Таймер ne555 схема: Микросхема 555 практическое применение — Схеми радіоаматорів

555 схема в качестве генератора. КМОП-версии ИС 555.- Elektrolife

555 схема – это, вероятно, самая популярная интегральная схема (ИС) из когда-либо созданных. В зависимости от производителя, стандартный корпус 555 включает 25 транзисторов, 2 диода и 15 резисторов на кремниевом кристалле, установленном в 8-контактном двухрядном корпусе (DIP-8). Доступные варианты включают 556 (DIP-14, объединяющий два полных 555-х на одной микросхеме), и 558/559 (оба DIP-16, объединяющие четыре таймера с ограниченной функциональностью на одном кристалле).

Схема NE555 (и ее разновидности) иногда используются в качестве релаксационных генераторов. Работа этой интегральной схемы часто толкуется неверно.

Рассмотрим анализ ее работы прямо по изображенной на рисунке эквивалентной схеме.

Упрощенная эквивалентная схема 555

Принцип действия этого таймера достаточно прост. При подаче сигнала на вход ТРИГГЕР выходной сигнал переключается на ВЫСОКИЙ уровень (около напряжения питания).

Далее остается в этом состоянии до тех пор, пока не произойдет переключение входа ПОРОГ. В этот момент выходной сигнал падает до НИЗКОГО уровня (около потенциала «земли»). Затем включается транзистор РАЗРЯД. Вход ТРИГГЕР включается при уровне входного сигнала меньше 1/3 напряжения питания. ПОРОГ- при уровне входного сигнала больше 2/3 напряжения питания.
Наиболее легкий способ понять работу ИС 555 — это рассмотреть конкретный пример:

Интегральная схема 555, включенная как генератор

При включении источника питания конденсатор разряжен. ИС 555 оказывается в состоянии, когда выходной сигнал имеет ВЫСОКИЙ уровень. Транзистор разряда Т1 закрыт и конденсатор начинает заряжаться до 10 В через резисторы Ra + Rв. Когда его напряжение достигнет 2/3 напряжения питания, переключается вход ПОРОГ и выходной сигнал переходит в состояние НИЗКОГО уровня. Одновременно происходит отпирание транзистора Т1, разряжающего конденсатор С на землю через резистор Rв. Схема переходит в периодический режим работы.

Напряжение на конденсаторе С колеблется между значениями 1/3 и 2/3 напряжения питания с периодом Т = 0,693 (Ra + 2Rв) С. При таком режиме работы с выхода схемы обычно снимается колебание прямоугольной формы.

Схема 555 представляет собой довольно приличный генератор со стабильностью около 1%. Она может работать от единственного источника питания напряжением от 4,5 до 16 В. При этом сохраняет стабильную частоту при изменениях напряжения источника питания, поскольку пороги следят за флуктуациями питания. Схему 555 можно применять также для формирования одиночных импульсов произвольной длительности и еще для многих целей. К тому же этот небольшой кристалл содержит простые компараторы, вентили и триггеры.

Предостережение: ИС 555, как и другие схемы таймеров, создает мощную (≈150 мА) токовую помеху в цепи питания во время каждого переключения выходного сигнала. Будет весьма полезным подключить к этой интегральной схеме шунтирующий конденсатор. Кроме того, ИС 555 имеет склонность к формированию выходного сигнала с удвоенной частотой переключений.

КМОП-версии интегральной схемы 555

Некоторые из неприятных свойств ИС 555, а именно:

— большой ток потребления от источника питания,
— высокий ток запуска,
— удвоенная частота переключения выходного сигнала
— неспособность функционировать при очень низких напряжениях источника питания
были устранены в ее КМОП-аналогах.

Следует отметить, в частности, способность КМОП-схем функционировать при очень низких напряжениях питания (до 1В!). Ток потребления КМОП-версий таймера не превышает сотен микроампер. Эти кристаллы также более быстродействующие, чем исходная схема NE555. Выходные КМОП-каскады дают максимальный удвоенный перепад напряжения выходного сигнала. Во всяком случае, при низких токах нагрузки. Следует отметить, что эти кристаллы не имеют мощного выходного каскада, как в типовой схеме NE555. Все перечисленные в таблице ниже кристаллы, кроме исходной схемы NE555 и XR-L555, сделаны по КМОП-технологии.

