Таймер NE555 является, пожалуй, самой популярной интегральной микросхемой своего времени. Несмотря на то, что он был разработан более 40 лет назад (в 1972 году) он до сих пор выпускается многими производителями. В этой статье, постараемся подробно осветить вопросы описания и применения таймера NE555.
Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор
Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…
Умные соединения компаратора, сбрасываемый триггер и инвертирующий усилитель в одной монолитной интегральной микросхеме, наряду с несколькими другими элементами породили почти бессмертные схемы устройств, которые сегодня используется многими радиолюбителями.
555 Таймер был разработан американской компанией Signetics в 1972 году и зарегистрирован на мировом рынке.
Два года спустя той же компании был разработана микросхема с обозначением 556, которая объединила в себе два отдельных таймера NE555 имеющих только общие выводы по питанию.
Еще позже были разработаны микросхемы 557, 558 и 559 с применением до четырех таймеров NE555 в одном корпусе. Но позже они были сняты с производства и почти забыты.
Интегральная микросхема NE555 разрабатывалась в качестве таймера и содержит в себе комбинацию аналоговых и цифровых элементов в одном кристалле. Выпускается в различном исполнении, начиная от классического DIP корпуса стандартного и SOIC для SMD монтажа и до миниатюрного корпуса версии SSOP или SOT23-5. (Цены на таймер NE555)
Таймер NE555, кроме стандартного исполнения производиться так же в маломощном CMOS исполнении. Схема электропитания NE555 составляет от 4,5 до 15 вольт (18 вольт максимум), а CMOS вариант использует питание от 3 вольт. Максимальная выходная нагрузка выхода для NE555 200мА, у версии маломощного таймера только 20 мА при 9 вольт.
Стабильность работы стандартной версии 555 сильно зависит от качества источника питания. Это не так сильно сказывается в простых схемах с применением таймера, однако, в более сложных конструкциях, желательно устанавливать буферный конденсатор по цепи питания емкостью 100 мкф.
Блок питания 0…30 В / 3A
Набор для сборки регулируемого блока питания…
Основные характеристики интегрального таймера NE555
- Максимальная частота более чем 500 кГц.
- Длина одного импульса от 1 мсек до часа.
- Может работать в режиме моностабильного мультвибратора.
- Высокий выходной ток (до 200 мА)
- Регулируемая скважность импульса (отношение периода импульса к его длительности).
- Совместимость с TTL уровнями.
- Температурная стабильность 0,005% на 1 градус Цельсия.
Микросхема NE555 в своем составе содержит чуть более 20 транзисторов и 10 резисторов. На следующем рисунке приводится структурная схема таймера от Philips Semiconductors.
В следующей таблице перечислены основные свойства NE555
Назначение выводов таймера NE555
№2 — Запуск (триггер)
Триггер переключается, если на этом выводе напряжение упадет ниже 1/3 напряжения питания. Данный вывод имеет высокое входное сопротивление, более 2 мОм. В нестабильном режиме используется для контроля напряжения на времязадающем конденсаторе, в бистабильном режиме к нему подключается элемент коммутации, например, кнопка.
№4 – Сброс
Если напряжение на этом выводе ниже 0,7 вольт, то происходит сброс внутреннего компаратора. В случае неиспользования, на данный вывод таймера NE555 необходимо подать напряжение питания. Сопротивление вывода составляет около 10 кОм.
№5 — Контроль
Может использоваться для регулировки длительности импульсов на выходе путем подачи напряжения 2/3 от напряжения питания. Если это вывод не используется, то его желательно подключить к минусу источника питания через конденсатор 0,01 мкф.
№6 — Стоп (компаратор)
Останавливает функционирование таймера, если напряжение на этом выводе будет выше 2/3 напряжения питания. Вывод имеет высокое входное сопротивление, более 10 мОм. Он обычно используется для измерения напряжения на времязадающем конденсаторе.
№7 — Разряд
Вывод через внутренний транзистор подключается к «земле», когда внутренний триггер находится в активном состоянии. Вывод (открытый коллектор) используется в основном для разряда времязадающего конденсатора.
№3 – Выход
Микросхема NE555 имеет всего один выход с током до 200 мА. Это значительно больше, чем у обычных интегральных микросхем.
