na 2024/03/29 499

NE555 Úvod, vnútorná štruktúra, prevádzkový režim, aplikácie

NE555 je monolitický integrovaný časovač obvodu, ktorý je schopný produkovať rôzne typy časovacích signálov.Vo veľkej miere sa používa v elektronických hodinách, riadení výkonnosti, kalkulačkách, LED displejoch a iných elektronických zariadeniach v rôznych poliach.Cieľom tohto článku je poskytnúť podrobné informácie o NE555 vrátane jeho pozadia, dizajnu, vnútornej štruktúry, popisov PIN, prevádzkových režimov a princípov a aplikácií, ktoré vám pomôžu lepšie využiť tento čip.

Katalóg

Úvod do NE555

Ten NE555 je jedným z modelov v sérii 555 Timer IC.Funkcie PIN a aplikácie tejto série sú vzájomne kompatibilné, ale rôzne modely ChIP sa môžu líšiť v závislosti od ceny, stability, výkonu úspory energie a frekvencie oscilácie.

555 časovač IC je všadeprítomná multifunkčná komponent v časovacích obvodoch, čo vyžaduje iba minimálny počet odporov a kondenzátorov, aby sa generovali rôzne pulzné signály nevyhnutné pre digitálne elektronické výrobky.Primárne použitie NE555 spočíva v jeho schopnosti tvoriť časový obvod s vnútorným časovačom, čím poskytuje presné časovacie impulzy pre iné obvody.

Má dva hlavné typy obalov: DIP (Dual In-Line Package) s 8-kolíkovou konfiguráciou, ktorú je možné priamo vložiť, a kompaktnejší balík SOP-8, ktorý je vhodný pre aplikácie citlivé na priestor.

Alternatívy a ekvivalentné možnosti:

• BL5372

• NA555

• KR3225Y

Dizajn časovača NE555

IC 555 Timer IC navrhol Hans R. Camenzind v roku 1971 pre Signetics (neskôr získaný spoločnosťou Philips), ktorý obsahoval 25 tranzistorov, 2 diódy a 15 odporov, všetky prístupné prostredníctvom 8-kolíkového balíka DIP-8.Tento základný dizajn priniesol rôzne deriváty vrátane 556 (s dvoma 555 časovačmi v balíku DIP-14), ako aj modelov 558 a 559.

NE555 pracuje v teplotnom rozsahu od 0 ° C až 70 ° C, pričom slúži všeobecnému trhu, zatiaľ čo jeho vojenský náprotivok, SE555, je navrhnutý tak, aby vydržal extrémne teploty od -55 ° C do 125 ° C.Možnosti balenia pre 555 časovač IC odrážajú jeho univerzálnosť a rozsah aplikácií a ponúka kov s vysokým odpočinkom (označený príponou T) a nízkonákladové epoxidové zákroky (V), teda komplexné štítky NE555V, NE555T, SE555V a SE555T.Konvencia pomenovania „555“ sa všeobecne predpokladá, že pochádza z jeho interných odporov 5 kΩ, hoci to sám Camenzind to vyvrátil, čo objasňuje, že výber názvu „555“ bol svojvoľný.

Pri hľadaní energetickej účinnosti séria 555 obsahuje modely s nízkym výkonom ako 7555 a TLC555 založené na CMOS, ktoré sa pýšia nižšou spotrebou energie v porovnaní so štandardnými modelmi.Ako tvrdia výrobcovia, model 7555 nevyžaduje obtokový kondenzátor medzi riadiacim kolíkom a zemou ani oddeľovacím kondenzátorom medzi napájaním a zemou, aby sa eliminoval hluk, ktorý sa zameriava na konštrukčný pokrok, ktorý znižuje zložitosť a zvyšuje výkon.

Vnútorné zloženie NE555

NE555 je klasický integrovaný obvod.Jeho vnútorná štruktúra obvodu pozostáva z troch kľúčových prevádzkových jednotiek: porovnávača napätia s výstupnou fázou, rôznymi komparátormi a Flip-flop RS.Nižšie je uvedená podrobná analýza vnútorného obvodu NE555:

Porovnávač napätia: NE555 obsahuje interne porovnávač napätia, ktorý sa používa na kontrolu napájacieho napätia a plynulé prepojenie jeho výstupu s klopným obvodom RS, aby sa zabezpečilo presné monitorovanie napätia.

Výstupná fáza: Pripojená k flip-flop RS, výstupná fáza predovšetkým riadi stav výstupného kolíka (kolík 3).Výstupná architektúra NE555 je dizajn s otvoreným odvodom, ktorý nie je schopný nezávisle vysielať signály na vysokej úrovni a vyžadovať externý rezistor vytiahnutia, aby sa výstupný kolík priniesol do vysokého stavu, keď je potrebný signál na vysokej úrovni.

Porovnanie: V NE555 vynikajú dvaja komparátory: porovnávač prahu a porovnávač spúšťača, ktorý je spojený s PIN 6 (THR) a 2 (TRIG).

