроль. Этот вывод имеет подключение с делителем напряжения находящемуся внутри NE555. При отсутствии внешнего воздействия напряжение на нем равно 2/3 питающего напряжения. С его помощью можно получить частотно модулированный (FM) сигнал.
- ТНR – останов. При напряжении на нем более 2/3 Uпит таймера останавливается. Имеет более низкий приоритет, чем TRIG, поэтому для блокировки NE555, напряжение на TRIG (2 ножке) должно отсутствовать.
- DIS – разряд. Подключён к коллектору внутреннего транзистора. Его эмиттер соединён с землёй. Когда на выходе OUT микросхемы низкая разность потенциалов он открыт, а когда высокая закрыт.
- VCC – питание. Подключается к плюсовому выводу блока питания.
Технические характеристики
Рассмотрение технических характеристик для NE555 начнём с максимальных. При их превышении даже на небольшой промежуток времени может привести к выходу микросхемы из строя. Также нельзя долго эксплуатировать прибор при значениях рабочих параметров близких к предельно допустимым.
- напряжение источника тока от 4,5 до 16 В;
- напряжение, действующее на CTRL, RESET, ТНR и TRIG равно напряжению источника питания;
- максимальный выходной ток — ±200 мА;
- предельная температура 70ОС;
- максимальная и минимальная температура, при которых изделие может храниться от -65 до +150 ОС.
Теперь разберёмся с электрическими характеристиками. Они были сняты при температуре воздуха +25 ОС и напряжении питания от 5 до 15 В, если не указаны другие параметры измерения. Остальные условия тестирования находятся в колонке под названием «Режимы измерения».
| Параметры | Режимы измерения | мин | тип | макс | ед. изм. |
| Напряжение (UTR) на TRIG | UСС=15В | 4,5 | 5 | 5,6 | В |
| UСС=5В | 1,1 | 1,67 | 2,2 | ||
| Ток (ITR) через TRIG | 0 В на TRIG | 0,5 | 2 | мкA | |
| Напряжение (UTH) на ТНR | UСС=15В | 8,8 | 10 | 11,2 | В |
| UСС=5В | 2,4 | 3,3 | 4,2 | ||
| Ток через (ITH) ТНR | 30 | 250 | нA | ||
| Переключающий ток (IDIS) на DIS | 20 | 100 | нA | ||
| Переключающее напряжение (UDIS) на DIS (низкое напряжение на выходе) | UСС=5В, IO=8мA |
0,15 | 0,4 | В | |
| Напряжение (URST) на RESET | 0,3 | 0,7 | 1 | В | |
| Ток (IRST) через RESET | UСС на RESET | 0,1 | 0,4 | мA | |
| 0 В на RESET | –0,4 | –1,5 | |||
| Напряжение (UCON) на CTRL (цепь разомкнута) | UСС=15В | 9 | 10 | 11 | В |
| UСС=15В | 2,6 | 3,3 | 4 | ||
| Низкий уровень напряжение (UOL) на выходе OUT | UСС=15В, IOL=10мA |
0,1 | 0,25 | В | |
| UСС=15В, IOL=50мA |
0,4 | 0,75 | |||
| UСС=15В, IOL=100мA |
2 | 2,5 | |||
| UCC=15В, IOL=200мA |
2,5 | ||||
| UCC=5В, IOL=5мA |
0,25 | 0,35 | |||
| UCC=5В, IOL=8мA |
0,3 | 0,4 | |||
| Высокое напряжение (UOH) на OUT | UCC=15В, IOH=–100мA |
12,75 | 13,3 | В | |
| UCC=15В, IOH=–200мA |
12,5 | ||||
| UCC=5В, IOH=–100мA |
2,75 | 3,3 | |||
| Потребляемый ток (ICC) | Низкий уровень напряжения на выходе | UCC=15В | 10 | 15 | мА |
| UCC=5В | 3 | 6 | |||
| Низкий уровень напряжения на выходе | UCC=15В | 9 | 13 | ||
| UCC=5В | 2 | 5 | |||
| Начальная ошибка временного интервала (TER) | моностабильный | TA=25°C | 1 | 3 | % |
| астабильный | 5 | 13 | |||
| Температурный к-т интервала времени переключения (TTC) | моностабильный | TA=MIN to MAX | 50 | 150 | ppm/°C |
| астабильный | 150 | 500 | |||
| Зависимость интервала времени переключения от напряжения (TUCC) | моностабильный | TA=25°C | 0,1 | 0,5 | %/В |
| астабильный | 0,3 | 1 | |||
| Время нарастания импульса на выходе устройства (TRI) | CL=15pF, TA=25°C | 100 | 300 | нс | |
| Время спада импульса на выходе устройств (TFA) | 100 | 300 | нс |
Схемы включения
Моностабильный генератор.