Вывод способен управлять, например, светодиодами (с токоограничивающим резистором), небольшими лампочками, пьезоэлектрическим преобразователем, динамиком (с конденсатором), электромагнитным реле (с защитным диодом) или даже маломощными двигателями постоянного тока. Если требуется более высокий выходной ток, то можно подключить подходящий транзистор в качестве усилителя.
Таймер NE555 — схема включения
Способность вывода 3 таймера NE555 создавать как высокий уровень напряжения, так и низкий (практически 0 вольт) позволяет управлять нагрузкой подключенной как к минусу питания, так и к плюсу. Как пример, подключение светодиодов. Это, конечно, не является обязательным требованием, и нагрузка (светодиод) может быть подключен либо к минусу, либо плюсу питания.
Если таймер NE555 работает в нестабильном состоянии (режим генератора), то к выходу его можно подключить динамик.
Он подключается после разделительного конденсатора (например, 100 мкф) и должен иметь сопротивление не менее 64 Ом из-за ограниченного максимального тока нагрузки выхода таймера.
Конденсатор предназначен для отделения постоянной составляющей сигнала и проводит только аудиосигнал.
Динамик с сопротивлением катушки ниже чем 64 Ом можно подключить либо через конденсатор с меньшей емкостью (реактивное сопротивление), являющегося дополнительным сопротивлением либо с помощью усилителя. Усилитель также может быть использован для подключения более мощного громкоговорителя.
Как и все интегральных микросхемы, выход таймера NE555 управляющий индуктивной нагрузкой (реле) должен быть защищена от скачков повышенного напряжения, созданное в индуктивности в момент отключения. Диод (например, 1N4148) всегда подключается параллельно к катушке реле в обратном направлении.
Однако, для микросхемы NE555 требуется второй диод, включенный последовательно с катушкой реле. Он ограничивает низкое напряжение, которое находится на выходе 3 таймера и предотвращает возбуждение реле небольшим током.
Таким диодом может быть, например, 1N4001 (1N4148 диод не подходит) либо светодиод.
Скачать калькулятор и datasheet для таймера NE555 (1,3 MiB, скачано: 5 500)
Портативный паяльник TS80P
TS80P- это обновленная версия паяльника TS80 Smart, работающий от USB…
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.
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.
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
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.
Расположение и назначение выводов
- 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.
Режимы работы NE555
Таймер 555 серии работает в одном из трёх режимов, рассмотрим их более детально на примере микросхемы NE555.
Одновибратор
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
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.
3 наиболее популярные схемы на основе NE555
Одновибратор
Практический вариант схемы одновибратора на TTL NE555 приведен на рисунке. Схема питается однополярным напряжением от 5 до 15В. Времязадающими элементами здесь являются: резистор R1 – 200кОм-0,125Вт и электролитический конденсатор С1 – 4,7мкФ-16В. R2 поддерживает на входе высокий потенциал, пока некоторое внешнее устройство не сбросит его до низкого уровня (например, транзисторный ключ). Конденсатор С2 защищает схему от сквозных токов в моменты переключения.
- Активизация одновибратора происходит в момент кратковременного замыкания на землю входного контакта. При этом на выходе формируется высокий уровень длительностью:
- t=1,1*R1*C1=1,1*200000*0,0000047=1,03 c.
- Таким образом, данная схема формирует задержку выходного сигнала относительно входного на 1 секунду.
Мигание светодиодом на мультивибраторе
Отталкиваясь от рассмотренной выше схемы мультивибратора можно собрать простую светодиодную мигалку. Для этого к выходу таймера последовательно с резистором подключают светодиод. Номинал резистора находят по формуле:
R=(UВЫХ-ULED)/ILED,
UВЫХ – амплитудное значение напряжения на выводе 3 таймера.
Количество подключаемых светодиодов зависит от типа применяемой микросхемы NE555, её нагрузочной способности (КМОП или ТТЛ). Если необходимо мигать светодиодом мощностью более 0,5 Вт, то схему дополняют транзистором, нагрузкой которого станет светодиод.