Ako sa zvyšuje napätie na prahovom kolíku (PIN 6), porovnávač prahu zvyšuje svoj výstup na signál na vysokej úrovni.Ak prahové napätie prekročí spúšťacie napätie, zodpovedajúcim spôsobom sa zmení výstup porovnávača.

Keď sa napätie na spúšťacom kolíku (PIN 2) zníži, porovnávací porovnávač redukuje svoj výstup na signál nízkej úrovne.Zmeny výstupu sa vyskytnú, keď spúšťacie napätie klesne pod prahové napätie.

RS Flip-FLOP: NE555 obsahuje interne Flip Flip RS, ktorý sa používa na uloženie stavu výstupného kolíka (PIN 3).Vstupy flip-flop RS sú riadené výstupmi porovnávača prahu a porovnávača spúšťača.

Vstup R pochádza z výstupu porovnávača prahu, ktorý dohliada na mechanizmus resetovania Flip-Flop RS.

Vstup S vychádza z výstupu porovnávača spúšťača, ktorý spravuje nastavenie klopného obvodu RS.

Prehľad analýzy vnútorného obvodu NE555 zdôrazňuje jeho zložitý návrh, čo mu umožňuje spoľahlivo vykonávať svoju úlohu ako všestranné roztok načasovania.

Prevádzkové režimy NE555

Časovač NE555 je všestranný komponent v elektronickom dizajne, ktorý pracuje v troch hlavných režimoch, z ktorých každý je prispôsobený konkrétnym funkciám obvodu:

Astable režim: Táto konfigurácia sa vyznačuje svojou vlastnou nestabilitou, ktorá neurčito oscitná bez toho, aby zadala stabilný stav.Všeobecne sa používa v aplikáciách, ktoré si vyžadujú opakované signály, ako sú blesky, generátory zvuku, generátory impulzov a časovacie obvody, na uľahčenie nepretržitého oscilácie výstupu.

Bistabilný režim: Odrazom stability štartu bicykla, či už bolo vyvýšené alebo znížené, tento režim udržiava stabilitu v dvoch rôznych stavoch, iba prechod s vonkajším zásahom.Známy ako bistabilný kvôli svojim dvom stabilným podmienkam umožňuje NE555 pôsobiť ako prepínač, ktorý reaguje na externé vstupy, aby zmenil svoj stav.

Monostable režim: Podobne ako dvere vybavené bližšími zostáva bezpečne zatvorené, kým sa násilne neotvorí.V tomto režime sa NE555 stabilizuje v jedinom stave, aktivovaný iba externým spúšťačom a automaticky sa vracia do svojho pôvodného stavu po odstránení spúšťača.Táto monostabilná operácia je vhodná pre aplikácie vyžadujúce jeden výstupný signál načasovania, ako sú časovače, dotykové spínače a kapacitné merače.

Princíp prevádzky NE555

Keď sa začne napájacie napájacie napätie VCC, obvod začne fungovať, čo viedlo kondenzátora C, aby sa okamžite začal nabíjať.Akonáhle napätie naprieč kondenzátorom C dosiahne dve tretiny VCC, výstup interného porovnávača sa zmení na vysokú úroveň a prepne výstup z nízkych na vysoké.Následne zníženie napätia kondenzátora na jednu tretinu VCC spustí vnútorný komparátor, aby vrátil svoj výstup na nízky, čo spôsobí, že výstup z výstupu sa prepne späť z vysokej na nízku.Potom kondenzátor C obnovuje nabíjanie a poháňa obvod do nového prevádzkového cyklu.

Čas doby t (v sekundách) je určený hodnotami vonkajšieho kondenzátora C a dvoch externých odporov R1 a R2, s vzorcom: T = 0,693 × (R1 + 2 × R2) × C.Podiel trvania na vysokej úrovni štvorcovej vlny počas celého cyklu sa vypočíta ako: D = (R1+R2)/(R1+2 × R2).Preto je možné jemné doladiť hodnoty kondenzátora C a rezistorov R1 a R2, je možné modifikovať periódu a pracovný cyklus štvorcovej vlny.

V zásade sa prevádzkový princíp NE555 točí okolo výstavby časovacieho obvodu.Úpravou hodnôt externých kondenzátorov a rezistorov je možné regulovať perióda a pracovný cyklus, čo uľahčuje tvorbu požadovaných priebehov impulzov.

Aplikácie NE555

NE555 infračervené riadiace oneskorenie Svetlo:

Moderné domácnosti sú bežne vybavené infračervenými diaľkovými ovládačmi a tieto existujúce diaľkové ovládače môžeme použiť na ovládanie infračervených diaľkovo kontrolovaných oneskorených svetiel.V tomto nastavení predstavuje „H“ integrovaný infračervený prijímač a „C1“ pôsobí ako filtračný kondenzátor.Signál z diaľkového ovládača po filtrovaní pomocou C1 generuje záporný impulz, ktorý spúšťa monostatný obvod NE555 na aktiváciu.

