Το ενσωματωμένο IC χρονοδιακόπτη NE555 είναι μια πραγματική ανακάλυψη στα ηλεκτρονικά. Δημιουργήθηκε το 1972 από τον Hans R. Camenzind της Signetics. Η εφεύρεση δεν έχει χάσει τη σημασία της μέχρι σήμερα. Η συσκευή αργότερα έγινε η βάση των διπλών (IN556N) και των τετραγώνων (IN558N) χρονόμετρων.
Χωρίς αμφιβολία, το πνευματικό τέκνο ενός μηχανικού ηλεκτρονικών του επέτρεψε να καταλάβει την εξέχουσα θέση του στην ιστορία των τεχνικών εφευρέσεων. Όσον αφορά τις πωλήσεις, αυτή η συσκευή έχει ξεπεράσει κάθε άλλη από την έναρξή της. Τον δεύτερο χρόνο της ύπαρξής του, το τσιπ 555 έγινε το πιο αγορασμένο μέρος.
Ηγεσία παρέμεινε όλα τα επόμενα χρόνια. Το τσιπ 555, του οποίου η χρήση αυξανόταν κάθε χρόνο, πούλησε πολύ καλά. Για παράδειγμα, το 2003, πουλήθηκαν περισσότερα από 1 δισεκατομμύριο αντίτυπα. Η διαμόρφωση της ίδιας της μονάδας δεν έχει αλλάξει κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Υπάρχει για περισσότερα από 40 χρόνια.
Η εμφάνιση της συσκευής ήταν έκπληξη για τον ίδιο τον δημιουργό. Ο Kamenzind επιδίωξε το στόχο να καταστήσει το IP ευέλικτο στη χρήση,αλλά ότι θα ήταν τόσο ευέλικτο, δεν το περίμενε. Αρχικά, χρησιμοποιήθηκε ως χρονόμετρο ή γεννήτρια παλμών. Το τσιπ 555, το οποίο έχει αναπτυχθεί γρήγορα στη χρήση, χρησιμοποιείται τώρα από παιχνίδια για παιδιά μέχρι διαστημόπλοια.
Η συσκευή είναι ανθεκτική γιατί είναι κατασκευασμένη με βάση τη διπολική τεχνολογία και δεν απαιτείται τίποτα ιδιαίτερο για τη χρήση της στο διάστημα. Μόνο οι δοκιμαστικές εργασίες εκτελούνται με ιδιαίτερη αυστηρότητα. Έτσι, κατά τη δοκιμή του κυκλώματος NE 555, δημιουργούνται μεμονωμένες δοκιμαστικές προδιαγραφές για έναν αριθμό εφαρμογών. Δεν υπάρχουν διαφορές στην παραγωγή κυκλωμάτων, αλλά οι προσεγγίσεις στον τελικό έλεγχο διαφέρουν σημαντικά.
Η εμφάνιση του κυκλώματος στα οικιακά ηλεκτρονικά
Η πρώτη αναφορά καινοτομίας στη σοβιετική βιβλιογραφία για τη ραδιομηχανική εμφανίστηκε το 1975. Ένα άρθρο σχετικά με την εφεύρεση δημοσιεύτηκε στο περιοδικό "Electronics". Το τσιπ 555, ένα ανάλογο του οποίου δημιουργήθηκε από σοβιετικούς μηχανικούς ηλεκτρονικών στα τέλη της δεκαετίας του '80 του περασμένου αιώνα, ονομαζόταν KR1006VI1 στα εγχώρια ραδιοηλεκτρονικά.
Στην παραγωγή, αυτό το εξάρτημα χρησιμοποιήθηκε στη συναρμολόγηση των VCR "Electronics BM12". Αλλά αυτό δεν ήταν το μόνο ανάλογο, καθώς πολλοί κατασκευαστές σε όλο τον κόσμο δημιούργησαν μια παρόμοια συσκευή. Όλες οι μονάδες διαθέτουν τυπική συσκευασία DIP8 καθώς και πακέτο SOIC8 μικρού μεγέθους.
Προδιαγραφές κυκλώματος
Το τσιπ 555, η γραφική αναπαράσταση του οποίου φαίνεται παρακάτω, περιλαμβάνει 20 τρανζίστορ. Στο μπλοκ διάγραμμα της συσκευήςυπάρχουν 3 αντιστάσεις με αντίσταση 5 kOhm. Εξ ου και το όνομα της συσκευής "555".
Οι κύριες προδιαγραφές του προϊόντος είναι:
- τάση τροφοδοσίας 4,5-18V;
- μέγιστο ρεύμα εξόδου 200mA;
- η κατανάλωση ενέργειας είναι έως και 206 mA.