Подробные технические данные перечисленных схем можно просмотреть по ссылкам ниже:

• NE555
• ICL7555 
• TLC551  
• TLC555        
• LMC555        
• ALD555        
• XR-L555M

Последняя схема является микромощной биполярной схемой 555.

Схема проявляет свою родословную в виде здоровенной нагрузочной способности и хорошей температурной стабильности.

Показанный на рисунке выше генератор на схеме 555 вырабатывает выходной сигнал прямоугольной формы. Рабочий цикл (часть времени, когда выходной сигнал имеет ВЫСОКИЙ уровень) всегда больше 50%. Это происходит вследствие того, что времязадающий конденсатор заряжается через последовательно включенную пару резисторов Ra + Rв, а разряжается (более быстро) через единственный резистор Rв.

На рисунке ниже показано, как обмануть схему 555 с тем, чтобы получить в рабочем цикле узкие положительные импульсы.

Генератор с укороченным рабочим циклом

Цепь, состоящая из комбинации диода и резистора, быстро заряжает времязадающий конденсатор через выходной каскад. Разряд же его через внутренний разряжающий транзистор происходит медленно. Этот трюк пригоден только для КМОП схем 555, поскольку в этом случае необходим полный положительный перепад выходного сигнала.

При использовании для заряда времязадающего конденсатора источника тока можно создать генератор линейного («пилообразного») напряжения. На рисунке ниже показан способ использования для этих целей простого источника тока на

р-n-р— транзисторе.

Генератор пилообразных колебаний

Пилообразный сигнал доходит до напряжения 2/3 напряжения питания, затем быстро спадает до напряжения 1/3 напряжения питания. Разряд происходит через внутренний разряжающий n-р-n-транзистор схемы 555, контакт 7. Далее цикл начинается снова. Отметим, что этот сигнал пилообразной формы выделяется на выводе конденсатора. Необходимо обеспечить его развязку с помощью ОУ, который обладает высоким полным сопротивлением.

Ниже показан простой способ формирования с помощью КМОП-схемы 555 сигнала

треугольной формы.

Генератор треугольных колебаний

В предложенной схеме соединяются последовательно два регулятора тока на полевом транзисторе. Соединяются они таким образом, чтобы получился двунаправленный регулятор тока.

Каждый регулятор тока ведет себя в обратном направлении как обычный диод, из-за проводимости затвор-сток. Следовательно, с помощью выходного сигнала с удвоенным максимальным перепадом формируется постоянный ток противоположной полярности. При этом на самом конденсаторе вырабатывается треугольное колебание Напряжение колебаний обычно лежит в диапазоне от 1/2 напряжения питания до 2/3 напряжения питания.  Как и в предыдущей схеме, для развязки этого сигнала используется ОУ (источник с высоким полным выходным импедансом).

Следует отметить, что в этом случае необходимо применять КМОП-схему 555, в частности при подаче на схему напряжения питания + 5 В. Поскольку функционирование схемы зависит от максимального двойного перепада выходного напряжения. Например, напряжение выходного сигнала ВЫСОКОГО уровня биполярной схемы 555 в типовом случае будет ниже максимального положительного перепада на величину  падения напряжения на двух диодах. Напряжение составит +3,8 В при напряжении источника питания +5 В.

Следовательно, остается всего 0,5 В падения напряжения (при верхнем значении сигнала) на последовательно включенную пару регуляторов тока. Этого явно недостаточно для включения регулятора тока (требуется приблизительно 1 В) и последовательного диода (0,6 В), построенного из полевого транзистора с р-n-переходом.

Существует еще несколько других интересных интегральных схем таймеров. Схема таймера LM322 имеет собственный встроенный прецизионный источник опорного напряжения, с помощью которого задается напряжение порога. Это объясняет его прекрасные свойства при формировании сигнала, частота которого должна быть пропорциональна току, подаваемому от внешнего источника, например с фотодиода.

В состав другой разновидности таймеров входят релаксационный генератор и цифровой счетчик. Они нужны для того, чтобы при формировании сигналов большой длительности избежать необходимости использования в схеме больших номиналов сопротивлений и конденсаторов.

