آی سی تایمر یکپارچه NE555 یک پیشرفت واقعی در الکترونیک است. در سال 1972 توسط Hans R. Camenzind از Signetics ایجاد شد. این اختراع ارتباط خود را تا به امروز از دست نداده است. این دستگاه بعداً مبنای تایمرهای دوگانه (IN556N) و چهارگانه (IN558N) شد.
بدون شک، زاده فکر یک مهندس الکترونیک به او اجازه داد تا جایگاه برجسته خود را در تاریخ اختراعات فنی اشغال کند. از نظر میزان فروش، این دستگاه از بدو تاسیس تاکنون از دستگاه های دیگر پیشی گرفته است. در دومین سال از وجود خود، تراشه 555 پر خریدترین قسمت شد.
رهبری در تمام سالهای بعدی باقی ماند. تراشه 555 که هر سال استفاده از آن افزایش می یافت، فروش بسیار خوبی داشت. به عنوان مثال، در سال 2003، بیش از 1 میلیارد نسخه فروخته شد. پیکربندی خود واحد در این مدت تغییر نکرده است. بیش از 40 سال است که وجود دارد.
ظاهر دستگاه برای خود سازنده تعجب کرد. کامنزیند هدف انعطاف پذیر ساختن IP در استفاده را دنبال کرد.اما او انتظار نداشت که این چنین همه کاره باشد. در ابتدا به عنوان یک تایمر یا تولید کننده پالس استفاده می شد. تراشه 555 که به سرعت در حال استفاده است، اکنون از اسباب بازی های کودکان گرفته تا سفینه های فضایی استفاده می شود.
این دستگاه بادوام است زیرا بر اساس فناوری دوقطبی ساخته شده است و برای استفاده از آن در فضا نیازی به چیز خاصی نیست. فقط کار آزمایشی با دقت خاصی انجام می شود. بنابراین، هنگام آزمایش مدار NE 555، مشخصات آزمایشی فردی برای تعدادی از برنامه ها ایجاد می شود. هیچ تفاوتی در تولید مدارها وجود ندارد، اما رویکردهای کنترل نهایی به طور قابل توجهی متفاوت است.
ظاهر مدار در الکترونیک خانگی
اولین اشاره به نوآوری در ادبیات شوروی در مورد مهندسی رادیو در سال 1975 ظاهر شد. مقاله ای در مورد این اختراع در مجله "Electronics" منتشر شد. تراشه 555، آنالوگ آن توسط مهندسان الکترونیک شوروی در اواخر دهه 80 قرن گذشته ایجاد شد، KR1006VI1 در الکترونیک رادیویی داخلی نامیده شد.
در تولید، این قطعه در مونتاژ VCR های "Electronics BM12" استفاده شد. اما این تنها آنالوگ نبود، زیرا بسیاری از تولید کنندگان در سراسر جهان دستگاه مشابهی را ایجاد کردند. همه واحدها دارای بسته استاندارد DIP8 و همچنین بسته بندی کوچک SOIC8 هستند.
مشخصات مدار
تراشه 555، که نمایش گرافیکی آن در زیر نشان داده شده است، شامل 20 ترانزیستور است. در بلوک دیاگرام دستگاه3 مقاومت با مقاومت 5 کیلو اهم وجود دارد. از این رو نام دستگاه "555" است.
مشخصات اصلی محصول عبارتند از:
- ولتاژ تغذیه 4.5-18V;
- حداکثر جریان خروجی 200mA;
- مصرف انرژی تا 206 میلی آمپر است.
اگر به خروجی نگاه کنید، پس این یک دستگاه دیجیتال است. می تواند در دو موقعیت - کم (0 ولت) و بالا (4.5 تا 15 ولت) باشد. بسته به منبع تغذیه، نشانگر می تواند به 18 ولت برسد.
دستگاه برای چیست؟
تراشه NE 555 - دستگاهی یکپارچه با طیف وسیعی از کاربردها. اغلب در مونتاژ مدارهای مختلف استفاده می شود و این فقط باعث محبوبیت محصول می شود. در نتیجه تقاضای مصرف کننده افزایش می یابد. چنین شهرتی باعث کاهش قیمت تایمر شد که باعث خوشحالی بسیاری از استادان شد.
ساختار داخلی تایمر 555
چه چیزی باعث عملکرد این دستگاه می شود؟ هر یک از خروجی های واحد به مداری حاوی 20 ترانزیستور، 2 دیود و 15 مقاومت متصل است.
قالب مدل دوتایی
لازم به ذکر است که NE 555 (تراشه) با فرمت دوتایی به نام 556 عرضه می شود. شامل دو آی سی رایگان است.
تایمر 555 دارای 8 پین است در حالی که 556 دارای 14 پین است.
