555 časovač IC je jednoduchý čip používaný na časovanie a riadenie impulzov. Dokáže vytvárať oneskorenia, jednorazové impulzy a opakujúce sa obdĺžnikové signály. Vo svojom 8-pinovom púzdre používa komparátory, klopný obvod a výbojový stupeň na prepínanie výstupu VYSOKO alebo NÍZKO. Tento článok poskytuje informácie o rozložení pinov, režimoch, použití, načasovaní RC a riešení problémov.
Základy časovača IC 555
555 časovač IC je jednoduchý čip používaný na časovanie a riadenie impulzov. Dokáže vytvárať oneskorenia, opakujúce sa signály a stabilné výstupné vlny. Vo svojom 8-pinovom púzdre používa komparátory, klopný obvod a výstupný stupeň na ovládanie zapnutia a vypnutia signálu.
555 Timer IC Pinout
| Pin | Názov | Vlastnosti |
|---|---|---|
| 1 | GND (zem) | Zem, ako nízka úroveň (0V) |
| 2 | TRIG(trigger) | Keď toto napätie na pine klesne na 1 / 3VCC (alebo na prahové napätie určené regulátorom), výstup je vysoký. |
| 3 | VON | Výstup na vysokej úrovni (+VCC) alebo na nízkej úrovni. |
| 4 | RST (reset) | Keď tento pin dostane elektrický časovač, čip sa resetuje, keď je tento pin uzemnený a výstup je nízky. |
| 5 | CTRL (control) | Prahové napätie čipu je riadené. (Keď je pin prázdny, predvolené dve prahové napätia sú 1 / 3Vcc a 2 / 3Vcc). |
| 6 | THR (prah) | Keď toto napätie na pine stúpne na 2 / 3VCC (alebo prahové napätie určené regulátorom), výstup sa zníži. |
| 7 | DIS (výboj) | Vnútorné OC hradlo sa používa na vybíjanie kondenzátora. |
| 8 | V +, VCC (výkon) | Dodávajte čipu vysokú úroveň energie. |
Schéma obvodu časovača 555
Časovač 555 funguje tak, že porovnáva napätia na vstupoch Threshold (pin 6) a Trigger (pin 2) s dvoma pevnými referenčnými úrovňami vytvorenými vnútornými tromi 5 kΩ rezistormi. Tieto referencie určujú body prepínania približne na 2/3 VCC a 1/3 VCC. Keď spúšťacie napätie klesne pod nižšiu úroveň, vnútorný západka sa nastaví a výstupný stupeň poháňa pin 3 HIGH. Keď prahové napätie stúpne nad hornú úroveň, západka sa resetuje a výstup klesne na NÍZKE. Vybíjací tranzistor (pin 7) sa zapína počas NÍZKEHO výstupného stavu, aby rýchlo vybíjal vonkajší časovací kondenzátor cez rezistorovú cestu, čím riadi časovací cyklus.
Technické špecifikácie časovača IC 555
| Napätie napájania (VCC) | 4.5-16 V |
|---|---|
| Menovitý prevádzkový prúd (VCC = +5 V) | 3-6 mA |
| Menovitý prevádzkový prúd (VCC = +15 V) | 10-15 mA |
| Maximálny výstupný prúd | 200 mA |
| Maximálna spotreba energie | 600MW |
| Minimálna pracovná spotreba energie | 30MW (5V), 225MW (15V) |
| Teplotný rozsah | 0-70 °C |
555 režimov časovača IC
Režim jednotnej stability
V režime single-stable vyprodukuje časovač 555 jeden výstupný impulz po prijatí spúšťacieho signálu. Keď spúšťací vstup klesne pod 1/3 VCC, výstup sa prepne na VYSOKÉ a začne sa časovanie. Kondenzátor začne nabíjať cez rezistor a výstup zostáva VYSOKÝ, kým sa to deje. Keď napätie kondenzátora stúpne na 2/3 VCC, výstup sa prepne na LOW a impulz končí. Dĺžka impulzu závisí od hodnôt rezistora a kondenzátora, takže zmena RC siete mení čas, ako dlho výstup zostáva VYSOKÝ. Pred ďalším spustením musí mať kondenzátor dostatok času na vybitie, aby ďalší impulz mohol správne fungovať.