В начальном состоянии напряжение на OUT имеет низкий уровень, внешний конденсатор полностью разряжен. Когда импульс приходит на вывод TRIG внутренний триггер NE555 меняет своё состояние и устанавливает выходе OUT высокую разность потенциалов.
Транзистор, находящийся внутри NE555, закрывается, благодаря этому начинается зарядка внешнего конденсатора С, подключённого между выводом DIS и землёй.
Разность потенциалов на нем постепенно растёт, и когда она достигнет уровня 2/3 Uпит таймер перейдёт в начальное состояние. Конденсатор начнёт разряжаться.
Время от прихода сигнала на вход до того момента как NE555 придет в начальное состояние определяется с помощью формулы Т = 1,1 * R * С.
Астабильный генератор.
При включении питания начинается зарядка внешнего конденсатора С. После того, как он зарядится, внутренний триггер меняет своё состояние, и на OUT появляется разность потенциалов низкого уровня. Внутренний транзистор открывается и конденсатор разряжается.
Когда напряжение на нем достигнет уровня 1/3 Uпит триггер переключится и на OUT появится высокая разность потенциалов. Транзистор опять закроется и все повторится сначала. Формулы для расчёта работы асабильного генератора:
Аналоги
Среди зарубежных аналогов для микросхемы ne555 можно назвать такие: AN1555, AN1555N, GL555, LB8555D, LB8555P, LM555, MC1455, NJM555D, RC555, TA7555P, UPC1555, UPC1555C, UPC617C.
Существуют также похожие отечественные микросхемы: 1006И1, 1087ВИ2, КР1006ВИ1, КР1006ВИ1А, КФ1006ВИ1.
При замене микросхем нужно обязательно обратиться к техническим характеристикам и только после этого принимать решение.
Производители
Зарубежные фирмы выпускающие микросхему NE555 и их datasheet: Texas Instruments, Unisonic Technologies, STMicroelectronics, ARTSCHIP ELECTRONICS, NXP Semiconductors, Diodes Incorporated, Fairchild Semiconductor, Harris Corporation, Estek Electronics, Wing Shing Computer Components. На отечественном рынке можно найти изделия следующих производителей: Texas Instruments, STMicroelectronics, Fairchild Semiconductor. Иногда встречаются устройства фирмы Unisonic Technologies.
Вам также может понравиться
NE555: datasheet на русском, описание и схема включения
Каждый радиолюбитель не раз встречался с микросхемой NE555. Этот маленький восьминогий таймер завоевал колоссальную популярность за функциональность, практичность и простоту использования.
На 555 таймере можно собрать схемы самого различного уровня сложности: от простого триггера Шмитта, с обвеской всего в пару элементов, до многоступенчатого кодового замка с применением большого количества дополнительных компонентов.
В данной статье детально ознакомимся с микросхемой NE555, которая, несмотря на свой солидный возраст, по-прежнему остается востребована. Стоит отметить, что в первую очередь данная востребованность обусловлена применением ИМС в схемотехнике с использованием светодиодов.
Описание и область применения
NE555 является разработкой американской компании Signetics, специалисты которой в условиях экономического кризиса не сдались и смогли воплотить в жизнь труды Ганса Камензинда. Именно он в 1970 году сумел доказать важность своего изобретения, которое на тот момент не имело аналогов. ИМС NE555 имела высокую плотность монтажа при низкой себестоимости, чем заслужила особый статус.