Примером таких схем могут служить схемы 74НС4060,  ICM7242. Последняя схема выполнена по КМОП-технологии и может функционировать при токе в доли миллиампера и вырабатывать выходной импульс один раз за 128 циклов генератора. Эти таймеры (и их ближайшие аналоги) пригодны для формирования задержки сигнала в диапазоне от нескольких секунд до нескольких минут.

Смотрите также:

Применение таймера NE555. Часть 2 — генератор прямоугольных импульсов на NE555

Главная » Справочник » Применение таймера NE555. Часть 2 — генератор прямоугольных импульсов на NE555

Продолжение начатой темы применения таймера NE555

Пример №7 — Простой генератор прямоугольных импульсов на NE555

 

В момент включения схемы, конденсатор C1 разряжен и на выходе 3 таймера NE555 находится высокий уровень. Затем конденсатор C1 через резистор R1 начинает постепенно заряжаться.

В момент, когда потенциал на конденсаторе, и соответственно на выводе 6 (стоп) таймера, достигнет примерно 2/3 напряжения питания, сигнал на выводе 3 переключится на низкий уровень. Теперь конденсатор через сопротивление R1 начинает разряжаться. Когда уровень напряжения на входе 2 (запуск) упадет до 1/3 Uпит., на выходе снова будет высокий уровень. И процесс повторится снова.

Если к выходу добавить еще RC-цепь (выделено красным цветом), то выходной сигнал по форме будет приближен к синусоиде.

Пример №8 — Генератор высокой частоты на NE555

Для таймера NE555 – частота в 360кГц является максимальной, поскольку при увеличении ее, работа схемы становится нестабильной.

Пример №9 — Генератор низкой частоты на NE555

 

Генератор низкой частоты по сути своей являются таймером времени. Увеличивая емкость электролитического конденсатора можно растянуть временной интервал. При интервале более 30 минут, показания схемы будут неточными.

Пример №10 — Регулируемый генератор прямоугольных импульсов на NE555

Данная схема позволяет устанавливать на выходе таймера необходимую частоту генератора в пределах от 1 Гц до 100 кГц.

Пример №11 — Одновибратор на NE555

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Подробнее

При подаче питания на схему одновибратора, на выводе 3 таймера NE555 будет низкий уровень. Запуск одновибратора происходит в момент подачи отрицательного импульса на вход 2 (запуск), при этом на его выходе будет высокий уровень в течение времени определяемое значениями R1 и C1.

Следует иметь в виду, что запускающий импульс должен быть короче выходного. Если же входной сигнал будет дольше, то пока на входе низкий уровень на выходе все время будет высокий. Подробнее о работе одновибратора на 555 таймере читайте здесь.

Пример №12 — Генератор, управляемый напряжением (ГУН) на NE555

 

Данный генератор иногда называют преобразователь частоты напряжением, так как частота может быть изменена путем изменения входного напряжения.

Как известно вывод 5 таймера 555 предназначен для управления длительностью импульсов на выходе путем подачи на него напряжения, которое должно составлять 2/3 от Uпит. При увеличении управляющего напряжения, увеличивается время заряда/разряда конденсатора и как следствие уменьшается частота на выходе генератора.

Источник: «Применение микросхемы 555», Колин М.

Блок питания 0…30В/3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Подробнее

Categories Справочник Tags NE555

Отправить сообщение об ошибке.

15 Таймеров Awesome 555

— Реклама —

Стандартная микросхема таймера 555 используется в различных таймерах, генераторах импульсов и генераторах. Его можно использовать для обеспечения временных задержек, в качестве генераторов и элементов триггеров.

ИС таймера 555 является неотъемлемой частью электронных проектов. Будь то простой проект таймера 555, включающий один 8-битный микроконтроллер и некоторые периферийные устройства, или сложный проект, включающий систему на микросхемах (SoC), работа таймера 555 задействована. Здесь мы рассмотрим некоторые схемы таймеров 555, основанные на ИС. Полный список проектов на основе таймеров см. в разделе 555 проектов с таймерами.

1. Детектор движения с таймером NE555

Эта схема основана на пассивном инфракрасном датчике (PIR), который автоматически включает устройство, когда кто-то приближается к нему. Его можно использовать для обнаружения кражи или несанкционированного проникновения человека в запретную зону или здание. Он также может включать свет, когда кто-то приближается к месту, где он установлен. Применение этой схемы включает, среди прочего, системы безопасности, освещение в коридорах и ванных комнатах.