Реле времени
Схема работает следующим образом. В исходном состоянии на выводе 2 присутствует высокий уровень (от источника питания), а на выводе 3 низкий уровень. Транзисторы VT1, VT2 закрыты. В момент подачи на базу VT1 положительного импульса по цепи (Vcc-R2-коллектор-эмиттер-общий провод) протекает ток. VT1 открывается и переводит NE555 в режим отсчета времени. Одновременно на выходе ИМС появляется положительный импульс, который открывает VT2. В результате ток эмиттера VT2 приводит к срабатыванию реле. Пользователь может в любой момент прервать выполнение задачи, кратковременно закоротив RESET на землю.
Транзисторы SS8050, приведенные на схеме, можно заменить на КТ3102.
Рассмотреть все популярные схемы на основе NE555 в одной статье невозможно. Для этого существуют целые сборники, в которых собраны практические наработки за всё время существования таймера. Надеемся, что приведенная информация послужит ориентиром во время сборки схем, в том числе нагрузкой которых служат светодиоды.
NE555: схемы, распиновки, даташиты
Микросхема NE555, согласно своим основным характеристикам, входит в категорию таймеров-универсалов. Разброс временных промежутков, которые можно в них устанавливать, очень широк.
Большинство схем ne555 содержат генераторы импульсов прямоугольного типа с разной частотой и протяженностью. Устройство вместе с небольшим количеством добавочных радиоприборов, таких как резисторы и конденсаторы, является составной частью разной электроники.
Это генераторы, шим регулятор на ne555, временные ne555 реле, устройства для имитации звука с разной частотой и т.д.
Цоколевка NE555
Распиновка устройства не меняется многие годы, несмотря на применение в разных видах приложений. Стандартная версия, как правило, имеет пластиковый корпус DIP-8. Поверхностный монтаж оформляется с помощью SOP-8 и SOIC-8.
Первый вывод всегда имеет маркировку в виде небольшого округлого углубления или выпуклости.
Ранее был вариант в круглом корпусе из металла LM555CH, однако сейчас он не производится. Он состоял из RS-триггера, двух компараторов, разрядного транзистора и инвертирующего усилителя.
Основные характеристики ne555
Устройство не является одним из биполярных ИС, ТТЛ, КМОП, но легко взаимодействует с ними.
Напряжение ne555, при котором устройство может нормально работать, имеет диапазон в пределах 4,5 — 16 В. Если оно равно 5 В, происходит согласование выхода таймера ne555 и ТТЛ-входов остальных схем.
В противном случае, нужны еще какие-либо согласующие приборы, чтобы задать импульсам нужный уровень.
Пределы допустимых значений
Есть ряд типовых максимальных эксплуатационных характеристик NE555. Они встречаются в самых распространенных модификациях этой микросхемы. Их различия зависят лишь от компании-производителя, но, как правило, одинаковы в большинстве технических описаний:
- Напряжение источника энергии — от 4,5 до 18 Вольт.
- Рассеиваемая мощность — 600 микроВатт.
- Ток на выходе — 200 миллиАмпер.
- Рабочая частота — 500 килоГерц.
- Температура для работы — от 0 до 70 градусов, для хранения — от -65 до 150 градусов.
- Если превышать указанные параметры, устройство может выйти из строя.
Чем можно заменить NE555
В советские времена существовал полный ne555 аналог микросхемы — КР1006ВИ1. Сегодня она производится в Латвии и Белоруссии. В русскоязычной инструкции к ней дана информация, полностью соответствующая англоязычному варианту ne555 datasheet.
Есть один момент, важный для подбора качественной замены. В указанной версии прибора есть приоритет работы выводов “останова” над “запуском”, а в оригинальном варианте обратная ситуация. В большей части распространенных схем этого функционала нет, но не нужно совсем сбрасывать его со счетов.
- Такая микросхема является незавершенным изделием с реализацией 2 эксплуатационных режимов:
- Моностабильного — таймера запуска.
- Мультивибратора, который генерирует одиночные импульсы.
Чтобы прибор мог работать в одном из этих режимов, его нужно немного усовершенствовать. С этой целью между контактами ставят RC-цепочку с заблаговременной подборкой конденсатора и резистора.
Их показатели задают нужную частота ne555 и периодику прямоугольных сигналов на выходе устройства, когда на него подается питание.