Впоследствии её стали копировать конкурирующие производители из разных стран мира. Так появилась отечественная КР1006ВИ1, которая так и осталась уникальной в данном семействе.
Дело в том, что в КР1006ВИ1 вход останова (6) имеет приоритет над входом запуска (2). В импортных аналогах других фирм такая особенность отсутствует.
Данный факт следует учитывать при разработке схем с активным использованием двух входов.
Однако в большинстве случаев приоритеты не влияют на работу устройства. С целью снижения мощности потребления, ещё в 70-х годах прошлого века был налажен выпуск таймера КМОП-серии. В России микросхема на полевых транзисторах получила название КР1441ВИ1.
Схема УМЗЧ: виды, описание, устройство, порядок сборки
Наибольшее применение 555 таймер нашёл в построении схем генераторов и реле времени с возможностью задержки от микросекунд до нескольких часов. В более сложных устройствах он выполняет функции по исключению дребезга контактов, ШИМ, восстановлению цифрового сигнала и так далее.
Производители
Рассмотренный универсальный таймер, созданный американской компанией Signeticsв далеком 1971 г., до сих пор продолжают выпускать почти все известными мировые брэнды полупроводниковой промышленности. При этом маркировка её полных аналогов у различных компании может отличатся от оригинала, несмотря на полную функциональную и физическую идентичность.
Например судя по datasheet NE555 P (она же LM555P) и NE555N являются одним и тем же устройством двух конкурентов: Texas Instruments и STMicroelectronics соответственно. NE555L является продуктом китайской Unisonic Technologies Co (UTC). Японская Motorolа когда то делала CMOS-версии с обозначением MC1455.
В настоящее время продолжается процесс её совершенствования и модернизации под современные требования.
Особенности и недостатки
Особенностью таймера является внутренний делитель напряжения, который задаёт фиксированный верхний и нижний порог срабатывания для двух компараторов. Ввиду того что делитель напряжения нельзя исключить, а пороговым напряжением нельзя управлять, область применения NE555 сужается.
Таймер на биполярных транзисторах имеет один существенный недостаток, связанный с переходом выходного каскада из одного состояния в противоположное. Каждое переключение сопровождается паразитным сквозным током, который в пике может достигать 400 мА, увеличивая тепловые потери.
Решение проблемы заключается в установке полярного конденсатора ёмкостью до 0,1 мкФ между выводом управления (5) и общим проводом. Благодаря ему, повышается стабильность при запуске и надёжность всего устройства.
Кроме того, для повышения помехоустойчивости цепь питания дополняют неполярным конденсатором 1 мкФ.
Таймеры, собранные на КМОП-транзисторах, лишены перечисленных недостатков и не нуждаются в монтаже внешних конденсаторов.
Основные параметры ИМС серии 555
Внутреннее устройство NE555 включает в себя пять функциональных узлов, которые можно видеть на логической диаграмме.
На входе расположен резистивный делитель напряжения, который формирует два опорных напряжения для прецизионных компараторов.
Выходные контакты компараторов поступают на следующий блок – RS-триггер с внешним выводом для сброса, а затем на усилитель мощности.
Последним узлом является транзистор с открытым коллектором, который может выполнять несколько функций, в зависимости от поставленной задачи.
Рекомендуемое напряжение питания для ИМС типа NA, NE, SA лежит в интервале от 4,5 до 16 вольт, а для SE может достигать 18В. При этом ток потребления при минимальном Uпит равен 2–5 мА, при максимальном Uпит – 10–15 мА. Некоторые ИМС 555 КМОП-серии потребляют не более 1 мА. Наибольший выходной ток импортной микросхемы может достигать значения в 200 мА. Для КР1006ВИ1 он не выше 100 мА.
Качество сборки и производитель сильно влияют на условия эксплуатации таймера.
Например, диапазон рабочих температур NE555 составляет от 0 до 70°C, а SE555 от -55 до +125°C, что важно знать при конструировании устройств для работы в открытой окружающей среде.
Более детально ознакомиться с электрическими параметрами, узнать типовые значения напряжения и тока на входах CONT, RESET, THRES, и TRIG можно в datasheet на ИМС серии XX555.
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!
