Jsme viděli, že Multivibrators a CMOS Oscilátory mohou být snadno postaven z diskrétních součástek k výrobě relaxační oscilátory pro generování základní čtvercové vlny výstupní průběhy. Existují však také vyhrazené IC, které jsou speciálně navrženy tak, aby přesně vytvářely požadovaný výstupní průběh s přidáním několika dalších komponent časování.,

jedno takové zařízení, které existuje již od prvních dnů IC a samo se stalo něčím průmyslovým „standardem“, je oscilátor časovače 555, který se běžně nazývá“časovač 555″.

základní časovač 555 získává své jméno ze skutečnosti, že existují tři interně připojené rezistory 5kΩ, které používá ke generování referenčních napětí dvou komparátorů., 555 timer IC je velmi levné, populární a užitečné, přesné načasování zařízení, které může fungovat buď jako jednoduchý časovač generovat impulzy nebo dlouhé zpoždění, nebo jako relaxační oscilátor vytváří řetězec stabilizovaných průběhy různé pracovní cykly od 50 do 100%.,

555, čip je extrémně robustní a stabilní 8-pin zařízení, které mohou být provozovány buď jako velmi přesné Monostabilní, Bistabilní nebo Astabilní Multivibrátor k výrobě různých aplikací, jako jsou one-shot nebo zpoždění časovače, puls generace, LED a kontrolky blinkry, budíky a tón generace, logické hodiny, frekvenční dělení, napájecí zdroje a měniče atd., ve skutečnosti jakýkoliv obvod, který vyžaduje určitou formu řízení času, protože seznam je nekonečný.,

jeden 555, čip v jeho základní podobě je Bipolární 8-pin mini Dual-in-line Package (DIP) zařízení skládající se z přibližně 25 tranzistorů, 2 diody a o 16 rezistory uspořádány tak, aby tvoří dva komparátory, flip-flop a vysoký výstupní proud fázi, jak je uvedeno níže. Stejně jako Časovač 555 je k dispozici také Časovač NE556 Oscilátor, který kombinuje DVĚ individuální 555 je v rámci jednoho 14-pin DIP balíček a low power CMOS verze jednotného časovač 555 jako 7555 a LMC555, které používají MOSFET tranzistory místo.,

zjednodušený „blokové schéma“ představující vnitřní obvody časovače 555 je uveden níže se stručným vysvětlením každého z jeho spojovací kolíky na pomoc poskytnout jasnější pochopení toho, jak to funguje.

555 Timer Block Diagram

  • • Pin 1. – Zem, zemnící kolík spojuje časovač 555 se zápornou (0V) přívodní lištou.
  • • Pin 2. – Spoušť, záporný vstup do komparátoru č. 1., Záporný puls na tomto kolíku „nastaví“ vnitřní Flip-flop, když napětí klesne pod 1 / 3vcc, což způsobí, že výstup přepne z „nízkého“ do „vysokého“ stavu.
  • • Pin 3. – Výstup, výstup pin může řídit jakékoliv TTL obvodu a je schopen získávání nebo potopení až 200mA proudu na výstupní napětí, které se rovná přibližně Vcc – 1.5 V tak malé reproduktory, Led nebo motory mohou být připojeny přímo na výstup.
  • • Pin 4. – Reset, tento pin se používá k „resetování“ vnitřního Flip-flopu, který řídí stav výstupu, pin 3., Jedná se o vstup s aktivním nízkým vstupem a je obecně připojen k logické úrovni „1“, pokud není použit k zabránění nežádoucímu resetování výstupu.
  • • Pin 5. – Řídicí napětí, tento kolík řídí načasování 555 přepnutím úrovně 2 / 3vcc sítě děliče napětí. Použitím napětí na tento kolík lze šířku výstupního signálu měnit nezávisle na rozvodové síti RC. Pokud se nepoužívá, je připojen k zemi pomocí kondenzátoru 10nf, aby se odstranil hluk.
  • • Pin 6. – Práh, kladný vstup do komparátoru č. 2., Tento kolík se používá k resetování Flip-flopu, když napětí, které na něj působí, přesahuje 2/3vcc, což způsobuje přepnutí výstupu z „vysokého“ na „nízkého“ stavu. Tento kolík se připojuje přímo k časovacímu obvodu RC.
  • • Pin 7. – Výboj, výtok pin je připojen přímo na Kolektor vnitřního tranzistoru NPN, který se používá k „vypouštění“ načasování kondenzátor na zem, když výstup na pin 3 přepínače „LOW“.
  • • Pin 8. – Supply +Vcc, to je napájecí kolík a pro všeobecné účely TTL 555 časovače je mezi 4,5 V a 15V.,