— Реклама —

Эта схема таймера 555 доступна по адресу: Детектор движения с использованием таймера NE555.

2. Звуковой таймер

Этот звуковой таймер основан на счетверенном операционном усилителе LM324 и таймере NE555. Время задержки может быть установлено от нескольких секунд до 30 минут. Его также можно использовать в качестве звуковой охранной сигнализации. Также предоставляется односторонняя разводка печатной платы для звукового таймера и компоновка его компонентов.

Этот проект доступен по адресу: Звуковой таймер.

3. Настройка схемы таймера 555 в моностабильном режиме

555 может работать либо как простой таймер для генерации одиночных импульсов для временных задержек, либо как генератор релаксации, генерирующий стабилизированные формы сигналов с различными коэффициентами заполнения от 50 до 100%. В этом уроке докладчик продемонстрирует, как настроить схему таймера 555 в моностабильном режиме. Это позволит включать светодиод на определенное время после нажатия кнопки. Время, в течение которого светодиод остается включенным, можно изменить, изменив сопротивление и емкость в цепи.

Этот проект доступен по адресу: Настройка таймера 555 в моностабильном режиме.

4. ШИМ-усилитель звука с таймером 555

Широко распространенная схема ШИМ-усилителя звука 555 использует микросхему 555 в нестабильном режиме, где частота переключения может варьироваться от 65 кГц до 188 кГц.

Этот проект доступен по адресу: 555 таймер ШИМ усилитель звука.

5. Последовательный таймер для управления двигателем постоянного тока

Последовательный таймер – это широко используемая схема на промышленных предприятиях, поскольку большинство промышленных процессов представляют собой цепную реакцию. Это означает, что когда один процесс завершается, он запускает следующий.

Этот проект доступен по адресу: Последовательный таймер для управления двигателем постоянного тока.

6. Бесконтактный переключатель с таймером

Этот тип инфракрасной бесконтактной цепи широко используется в качестве электрического выключателя, когда физический контакт нежелателен из соображений гигиены. Например, мы часто видим использование инфракрасных датчиков приближения в общественных питьевых фонтанчиках и в общественных туалетах. С представленной здесь простой схемой можно работать, перемещая перед ней руку. Это достигается путем обнаружения инфракрасного света, отраженного вашей рукой, на принимающее устройство.

Этот проект доступен по адресу: Бесконтактный таймер.

7. Линейный таймер общего назначения

Этот простой таймер можно использовать для управления любым электроприбором, который необходимо отключить через определенное время, при условии, что параметры реле-выключателя соответствуют требованиям этого прибора. Он использует недорогие компоненты и сочетает цифровую точность с простым аналоговым управлением, обеспечивая большую продолжительность синхронизации без использования дорогостоящих резисторов или конденсаторов.

Этот проект доступен по адресу: Линейный таймер общего назначения.

8. Инфракрасный таймер с дистанционным управлением

Здесь представлена ​​схема инфракрасного таймера с дистанционным управлением. Схема состоит из двух секций, а именно секции передатчика и секции приемника.

Этот проект доступен по адресу: Инфракрасный таймер дистанционного управления.

9. Программируемый промышленный таймер включения/выключения с радиочастотным пультом дистанционного управления

Ниже приведены некоторые характеристики программируемого промышленного таймера включения/выключения:

1. Время устанавливается от 1 до 60 секунд (может быть увеличено)
2. Время включения и время выключения можно запрограммировать (от 1 до 60 секунд)
3. Повторная (непрерывная) и одиночная операция
4. Полностью дистанционное управление в радиусе 100 метров
5. Удобные элементы управления на передней панели и дисплей с ЖК-дисплеем
6. Кнопки аварийной остановки (на панели управления и на пульте дистанционного управления)
7. Предоставление беспотенциальных релейных контактов для подключения любого устройства/приложения 230 В переменного тока при 10 А или 28 В постоянного тока при 10 А

Этот проект доступен по адресу: Программируемый промышленный таймер включения-выключения.