Расположение и назначение выводов
NE555 и её аналоги преимущественно выпускаются в восьмивыводном корпусе типа PDIP8, TSSOP или SOIC. Расположение выводов независимо от корпуса – стандартное. Условное графическое обозначение таймера представляет собой прямоугольник с надписью G1 (для генератора одиночных импульсов) и GN (для мультивибраторов).
- Общий (GND). Первый вывод относительно ключа. Подключается к минусу питания устройства.
- Запуск (TRIG). Подача импульса низкого уровня на вход второго компаратора приводит к запуску и появлению на выходе сигнала высокого уровня, длительность которого зависит от номинала внешних элементов R и С. О возможных вариациях входного сигнала написано в разделе «Одновибратор».
- Выход (OUT). Высокий уровень выходного сигнала равен (Uпит-1,5В), а низкий – около 0,25В. Переключение занимает около 0,1 мкс.
- Сброс (RESET). Данный вход имеет наивысший приоритет и способен управлять работой таймера независимо от напряжения на остальных выводах. Для разрешения запуска необходимо, чтобы на нём присутствовал потенциал более 0,7 вольт. По этой причине его через резистор соединяют с питанием схемы. Появление импульса менее 0,7 вольт запрещает работу NE555.
- Контроль (CTRL). Как видно из внутреннего устройства ИМС он напрямую соединен с делителем напряжения и в отсутствие внешнего воздействия выдаёт 2/3 Uпит. Подавая на CTRL управляющий сигнал, можно получить на выходе модулированный сигнал. В простых схемах он подключается к внешнему конденсатору.
- Останов (THR). Является входом первого компаратора, появление на котором напряжения более 2/3Uпит останавливает работу триггера и переводит выход таймера в низкий уровень. При этом на выводе 2 должен отсутствовать запускающий сигнал, так как TRIG имеет приоритет перед THR (кроме КР1006ВИ1).
- Разряд (DIS). Соединен напрямую с внутренним транзистором, который включен по схеме с общим коллектором. Обычно к переходу коллектор-эмиттер подключают времязадающий конденсатор, который разряжается, пока транзистор находится в открытом состоянии. Реже используется для наращивания нагрузочной способности таймера.
- Питание (VCC). Подключается к плюсу источника питания 4,5–16В.
Содержание / Contents
- 1 Реле времени 1
- 2 Второй вариант реле времени
- 3 Детали и налаживание
- 4 Использованная литература
Сначала собрал реле по схеме (Рис. 1) из журнала Радио, номера не помню.
Но при емкости электролитического конденсатора С1 больше 1000 мкФ время выдержки сильно зависит от температуры и от напряжения питания. Реле может сработать через час, а может и через два.
Поэтому были разработаны и проверены в железе другие схемы.
Режимы работы NE555
Таймер 555 серии работает в одном из трёх режимов, рассмотрим их более детально на примере микросхемы NE555.
Одновибратор
Принципиальная электрическая схема одновибратора приведена на рисунке. Для формирования одиночных импульсов, кроме микросхемы NE555, понадобится сопротивление и полярный конденсатор. Схема работает следующим образом.
На вход таймера (2) подают одиночный импульс низкого уровня, который приводит к переключению микросхемы и появлению на выходе (3) высокого уровня сигнала.
Продолжительность сигнала рассчитывается в секундах по формуле: t=1,1*R*C.
По истечении заданного времени (t) на выходе формируется сигнал низкого уровня (исходное состояние). По умолчанию вывод 4 объединен с выводом 8, то есть имеет высокий потенциал.
Во время разработки схем нужно учесть 2 нюанса:
- Напряжение источника питания не влияет на длительность импульсов. Чем больше напряжение питания, тем выше скорость заряда времязадающего конденсатора и тем больше амплитуда выходного сигнала.
- Дополнительный импульс, который можно подать на вход после основного, не повлияет на работу таймера, пока не истечет время t.
На работу генератора одиночных импульсов можно влиять извне двумя способами:
- подать на Reset сигнал низкого уровня, который переведёт таймер в исходное состояние;
- пока на вход 2 поступает сигнал низкого уровня, на выходе будет оставаться высокий потенциал.
