|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Teoria i praktyka korzystania z timera 555. Część pierwsza. Teoretyczny. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Początkujący amator radiowy [podczas przetwarzania niniejszej dyrektywy Wystąpił błąd] Chyba nie ma takiego radioamatora (Miau i jego kot! – dalej notatka Kota), który nie wykorzystywałby w swojej praktyce tego wspaniałego mikroukładu. Cóż, wszyscy o niej słyszeli. Jej historia rozpoczęła się w 1971 roku, kiedy firma Signetics Corporation wypuściła na rynek układ SE555/NE555 o nazwie „Integral Timer” (Wehikuł czasu IC). W tamtym czasie był to jedyny chip z timerem dostępny dla masowego konsumenta. Natychmiast po wejściu do sprzedaży mikroukład zyskał ogromną popularność zarówno wśród amatorów, jak i profesjonalistów. Artykułów, opisów, schematów wykorzystujących to urządzenie było mnóstwo. W ciągu ostatnich 35 lat prawie każdy szanujący się producent półprzewodników uznał za swój obowiązek wypuszczenie własnej wersji tego mikroukładu, w tym przy zastosowaniu bardziej nowoczesnych procesów technicznych. Na przykład Motorola wypuszcza wersję CMOS MC1455. Ale przy tym wszystkim nie ma różnic w funkcjonalności i lokalizacji wniosków dla wszystkich tych wersji. Wszystkie są dla siebie kompletnymi analogami. Nasi krajowi producenci również nie odeszli i wyprodukowali ten chip o nazwie KR1006VI1. A oto lista zagranicznych producentów produkujących timer 555 i ich oznaczenia handlowe:
W niektórych przypadkach podawane są dwa imiona. Oznacza to, że produkowane są dwie wersje mikroukładu – cywilna, do użytku komercyjnego i wojskowa. Wersja wojskowa jest dokładniejsza, ma szeroki zakres temperatur pracy i jest dostępna w obudowie metalowej lub ceramicznej. No cóż, oczywiście droższe. Zacznijmy od korpusu i szpilek.
Mikroukład jest dostępny w dwóch rodzajach opakowań - plastikowym DIP i okrągłym metalowym. To prawda, że nadal był produkowany w metalowej obudowie - teraz pozostały tylko obudowy DIP. Ale na wypadek gdybyś nagle poczuł takie szczęście, daję oba rysunki obudowy. Przyporządkowanie pinów jest w obu przypadkach takie samo. Oprócz standardowych produkowane są jeszcze dwa typy mikroukładów - 556 i 558. 556 to podwójna wersja timera, 558 to wersja poczwórna.
Schemat działania timera pokazano na rysunku tuż nad tym zdaniem. Mikroukład zawiera około 20 tranzystorów, 15 rezystorów, 2 diody. Skład i ilość składników może się nieznacznie różnić w zależności od producenta. Prąd wyjściowy może osiągnąć 200 mA, pobierany prąd jest o 3-6 mA większy. Napięcie zasilania może wynosić od 4,5 do 18 woltów. Jednocześnie dokładność timera praktycznie nie zależy od zmiany napięcia zasilania i wynosi 1% obliczonej. Dryft wynosi 0,1%/V, a dryft temperatury wynosi 0,005%/C. Teraz przyjrzymy się schematowi timera i umyjemy jego kości, a raczej nogi - jaki wniosek jest potrzebny, co i co to wszystko oznacza.
