555 Timer IC este unul dintre IC-urile utilizate în mod obișnuit în rândul studenților și pasionaților. Există o mulțime de aplicații ale acestui CI, utilizate mai ales ca vibratoare precum, ASTABLE MULTIVIBRATOR, MONOSTABLE MULTIVIBRATOR și BISTABLE MULTIVIBRATOR. Puteți găsi aici câteva circuite bazate pe 5555 IC. Acest tutorial acoperă diferite aspecte ale 555 Timer IC și explică modul de lucru al acestuia în detalii. Deci, să înțelegem mai întâi ce sunt vibratoarele astabile, monostabile și bistabile.
MULTIVIBRATOR ASTABLE
Aceasta înseamnă că nu va exista un nivel stabil la ieșire. Deci, ieșirea va oscila între mare și minim. Acest caracter de ieșire instabilă este utilizat ca ieșire cu ceas sau undă pătrată pentru multe aplicații.
MULTIVIBRATOR MONOSTABIL
Aceasta înseamnă că va exista o stare stabilă și o stare instabilă. Starea stabilă poate fi aleasă fie de înaltă, fie de scăzută de către utilizator. Dacă ieșirea stabilă este selectată mare, atunci temporizatorul încearcă întotdeauna să pună mare la ieșire. Deci, atunci când este dată o întrerupere, cronometrul scade pentru o perioadă scurtă de timp și, din moment ce starea joasă este instabilă, acesta trece la maxim după acel timp. Dacă starea stabilă este aleasă scăzută, cu întrerupere, ieșirea se ridică pentru o perioadă scurtă de timp înainte de a ajunge la scăzut.
MULTIVIBRATOR BISTABIL
Aceasta înseamnă că ambele stări de ieșire sunt stabile. Cu fiecare întrerupere, ieșirea se schimbă și rămâne acolo. De exemplu, ieșirea este considerată ridicată acum cu întrerupere, aceasta scade și rămâne scăzută. Până la următoarea întrerupere, se ridică.
Caracteristici importante ale IC 555 Timer
NE555 IC este un dispozitiv cu 8 pini. Caracteristicile electrice importante ale temporizatorului sunt că nu ar trebui să funcționeze peste 15V, înseamnă că tensiunea sursei nu poate fi mai mare de 15v. În al doilea rând, nu putem extrage mai mult de 100mA din cip. Dacă nu le urmați, IC ar fi ars și deteriorat.
Explicație de lucru
Cronometrul constă, în principiu, din două blocuri principale și acestea sunt:
1. Comparatoare (două) sau două op-amp
2. Un flip-flop SR (setează resetarea flip-flop)
Așa cum se arată în figura de mai sus, există doar două componente importante în temporizator, acestea sunt comparatoare și flip-flop. Să înțelegem ce sunt comparatoarele și bistabilele.
Comparatoare: comparatorul este pur și simplu un dispozitiv care compară tensiunile la bornele de intrare (borne de inversare (- VE) și non-inversoare (+ VE)). Deci, în funcție de diferența dintre terminalul pozitiv și terminalul negativ la portul de intrare, se determină ieșirea comparatorului.
De exemplu, luați în considerare tensiunea pozitivă a terminalului de intrare să fie + 5V și tensiunea negativă a terminalului de intrare să fie + 3V. Diferența este, 5-3 = + 2v. Deoarece diferența este pozitivă, obținem tensiunea de vârf pozitivă la ieșirea comparatorului.
Pentru un alt exemplu, dacă tensiunea terminală pozitivă este + 3V și tensiunea negativă a terminalului de intrare este + 5V. Diferența este + 3- + 5 = -2V, deoarece diferența de tensiune de intrare este negativă. Ieșirea comparatorului va fi tensiunea de vârf negativă.
Dacă pentru un exemplu, considerați terminalul de intrare pozitiv ca INPUT și terminalul de intrare negativ ca REFERINȚĂ, așa cum se arată în figura de mai sus. Deci diferența de tensiune între INPUT și REFERNCE este pozitivă obținem o ieșire pozitivă de la comparator. Dacă diferența este negativă, atunci vom obține un rezultat negativ sau la sol la ieșirea comparatorului.
Flip-Flop: Flip-flop-ul este o celulă de memorie, poate stoca un bit de date. În figură putem vedea tabelul de adevăr al flip-flop-ului SR.
Există patru stări la un flip-flop pentru două intrări; cu toate acestea, trebuie să înțelegem doar două stări ale flip-flop-ului pentru acest caz.
| S | R | Î | Q '(bara Q) |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
Acum, așa cum se arată în tabel, pentru setările și resetările intrărilor obținem ieșirile respective. Dacă există un impuls la pinul setat și un nivel scăzut la resetare, atunci flip-flop-ul stochează valoarea unu și pune logica ridicată la terminalul Q. Această stare continuă până când pinul de resetare primește un impuls, în timp ce pinul setat are o logică scăzută. Aceasta resetează flip-flop-ul, astfel încât ieșirea Q scade și această stare continuă până când flip-flop-ul este setat din nou.