حالات دستگاه
تراشه 555 سه حالت کار دارد:
- حالت یک طرفه تراشه 555. مانند یک یک طرفه یک طرفه کار می کند. در طول عملیاتهنگامی که دکمه فشار داده می شود، یک پالس با طول مشخص شده به عنوان پاسخی به ورودی ماشه منتشر می شود. تا زمانی که ماشه روشن نشود، خروجی کم می ماند. از اینجا نیز نام انتظار (مونوستاب) را دریافت کرد. این اصل عملکرد دستگاه را تا زمانی که روشن شود بیکار نگه می دارد. این حالت شامل تایمر، سوئیچ، سوئیچ لمسی، تقسیم کننده فرکانس، و غیره است.
- حالت ناپایدار یکی از ویژگی های مستقل دستگاه است. به مدار اجازه می دهد تا در حالت ژنراتور بماند. ولتاژ خروجی متغیر است: گاهی کم و گاهی زیاد. این طرح در مواقعی قابل اجرا است که لازم باشد دستگاه را برای تکان های متناوب تنظیم کنید (با روشن و خاموش شدن کوتاه مدت واحد). این حالت هنگام روشن کردن لامپ های LED، عملکردهای منطق ساعت و غیره استفاده می شود.
- حالت Bistable یا ماشه اشمیت. واضح است که در نبود خازن طبق سیستم ماشه کار می کند و دو حالت پایدار بالا و پایین دارد. مقدار ماشه کم به مقدار زیاد می رود. هنگامی که ولتاژ پایین آزاد می شود، سیستم به حالت پایین می رود. این طرح در زمینه ساخت راه آهن قابل اجرا است.
خروجی تایمر 555
تراشه ژنراتور 555 شامل هشت پین است:
- پین 1 (زمین شده). به سمت منفی منبع تغذیه (سیم مشترک مدار) متصل است.
- خروجی 2 (ماشه). برای مدتی ولتاژ بالا را تامین می کند (همه به قدرت مقاومت و خازن بستگی دارد). این پیکربندی یکنواخت است. نتیجه 2پین کنترل 6. اگر ولتاژ در هر دو کم باشد، خروجی بالا خواهد بود. در غیر این صورت، اگر پایه 6 زیاد و پایه 2 پایین باشد، خروجی تایمر پایین خواهد بود.
- پین 3 (خروجی). خروجی های 3 و 7 در فاز هستند. اعمال ولتاژ بالا تقریباً 2 ولت و ولتاژ پایین 0.5 ولت تا 200 میلی آمپر تولید می کند.
- پین 4 (بازنشانی). منبع ولتاژ این خروجی علیرغم حالت تایمر 555 کم است. برای جلوگیری از تنظیم مجدد تصادفی، این خروجی هنگام استفاده باید به سمت مثبت وصل شود.
- نتیجه گیری 5 (کنترل). دسترسی به ولتاژ مقایسه کننده را باز می کند. این خروجی در الکترونیک روسی استفاده نمی شود، اما هنگامی که آن متصل است، می توانید به طیف وسیعی از گزینه های کنترلی برای دستگاه 555 دست پیدا کنید.
- نتیجه گیری 6 (توقف). در مقایسه کننده 1 گنجانده شده است. برعکس پین 2 است که برای متوقف کردن دستگاه قابل استفاده است. این منجر به ولتاژ پایین می شود. این خروجی می‌تواند پالس‌های موج سینوسی و مربعی را بپذیرد.
- پین 7 (رقمی). به کلکتور ترانزیستور T6 متصل است و امیتر دومی به زمین متصل است. با باز بودن ترانزیستور، خازن قبل از بسته شدن تخلیه می شود.
- Pin 8 (سمت قدرت مثبت)، که 4.5 تا 18 ولت است.
استفاده از خروجی
خروجی 3 (خروجی) می تواند در دو حالت باشد:
- اتصال یک خروجی دیجیتال به طور مستقیم به ورودی یک درایور دیگر به صورت دیجیتال. خروجی دیجیتال می تواند دستگاه های دیگر را با چند قطعه اضافی کنترل کند(ولتاژ منبع تغذیه 0 ولت است).
- خوانش ولتاژ در حالت دوم بالا است (Vcc در منبع تغذیه).
قابلیت های ماشین
- هنگامی که ولتاژ خروجی کاهش می یابد، جریان از طریق دستگاه هدایت شده و آن را وصل می کند. این پایین آمدن است زیرا جریان از Vcc گرفته می شود و از طریق واحد تا 0 ولت جریان می یابد.
- هنگامی که خروجی افزایش می یابد، جریان عبوری از دستگاه، گنجاندن آن را تضمین می کند. این فرآیند را می توان منبع جریان نامید. برق در این حالت از تایمر تولید می شود و از دستگاه تا 0 ولت عبور می کند.
افزایش و کاهش می توانند با هم عمل کنند. به این ترتیب دستگاه به طور متناوب روشن و خاموش می شود. این اصل برای عملکرد لامپ های LED، رله ها، موتورها، آهنرباهای الکتریکی قابل اجرا است. از معایب این ویژگی می توان به این واقعیت اشاره کرد که دستگاه باید به روش های مختلف به خروجی متصل شود، زیرا خروجی 3 می تواند هم به عنوان مصرف کننده و هم به عنوان منبع جریان تا 200 میلی آمپر عمل کند. منبع تغذیه مورد استفاده باید جریان کافی را برای هر دو دستگاه و تایمر 555 تامین کند.
تراشه LM555
برگ داده ریز مدار 555 (LM555) عملکرد گسترده ای دارد.
از ژنراتورهای موج مربعی با چرخه کاری متغیر و رله‌های با تاخیر پاسخ تا پیکربندی‌های پیچیده ژنراتورهای PWM استفاده می‌شود. پایه تراشه 555 و ساختار داخلی در شکل نشان داده شده است.
سطح دقت فیکسچر 1٪ از شاخص محاسبه شده است،که بهینه است. واحدی مانند تراشه برگه داده NE 555 تحت تأثیر شرایط دمای محیط قرار نمی گیرد.
آنالوگ تراشه NE555
Microcircuit 555 که آنالوگ آن در روسیه KR1006VI1 نام داشت، یک دستگاه یکپارچه است.
در میان بلوک‌های کار، باید فلیپ فلاپ RS (DD1)، مقایسه‌کننده‌ها (DA1 و DA2)، مرحله تقویت خروجی مبتنی بر سیستم فشار کش و تکمیل کننده ترانزیستور VT3 را برجسته کنیم. هدف دومی تنظیم مجدد خازن تنظیم زمان هنگام استفاده از واحد به عنوان ژنراتور است. هنگامی که یک واحد منطقی (Jupit/2…Jupit) به ورودی‌های R اعمال شود، ماشه بازنشانی می‌شود.
اگر تریگر ریست شود، خروجی دستگاه (پایه 3) دارای نشانگر ولتاژ پایین خواهد بود (ترانزیستور VT2 باز است).
منحصر به فرد بودن طرح 555
با طرح عملکردی دستگاه، درک غیرعادی بودن آن بسیار دشوار است. اصالت دستگاه در این واقعیت است که دارای یک کنترل ماشه ویژه است، یعنی سیگنال های کنترلی را تولید می کند. ایجاد آنها در مقایسه کننده های DA1 و DA2 (به یکی از ورودی ها که ولتاژ مرجع به آن اعمال می شود) انجام می شود. برای تولید سیگنال های کنترلی در ورودی های ماشه (خروجی های مقایسه کننده)، سیگنال های ولتاژ بالا باید به دست آید.
چگونه دستگاه را راه اندازی کنیم؟
برای شروع تایمر، خروجی 2 باید از 0 تا 1/3 مشتری انرژی داشته باشد. این سیگنال به ماشه کمک می کند و یک سیگنال ولتاژ بالا هنگام خروجی تولید می شود.سیگنال بالاتر از حد هیچ تغییری در مدار ایجاد نمی کند، زیرا ولتاژ مرجع برای مقایسه کننده DA2 و 1/3 مشتری است.
وقتی ماشه بازنشانی شد، می‌توانید تایمر را متوقف کنید. برای این منظور، ولتاژ در خروجی 6 باید از 2/3 Jupit تجاوز کند (ولتاژ مرجع برای مقایسه کننده DA1 2/3 Jupit است). تنظیم مجدد یک سیگنال ولتاژ پایین تنظیم می کند و خازن زمان بندی را تخلیه می کند.
می توانید ولتاژ مرجع را با اتصال یک مقاومت اضافی یا منبع تغذیه به خروجی واحد تنظیم کنید.
پیچ سرعت سنج روی تراشه 555
اخیراً در بین دارندگان خودرو مد شده است که مسافت پیموده شده توسط خودرو را با سرعت سنج محاسبه کنند.
بسیاری از مردم می پرسند که آیا پیچیدن سرعت سنج روی یک ریزمدار 555 امکان پذیر است؟
این روش به خصوص دشوار نیست. برای ساخت آن از یک میکرو مدار 555 استفاده شده است که می تواند به عنوان یک شمارنده پالس عمل کند. اجزای منفرد طرح را می توان با انحراف شاخص های 10-15٪ از مقادیر محاسبه شده در نظر گرفت.