Αν κοιτάξετε την έξοδο, τότε αυτή είναι μια ψηφιακή συσκευή. Μπορεί να είναι σε δύο θέσεις - χαμηλή (0V) και υψηλή (4,5 έως 15 V). Ανάλογα με το τροφοδοτικό, η ένδειξη μπορεί να φτάσει τα 18 V.
Που είναι η συσκευή;
Τσιπ NE 555 - μια ενοποιημένη συσκευή με μεγάλη γκάμα εφαρμογών. Χρησιμοποιείται συχνά στη συναρμολόγηση διαφόρων κυκλωμάτων και αυτό κάνει το προϊόν δημοφιλές. Ως αποτέλεσμα, η καταναλωτική ζήτηση αυξάνεται. Μια τέτοια φήμη προκάλεσε πτώση της τιμής του χρονοδιακόπτη, κάτι που ευχαριστεί πολλούς δασκάλους.
Εσωτερική δομή χρονοδιακόπτη 555
Τι κάνει αυτή τη συσκευή να λειτουργεί; Κάθε μία από τις εξόδους της μονάδας συνδέεται με ένα κύκλωμα που περιέχει 20 τρανζίστορ, 2 διόδους και 15 αντιστάσεις.
Μορφή διπλού μοντέλου
Πρέπει να σημειωθεί ότι το NE 555 (τσιπ) διατίθεται σε διπλή μορφή που ονομάζεται 556. Περιέχει δύο δωρεάν IC.
Το χρονόμετρο 555 έχει 8 ακίδες ενώ το 556 έχει 14 καρφίτσες.
Λειτουργίες συσκευής
Το τσιπ 555 έχει τρεις τρόπους λειτουργίας:
- Μονοστάσιμη λειτουργία του τσιπ 555. Λειτουργεί σαν μονόδρομος μονόδρομος. Κατά τη λειτουργίαένας παλμός του καθορισμένου μήκους εκπέμπεται ως απόκριση στην είσοδο της σκανδάλης όταν πατηθεί το κουμπί. Η έξοδος παραμένει χαμηλή μέχρι να ενεργοποιηθεί η σκανδάλη. Από εδώ έλαβε και το όνομα αναμονή (μονοστάσιμο). Αυτή η αρχή λειτουργίας διατηρεί τη συσκευή σε αδράνεια μέχρι να ενεργοποιηθεί. Η λειτουργία παρέχει τη συμπερίληψη χρονόμετρων, διακοπτών, διακοπτών αφής, διαιρέσεων συχνότητας κ.λπ.
- Η ασταθής λειτουργία είναι μια αυτόνομη λειτουργία της συσκευής. Επιτρέπει στο κύκλωμα να παραμείνει σε λειτουργία γεννήτριας. Η τάση εξόδου είναι μεταβλητή: άλλοτε χαμηλή, άλλοτε υψηλή. Αυτό το σχέδιο ισχύει όταν είναι απαραίτητο να ρυθμίσετε τη συσκευή για διακοπτόμενους κραδασμούς (με βραχυπρόθεσμη ενεργοποίηση και απενεργοποίηση της μονάδας). Η λειτουργία χρησιμοποιείται κατά την ενεργοποίηση λαμπτήρων LED, λειτουργίες στη λογική του ρολογιού κ.λπ.
- Λειτουργία Bistable ή σκανδάλη Schmidt. Είναι σαφές ότι λειτουργεί σύμφωνα με το σύστημα σκανδάλης απουσία πυκνωτή και έχει δύο σταθερές καταστάσεις, υψηλή και χαμηλή. Μια χαμηλή τιμή ενεργοποίησης πηγαίνει σε μια υψηλή. Όταν απελευθερωθεί η χαμηλή τάση, το σύστημα βιάζεται στη χαμηλή τάση. Αυτό το καθεστώς ισχύει στον τομέα της κατασκευής σιδηροδρόμων.
Έξοδοι χρονοδιακόπτη 555
Το τσιπ γεννήτριας 555 περιλαμβάνει οκτώ ακίδες:
- Καρφίτσα 1 (αλεσμένη). Συνδέεται στην αρνητική πλευρά του τροφοδοτικού (κοινό καλώδιο του κυκλώματος).
- Έξοδος 2 (σκανδάλη). Παρέχει υψηλή τάση για λίγο (όλα εξαρτώνται από την ισχύ της αντίστασης και του πυκνωτή). Αυτή η διαμόρφωση είναι μονοσταθερή. Συμπέρασμα 2ακίδα ελέγχου 6. Εάν η τάση και στα δύο είναι χαμηλή, τότε η έξοδος θα είναι υψηλή. Διαφορετικά, εάν η ακίδα 6 είναι υψηλή και η ακίδα 2 χαμηλή, η έξοδος του χρονοδιακόπτη θα είναι χαμηλή.