555 Časovače název pochází ze skutečnosti, že existují tří 5kΩ rezistorů propojeny vnitřně, vyrábějící dělič napětí sítě mezi napájecí napětí na pin 8 a zem na pin 1. Napětí v této sérii odporové sítě drží záporný invertující vstup komparátoru dva při 2/3vcc a pozitivní neinvertující vstup do komparátoru jeden při 1/3vcc.,

dva komparátory produkovat výstupní napětí závislé na rozdílu napětí na svých vstupech, která je určena nabíjení a vybíjení akce externě připojeného RC sítě. Výstupy z obou komparátorů jsou připojeny ke dvěma vstupům flip-flopu, který zase produkuje buď“ vysoký „nebo“ nízký “ výstup na Q na základě stavů jeho vstupů. Výstup z flip-flop slouží k ovládání vysoký výstupní proud spínací fázi řídit připojené zátěže produkuje buď „HIGH“ nebo „LOW“ úroveň napětí na výstupní pin.,

nejčastější použití 555 časovač oscilátoru je jako jednoduchý astabilní oscilátor spojením dvou rezistorů a kondenzátoru přes své terminály vytvářet pevnou puls vlak s doba určuje časovou konstantu RC sítě. Ale 555 časovač oscilátoru čip lze připojit v různých způsobů, jak vyrábět Monostabilní nebo Bistabilní multivibrators stejně jako častější Astabilní Multivibrátor.,

Monostabilní Časovač 555

operace a výstup časovače 555 monostabilní je přesně stejný jako, že pro tranzistorové jeden se podíváme na dříve v Monostable Multivibrators tutorial. Rozdíl tentokrát spočívá v tom, že oba tranzistory byly nahrazeny časovačem 555. Zvažte 555 časovač monostabilní obvod níže.,

Monostabilní Časovač 555

Když záporný ( 0V ) puls je aplikován na spouštěcí vstup (vývod 2) Monostabilní nakonfigurován 555 Časovač oscilátoru, vnitřní komparátor (comparator No1) detekuje tento vstup a „sad“ stav flip-flop, změna signálu z „LOW“ stavu „HIGH“ stavu. Tato akce zase „vypne“ vypouštěcí tranzistor připojený k kolíku 7, čímž se odstraní zkrat přes externí kondenzátor časování, C1.,

Tato akce umožňuje načasování kondenzátor se začne nabíjet přes rezistor R1, dokud napětí na kondenzátoru dosáhne prahové hodnoty (pin 6) napětí 2/3Vcc nastavit vnitřní dělič napětí sítě. V tomto okamžiku výstup komparátorů jde “ vysoko „a“ resetuje „flip-flop zpět do původního stavu, který zase zapne“ tranzistor a vybije kondenzátor na zem přes pin 7. To způsobí, že výstup změní svůj stav zpět na původní stabilní“ nízkou “ hodnotu a čeká na další spouštěcí puls, aby se proces časování znovu spustil., Pak jako dříve má monostabilní multivibrátor pouze „jeden“ stabilní stav.

Monostabilní Časovač 555 obvod spouští na negativní-bude pulz aplikován na pin 2 a spoušť puls musí být mnohem kratší, než výstupní puls width umožňuje čas pro časovací kondenzátor nabít a pak vybít úplně. Po spuštění zůstane monostabilní 555 v tomto „vysokém“ nestabilním výstupním stavu, dokud neuplyne časové období nastavené sítí R1 x C1. Doba, po kterou výstupní napětí zůstává “ vysoké „nebo na logické úrovni“ 1″, je dána následující časovou konstantní rovnicí.,

, Kde t je v sekundách, R je v Ω a C ve Faradech.