Чтобы повысить точность работы во избежание помех извне, нужно проводить шунтирование емкостью, составляющей не более 0,1 мкФ.
Ne555 — схемы включения
Работа NE555 в режиме таймера
- Требуется 2 дополнительных элемента:
- Резистор.
- Две емкости.
Когда подается питание, на 3-й по отношению к уровню земли ножке будет напряжение 0 Вольт.
Конденсатор, задающий время, не имеет заряда, и в этом состоянии схема может пребывать долго, до поступления на второй контакт положительного сигнала.
По величине он должен быть втрое меньше напряжения питания.
Когда сигнал подается на 2 контакт, выход микросхемы получает напряжение на уровне питающего. Его протяженность определяется временем заряда С. Когда это происходит, напряжение на выходе уменьшается почти до нуля, и устройство разряжается.
Для схемы важно, что, как только она включается, никакие влияния на контакт 2 не меняют уровень выходного напряжения. Но его можно уменьшить подачей сигнала на 4 ножку. Рассчитать временный интервал выходного импульса можно с помощью формулы: T=1.1*Rt*Ct.
Работа в режиме мультивибратора
ne555 выдает прямоугольные сигналы. Их периодичность зависит от значений задающей время RC-цепочки. Конструкция немного меняется, в нее добавляется дополнительное сопротивление. Контакт 7 соединяет резисторы Ra и Rb, но отключается внутри таймера.
Когда питание подается на микросхему, на выходе возникает высокий уровень по отношению к земле, начинается заряд конденсатора. При достижении Ct заряда в размере 2⁄3 от напряжения питания, произойдет переключение схемы и снижение напряжения на выходе до 0. Тогда включается 7 контакт и устройство разряжается.
Основные черты и минусы таймера NE555
Главная отличительная черта устройства — наличие встроенного делителя напряжения. Он задает верхнее и нижнее пороговые значения, при которых срабатывают 2 компаратора. Так как его невозможно убрать, это ограничивает возможность применения схемы.
У таймера с биполярными транзисторами есть один явный минус, касающийся перехода выходного каскада между состояниями. При переключении в устройстве проходит паразитный сквозной ток. На пике он доходит до 400 миллиАмпер, что приводит к возрастанию тепловых потерь.
Чтобы решить эту проблему, нужно установить полярный конденсатор. Он имеет емкость не более 0,1 мкФ между проводом и выводом контроля. Это стабилизирует устройство при запуске и при работе вообще. Чтобы устойчивость к помехам была еще выше, в цепь питания включают конденсатор 1 мкФ.
У таймеров, в основе которых находятся КМОП-транзисторы, нет указанных проблем. Им не требуется монтаж конденсаторов извне.
Размещение и предназначение выводов
NE555 и транзисторы, которые можно использовать для его замены, как правило, имеют восьмивыводной корпус PDIP8, TSSOP, либо SOIC. Выводы, вне зависимости от вида корпуса, расположены стандартно.
Таймер графически обозначается в виде прямоугольника и подписывается как G1 (генератор одиночного импульса) или GN (мультивибратор).
Виды выводов:
- GND — общий. Это 1-й вывод по отношению к ключу. Его подключают к участку питания прибора со знаком “-”.
- TRIG — запуск. Когда низкий импульс подается на вход 2-го компаратора, устройство запускается, и на выходе появляется сигнал высокого уровня. На их протяженность влияет номинал внешних деталей С и R.
- OUT — выход. Напряжение при высоком уровне сигнала на выходе составляет 1,5 В, при низком — 0,25 В. Переключение составляет 0,1 мкс.
- RESET — сброс. Этот вход обладает максимальным приоритетом. Он управляет работой устройства при любом напряжении на других выводах. Разрешение запуска возможно при потенциале от 0,7 В. Из-за этого его, с помощью резистора, связывают с питанием устройства. Если появляется импульс менее 0,7 В, NE555 перестает работать.
- CTRL — контроль. Впрямую соединяется с делителем напряжения, и без воздействий извне выдается 2/3 Uпит. Когда на вывод подается сигнал управления ne555, получается модуляция сигнала. В стандартных схемах он соединяется с внешним конденсатором.