- Pin 3 (έξοδος). Οι έξοδοι 3 και 7 είναι σε φάση. Η εφαρμογή υψηλής τάσης περίπου 2 V και χαμηλής τάσης 0,5 V θα παράγει έως και 200 mA.
- Pin 4 (επαναφορά). Η τροφοδοσία τάσης σε αυτήν την έξοδο είναι χαμηλή παρά τη λειτουργία χρονοδιακόπτη 555. Για να αποφευχθούν τυχαίες επαναφορές, αυτή η έξοδος θα πρέπει να συνδέεται στη θετική πλευρά όταν χρησιμοποιείται.
- Συμπέρασμα 5 (έλεγχος). Ανοίγει την πρόσβαση στην τάση σύγκρισης. Αυτή η έξοδος δεν χρησιμοποιείται στα ρωσικά ηλεκτρονικά, αλλά όταν είναι συνδεδεμένη, μπορείτε να επιτύχετε ένα ευρύ φάσμα επιλογών ελέγχου για τη συσκευή 555.
- Συμπέρασμα 6 (στάση). Περιλαμβάνεται στον συγκριτικό 1. Είναι το αντίθετο του pin 2, που ισχύει για τη διακοπή της συσκευής. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα χαμηλή τάση. Αυτή η έξοδος μπορεί να δεχθεί παλμούς ημιτονοειδούς και τετραγωνικού κύματος.
- Καρφίτσα 7 (ψηφίο). Συνδέεται με τον συλλέκτη τρανζίστορ T6 και ο πομπός του τελευταίου είναι γειωμένος. Με το τρανζίστορ ανοιχτό, ο πυκνωτής αποφορτίζεται πριν κλείσει.
- Pin 8 (πλευρά θετικής ισχύος), που είναι 4,5 έως 18 V.
Χρήση εξόδου
Έξοδος 3 (Έξοδος) μπορεί να είναι σε δύο καταστάσεις:
- Σύνδεση ψηφιακής εξόδου απευθείας στην είσοδο άλλου προγράμματος οδήγησης σε ψηφιακή βάση. Η ψηφιακή έξοδος μπορεί να ελέγξει άλλες συσκευές με μερικά πρόσθετα εξαρτήματα(η τάση τροφοδοσίας είναι 0 V).
- Η ένδειξη τάσης στη δεύτερη κατάσταση είναι υψηλή (Vcc στην παροχή ρεύματος).
Δυνατότητες μηχανής
- Όταν πέφτει η τάση στην Έξοδο, το ρεύμα κατευθύνεται μέσω της συσκευής και τη συνδέει. Αυτό είναι το pulldown καθώς το ρεύμα αντλείται από το Vcc και ρέει μέσω της μονάδας στα 0V.
- Όταν αυξάνεται η έξοδος, το ρεύμα που διέρχεται από τη συσκευή διασφαλίζει τη συμπερίληψή της. Αυτή η διαδικασία μπορεί να ονομαστεί πηγή ρεύματος. Η ηλεκτρική ενέργεια σε αυτή την περίπτωση παράγεται από το χρονόμετρο και περνάει από τη συσκευή στα 0 V.
Η αύξηση και η μείωση μπορούν να λειτουργήσουν μαζί. Με αυτόν τον τρόπο, η συσκευή ενεργοποιείται και απενεργοποιείται εναλλάξ. Αυτή η αρχή ισχύει για τη λειτουργία λαμπτήρων LED, ρελέ, κινητήρων, ηλεκτρομαγνητών. Τα μειονεκτήματα αυτής της ιδιότητας περιλαμβάνουν το γεγονός ότι η συσκευή πρέπει να συνδεθεί στην Έξοδο με διαφορετικούς τρόπους, καθώς η έξοδος 3 μπορεί να λειτουργήσει τόσο ως καταναλωτής όσο και ως πηγή ρεύματος έως 200 mA. Το τροφοδοτικό που χρησιμοποιείται πρέπει να παρέχει επαρκές ρεύμα και για τις δύο συσκευές και για το χρονόμετρο 555.
τσιπ LM555
Το φύλλο δεδομένων μικροκυκλώματος 555 (LM555) έχει ευρεία λειτουργικότητα.