Таким образом, с помощью одиночных сигналов на входе и параметров времязадающей цепочки можно получать на выходе импульсы прямоугольной формы с чётко заданной длительностью.
Мультивибратор
Мультивибратор представляет собой генератор периодических импульсов прямоугольной формы с заданной амплитудой, длительностью или частотой, в зависимости от поставленной задачи.
Его отличие от одновибратора состоит в отсутствии внешнего возмущающего воздействия для нормального функционирования устройства. Принципиальная схема мультивибратора на базе NE555 показана на рисунке. В формировании повторяющихся импульсов участвуют резисторы R1, R2 и конденсатор С1.
Время импульса (t1), время паузы(t2), период (T) и частоту (f) рассчитывают по нижеприведенным формулам:
Из данных формул несложно заметить, что время паузы не сможет превысить время импульса, то есть достичь скважности (S=T/t1) более 2 единиц не удастся. Для решения проблемы в схему добавляют диод, катод которого соединяют с выводом 6, а анод с выводом 7.
В datasheet на микросхемы часто оперируют величиной, обратной скважности – Duty cycle (D=1/S), которую отображают в процентах.
Схема работает следующим образом. В момент подачи питания конденсатор С1 разряжен, что переводит выход таймера в состояние высокого уровня. Затем С1 начинает заряжаться, набирая ёмкость до верхнего порогового значения 2/3 UПИТ.
Достигнув порога ИМС переключается, и на выходе появляется низкий уровень сигнала. Начинается процесс разряда конденсатора (t1), который продолжается до нижнего порогового значения 1/3 UПИТ.
По его достижении происходит обратное переключение, и на выходе таймера устанавливается высокий уровень сигнала. В результате схема переходит в автоколебательный режим.
Прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером
Внутри таймера NE555 встроен двухпопроговый компаратор и RS-триггер, что позволяет реализовывать прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером на аппаратном уровне.
Входное напряжение делится компаратором на три части, при достижении каждой из которых происходит очередное переключение. При этом величина гистерезиса (обратного переключения) равна 1/3 UПИТ.
Возможность применения NE555 в качестве прецизионного триггера востребована в построении систем автоматического регулирования.
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.
Примеры применение таймера NE555
18.06.2019 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.
Пример №1 — Сигнализатор темноты
Схема издает звуковой сигнал при наступлении темноты. Пока фоторезистор освещен, на выводе №4 установлен низкий уровень, а значит, NE555 находится в режиме сброса. Но как только освещение падает, сопротивление фоторезистора возрастает и на выводе №4 появляется высокий уровень и как следствие таймер запускается, издавая звуковой сигнал.
Как рассчитать сопротивление резистора для светодиода?
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.
Пример №2 — Модуль сигнализации
Схема представляет один из модулей автосигнализации, который подает сигнал при изменении угла наклона автомобиля. В качестве датчика применен ртутный выключатель. В исходном состоянии датчик не замкнут и на выходе NE555 установлен низкий уровень. При изменении угла наклона автомобиля ртутная капля замыкает контакты, и низкий уровень на выводе №2 запускает таймер.
- Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор
- Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…
- Подробнее
В результате чего на выходе появляется высокий уровень, который управляет каким-либо исполнительным устройством. Даже после размыкания контактов датчика таймер все равно останется в активном состоянии. Отключить его можно, если остановить работу таймера, подав на вывод №4 низкий уровень. C1 — керамический конденсатор емкостью 0.1мкФ (маркировка керамических конденсаторов).
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
Как сделать ремонт масляного обогревателя своими руками?
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
Устройство с функцией задержки включения
Перейдем непосредственно к реле времени. В этой статье мы разберем с одной стороны схему максимально простую, но с другой стороны не имеющую гальванической развязки.
Внимание! Сборка и наладка рассматриваемой схемы без гальванической развязки должна выполняться только специалистами, имеющими соответствующее образование и допуски.
Устройство является источником опасности, так как в нем присутствует опасное для жизни напряжение. Такое устройство в своей конструкции имеет 15 элементов и делится на две части:
- Узел формирования питающего напряжения или блок питания;
- Узел с временным контроллером.