Dvojitý stabilný režim
V režime double steady funguje časovač 555 ako jednoduchý obvod pamäte ON/OFF. Môže zostať v jednom stave, kým ho nezmení iný vstup. V tomto režime sú pin 2 (spúšť) a pin 4 (reset) zvyčajne udržiavané VYSOKO pomocou pull-up spojov. Pin 6 (prah) je pripojený na zem. Pin 5 (riadiaci) je pripojený k zemi cez malý kondenzátor, zvyčajne 0,01 až 0,1 μF, aby sa obvod udržal stabilný. Pin 7 (výboj) sa v tomto nastavení nepoužíva na časovanie. Keď je pin 2 stiahnutý na LOW, výstup sa prepne do nastaveného stavu. Keď je pin 4 uzemnený, výstup sa vráti do opačného stavu.
Žiadny stabilný režim
V žiadnom ustálenom režime časovač 555 generuje opakujúci sa obdĺžnikový signál bez zastavenia. Kondenzátor sa opakovane nabíja a vybíja, čo spôsobuje, že výstup neustále prepína medzi HIGH a LOW. Rezistor R1 sa pripája z VCC na pin 7 (výboj) a rezistor R2 sa pripája z pinu 7 na pin 2 (spúšťač). Pin 2 (spúšť) a pin 6 (prah) sú prepojené tak, že sledujú napätie kondenzátora. Kondenzátor nabíja cez R1 a R2, až kým nedosiahne 2/3 VCC, čo prepína výstup. Potom kondenzátor vybíja cez R2, až kým neklesne na 1/3 VCC, a výstup sa opäť otočí. Hodnoty R1, R2 a kondenzátor riadia frekvenciu a časovanie HIGH-to-LOW. Dióda môže byť tiež umiestnená cez R2 na zmenu dráhy náboja a zníženie pracovného cyklu, keď je potrebný kratší čas HIGH.
Rôzne aplikácie 555 časovača IC
LED smerovka
Vytvára jednoduchý blikajúci efekt ON-OFF pre jednu alebo viac LED diód pomocou časovacieho rezistora a kondenzátora.
Časovač oneskorenia (oneskorenie zapnutia)
Zapne zariadenie po stanovenom časovom oneskorení, čo je užitočné, keď chcete, aby výstup počkal pred aktiváciou.
Jednorazový generátor impulzov
Pri spustení vytvára jeden impulz, často používaný na vytváranie krátkych časovacích signálov.
Generátor štvorcových vĺn (hodinový signál)
Generuje stabilný výstup štvorcových vĺn, ktorý môže byť použitý ako hodinový signál pre digitálne obvody.
6,5 PWM generátor (ovládanie jasu alebo rýchlosti)
Ovláda pracovný cyklus výstupu na úpravu jasu LED alebo rýchlosti jednosmerného motora.
Generátor tónov (zvuk bzučiaka)
Vytvára základný audio frekvenčný signál, ktorý môže poháňať malý reproduktor alebo bzučiak.
Alarm / Sirénový obvod
Vytvára opakujúce sa zvukové vzory zmenou frekvencie v čase.
Modulácia šírky pulzu pre servo riadenie
Pomáha vytvárať časové impulzy, ktoré je možné použiť na jednoduché servo-riadiace aplikácie.
6,9 Frekvenčný delič
Znižuje frekvenciu vstupného impulzného signálu generovaním pomalších výstupných impulzov.
Detektor chýbajúcich pulzov
Detekuje, keď sa opakovaný pulzný signál zastaví, a potom spustí výstup.