10. Устройство для проверки скорости на автомагистралях

Это устройство для проверки скорости может пригодиться дорожной полиции. Он будет не только отображать цифровую индикацию в соответствии со скоростью автомобиля, но и подавать звуковой сигнал, если автомобиль превышает допустимую скорость для шоссе.

Этот проект таймера 555 доступен по адресу: Проверка скорости для автомагистралей.

11. Генератор сигналов и инвертор с использованием таймеров NE555

Часто нам требуется генератор сигналов прямоугольной формы с регулируемой частотой, почти одинаковыми высокими и низкими выходными импульсами и регулируемой амплитудой. Здесь мы представляем простой, полезный и недорогой генератор сигналов, построенный на основе таймеров NE555. Используя внешние переключатели, вы можете управлять или выбирать диапазоны частот в соответствии с вашими требованиями. Однако рекомендуется использовать частоты ниже 30 кГц.

Этот проект таймера 555 доступен по адресу: Генератор сигналов и инвертор с использованием таймеров NE555

12.

Демонстрация неустойчивого мультивибратора на основе таймера 555 с использованием MATLAB

Здесь представлена ​​демонстрационная программа для нестабильного мультивибратора на основе таймера 555, которая реализована с использованием графического пользовательского интерфейса (GUI) в среде MATLAB 2014

Этот таймер 555 проект доступен по адресу: Демонстрация нестабильного мультивибратора на основе таймера 555 с использованием MATLAB

13. Мигание лампы переменного тока с использованием таймера 555

Здесь мы используем очень простой и недорогой таймер NE555 для поочередного включения и выключения двух выходных нагрузок для аудио. и визуальные признаки. Этого можно добиться, используя NE555 на основе биполярного транзистора или LMC555 на основе КМОП.

Эта схема может использоваться для мигания ламп переменного тока с низкой частотой или для включения и выключения электрических нагрузок, подключенных к сети, с низкой скоростью. Для уменьшения радиочастотных излучений переключение производится только при переходе через нуль сетевого напряжения переменного тока.

Этот проект таймера 555 доступен по адресу: Лампа переменного тока с миганием с таймером 555

14. Лампа RGB с таймером NE555 микроконтроллер. Программа для микроконтроллера сложна для понимания. Вот простая и недорогая схема для лампы RGB с использованием таймера 555.

Этот проект таймера 555 доступен по адресу: Лампа RGB с использованием таймера NE555

15. Устранитель ложных срабатываний для таймера 555

Обычно ложное срабатывание таймера IC 555 происходит во время включения питания, что приводит к нежелательному выходу, который запускает таймер. временной цикл. Схема становится неэффективной, особенно когда нагрузка должна быть запитана только тогда, когда это необходимо. Вот простая схема устранения ложных срабатываний для таймера 555.

Этот проект таймера 555 доступен по адресу: Устройство устранения ложных срабатываний для таймера 555

Заинтересовались? Ознакомьтесь с другой нашей коллекцией проектов электроники.

Эта статья была впервые опубликована 5 ноября 2017 года и недавно обновлена ​​17 ноября 2020 года.

Введение в таймер 555 Ханс Камензинд из Signetics в 1968 году. Таймер 555 очень стабилен и прост в использовании, что, вероятно, и объясняет его популярность.

Таймер 555 может выполнять множество функций, но в основном используется в качестве моностабильных, бистабильных и нестабильных генераторов. В этой статье мы подробно рассмотрим каждый из этих осцилляторов, объяснив, для чего они используются и как их построить..

Что внутри

Вот блок-схема внутренней схемы таймера 555:

Внутренняя блок-схема

К счастью, нет необходимости понимать внутреннюю работу, чтобы успешно его использовать. Есть два компаратора, настроенные на 2/3 Vcc и 1/3 Vcc, за которыми следует сбрасываемый триггер, за которым следует драйвер выходного уровня. Таймер 555 получил свое название от трех резисторов 5k в цепочке делителя порога от контакта 8 до контакта 1.