555 Timer příklad No1

Monostable 555 časovač je povinen produkovat časové zpoždění v okruhu. Pokud je použit kondenzátor časování 10uf, Vypočítejte hodnotu odporu potřebného k vytvoření minimálního časového zpoždění výstupu 500ms.

500ms je stejný jako 0.,5s, takže tím, že přeskupí výše uvedeného vzorce, získáme vypočítanou hodnotu pro rezistor, R jako:

vypočítaná hodnota pro časovací rezistor potřebné k výrobě požadovaných časovou konstantou 500 ms, je proto, 45.5 KΩ. Nicméně, odpor hodnotu 45,5 KΩ neexistuje jako standardní hodnotu odporu, takže se budeme muset vybrat nejbližší preferované hodnoty odpor 47kΩ, který je k dispozici v všechny standardní rozsahy tolerance z E12 (10%), E96 (1%), což nám dává nové přepočítané časové zpoždění 517ms.,

Pokud se tento časový rozdíl 17ms (500 – 517ms) je nepřijatelné, místo jednoho časování rezistor, dvě různé hodnoty odporu by mohly být spojeny dohromady v sérii k nastavení šířky pulzu na přesně požadovanou hodnotu, nebo jiný časový kondenzátor hodnotu vybral.

nyní víme, že časové zpoždění nebo šířka výstupního pulsu monostabilního časovače 555 je určena časovou konstantou připojené RC sítě., Pokud jsou vyžadována dlouhá časová zpoždění v 10 sekundách, není vždy vhodné používat kondenzátory s vysokou hodnotou časování, protože mohou být fyzicky velké, drahé a mají velké tolerance hodnot, např.

Jedna alternativa řešení je použití malé hodnoty časovací kondenzátor a mnohem větší hodnotu odporu až o 20MΩ je k výrobě vyžadují čas zpoždění., Také pomocí jedné menší hodnotu načasování kondenzátor a různé hodnoty odporů připojených přes multi-pozice otočného přepínače, můžeme vyrobit Monostabilní časovač 555 obvod oscilátoru, který může produkovat různé pulzní šířky na každý přepínač rotace, jako například přepínatelné Monostabilní časovač 555 obvod zobrazený níže.

Přepínatelný 555

můžete ručně vypočítat hodnoty R a C pro jednotlivé komponenty potřebné jako jsme to udělali v příkladu výše., Nicméně, výběr komponenty potřebné k získání požadovaného časové zpoždění od nás vyžaduje vypočítat buď s kilohm (KΩ), Megaohm (MΩ), microfarad (µF) nebo picafarad (pF), a to je velmi snadné skončit s časovým zpožděním, které je o faktor deset nebo dokonce sto.

můžeme učinit náš život trochu jednodušší, tím, že používá typ grafu se nazývá „Nomograph“, který nám pomůže najít monostable multivibrators očekává, že výstupní frekvence pro různé kombinace nebo hodnoty R a C., Například,

Monostabilní Nomograph

výběrem vhodné hodnoty C a R v rozmezí 0,001 uF do 100uF a 1kΩ až 10MΩ, respektive, můžeme číst očekávané výstupní frekvence přímo z nomograph graf čímž se eliminuje jakékoliv chyby ve výpočtech. V praxi by hodnota časovacího odporu pro monostabilní časovač 555 neměla být menší než 1kω nebo větší než 20mω.,

Bistabilní 555

stejně Jako jeden výstřel 555 Monostabilní konfigurace výše, můžeme také vyrábět Bistabilní (dva stabilní státy) zařízení s provozem a výstup z 555 Bistabilní, že podobné tranzistorové jeden se podíváme na dříve v Bistabilní Multivibrators tutorial.

555 Bistable je jedním z nejjednodušších obvodů, které můžeme vytvořit pomocí čipu oscilátoru časovače 555. Tato bistabilní konfigurace nepoužívá žádnou RC rozvodovou síť k vytvoření výstupního průběhu, takže pro výpočet časového období obvodu nejsou vyžadovány žádné rovnice., Zvažte obvod časovače Bistable 555 níže.