Alarm vriacej vody NE555:

Tento alarmový systém dômyselne navrhuje obvod na reguláciu teploty, nízkofrekvenčný oscilátor a vysokofrekvenčný oscilátor.Riadenie teploty sa dosahuje kombináciou RP, RT a VT1.Nízkofrekvenčná oscilácia zahŕňa IC1, R2, R3 a C1, kde VT1 ovplyvňuje jeho resetový kolík (kolík 4).Súčasne vysokofrekvenčný oscilátor zložený z IC1, R4, R5 a C2 je modulovaný IC1.Keď sa dosiahne prednastavená teplota, odpor RT klesá, čo spôsobí, že VT1 prestane fungovať.V dôsledku toho osciluje IC1 a emituje nízkofrekvenčné impulzy, ktoré modulujú vysokofrekvenčný oscilátor v IC2, čím vytvárajú zvukový alarm.

NE555 Spínač načasovania aktivovaného dotykovým aktivovaním:

Konfigurácia vyššie je monostateľný obvod, kde IC1 (časovač NE555) za normálnych podmienok vidí kondenzátor C1 úplne prepustený cez PIN 7 NE555, čo vedie k nízkemu výstupu pri kolíku 3, udržiavaní relé (KS) a pripojeným žiarovkou.Jednoduchý dotyk na kovovej doske „P“ môže aktivovať žiarovku pomocou bludného signálneho napätia z ľudského tela prenášaného do spúšťacieho kolíka NE555 cez C2, čím sa výstup prehodí na vysoký.Táto operácia aktivuje relé (KS) a rozsvieti sa.Súčasne sa časovač začína ako R1 nabíja C1, pričom trvanie načasovania je nastavené na T1 = 1,1R1*C1, čo je zhruba ekvivalentné štyri minúty, na základe poskytnutých hodnôt komponentov.Možnosti diód pre D1 zahŕňajú modely 1N4148 alebo 1N4001.

Päť klasických obvodov NE555

Základný obvod časovača NE555

Tento základný, ale široko používaný obvod pozostávajúci z čipu NE555 spolu s rezistormi a kondenzátormi, pohodlne generuje signály načasovania na úrovni milisekundovej úrovne, ako sú impulzy a štvorcové vlny.Jeho charakteristický znak spočíva v jeho jednoduchosti a presnosti a ľahko vytvára presné časovacie signály.

NE555 Monostable Circuit

Táto konfigurácia, ktorá je schopná generovať jediný pulzný signál, je postavená okolo NE555 spolu s rôznymi odpormi a kondenzátormi.Zmenením týchto komponentov je možné upraviť šírku impulzov a čas oneskorenia, čím sa z nej stane ideálnou voľbou na vytvorenie spúšťacích a synchronizačných signálov.Obvod sa vyznačuje jeho schopnosťou vytvárať jediný impulzný signál s nastaviteľnou šírkou impulzu a časom oneskorenia.

NE555 Bistabilný obvod

Tento obvod implementuje logickú funkciu flip-flop, čo umožňuje modifikáciu časovania spúšťača a prahového napätia pomocou nastavenia odporov a kondenzátorov, ktorá sa bežne používa na logické žabky a aplikácie na porovnávanie napätia.

Obvod generátora štvorcových vĺn NE555

Navrhnuté tak, aby produkovali signály štvorcových vĺn, nastavenie odporov a kondenzátorov v tomto obvode mení jej frekvenciu a pracovný cyklus.Vďaka hlavne generovania digitálnych a modulačných signálov je jeho schopnosť prispôsobiť frekvenciu štvorcových vĺn a pracovný cyklus vhodný pre mnohé digitálne a modulačné úlohy.

NE555 Astabilný multivibrátorový obvod

Tento obvod, ktorý sa skladá z dvoch čipov NE555 a ďalších odporov a kondenzátorov, generuje nastaviteľné signály pravouhlých vĺn.Frekvenčný a pracovný cyklus je možné doladiť, vďaka čomu je vhodný na výrobu zvukových alebo modulačných signálov.Obvod sa vyznačuje jeho schopnosťou poskytovať obdĺžnikové vlny s prispôsobiteľnou frekvenciou a pracovným cyklom.

Často kladené otázky [FAQ]

1. Aká je funkcia NE555?

Časovač SE 555 IC pracuje v teplotnom rozsahu -55 ° C až 125 ° C, zatiaľ čo IC NE 555 sa používa v teplotnom rozsahu 0 ° C až 70 ° C.Má širokú škálu aplikácií v oblasti elektroniky, ako sú časovače, oneskorenia, generovanie impulzov, oscilátory atď.

2. Sú NE555 a IC 555 to isté?

Áno, časovač NE555 IC a 555 časovač IC sú rovnaké.NE555 je číslo dielu pre časovač IC.Všeobecne platí, že IC NE555 sa označuje ako 555 časovač IC.

3. Aký je princíp prevádzky NE555?

Pripojením vstupného signálu reset k resetovaciemu kolíku a nastaveného vstupného signálu k PIN TR môže časovač 555 pôsobiť ako účinná SR západka nízkej úrovne (aj keď bez inverzného q výstupu).Preto môže na chvíľu ťahať nastavenú nízku úroveň pôsobiť ako „set“ a vypnúť výstup na vysoký stav (VCC).