Как изготовить металлоискатель ne555 своими руками
Существует способ самодельного изготовления металлоискателя из 2 схем ne555. Они состоят из 2 катушек:
- Передачи — Tx.
- Приема — Rx.
Вся конструкция делится на 2 блока. Первый, который находится слева, состоит из генератора прямоугольных импульсов. Элементы, задающие время ( R1, R2, C1) подбираются так, что приблизительная выходная частота равна 700 Герц. Ее называют частотой слышимого спектра.
Передача импульсов происходит через резистор с ограничениями тока — R3. Расположение двух катушек на одной территории таково, что они вместе составляют перекрытие и у системы появляется индукционный баланс. Напряжение катушки приема равно нулю, а со стороны правого участка схемы нет никакой реакции. При наличии рядом металлического предмета нарушается баланс и раздается звук.
Для усиления сигнала, поступающего на вход микросхемы 2 приемной катушки используется транзистор VT1, а именно, КТ3102ЕМ, или его аналог с любым уровнем усиления. Резисторы образуют усилитель напряжения.
С помощью переменных резисторов настраивается металлоискатель на ne555. R6 -для подстройки, настраивается после взаиморазмещения катушек.
R7 и R8 помогают осуществлять точную настройку и устанавливаются в корпусе устройства.
В сознании звукового сигнала участвует пьезоизлучатель BA1. Его изымают из непригодного мультиметра. Желательно, чтобы он имел внутренний генератор. Сформированный на выходе DD2 сигнал импульсов сигнализирует и помогает улавливать небольшие перемены звука, когда рядом находится предмет из металла.
Как изготовить катушку
Чтобы намотать катушки металлоискателя, нужно воспользоваться эмалированным проводом для обмотки с радиусом от 0,16 мм. Подберите какой-нибудь крупный предмет и сделайте обмотку вокруг него. Провод можно достать из ненужного электродвигателя или силового трансформатора.
Достаньте намотанную катушку и обмотайте бумажной клейкой лентой. Должны получиться 2 идентичные катушки. Скотч нужен, так как со временем обмотка теряет форму.
Желательно сделать их приплюснутыми, напоминающими букву D, чтобы одна не перекрывала другую. Основанием для катушек может служить сэндвич -панель, часто применяемая в пластиковых окнах.
Соединять катушки с платой можно экранированным проводом.
Как собрать мигалку на ne555
В среде любителей электроники очень популярна простейшая мигалка, в основе которой — данная микросхема. В ней немного элементов, чего вполне достаточно для управления 1-2 светодиодами.
Схема обычной мигалки на NE555
В этом устройстве действует режим мультивибратора, генерирующего прямоугольные импульсы. Их длина меняется путем подбора конденсаторов и резисторов. Схема состоит из 2 попеременно включаемых светодиодов. Но если вам нужен только 1 из них, второй не обязательно включать в микросхему, это не скажется на качестве работы всего прибора.
Питание схемы осуществляется от 3В, может находиться в разбросе от 3 до 15. При увеличении питания нужен подбор резисторов в светодиодные цепи. Если питание идет от 12 В, резисторы должны быть 1,5 — 2 килоОм.
Собранную мигалку не нужно настраивать, она работает при включении. Не обязательно брать резистор на 220 килоОм, достаточно впайки переменного или подстроечного варианта. Это поможет сделать настройку частоты мигания светодиода.
Как изготовить реле времени ne555 самостоятельно
Чтобы лучше ознакомиться с таймером, изготовьте реле времени собственноручно. Это простая классическая схема, которую может собрать любой человек.
Для запуска используется тумблера SB1, для настройки длительности — резистор R2. Примерное время работы указанной схемы — 6 сек. Чтобы его увеличить, не меняя характеристики R2, нужно повысить емкость С1.
Для суточного рабочего цикла нужно использовать конденсатор с емкостью 1,6 тысяч мкФ. При применении микросхемы в условиях, приближенных к реальным, фарады можно менять на более соответствующие нужному рабочему времени. Для расчета применяют формулу: T=C1*R2, С1 — емкость выбранного конденсатора, R2 — средний показатель сопротивления резистора подстройки.
Распиновка выглядит так:
- GND (Земля) — уменьшается питание.