A więc wnioski (Miau! Chodzi o nogi...): 1. Ziemia. Nie ma tu nic specjalnego do komentowania - wyjście, które podłącza się do minusa zasilacza i do wspólnego przewodu obwodu. 2. Uruchom. Wejście komparatora nr 2. Po przyłożeniu do tego wejścia impulsu o niskim poziomie (nie więcej niż 1/3 Vpit), licznik czasu uruchamia się, a na wyjściu ustawiane jest napięcie o wysokim poziomie na czas określony przez rezystancję zewnętrzną R (Ra + Rb , patrz schemat funkcjonalny) i kondensator C - jest to tzw. Tryb multiwibratora monostabilnego. Impuls wejściowy może być prostokątny lub sinusoidalny. Najważniejsze jest to, że powinien być krótszy niż czas ładowania kondensatora C. Jeśli impuls wejściowy nadal przekracza ten czas, wówczas wyjście mikroukładu pozostanie w stanie wysokiego poziomu, aż do ponownego ustawienia wysokiego poziomu na wejściu. Prąd pobierany przez wejście nie przekracza 500nA. 3. Wyjdź. Napięcie wyjściowe zmienia się wraz z napięciem zasilania i wynosi Vpit-1,7V (wysoki poziom na wyjściu). Na niskim poziomie napięcie wyjściowe wynosi około 0,25 V (przy napięciu zasilania + 5 V). Przełączanie między stanami niskim-wysokim następuje w ciągu około 100 ns. 4. Zresetuj. Kiedy do tego wyjścia zostanie przyłożone napięcie o niskim poziomie (nie więcej niż 0,7 V), wyjście zostanie zresetowane do stanu niskiego poziomu, niezależnie od tego, w jakim trybie aktualnie znajduje się timer i co robi. Reset, wiesz, reset jest także w Afryce. Napięcie wejściowe jest niezależne od napięcia zasilania - jest to wejście kompatybilne z TTL. Aby zapobiec przypadkowym resetom, zdecydowanie zaleca się podłączenie tego pinu do plusa zasilania, dopóki nie będzie potrzebne. 5. Kontrola. Pin ten umożliwia dostęp do napięcia odniesienia komparatora nr 1, które wynosi 2/3 Vp.m. Zwykle to wyjście nie jest używane. Jednak jego zastosowanie może znacznie rozszerzyć możliwości sterowania timerowego. Rzecz w tym, że przykładając napięcie do tego pinu, można kontrolować czas trwania impulsów wyjściowych timera, a tym samym napędzać łańcuch rozrządu na RC. Napięcie przyłożone do tego wejścia w trybie multiwibratora monostabilnego może wynosić od 45% do 90% napięcia zasilania. A w trybie multiwibratora od 1,7 V do napięcia zasilania. W tym przypadku na wyjściu otrzymujemy sygnał zmodulowany FM (FM). Jeśli to wyjście nadal nie jest używane, zaleca się podłączenie go do wspólnego przewodu przez kondensator 0,01 μF (10nF), aby zmniejszyć poziom zakłóceń i wszelkiego rodzaju innych problemów. 6. Zatrzymaj się. Pin ten jest jednym z wejść komparatora nr 1. Jest używany jako swego rodzaju antypoda dla styku 2. Oznacza to, że służy do zatrzymania timera i doprowadzenia wyjścia do stanu niskiego poziomu (Miau! Cicha panika?!). Po zastosowaniu impulsu wysokiego poziomu (co najmniej 2/3 napięcia zasilania) licznik czasu zatrzymuje się, a wyjście zostaje zresetowane do stanu niskiego poziomu. Podobnie jak na pinie 2, do tego pinu można podać zarówno impulsy prostokątne, jak i impulsy sinusoidalne. 7. Absolutorium. Pin ten jest podłączony do kolektora tranzystora T6, którego emiter jest połączony z masą. Zatem, gdy tranzystor jest otwarty, kondensator C rozładowuje się przez złącze kolektor-emiter i pozostaje w stanie rozładowanym aż do zamknięcia tranzystora. Tranzystor jest otwarty, gdy moc wyjściowa mikroukładu jest niska i zamknięta, gdy wyjście jest aktywne, to znaczy jest wysokie. Pin ten może być również używany jako wyjście pomocnicze. Jego obciążalność jest w przybliżeniu taka sama jak w przypadku konwencjonalnego wyjścia czasowego. 8. Plus odżywianie. Podobnie jak w przypadku wniosku 1, nie ma tu nic specjalnego do powiedzenia. Napięcie zasilania timera może mieścić się w zakresie 4,5–16 woltów. W przypadku wojskowych wersji mikroukładu górny zakres wynosi 18 woltów. Zaabsorbowany? Chodźmy dalej. Większość timerów wymaga obwodu czasowego, zwykle składającego się z rezystora i kondensatora. Timer 555 nie jest wyjątkiem. Spójrzmy na schemat mikroukładu.
Załóżmy więc, że podłączyliśmy zasilanie do chipa. Wejście jest w stanie wysokim, wyjście jest niskie, kondensator C jest rozładowany. Wszyscy są spokojni, wszyscy śpią. A potem BOOM - na wejście timera podajemy serię prostokątnych impulsów. Co się dzieje? Pierwszy impuls niskiego poziomu przełącza wyjście timera w stan wysoki. Tranzystor T6 zamyka się, a kondensator zaczyna ładować przez rezystor R. Przez cały czas ładowania kondensatora wyjście timera pozostaje włączone - utrzymuje wysoki poziom napięcia. Gdy tylko kondensator zostanie naładowany do 2/3 napięcia zasilania, wyjście mikroukładu wyłącza się i pojawia się na nim niski poziom. Tranzystor T6 otwiera się, a kondensator C rozładowuje się. Istnieją jednak dwa niuanse pokazane na wykresie liniami przerywanymi. Po pierwsze - jeśli po zakończeniu ładowania kondensatora na wejściu pozostanie niski poziom napięcia - w tym przypadku wyjście pozostaje aktywne - utrzymuje wysoki poziom, aż na wejściu pojawi się wysoki poziom. Drugim jest aktywowanie wejścia resetowania niskiego napięcia. W takim przypadku wyjście zostanie natychmiast wyłączone, mimo że kondensator nadal się ładuje. Tak więc część liryczna jest skończona - przejdźmy do ostrych liczb i obliczeń. Jak określić czas, na który włączy się timer i wartości łańcucha RC niezbędne do ustawienia tego czasu? Czas, w którym kondensator ładuje się do 63,2% (2/3) napięcia zasilania, nazywany jest stałą czasową, oznaczoną literą t. Czas ten obliczany jest według wzoru, który zadziwia swoją złożonością. Tutaj jest: t = R*C, gdzie R to rezystancja rezystora w megaomach, C to pojemność kondensatora w mikrofaradach. Czas jest uzyskiwany w sekundach. Do wzoru wrócimy, gdy szczegółowo rozważymy tryby działania timera. Na razie spójrzmy na prosty tester tego mikroukładu, który z łatwością powie Ci, czy Twoja kopia timera działa, czy nie.