Контакты

Pin	Description	Function
1	Gnd	Negative supply pin, ground
2	Trig	Trigger. Когда это напряжение падает ниже 1/3 В пост. тока, на выходе устанавливается высокий уровень, и начинается отсчет времени. Пока он низкий, выход будет оставаться высоким.
3	Выход	Выход. Двухтактный выход, высокий или низкий, способный управлять током до 200 мА
4	Сброс	Сброс. Сбрасывает временной интервал при заземлении. Если он не используется, его следует подключить к Vcc.
5	Прод.	Контроль. Применив V к 2/3 Vcc, синхронизацию можно изменить. В нестабильном режиме он может модулировать частоту на выходе. Если он не используется, его следует подключить к GND с помощью конденсатора 10 нФ.
6	Порог	Порог. Когда это напряжение на выводе > 2/3 В пост. тока, время Out high заканчивается, и на выходе появляется низкий уровень.
7	Disch	Открытый коллектор может использоваться для разряда присоединенной крышки; в фазе с выходом, в бистабильном режиме и режиме Шмитта он не используется и может действовать как второй выход.
8	Vcc	Положительный контакт питания от 4,5 до 16 В

Моностабильный режим

Моностабильная схема любит принудительно переключаться в противоположное состояние, но может оставаться в одном состоянии (высокий или низкий) период, контролируемый цепью резисторного конденсатора (RC).

Это схема для использования таймера 555 в моностабильном режиме:

Моностабильный

На выводе 2 таймера 555 поддерживается ВЫСОКИЙ уровень резистором R2, но в тот момент, когда он становится НИЗКИМ, начинается период синхронизации, и выход на контакте 3 отключается. ВЫСОКИЙ в течение периода, определяемого потенциометром R1 и конденсатором C3. Чтобы рассчитать время, в течение которого контакт 3 будет ВЫСОКИМ, используйте следующее уравнение:

t = 1,1 * R1 * C3

Когда этот период закончится, контакт 3 снова станет НИЗКИМ. Это верно только для входных импульсов длиннее t. Когда контакт 3 становится ВЫСОКИМ, мгновенный контакт 2 становится НИЗКИМ, и если контакт 2 остается НИЗКИМ дольше, чем t, контакт 3 будет оставаться ВЫСОКИМ, пока контакт 2 снова не станет ВЫСОКИМ.

Моностабильные схемы очень полезны для очистки импульса ненадежной длины, чтобы сделать его известной длины, например, расширитель импульса в датчике вибрации охранной сигнализации или схема мгновенного нажатия кнопки.

Для более подробного ознакомления с использованием таймера 555 в моностабильном режиме см. нашу статью 555 Основы таймера — моностабильный режим.

Бистабильный режим

Бистабильная схема может находиться в одном из двух состояний — включенном или выключенном. Бистабильные схемы обычно используются в ячейках памяти, триггерных схемах и устройствах подавления дребезга переключателей.

Это схема для настройки таймера 555 в бистабильном режиме:

Бистабильный с триггером переключателя

Нет времязадающих конденсаторов, так как он только включен или выключен. Тумблер S1 отправит НИЗКИЙ сигнал на контакт 2 или 4, что приведет к изменению состояния выхода. Стоит отметить, что контакт 3 будет ВЫСОКИМ при загрузке, если контакт 2 НИЗКИЙ.

Мы также можем заменить тумблер двумя отдельными кнопками для достижения того же результата:

Бистабильный с кнопочным триггером

Для получения дополнительной информации и примеров проектов, использующих таймер 555 в бистабильном режиме, см. нашу статью 555 Основы таймера — бистабильный режим.

Нестабильный режим

В нестабильном режиме таймер 555 действует как генератор прямоугольных импульсов. Им можно управлять в широком диапазоне частот с помощью одного конденсатора и переменного резистора. Мало того, рабочий цикл можно регулировать.

Вот схема подключения таймера 555 в нестабильном режиме:

Нестабильный

В этой схеме резисторы R1, R2 и C3 управляют временем включения и выключения. И два периода вместе устанавливают частоту выходного прямоугольного сигнала.

Например, взгляните на эту диаграмму:

Поскольку t1=8 мс и t2=13 мс, период (T) равен 8+13 = 21 мс. А так как частота 1/T = 1/21mS = 47,6Гц.

В приведенной выше нестабильной схеме мы можем установить каждую ширину независимо, используя два следующих уравнения:

• Период (T) = 0,7 * (R1+2R2) * C3
• Частота = 1/T повлияет на частоту импульсов, а также на рабочий цикл.