- Trigger (запуск) — контакт получает импульс для начала работы таймера. Возникает от нажатия тумблера.
- Output (выход) – при активности таймера идет генерация исходящего сигнала на контакте.
- Reset (сброс) — подается отрицательный сигнал, и происходит остановка таймера.
- Control Voltage (контроль) — повышается устойчивость прибора к помехам.
Приобрести NE555 можно на Алиэкспресс(по ссылке) и в других интернет-магазинах по максимально доступным ценам.
Микросхема и генератор импульсов ne555
По своим техническим характеристикам микросхему NE555 относят к универсальным таймерам с широким диапазоном устанавливаемых временных интервалов. Почти во всех схемах ne555 используют и включают – как генератор прямоугольных импульсов напряжения различной частоты и длительности.
С минимальным дополнительным набором радиоэлементов (резисторов и конденсатор), на её основе реализуют множество вариаций электронных приборов: реле времени, генераторов, модуляторов, ШИМ-регуляторов, разнообразных мигалок, звуковых имитаторов низких/высоких частот и ещё много чего другого.
Цоколевка
Распиновка NE555 остается неизменной на протяжении долгих лет её использования в различных приложениях. Классическая версия выпускается приимущественно в пластиковом корпусе DIP-8.
Оформление для поверхностного монтажа (SOP-8, SOIC-8) появились значительно позже. Однако расположение выводов осталось прежним: 1 (земля, минус); 2 (запуск); 3 (выход); 4 (сброс); 5 (контроль); 6 (останов); 7 (разряд); 8 (плюс источника питания).
Первый из них всегда маркируется небольшим круглым углублением или выпуклой точкой.
Раньше существовала версия в круглом металлическом корпусе (LM555CH), но её уже давно никто не изготавливает. Структурно представляет собой управляющий RS-триггер, два компаратора, разрядный транзистор для времязадающего конденсатора и инвертирующий усилитель.
Типовые характеристики
NE555 не относится к биполярным ИС, КМОП или ТТЛ-схемам, однако совместима с ними. Рекомендуемое питание для неё находится в диапазоне от +4.5В до +16В. Если его значение составляет +5В, то выход таймера согласуется с ТТЛ-входами других ИС. Иначе надо применять дополнительные согласующие устройства для задания импульсам необходимого уровня.
Предельные допустимые
Рассмотрим типовые предельные эксплуатационные параметры NE555, характерные большинству её модификаций. Они могут незначительно отличаться между собой в зависимости от компании-изготовителя, но в основном повторяются во всех технических описаниях:
- напряжение источника питания от +4.5 до +18В;
- мощность рассеивания до 600 мВт;
- выходной ток до 200 мА;
- максимальная рабочая частота 500 кГц;
- температура: рабочая от 0 до 70ОС; хранения от -65 до +150ОС.
Превышение предельно допустимых параметров может привести к неисправности изделия.
Аналоги
Чем можно заменить и какой подобрать аналог для ne555 ? В советские годы, примерно с 1975 года, полным аналогичным устройством являлась КР1006ВИ1. Сейчас её продолжают выпускать на Рижском заводе «Аlfa Rpar» в Латвии. Сохранилось производство и на белорусском предприятии «Интеграл», там её маркируют так — IN555.
Понятно, что данные на КР1006ВИ1 указаны на русском языке и почти полностью повторяют информацию представленную в англоязычном datasheet на 555. Поэтому многие радиолюбители предпочитают ознакамливаться именно с русскоязычной версией этого универсального таймера.
Но есть один нюанс, который стоит знать, особенно когда надо подобрать подходящую замену. Так, в нашей версии устройства имеется логический приоритет в работе выводов «останова» над «запуском», в то время как у оригинала все наоборот. И хотя в большинстве типовых схем данный функционал не используется, его все же необходимо учитывать в своих разработках.
Схемы включения ne555
Сама по себе данная микросхема это как бы «незавершенное» изделие с возможностью реализации на нем двух режимов эксплуатации — таймера запуска (моностабильный) и генератора одиночных импульсов (мультивибратора). Чтобы заставить её функционировать в одном из них, необходима небольшая доработка.