555 Rodina a derivátové čipy Timer IC
| Výrobca (Mfr) | Číslo dielu (výrobné číslo) | Poznámky |
|---|---|---|
| Avago Technologies | Av-555M | - |
| Vlastné kremíkové riešenia | CSS555 / CSS555C | CMOS, minimálne pracovné napätie 1,2 V, IDD < 5 μA |
| CEMI | ULY7855 | - |
| EKG Philips | ECG955M | - |
| Exar | XR-555 | - |
| Fairchild Semiconductor | NE555 / KA555 | - |
| Harris | HA555 | - |
| IK Semicon | ILC555 | CMOS, minimálne pracovné napätie 2 V |
| Intersil Corporation | SE555 / NE555 | - |
| Intersil Corporation | ICM7555 | CMOS |
| Kamenné systémy | LC555 | - |
| Meixin | ICM7555 | CMOS, minimálne pracovné napätie 2 V |
| Motorola | MC1455 / MC1555 | - |
| NTE Sylvania | NTE955M | - |
| RCA | CA555 / CA555C | - |
| STMicroelectronics | NE555N / K3T647 | - |
| TI (Texas Instruments) | SN52555 / SN72555 | - |
| TI (Texas Instruments) | TLC555 | CMOS, minimálne pracovné napätie 2 V |
| Zetex | ZSCT1555 | Minimálne pracovné napätie 0,9 V |
| NXP | ICM7555 | CMOS |
| HFO | B555 | - |
| HITACHI | HA17555 | - |
555 náhrady časovacích IC a kompatibilné alternatívy
Priame náhrady (kompatibilné s pinmi)
• NE555
• LM555
• SE555
• KA555
• SA555
• RC555
• MC1455
Alternatívy CMOS 555 (nižšia spotreba)
• TLC555
• LMC555
• ICM7555
• 7555
Výber 555 RC časovacích hodnôt
• Používajte stabilné kondenzátory vždy, keď je to možné, aby bolo časovanie časovača 555 presnejšie a konzistentnejšie.
• Vyhnite sa používaniu veľmi malých hodnôt kondenzátorov, pretože môžu obvod zvýšiť citlivosť na šum a spôsobiť neželané spúšťanie.
• Nepoužívajte veľmi vysoké hodnoty rezistorov, pretože môžu viesť k časovacím chybám a znížiť stabilitu výstupu.
• Vždy správne pripájajte pin RESET, pretože jeho nechanie vo vzduchu môže spôsobiť, že 555 časovač sa náhodne resetuje alebo prestane správne fungovať.
Diagnostika a opravy časovača IC 555
| Problém | Možná príčina | Oprava |
|---|---|---|
| Výstup vždy VYSOKÝ | Spúšťový kolík zaseknutý NÍZKO | Uistite sa, že pin 2 nie je stiahnutý dole |
| Výstup vždy NÍZKY | PIN RESET držaný nízko | Potiahni pin RESET HIGH, aby časovač mohol bežať |
| Žiadna oscilácia | Nesprávne zapojenie rezistora/kondenzátora | Znovu skontrolujte spojenia R1, R2 a C |
| Nestabilný výstup | Šum ovplyvňujúci pin 2 alebo pin 5 | Pridajte malý kondenzátor na filtrovanie |
| Nesprávna frekvencia | Nesprávne hodnoty R alebo C | Prepočítajte hodnoty časovania pomocou správnych vzorcov |
Záver
Časovač 555 funguje tak, že porovnáva spúšťové a prahové napätia s pevnými úrovňami pri 1/3 VCC a 2/3 VCC. Môže bežať v monostabilnom, bistabilnom a stabilnom režime na generovanie impulzov alebo ustálených oscilácií. Pri správnych hodnotách RC a správnom spracovaní pinov RESET a CONTROL zostáva výstup stabilný a časovanie presné.
Často kladené otázky [FAQ]
Aká hodnota kondenzátora sa používa na CONTROL pine (pin 5)?
Použite kondenzátor 0,01 μF (10 nF) od pinu 5 po GND na zníženie šumu a zlepšenie stability.
Dosahuje výstup 555 plný VCC pri VYSOKEJ frekvencii?
Nie vždy. Výstup HIGH je blízky VCC, ale môže klesnúť nižšie pri zaťažení.
Prečo sa časovač 555 zahrieva?
Zahrieva sa, keď napája vysoký výstupný prúd, beží na vysokom napätí alebo často prepína.
Môže časovač 555 priamo riadiť relé?
Len niekoľko malých relé. Mnohé relé potrebujú viac prúdu, takže menič tranzistora a spätná dióda sú bezpečnejšie.
Prečo sa 555 spúšťa náhodne?
Náhodné spúšťanie je spôsobené šumom, zlým uzemnením alebo slabým filtrovaním napájania.
Aký je hlavný rozdiel medzi bipolárnou poruchou 555 a CMOS 555?
Bipolar 555 spotrebuje viac prúdu a lepšie poháňa záťaž. CMOS 555 spotrebuje menej energie a lepšie funguje pri nízkoenergetickom časovaní.