Блок питания работает по бестрансформаторному принципу. В его конструкцию входят компоненты R1, C1, VD1, VD2, C3 и VD3. Само напряжение питания 12 В формируется на стабилитроне VD3 и сглаживается конденсатором C3.
Во вторую часть схемы включены интегральный таймер с обвеской. Роль конденсатора C4 и резистора R2 мы описали выше, и теперь по указанной ранее формуле мы можем вычислить значение времени задержки реле:T = 1.1 * R2 * C4 = 1.1 * 680000 * 0.0001 = 75 секунд ≈ 1.
5 минуты Изменив номиналы R2-C4, вы можете самостоятельно определить необходимое вам время задержки и своими руками переделать схему на любой временной интервал. Принцип работы схемы следующий.
После включения устройства в сеть и появления напряжения питания на стабилитроне VD3, а, следовательно, и на микросхеме NE555, конденсатор начинает заряжаться до тех пор, пока напряжение на входах 2 и 6 чипа NE555 не опустится ниже 1/3 от питающего, то есть, примерно до 4 В.
После наступления этого события на выходе OUT появится управляющее напряжение, которое запустит (включит) реле K1. Реле, в свою очередь, замкнет нагрузку HL1.
Диод VD4 ускоряет разрядку конденсатора C4 после отключения питания для того, чтобы после быстрого повторного включения в сеть устройства время сработки не сократилось. Диод VD5 гасит индуктивный выброс от K1, чем защищает схему. C2 служит для фильтрации помех по питанию NE555.
Если правильно подобраны детали и без ошибок выполнен монтаж элементов, то устройство в проведении настройки не нуждается.
При испытании схемы, чтобы не выжидать полторы минуты, необходимо сопротивление R1 снизить до значения 68–100 кОм.
Вы, наверное, обратили внимание, что в схеме нет транзистора, который бы включал реле K1. Сделано это не из экономии, а по причине достаточной надежности выхода 3 (OUT) микросхемы DD1. Микросхема NE555 выдерживает на выходе OUT максимальную нагрузку до ±225 мА.
Такая схема идеально подходит для контроля времени работы вентиляционных приборов, установленных в санузлах и других подсобных помещениях.
За счет ее наличия вентиляторы включаются только при условии присутствия в помещении в течение длительного времени.
Такой режим значительно снижает расход электрической энергии, и продлевает срок службы вентиляторов за счет меньшего износа трущихся деталей.
Реле времени своими руками
С помощью электронных реле можно неплохо экономить дома, к примеру, возьмем свет в коридоре, кладовке или подъезде. Нажимая кнопку, мы включаем свет и через определенное время он отключается.
Этого времени должно хватить на поиски предмета в коридоре, кладовке или попадание в квартиру. К тому же освещение без надобности не горит, по забывчивости оставленный включенным.
В этой статье мы расскажем, как сделать реле времени своими руками, предоставив все необходимые схемы и инструкции.
Простейший вариант реле времени
При желании есть возможность самостоятельно собрать реле времени.
Время задающим элементом является конденсатор С1, в стандартной комплектации КИТ набора 1000 мкФ/ 16 В, время задержки составляет 10 минут. Регулировка времени осуществляется резистором R1. Питание платы 12 вольт. Управление нагрузкой осуществляется через контакты. Плату можно не делать, собрать на макете.
Реле времени на 555 таймере своими руками
31.08.2012 Электронная техника
В видеоуроке канала «самоделки и Обзоры посылок от jakson» будем собирать схему реле времени на базе микросхемы таймера на NE555. Весьма несложная — мало подробностей, что будет очень просто спаять все собственными руками. Наряду с этим многим она будет нужна.
Радиодетали для реле времени
Пригодится сама микросхема , два несложных резистора ( один переменный, один полярный), конденсатор на 3 микрофарада, неполярный конденсатор на 0,01 мкф, транзистор КТ315, диод практически любой, одно реле. Напряжение питания устройства будет от 9 до 14 вольт. Приобрести радиодетали либо готовое собранное реле времени возможно в этом китайском магазине.
Загрузка...