În acest fel, flip-flop-ul stochează un bit de date. Aici un alt lucru este Q și Q bar sunt întotdeauna opuse.
Într-un cronometru, comparatorul și flip-flop-ul sunt reunite.
Luați în considerare că 9V este furnizat temporizatorului, din cauza divizorului de tensiune format de rețeaua de rezistențe din interiorul temporizatorului, așa cum se arată în diagrama bloc; va exista tensiune la pinii comparatorului. Deci, din cauza rețelei de divizare a tensiunii, vom avea + 6V la terminalul negativ al celui de comparare. Și + 3V la terminalul pozitiv al celui de-al doilea comparator.
Un alt lucru este că o ieșire de la un comparator este conectată la pinul de resetare al flip-flop-ului, așa că ieșirea de la un comparator este ridicată de la scăzut, apoi flip-flop-ul se va reseta. Și, pe de altă parte, cea de-a doua ieșire comparativă este conectată la pinul stabilit al flip-flop-ului, deci dacă a doua ieșire comparatoare crește de la scăzut, seturile de flip-flop și stochează ONE.
Acum, dacă observăm cu atenție, pentru o tensiune mai mică de + 3V la pinul de declanșare (intrarea negativă a celui de-al doilea comparator), ieșirea comparatorului scade de la mare, așa cum am discutat mai devreme. Acest impuls setează flip-flop-ul și stochează unul valoric.
Acum, dacă aplicăm o tensiune mai mare de + 6V la pinul de prag (intrarea pozitivă a comparatorului unu), ieșirea comparatorului merge de la scăzut la mare. Acest impuls resetează flip-flop-ul și flip-flip-ul depozitează zero.
Un alt lucru se întâmplă în timpul resetării flip-flop-ului, când resetează pinul de descărcare se conectează la masă pe măsură ce Q1 este pornit. Tranzistorul Q1 pornește deoarece Qbar este ridicat la resetare și este conectat la baza Q1.
În configurația astabilă, condensatorul conectat aici se descarcă în acest timp, astfel încât ieșirea temporizatorului va fi scăzută în acest timp. stocați unul și ieșirea va fi mare.
Într-o configurație astabilă așa cum se arată în figură, Frecvența semnalului de ieșire depinde de rezistențele RA, RB și condensatorul C. Ecuația este dată ca, Frecvența (F) = 1 / (Perioada de timp) = 1,44 / ((RA + RB * 2) * C).
Aici RA, RB sunt valori ale rezistenței și C este valoarea capacității. Punând valorile rezistenței și capacității în ecuația de mai sus, obținem frecvența undei pătrate de ieșire.
Timpul logic de nivel înalt este dat ca, TH = 0.693 * (RA + RB) * C
Timpul logic de nivel scăzut este dat ca, TL = 0,693 * RB * C
Raportul de funcționare al undei pătrate de ieșire este dat, Ciclul de funcționare = (RA + RB) / (RA + 2 * RB).
555 Diagrama pinilor și descrierile
Acum, așa cum se arată în figură, există opt pini pentru un 555 Timer IC și anume, 1. Teren.
2. Declanșator.
3. Ieșire.
4. Resetați.
5. Control
6. Prag.
7. Descărcare
8. Puterea sau Vcc
Pinul 1. Masă: Acest pin nu are nicio funcție specială. Este conectat la sol ca de obicei. Pentru ca temporizatorul să funcționeze, acest pin trebuie și trebuie conectat la masă.
Pinul 8. Putere sau VCC: Acest pin nu are nici o funcție specială. Este conectat la tensiunea pozitivă. Pentru ca temporizatorul să funcționeze, acest pin trebuie să fie conectat la o tensiune pozitivă cuprinsă între + 3,6v și + 15v.
Pinul 4. Resetare: După cum sa discutat mai devreme, există un flip-flop în cipul cu temporizator. Ieșirea flip-flopului controlează direct ieșirea cipului la pin3.
Pinul de resetare este conectat direct la MR (Master Reset) al flip-flop-ului. La observare, putem observa un cerc mic la MR-ul flip-flop-ului. Această bulă reprezintă pinul MR (Master Reset) este activ declanșatorul LOW. Acest lucru înseamnă că flip-flop-ul pentru a reseta tensiunea pin MR trebuie să treacă de la HIGH la LOW. Cu această logică de descreștere, flip-flop-ul devine greu coborât la LOW. Deci, ieșirea este scăzută, indiferent de orice pini.
Acest pin este conectat la VCC pentru ca flip-flopul să se oprească de la resetarea dură.
Pin 3. OUTPUT: Acest pin nu are nici o funcție specială. Acest pin este extras din configurația PUSH-PULL formată din tranzistoare.