Χρησιμοποιείται από γεννήτριες τετραγωνικών κυμάτων με μεταβλητό κύκλο λειτουργίας και ρελέ με καθυστέρηση απόκρισης έως πολύπλοκες διαμορφώσεις γεννητριών PWM. Το τσιπ 555 pinout και η εσωτερική δομή φαίνονται στο σχήμα.
Το επίπεδο ακρίβειας του φωτιστικού είναι 1% του υπολογιζόμενου δείκτη,που είναι βέλτιστο. Μια μονάδα όπως το τσιπ φύλλου δεδομένων NE 555 δεν επηρεάζεται από τις συνθήκες θερμοκρασίας περιβάλλοντος.
Ανάλογα του τσιπ NE555
Το Μικροκύκλωμα 555, του οποίου το ανάλογο στη Ρωσία ονομαζόταν KR1006VI1, είναι μια ενσωματωμένη συσκευή.
Μεταξύ των μπλοκ εργασίας, θα πρέπει να επισημάνουμε το flip-flop RS (DD1), τους συγκριτές (DA1 και DA2), ένα στάδιο ενίσχυσης εξόδου που βασίζεται σε ένα σύστημα push-pull και συμπληρώνει το τρανζίστορ VT3. Ο σκοπός του τελευταίου είναι η επαναφορά του πυκνωτή ρύθμισης χρόνου όταν χρησιμοποιείται η μονάδα ως γεννήτρια. Η σκανδάλη επαναφέρεται όταν εφαρμόζεται μια λογική μονάδα (Jupit/2…Jupit) στις εισόδους R.
Εάν γίνει επαναφορά της σκανδάλης, η έξοδος της συσκευής (ακίδα 3) θα έχει ένδειξη χαμηλής τάσης (το τρανζίστορ VT2 είναι ανοιχτό).
Η μοναδικότητα του σχήματος 555
Με το λειτουργικό σχήμα της συσκευής, είναι πολύ δύσκολο να καταλάβουμε ποιο είναι το ασυνήθιστο της. Η πρωτοτυπία της συσκευής έγκειται στο γεγονός ότι διαθέτει ειδικό έλεγχο σκανδάλης, δηλαδή, παράγει σήματα ελέγχου. Η δημιουργία τους γίνεται στους συγκριτές DA1 και DA2 (σε μία από τις εισόδους, στις οποίες εφαρμόζεται η τάση αναφοράς). Για τη δημιουργία σημάτων ελέγχου στις εισόδους σκανδάλης (έξοδοι σύγκρισης), θα πρέπει να λαμβάνονται σήματα υψηλής τάσης.
Πώς να ξεκινήσετε τη συσκευή;
Για να ξεκινήσει ο χρονοδιακόπτης, η έξοδος 2 πρέπει να ενεργοποιηθεί από το 0 έως το 1/3 του Δία. Αυτό το σήμα συμβάλλει στη σκανδάλη και ένα σήμα υψηλής τάσης παράγεται κατά την έξοδο. Ένα σήμα πάνω από το όριο δεν θα προκαλέσει καμία αλλαγή στο κύκλωμα, καθώς η τάση αναφοράς για τον συγκριτή είναι DA2 και είναι 1/3 Δίας.
Μπορείτε να σταματήσετε το χρονόμετρο όταν επαναφέρεται η σκανδάλη. Για το σκοπό αυτό, η τάση στην έξοδο 6 πρέπει να υπερβαίνει τα 2/3 Jupit (η τάση αναφοράς για τον συγκριτή DA1 είναι 2/3 Jupit). Η επαναφορά θα ρυθμίσει ένα σήμα χαμηλής τάσης και θα αποφορτίσει τον πυκνωτή χρονισμού.
Μπορείτε να ρυθμίσετε την τάση αναφοράς συνδέοντας μια πρόσθετη αντίσταση ή μια πηγή ισχύος στην έξοδο της μονάδας.
Τύλιγμα ταχύμετρου σε τσιπ 555
Πρόσφατα, έχει γίνει μόδα στους ιδιοκτήτες αυτοκινήτων να ολοκληρώνουν τα χιλιόμετρα που διανύει το αυτοκίνητο στο ταχύμετρο.
Πολλοί άνθρωποι αναρωτιούνται εάν είναι εφικτό να κλείσετε ένα ταχύμετρο σε ένα μικροκύκλωμα 555;
Αυτή η διαδικασία δεν είναι ιδιαίτερα δύσκολη. Για την κατασκευή του χρησιμοποιείται μικροκύκλωμα 555, το οποίο μπορεί να λειτουργήσει ως μετρητής παλμών. Τα επιμέρους στοιχεία του σχήματος μπορούν να ληφθούν με δείκτες που αποκλίνουν κατά 10-15% από τις υπολογιζόμενες τιμές.