Bistabilní Časovač 555 (flip-flop)

přepínání výstupní průběh je dosaženo tím, že řídí spouštěcí a resetovací vstupy časovače 555, které se konají „VYSOKÉ“ dva pull-up rezistory R1 a R2. Tím, že spouštěcí vstup (vývod 2) „NÍZKÉ“, přepínač v poloze, změny stavu výstupu do „VYSOKÉ“ státu, a tím, že resetovací vstup (pin 4) „NÍZKÉ“, přepínač v pozici vynulování, změny výstupu do „NÍZKÉHO“ stavu.,

tento obvod časovače 555 zůstane v obou stavech neomezeně dlouho, a proto je bistable. Pak je časovač Bistable 555 stabilní v obou státech, „vysoký“a “ nízký“. Prahový vstup (pin 6) je připojen k zemi, aby se zajistilo, že nemůže resetovat obvod bistable jako v normální aplikaci časování.

555 výstup časovače

tento tutoriál časovače 555 jsme nemohli dokončit, aniž bychom diskutovali o možnostech přepínání a pohonu časovače 555 nebo dokonce dual 556 Timer IC.,

výstup (pin 3) standardní časovač 555 nebo 556 časovač, má možnost buď „Sink“ nebo „Source“ zatížení proud až do maximální hodnoty 200 ma, což je dostatečné, aby přímo řídit výstupní převodníky, jako jsou relé, žárovky, LED, motory nebo reproduktory atd., s pomocí série, rezistory nebo diody ochranu.,

Tato schopnost 555 časovač pro oba „Sink“ (absorbovat) a „Source“ (zdroj) aktuálního znamená, že výstupní zařízení může být připojen mezi výstupní svorka časovače 555 a dodávky dřezu zatížení stávající nebo mezi výstupní svorkou a uzemněním zdroj proudu zatížení. Příklad.

Potopení a Získávání 555 Časovač Výstup

V prvním obvodu výše, LED je zapojen mezi kladnou napájecí kolejnice ( +Vcc ) a výstup pin 3., To znamená, že proud bude “ klesat „(absorbovat) nebo proudit do výstupního terminálu časovače 555 a LED bude“ zapnuto“, když je výstup“nízký“.

druhý obvod výše ukazuje, že LED dioda je připojena mezi výstupním kolíkem 3 a uzemněním ( 0v ). To znamená, že proud bude „zdroj“ (napájení) nebo vytékat z výstupní svorky 555 časovačů a LED bude „zapnuto“, když je výstup „vysoký“.,

schopnost 555 časovač i umyvadlo a zdroj jeho výstup zatěžovací proud znamená, že obě LED může být připojen k výstupu terminálu ve stejnou dobu, ale jen jeden bude být zapnutý „ON“ v závislosti, zda výstupní stav je „VYSOKÁ“ nebo „NÍZKÁ“. Obvod vlevo ukazuje příklad tohoto. obě LED budou alternativně zapnuty „ON“ a “ OFF “ v závislosti na výstupu. Rezistor, R se používá k omezení LED proudu pod 20mA.,

Jsme si řekli, že maximální výstupní proud buď dřezu nebo zdroj zatěžovací proud přes pin 3 je asi 200mA při maximální napájecí napětí, a tato hodnota je více než dost na disk nebo přepnout další logické obvody, LED nebo malé lampy, atd. Ale co kdybychom chtěli přepínat nebo ovládat vyšší výkonová zařízení, jako jsou motory, elektromagnety, relé nebo reproduktory. Pak bychom museli použít tranzistor k zesílení výstupu časovačů 555, abychom zajistili dostatečně vysoký výkon pro pohon zátěže.,

555, Tranzistor Ovladač

tranzistor v obou výše uvedených příkladů, může být nahrazen s výkonový MOSFET zařízení nebo tranzistor Darlington, pokud zatěžovací proud je vysoký. Při použití induktivní zatížení, jako jsou motor, relé nebo elektromagnet, je vhodné připojit neformální (nebo setrvačník) diodu přímo přes zatížení svorek vstřebat zpět emf napětí generované indukční zařízení, když se změní stav.

zatím jsme se podívat na použití 555 Časovač generovat monostabilní a bistabilní výstup impulsů., V dalším tutoriálu o generování průběhu se podíváme na připojení 555 v astabilní konfiguraci multivibrátoru. Při použití v astabilním zapojení obou frekvence a duty cyklu výstupní průběh může být přesně řízen tak, aby produkovat velmi univerzální generátor křivky.