Jeśli po włączeniu zasilania obie diody LED migają, wszystko jest w porządku, a mikroukład jest w pełni sprawny. Jeśli chociaż jedna z diod nie świeci się lub odwrotnie, świeci stale, wówczas taki mikroukład można z czystym sumieniem spłukać w toalecie lub zwrócić sprzedawcy, jeśli dopiero go kupiłeś. Napięcie zasilania - 9 woltów. Na przykład z baterii Krona. Rozważmy teraz tryby pracy tego mikroukładu. W rzeczywistości ma dwa tryby. Pierwszy to multiwibrator monostabilny. Monostabilny - bo taki multiwibrator ma jeden stan stabilny - wyłączony. I tymczasowo przełączamy go do stanu włączenia, podając jakiś sygnał na wejście timera. Jak wspomniano powyżej, czas, w którym multiwibrator przechodzi w stan aktywny, zależy od łańcucha RC. Właściwości te można wykorzystać w wielu różnych schematach. Rozpocząć coś na określony czas lub odwrotnie - utworzyć pauzę na określony czas. Drugi tryb to generator impulsów. Mikroukład może wytwarzać sekwencję prostokątnych impulsów, których parametry są określone przez ten sam łańcuch RC. (Miau! Chcę łańcuszek. Na ogonie. No cóż, albo bransoletkę. Antystatyczny.) Mimo to nasz kot jest nudziarzem. Zacznijmy od początku, czyli od pierwszego trybu.
Obwód włączania mikroukładu pokazano na rysunku. Obwód RC jest podłączony pomiędzy plusem i minusem zasilacza. Pin 6 - Stop jest podłączony do połączenia rezystora i kondensatora. To jest wejście komparatora nr 1. Pin 7 - Tutaj jest również podłączone rozładowanie. Impuls wejściowy jest doprowadzany do styku 2 – Start. To jest wejście komparatora nr 2. Całkiem prosty obwód - jeden rezystor i jeden kondensator - dużo łatwiejszy? Aby poprawić odporność na zakłócenia, można podłączyć pin 5 do wspólnego przewodu poprzez kondensator 10nF. Tak więc w stanie początkowym moc wyjściowa timera jest niska - około zera woltów, kondensator jest rozładowany i nie chce być ładowany, ponieważ tranzystor T6 jest otwarty. Stan ten jest stabilny i może trwać w nieskończoność. Kiedy na wejście zostanie odebrany impuls o niskim poziomie, komparator nr 2 zostaje aktywowany i przełącza wewnętrzne wyzwalanie timera. W rezultacie na wyjściu ustawiany jest wysoki poziom napięcia. Tranzystor T6 zamyka się, a kondensator C zaczyna się ładować przez rezystor R. Przez cały czas ładowania moc wyjściowa timera pozostaje wysoka. Timer nie reaguje na żadne bodźce zewnętrzne, jeśli dotrą na pin 2. Oznacza to, że po wyzwoleniu timera od pierwszego impulsu, kolejne impulsy nie mają wpływu od stanu timera - jest to bardzo ważne. Co się więc z nami dzieje? Tak, kondensator się ładuje. Gdy zostanie naładowany do napięcia zasilania 2/3V, komparator nr 1 zadziała i z kolei przełączy wewnętrzny wyzwalacz. W rezultacie na wyjściu zostanie ustawiony niski poziom napięcia, a obwód powróci do pierwotnego, stabilnego stanu. Tranzystor T6 otworzy się i rozładuje kondensator C. Czas, w którym timer, że tak powiem, „traci panowanie nad sobą”, może wynosić od jednej milisekundy do setek sekund. Uważa się to za tak: T=1.1*R*C Teoretycznie nie ma ograniczeń co do czasu trwania impulsów – zarówno jeśli chodzi o czas trwania minimalny, jak i maksymalny. Istnieją jednak pewne praktyczne ograniczenia, które można obejść, jednak najpierw należy zastanowić się, czy jest to konieczne i czy nie łatwiej jest wybrać inne rozwiązanie układowe. Zatem minimalne wartości ustalone w praktyczny sposób dla R to 10kΩ, a dla C - 95pF. Czy można zrobić mniej? Chyba tak. Ale jednocześnie, jeśli dalej zmniejszysz rezystancję rezystora, obwód zacznie łamać zbyt dużo prądu. Jeśli zmniejszysz pojemność C, wówczas wszelkiego