Для этого межу контактами 1 и 8 добавляется RC-цепочка (она же времязадающая), для которой заранее подбираются резистор и конденсатор. Их значения будут задавать необходимую частоту и периодичность прямоугольных сигналов «включения/выключения» на выходе микросхемы после подачи на неё питания.
Для повышения точности в работе и избегания влияния внешних помех 5 пин (контроль) рекомендовано шунтировать ёмкостью, величина которой должна быть не более 0,1 мкФ.
Моностабильный режим
Рассмотрим принцип работы в режиме таймера. Для его реализации необходимы дополнительные элементы — один резистор Rt и пара ёмкостей. После подачи питания, на третьей ножке относительно земли будет около 0В.
Времязадающий конденсатор Сt полностью разряжен и в таком состоянии схема может находиться достаточно долго, пока на контакт 2 (запуск) не поступит положительный сигнал. Его величина должна быть в три раза меньшей питающего напряжения (Ucc/3).
После подачи сигнала на контакт 2 (запуск), на выходе микросхемы появляется напряжение аналогичное питающему (высокий уровень). Его длительность зависит от времени заряда Сt до уровня 2/3 от Ucc через резистор Rt. Как только это произойдет, выходное напряжение снизится практически до 0В и Сt разрядится.
Важным моментом в этой схеме является то, что после её включения, любые воздействия на контакт 2 (запуск) больше не будут вилять на высокий уровень на выходе. Но его все же можно сбросить, если подать сигнал на четвертую ножку (сброс). Временной интервал выходного импульса (Т) рассчитывается по формуле T=1.1*Rt*Ct.
Режим мультивибратора
В режиме мультивибратора микросхема ne555 выдает серию прямоугольных сигналов, периодичность которых также определяются значениями времязадающей RC-цепочки. Как видно из рисунка ниже, конструкция немного изменена и в неё добавлено еще одно сопротивление.
Контакт 7 (разряд) физически соединен между резисторами Ra и Rb, но логически он отключен внутри универсального таймера.
После подачи питания на микросхему, на 3 пине (выходе) появится высокий уровень относительно земли, а конденсатор Сt начинает заряжается через Ra и Rb. Как только Сt достигнет заряда 2/3 от величины питающего напряжения, схема переключится и на её выходе будет около 0В. При этом включится контакт 7 (разряд) и через резистор Rb будет разряжаться Сt.
После того как конденсатор Ct разрядится на 1/3 схема снова переключится, и на её выходе появится высокий уровень. Разъединится контакт 7 (разряд) и Ct начнет опять заряжаться через Ra и Rb.
Результатом такой работы станет серия прямоугольных импульсов, длительность которых будет определяться величинами элементов Ra, Rb и Сt. Промежуток между началом каждого из импульсов называют общим периодом ТП.
Его можно увеличивать до 30 секунд путем повышения ёмкости Ct. Частоту колебаний определяют по формуле F = 1/ТП.
Не рекомендуется превышать частотный предел в 360 кГц, так как большие значения могут приводить к нестабильной работе устройства.
Проверка работоспособности
Для своих самоделок NE555 можно выпаять из старого, ненужного или уже неисправного оборудования.
Она встречается в пультах управления, терморстатах, терморегуляторах, ёлочных гирляндах, светомузыкальных и различных устройствах с временной задержкой включения, автомобильных тахометрах и др.
Если повезло и Вам удалось найти её, то перед использованием в своих электронных конструкциях, необходимо определить её на работоспособность.
Проверить мультиметром не получится. Поэтому для этих целей обычно используют простенький тестер – он же «мигалка на светодиодах». Если после подключения питания оба диода поочередно помигивают, то NE-шка рабочая. В противном случае – неисправна.
Применение
Невероятно низкая цена, доступность и простота реализации функционально сложных и в тоже время тривиальных электронных схем на ее основе, без глубоких познаний в области электроники, сделали её самой любимой игрушкой большинства начинающих радиолюбителей. Она является сердцем самых разнообразных и очень популярных конструкций, в том числе сделанных своими руками.
По инструкции в непродолжительном видео Вы можете собрать некоторые из схем на NE555: простого и более совершенного металлоискателя пират, ШИМ-регулятора, повышающего DC-преобразователя и измерителя индуктивности и емкости на триггере Шмитта.
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.
Загрузка...