Configurația push pull este prezentată în figură. Bazele a două tranzistoare sunt conectate la ieșirea cu flip-flop. Deci, când apare logica ridicată la ieșirea flip-flop-ului, tranzistorul NPN pornește și + V1 apare la ieșire. Când logica a apărut la ieșirea flip-flop-ului este LOW, tranzistorul PNP este pornit și ieșirea trasă în jos sau –V1 apare la ieșire.
Astfel, cum este utilizată configurația push-pull pentru a obține unda pătrată la ieșire prin logica de control de pe flip-flop. Scopul principal al acestei configurații este de a retrage sarcina de pe flip-flop. Ei bine, flip-flopul evident nu poate livra 100mA la ieșire.
Ei bine, până acum am discutat pinii care nu modifică starea de ieșire în nici o condiție. Restul de patru pini sunt speciali, deoarece determină starea de ieșire a cipului temporizator, vom discuta despre fiecare dintre ei acum.
Pinul 5. Pinul Conrol: Pinul de control este conectat de pinul de intrare negativ al comparatorului unu.
Luați în considerare pentru un caz tensiunea dintre VCC și Pământ este de 9v. Datorită divizorului de tensiune din cip, așa cum se observă în figura 3 a paginii 8, tensiunea la pinul de comandă va fi VCC * 2/3 (pentru VCC = 9, tensiunea pinului = 9 * 2/3 = 6V).
Funcția acestui pin de a oferi utilizatorului controlul direct asupra primului comparator. Așa cum se arată în figura de mai sus, ieșirea comparatorului unu este alimentată la resetarea flip-flop-ului. La acest pin putem pune o tensiune diferită, să spunem dacă o conectăm la + 8v. Ceea ce se întâmplă acum este că tensiunea pinului THRESHOLD trebuie să ajungă la + 8V pentru a reseta flip-flop-ul și pentru a trage ieșirea în jos.
În caz normal, ieșirea V va scădea odată ce condensatorul se încarcă până la 2 / 3VCC (+ 6V pentru alimentarea de 9V). Acum, deoarece am pus o tensiune diferită la pinul de control (comparatorul unul negativ sau resetarea comparatorului).
Condensatorul trebuie să se încarce până când tensiunea acestuia atinge tensiunea pinului de control. Din cauza acestei forțe de încărcare a condensatorului, timpul de pornire și timpul de oprire a semnalului se schimbă. Deci, rezultatul se confruntă cu o rotație diferită a rației rupte.
În mod normal, acest pin este tras în jos cu un condensator. Pentru a evita interferențele nedorite cu zgomotul în timpul lucrului.
Pinul 2. TRIGGER: Pinul de declanșare este tras de la intrarea negativă a comparatorului doi. Ieșirea comparatorului doi este conectată la pinul SET al flip-flop-ului. Cu comparatorul cu două ieșiri ridicate obținem tensiune ridicată la ieșirea temporizatorului. Deci, putem spune că pinul de declanșare controlează ieșirea temporizatorului.
Acum, ceea ce trebuie observat este că tensiunea scăzută la pinul de declanșare forțează tensiunea de ieșire ridicată, deoarece este la intrarea inversă a celui de-al doilea comparator. Tensiunea la pinul de declanșare trebuie să scadă sub VCC * 1/3 (cu VCC 9v așa cum se presupune, VCC * (1/3) = 9 * (1/3) = 3V). Deci, tensiunea la pinul de declanșare trebuie să scadă sub 3V (pentru o alimentare de 9v) pentru ca ieșirea temporizatorului să crească.
Dacă acest pin este conectat la masă, ieșirea va fi întotdeauna ridicată.
Pinul 6. PRET: Tensiunea pinului prag determină când se resetează flip-flop-ul din temporizator. Pinul de prag este extras din intrarea pozitivă a comparatorului1.
Aici diferența de tensiune dintre pinul THRESOLD și pinul CONTROL determină ieșirea comparatorului 2 și deci logica de resetare. Dacă diferența de tensiune este pozitivă, flip-flop-ul este resetat și ieșirea scade. Dacă diferența în negativ, logica la pinul SET determină ieșirea.
Dacă pinul de control este deschis. Apoi, o tensiune egală sau mai mare decât VCC * (2/3) (adică 6V pentru o alimentare de 9V) va reseta flip-flop-ul. Deci, ieșirea scade.
Deci putem concluziona că tensiunea pinului THRESHOLD determină când ieșirea ar trebui să scadă, când pinul de control este deschis.
Pinul 7. DESCĂRCARE: Acest pin este extras din colectorul deschis al tranzistorului. Deoarece tranzistorul (pe care a fost luat pinul de descărcare, Q1) și-a conectat baza la Qbar. Ori de câte ori ieșirea scade sau flip-flopul este resetat, știftul de descărcare este tras la sol. Deoarece Qbar va fi ridicat când Q este redus, Deci tranzistorul Q1 se aprinde pe măsură ce baza tranzistorului are putere.
Acest pin descarcă de obicei condensatorul în configurație ASTABLE, deci denumirea DISCHARGE.