rodzaju pasożytnicze pojemności i zakłócenia mogą znacząco wpłynąć na działanie obwodu. Z drugiej strony maksymalna wartość rezystora wynosi około 15MΩ. Tutaj ograniczenie jest narzucone przez prąd pobierany przez wejście Stop (około 120 nA) i prąd upływowy kondensatora C. Zatem przy zbyt dużej wartości rezystora timer po prostu nigdy się nie wyłączy, jeśli suma prądów upływowych kondensatora a prąd wejściowy przekracza 120nA. Cóż, jeśli chodzi o maksymalną pojemność kondensatora, chodzi nie tyle o samą pojemność, ile o prąd upływowy. Oczywiste jest, że im większa pojemność, tym większy prąd upływowy i gorsza będzie dokładność timera. Dlatego jeśli timer będzie używany przez długie odstępy czasu, lepiej zastosować kondensatory o małych prądach upływowych - na przykład tantal. Przejdźmy do drugiego trybu.
Do tego obwodu dodano kolejny rezystor. Wejścia obu komparatorów są połączone i podłączone do połączenia rezystora R2 i kondensatora. Pin 7 jest podłączony pomiędzy rezystorami. Kondensator jest ładowany przez rezystory R1 i R2. Zobaczmy teraz, co się stanie, gdy zasilimy obwód. W stanie początkowym kondensator jest rozładowany, a na wejściach obu komparatorów panuje niski poziom napięcia bliski zeru. Komparator nr 2 przełącza wewnętrzny wyzwalacz i ustawia wysoki poziom wyjścia timera. Tranzystor T6 zamyka się, a kondensator zaczyna ładować się przez rezystory R1 i R2.
Kiedy napięcie na kondensatorze osiągnie 2/3 napięcia zasilania, komparator nr 1 z kolei przełącza wyzwalacz i wyłącza wyjście timera - napięcie wyjściowe staje się bliskie zeru. Tranzystor T6 otwiera się, a kondensator zaczyna się rozładowywać poprzez rezystor R2. Gdy tylko napięcie na kondensatorze spadnie do 1/3 napięcia zasilania, komparator nr 2 ponownie przełączy wyzwalacz i na wyjściu mikroukładu ponownie pojawi się wysoki poziom. Tranzystor T6 się zamknie i kondensator znowu zacznie ładować... fuuu, nawet głowa mi się kręci. Krótko mówiąc, w wyniku całego tego szamanizmu na wyjściu otrzymujemy sekwencję prostokątnych impulsów. Częstotliwość impulsów, jak już zapewne się domyślasz, zależy od wartości C, R1 i R2. Określa się to wzorem:
Wartości R1 i R2 są podstawione w omach, C - w faradach, częstotliwość uzyskuje się w hercach. Czas pomiędzy początkiem każdego kolejnego impulsu nazywany jest okresem i jest oznaczony literą t. Składa się z czasu trwania samego impulsu - t1 i odstępu między impulsami - t2. t = t1+t2. Częstotliwość i okres to pojęcia odwrotne do siebie, a związek między nimi jest następujący: f = 1/t. Oczywiście t1 i t2 również można i należy obliczyć. Lubię to: t1 = 0.693(R1+R2)C; t2 = 0.693R2C No cóż, część teoretyczna wydaje się być zakończona. W następnej części rozważymy konkretne przykłady włączenia timera 555 w różnych schematach i dla szerokiej gamy zastosowań. Publikacja: radiokot.ru
Sztuczna skóra do emulacji dotyku
15.04.2024 Żwirek dla kota Petgugu Global
15.04.2024 Atrakcyjność troskliwych mężczyzn
14.04.2024
▪ Starożytny rzymski beton można przywrócić ▪ Transceiver 60 GHz z wbudowaną autokalibracją ▪ Skład Ziemi różni się od planet potencjalnie nadających się do zamieszkania ▪ Dlaczego nie ma sensu kłócić się o gusta
▪ sekcja witryny Życie niezwykłych fizyków. Wybór artykułów ▪ artykuł Roerich Mikołaj Konstantinowicz. Słynne aforyzmy ▪ artykuł Gdzie na niebie znajduje się Zabawna Gwiazda? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Praca na jednomaszynowej zszywarce drutowej. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ Artykuł o Gwiezdnym Pyle. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony