Elektronické integrované obvody sú odvetvím našej vedy a techniky, ktorého možnosti nie sú ani zďaleka vyčerpané. Zdá sa, že toto sú výhonky tej istej umelej inteligencie, o ktorej už bolo povedané toľko. Navyše, ak je naša prirodzená inteligencia postavená na prvkoch – neurónoch – ktoré možno nazvať elektronicko-chemické, tak integrované obvody vyrobené človekom sa v prírode nenachádzajú. Toto je čistý výmysel ľudskej mysle. Získal sa ako výsledok dlhej práce na zdokonaľovaní najbežnejších elektrických spotrebičov, ktoré ľudia potrebovali ihneď po objavení elektriny - spínače, odpory, kondenzátory, polovodičové zariadenia. Zlepšenie išlo tak v smere zvyšovania zložitosti obvodov, ako aj v túžbe umiestniť veľké množstvo prvkov na obmedzenú plochu alebo v obmedzenom objeme. A tiež zo všetkých rovnakých obvodových primitívov vytvoriť niečo univerzálne, dlhotrvajúce a všelijaké.

Časovač NE555

História vynálezu tohto časovača ukazuje, že skutočné majstrovské diela nie sú vždy vyrobené v najlepších časoch pre vynálezcov a často ani v úplne low-tech podmienkach. Hans Camenzind vo veku 33 rokov mal okrem oficiálnych povinností aj sen. To nie je vždy po chuti jeho nadriadeným a musel skončiť. Svoje majstrovské dielo vymyslel počas sedenia v garáži v roku 1971 a o rok neskôr sa osemnohý mikroobvod rýchlo dostal do výroby a predaja. Schéma je jednoduchá a, ako sa ukázalo, užitočná. Možno dôležitú úlohu v úspechu zohral aj názov, ktorý sa naozaj nedá vysvetliť: prečo NE - z názvu spoločnosti Signetics? Prečo 555 - pretože sa im páčila päťka? Časovač? - áno, ale nie ako obyčajné. Tie, ktoré vždy iba tikajú nepretržite v impulzoch, ale tento môže poskytnúť veľmi presný časový interval, a nie v niekoľkých mikrosekundách známych v impulznej technológii, ale v pomerne viditeľnom intervale: vezmite a zapnite žiarovku na niekoľko sekúnd .

Ukázalo sa, že obvod, ako sa to často stáva pri všetkých dômyselných dizajnoch, je na priesečníku dvoch techník: impulznej a analógovej.

Analógové - operačné zosilňovače - zosilňujú signál na požadovaný štandard (2 na vstupoch (dvojprahový komparátor) a 1 na výstupe). A v strede je pulzný RS spúšťač, ktorý dokáže jednak generovať impulzy (multivibrátor), jednak vytvárať jeden impulz danej dĺžky (one-shot).

A všetko je veľmi ľahko regulovateľné - prakticky pomerom parametrov dvoch odporov a jednej kapacity pripojených k mikroobvodu na vstupoch, ako aj dodávaním ďalších signálov na vstupy.

Zdá sa, že obvod má nejaký ťažko vydarený pomer jednoduchosti ovládania a jednoduchosti dizajnu, čo ho v kombinácii s nečakanou rozmanitosťou ovládania prvkov robí už toľko rokov populárnym. Pretože uvedené vlastnosti v dôsledku toho viedli k veľmi nízkej cene a použiteľnosti v rôznych schémach - spotrebných aj profesionálnych. Sú vhodné na použitie v detských hračkách, časových relé, kombinovaných zámkoch a kozmických lodiach. A ročné tržby stále dosahujú miliardy kusov po celom svete. Okrem toho schéma neprešla počas celého obdobia prakticky žiadnymi zmenami. Z akého dôvodu je pod obrázkom vyššie slovo „evolúcia“ v úvodzovkách? Timer 555 vyrába mnoho spoločností po celom svete. Známe sú aj domáce analógy NE555 - mikroobvod KR1006VI1 a jeho verzia CMOS KR1441VI1.

Funkčná schéma a popis zariadenia

Funkčne sa časovač skladá z 5 komponentov. Obvod má viac kolíkov ako vnútorné bloky, čo naznačuje možnú flexibilitu začlenenia do rôznych obvodových riešení zahŕňajúcich tento mikroobvod.

Vstupný interný delič napätia nastavuje referenčné napätia pre dva komparátory - horný a dolný. Klopný obvod RS prijíma ich signály a generuje výstupný signál, ktorý je odoslaný do výkonového zosilňovača. Nechýba ani prídavný tranzistor s externým kolektorom, ktorý slúži na pripojenie externej rozvodovej reťaze.

Kolíky obvodu sú umiestnené rovnakým spôsobom, bez ohľadu na konštrukciu mikroobvodu

Popis kolíkov obvodu

Datasheet nižšie obsahuje kolíky a signály, ktoré sú k nim dodávané, z ktorých je činnosť mikroobvodu trochu jasnejšia. Aj keď veľa závisí od jeho spojenia.

Použitie: možnosti pripojenia pre NE555 (alebo analógy NE555)

Jeden výstrel

Kapacita C a rezistor R nastavujú trvanie impulzu t produkovaného obvodom ako odpoveď na signál na vstupnom vstupe (pin 2). Napájacie napätie neovplyvňuje trvanie, ale amplitúdu výstupného signálu. Keď je vydaný impulz, obvod nevníma zmenu vstupného signálu. Po čase t obvod vytvorí zostupnú hranu výstupného signálu a vráti sa do pôvodného stavu, po ktorom je opäť pripravený reagovať na vstupný signál. Môže teda zvýrazniť informatívne zhluky (nízka úroveň) na pozadí šumu, pretože vstupný signál je vo všeobecnosti analógový. Môže fungovať ako obvod proti odskoku.

Generátor impulzov (multivibrátor)

Multivibrátor nemusí na vstup privádzať žiadne signály, začne pracovať ihneď po zapnutí napájania.

Kondenzátor C, vybitý na začiatku, nastaví vstup na nízku úroveň, čo spôsobí spustenie časovača, čím sa vytvorí vysoký potenciál na výstupe. Jeho trvanie je určené nabíjaním kondenzátora C cez odpory R1 a R2. Ďalej sa C vybije cez R2 a vstup 7, ktorý určuje trvanie pauzy na časovači. Potom sa všetko opakuje a výstup vytvára impulzy s amplitúdou špecifikovanou napájacím napätím a trvaním t 1 a t 2, teda frekvenciou f

a pracovný cyklus S = T/t 1. Pracovný cyklus v tomto najjednoduchšom zapojení nemôže byť väčší ako 2, pretože čas impulzu t 1 je vždy > čas pauzy t 2.

Čip série 555 bol vyvinutý už dávno, ale stále zostáva relevantný. Na základe čipu s minimálnym počtom prídavných komponentov v obvode je možné zostaviť niekoľko desiatok rôznych zariadení. Jednoduchosť výpočtu hodnôt komponentov súpravy karosérie mikroobvodov je tiež jej dôležitou výhodou.

Tento článok bude diskutovať o dvoch možnostiach použitia mikroobvodu v obvode časového relé s:

• Oneskorenie zapnutia;
• Oneskorenie vypnutia.

V oboch prípadoch bude čip 555 fungovať ako časovač.

Ako funguje čip 555?

Predtým, ako prejdeme k príkladu reléového zariadenia, zvážme štruktúru mikroobvodu. Všetky ďalšie popisy budú uvedené pre sériový mikroobvod NE555 vyrobené spoločnosťou Texas Instruments.

Ako vidno z obrázku, základ je RS klopný obvod s inverzným výstupom, riadené výstupmi z komparátorov. Kladný vstup horného komparátora sa nazýva PRAH, záporný vstup dolného - SPÚŠŤAČ. Ostatné vstupy komparátora sú pripojené na delič napájacieho napätia pozostávajúci z troch 5 kOhm rezistorov.

Ako s najväčšou pravdepodobnosťou viete, RS klopný obvod môže byť v ustálenom stave (má pamäťový efekt 1 bit) buď v logickej „0“ alebo v logickej „1“. Ako to funguje:

• R (RESETOVAŤ) nastaví výstup na logické "1"(presne „1“, nie „0“, pretože spúšť je inverzná - to je označené krúžkom na výstupe spúšte);
• Príchod kladného impulzu na vstup S (SET) nastaví výstup na logická "0".

Tri 5 kOhm odpory delia napájacie napätie 3, čo vedie k tomu, že referenčné napätie horného komparátora ("–" vstup komparátora, tiež známy ako vstup CONTROL VOLTAGE mikroobvodu) je 2/3 Vcc . Spodné referenčné napätie je 1/3 Vcc.

S ohľadom na to je možné vytvárať tabuľky stavov mikroobvodu vzhľadom na vstupy SPÚŠŤAČ, PRAH a výstup VON. Všimnite si, že výstup OUT je invertovaný signál z klopného obvodu RS.

Pomocou tejto funkcionality mikroobvodu môžete jednoducho vyrobiť rôzne generátory signálu s frekvenciou generovania nezávislou od napájacieho napätia.

V našom prípade sa na vytvorenie časového relé používa nasledovný trik: vstupy TRIGGER a THRESHOLD sa spoja a privádza sa k nim signál z RC reťazca. Tabuľka stavu v tomto prípade bude vyzerať takto:

Schéma pripojenia NE555 pre tento prípad je nasledovná:

Po pripojení napájania sa kondenzátor začne nabíjať, čo vedie k postupnému zvyšovaniu napätia na kondenzátore od 0V vyššie. Naopak, napätie na vstupoch TRIGGER a THRESHOLD bude klesať, počnúc od Vcc+. Ako je možné vidieť z tabuľky stavov, na výstupe OUT je po privedení Vcc+ logická „0“ a výstup OUT sa prepne na logickú „1“, keď napätie na uvedených vstupoch TRIGGER a THRESHOLD klesne pod 1/ 3 Vcc.

Dôležitým faktom je, že čas oneskorenia relé to znamená, že časový interval medzi pripojením napájania a nabíjaním kondenzátora, kým sa výstup OUT neprepne na logickú „1“, možno vypočítať pomocou veľmi jednoduchého vzorca:

T = 1,1*R*C
A ako vidíte, tento čas nezávisí od napájacieho napätia. V dôsledku toho sa pri navrhovaní obvodu časového relé nemusíte obávať o stabilitu napájania, čo výrazne zjednodušuje návrh obvodu.

Za zmienku tiež stojí, že okrem radu 555 epizóda 556 v 14-pinovom balení. Séria 556 obsahuje dva časovače 555.

Zariadenie s funkciou oneskorenia

Prejdime priamo k časovému relé. V tomto článku rozoberieme na jednej strane obvod, ktorý je čo najjednoduchší, no na druhej strane nemá galvanické oddelenie.

Pozor! Montáž a nastavenie predmetného okruhu bez galvanického oddelenia by mali vykonávať len odborníci s príslušným vzdelaním a oprávneniami. Zariadenie je nebezpečné, pretože obsahuje nebezpečné napätie.

Takéto zariadenie má vo svojom dizajne 15 prvkov a je rozdelené na dve časti:

1. Generátor napájacieho napätia alebo napájacia jednotka;
2. Uzol s dočasným ovládačom.

Napájací zdroj pracuje na beztransformátorovom princípe. Jeho konštrukcia obsahuje komponenty R1, C1, VD1, VD2, C3 a VD3. Samotné napájacie napätie 12 V je vytvorené na zenerovej dióde VD3 a vyhladené kondenzátorom C3.

Druhá časť obvodu obsahuje integrovaný časovač s armatúrou. Úlohu kondenzátora C4 a odporu R2 sme opísali vyššie a teraz pomocou vyššie uvedeného vzorca môžeme vypočítať hodnotu času oneskorenia relé:

T = 1,1 * R2 * C4 = 1,1 * 680 000 * 0,0001 = 75 sekúnd ≈ 1,5 minúty Zmenou hodnôt R2-C4 môžete nezávisle určiť čas oneskorenia, ktorý potrebujete, a prerobiť okruh sami pre akýkoľvek časový interval.

Princíp činnosti obvodu je nasledujúci. Po pripojení zariadenia k sieti a napájacom napätí na zenerovej dióde VD3 a následne na čipe NE555 sa kondenzátor začne nabíjať, kým napätie na vstupoch 2 a 6 čipu NE555 neklesne pod 1/3. napájania, teda približne na 4 V. Po vzniku tejto udalosti sa na výstupe OUT objaví riadiace napätie, ktoré spustí (zopne) relé K1. Relé zase zopne záťaž HL1.

Dióda VD4 urýchľuje vybíjanie kondenzátora C4 po vypnutí napájania tak, aby po rýchlom opätovnom pripojení zariadenia k sieti nedošlo k skráteniu doby odozvy. Dióda VD5 tlmí indukčné rázy z K1, čím chráni obvod. C2 sa používa na filtrovanie rušenia zo zdroja NE555.

Ak sú diely vybraté správne a prvky sú nainštalované bez chýb, zariadenie nie je potrebné konfigurovať.

Pri testovaní obvodu, aby sme nečakali minútu a pol, je potrebné znížiť odpor R1 na hodnotu 68–100 kOhm.

Pravdepodobne ste si všimli, že v obvode nie je žiadny tranzistor, ktorý by zopol relé K1. Toto nebolo urobené z ekonomiky, ale z dôvodu dostatočnej spoľahlivosti výstupu 3 (OUT) čipu DD1. Mikroobvod NE555 vydrží maximálne zaťaženie až ±225 mA na výstupe OUT.

Táto schéma je ideálna na ovládanie doby prevádzky ventilačných zariadení inštalované v kúpeľniach a iných technických miestnostiach. Vzhľadom na jeho prítomnosť ventilátory sa zapínajú iba vtedy, ak sú v miestnosti dlhší čas. Tento režim výrazne znižuje spotrebu elektrickej energie a predlžuje životnosť ventilátorov kvôli menšiemu opotrebovaniu trecích častí.

Ako vyrobiť relé s oneskorením vypnutia

Vyššie uvedený obvod je možné vďaka vlastnostiam NE555 ľahko premeniť na časovač oneskorenia vypnutia. Aby ste to dosiahli, musíte vymeniť C4 a R2-VD4. V tomto prípade K1 zatvorí záťaž HL1 ihneď po zapnutí zariadenia. Záťaž sa vypne, keď napätie na kondenzátore C4 vzrastie na 2/3 napájacieho napätia, teda približne na 8 V.

Nevýhodou tejto úpravy je fakt, že po odpojení záťaže zostane obvod vystavený nebezpečnému napätiu. Túto nevýhodu možno eliminovať pripojením reléového kontaktu k obvodu napájania k časovaču paralelne s tlačidlom napájania ( len tlačidlo, nie vypínač!).

Schéma takéhoto zariadenia, berúc do úvahy všetky úpravy, je uvedená nižšie:

Pozor! Aby sa nebezpečné napätie skutočne odstránilo z obvodu kontaktom relé, je potrebné, aby bola FÁZA zapojená presne tak, ako je znázornené na schéme.

Upozorňujeme, že časovač 555 je použitý a popísaný na našej webovej stránke v inom článku, v ktorom sa o ňom hovorí. Obvod, ktorý je tam prezentovaný, je spoľahlivejší, obsahuje galvanickú izoláciu a umožňuje meniť časový interval oneskorenia pomocou regulátora.

Ak potrebujete pri výrobe produktu výkres dosky plošných spojov, napíšte o tom do komentárov.

Video k téme

Čip 555 sa objavil pred štyridsiatimi rokmi a bol vlastne prvým časovačom na širokom trhu. Odvtedy ho kvôli divokej popularite mikroobvodu začali vyrábať takmer všetci výrobcovia elektronických komponentov a napriek svojmu úctyhodnému veku sa stále vyrába 555 v niekoľkých miliónoch kópií.

Tento rok sa uskutočnila súťaž projektov (555contest.com), ktoré ho využívajú na riešenie rôznych problémov. Prihlášky boli prijaté v niekoľkých kategóriách: umenie, komplexné projekty, minimalistické a užitočné pomôcky. Výherný fond bol približne 1500 dolárov.

Medzi niekoľkými stovkami projektov bola videohra zozbieraná od hŕstky 555; ovládač pinball; elektrická gitara; zariadenie, ktoré bráni susedom spať; zámok, ktorý tajným klopaním odomkne dvere a kopa iných zaujímavostí.

Ak ste aspoň raz v živote držali spájkovačku a dokonca viete rozlíšiť odpor od tranzistora, ale ešte nie ste oboznámení so starým 555, potom musíte naliehavo napraviť situáciu. Čo je to za zviera? Vo vnútri plastového puzdra s ôsmimi svorkami je ukrytých niekoľko desiatok tranzistorov, diód a rezistorov, ale nebudeme sa púšťať do dôkladného štúdia fungovania časovača, nech nám ostane čierna skrinka, z ktorej trčia nohy. Ale poďme diskutovať o nohách.

1. Zem. Všetko je tu jednoduché, vo všetkých obvodoch musí byť pripojené k napájaniu mínus.
2. Spúšť, alias štart. Ak štartovacie napätie klesne pod jednu tretinu napájacieho napätia (Vcc) - napríklad sa stlačí tlačidlo pritiahnuté k zemi - potom sa obvod spustí.
3. VÝCHOD. Úloha časovača je jednoduchá - generovať obdĺžnikové impulzy danej dĺžky (trvanie je nastavené dvojicou odporov a kondenzátorom). Výstupné napätie je asi o 2 V nižšie ako napájacie napätie, keď je zapnuté, a takmer nulové (menej ako 0,5 V), keď je vypnuté. Maximálne zaťaženie, ktoré výstup vydrží, je asi 200 mA. To stačí na malý reproduktor, pár LED diód alebo malé relé.
4. Resetovať. Ak naň aplikujete nízku úroveň (menej ako 0,7 V), obvod prejde do pôvodného stavu a výstup sa zníži. Ak v obvode nie je potrebný reset, je lepšie ho potiahnuť do plusu, aby sa náhodne neresetoval (napríklad dotykom prsta).
5. Kontrola. Napätie aplikované na túto vetvu môže zmeniť trvanie výstupov časovača. Používa sa však zriedka a zavesenie vo vzduchu môže narušiť prevádzku, takže v obvodoch je lepšie pripojiť ho k zemi cez malý keramický kondenzátor 10 nF.
6. Prah, alias stop. Ak je na ňom napätie vyššie ako 2/3 Vcc, tak sa časovač zastaví a výstup sa prepne do vypnutého stavu. Funguje iba vtedy, ak je vstup vypnutý.
7. Vypúšťanie. Tento výstup je pripojený k zemi vo vnútri čipu, keď je výstup nízky a používa sa na vybitie kondenzátora rozvodového reťazca. Môže prenášať až 200 mA a niekedy sa používa ako prídavný výstup.
8. Výživa. Je potrebné ho pripojiť k napájaciemu zdroju. Mikroobvod podporuje napätie od 4,5 V do 16 V. Môže byť napájaný z bežnej 9V batérie, zo zdroja pre detské hračky alebo z USB kábla.

Zoberme si koňa. Režimy

1. Monostabilný.

Keď je signál privedený na vstup, mikroobvod sa zapne, vygeneruje výstupný impulz danej dĺžky a vypne sa a čaká na nový vstupný impulz. Je dôležité, aby po zapnutí mikroobvod nereagoval na nové signály, bez ohľadu na to, koľko z nich je odoslaných. Dĺžku impulzu možno vypočítať pomocou jednoduchého vzorca t=1,1 R1 C4. Ak chcete získať čas v sekundách, odpor sa musí nahradiť v megaohmoch a kapacita v mikrofaradoch.

Napríklad pri C4=100 µF a R1=2,2 MOhm bude perióda približne 4 minúty. Toto číslo je možné meniť vo veľmi širokom rozsahu: od 0,000001 sekundy do 15 minút. Teoreticky je možné ešte viac, ale v praxi sa objavia problémy.

2. Astabilný multivibrátor.

V tomto režime nie je potrebné ovládať časovač, je to jeho vlastný pán - najprv sa zapne, počká na čas t1, potom sa vypne, počká na čas t2 a všetko znova. Výstupom je plot vysokých a nízkych stavov, ktorý v najlepšej tradícii umenia ASCII možno znázorniť takto: P P P P P. Frekvencia, s ktorou bude celý systém oscilovať, závisí od parametrov RC reťazca (presnejšie od hodnôt R2, R3 a C1) a možno ju vypočítať pomocou vzorca f = 1,44/((R3 + 2R2)C1). Počas času t1 = 0,693 (R3 + R2)C1 bude výstup vysoký a počas t2=0,693(R2)C1 bude výstup nízky.

3. Bistabilný.

V tomto režime sa čip používa ako spínač. Stlačenie jedného tlačidla - výstup sa zapne, stlačenie druhého - vypnutie. Dosť bolo teoretickej exkurzie, pravdepodobne už chcete začať cvičiť.

Je vhodné zostaviť jednoduché kusy hardvéru na doštičku bez spájkovania - rovnako ako všetky diely je možné zakúpiť v akomkoľvek obchode s rádiom za pár stoviek rubľov. Ale moja pošta je bližšie ako obchod a všetky diely som si objednal z Hong Kongu na sureelectronics.net, hoci táto možnosť nie je pre každého - potrebujete veľa trpezlivosti: zásielka bude trvať takmer mesiac.

Ahoj svetlo!

Úloha č. 1: zostavte „Halloween World“ - blikač LED. Všetko je jednoduché, ako vo svete softvéru, ale v hardvéri sa aj pre takúto drobnosť dá vymyslieť užitočné využitie.

Od akých detailov je absolútne nemožné uniknúť? Po prvé, samotný časovač 555 (IC1 v diagrame). Hodí sa časovač od akéhokoľvek výrobcu, ale ak chcete experimentovať na doske na krájanie, vezmite si ho do puzdra DIP s dlhými nohami. Jeho názvy sa medzi rôznymi výrobcami mierne líšia, no vždy majú tri päťky. Napríklad ten, ktorý používam v príkladoch v tomto článku, sa nazýva NE555N. Existujú aj iné verzie obvodu, 556 a 558, ktoré majú 2 a 4 časovače v jednom prípade.

Hodia sa aj na všetky príklady, len majú viac nožičiek a sú inak umiestnené. Po druhé, budete potrebovať kondenzátory: elektrolytický C1 s kapacitou 5 až 10 μF a keramický C3 s kapacitou 10 nF. Budete tiež potrebovať: LED (LED1) akejkoľvek farby a rezistor obmedzujúci prúd (R5) 300-600 Ohmov (mám 470 Ohmov), ako aj odpory, ktoré nastavujú frekvenciu R1 o 1 kOhm a R2 o 10 kOhm. Posledným z povinných programov je malé tlačidlo (ako to, ktoré dávajú do myší a na všetky druhy palubných dosiek).

V schéme je tiež 100 µF kondenzátor C2, ktorý sa prenáša z plusu do mínusu. Ak je všetko v poriadku s napájaním (napríklad používate batériu), potom to nie je potrebné, ale s lacným sieťovým adaptérom sa bez takéhoto kondenzátora nezaobídete. V príkladoch som použil päťvoltový zdroj z čínskej detskej hračky, ktorej výrobca ušetril na usmerňovači - v dôsledku toho obvod bez tejto vyhladzovacej kapacity vôbec nefungoval. Preto všetky schémy v článku majú tento kondenzátor, ale je na vás, aby ste sa rozhodli, či ho nainštalovať alebo nie.

Ak chcete, môžete tiež znížiť kondenzátor C3, ktorý priťahuje piatu nohu k zemi, ale v tomto prípade nezaručujem stabilitu.
Obvod pracuje v nestabilnom režime a je zostavený tak, že počas pripojenia na napájanie neustále generuje výstupné impulzy a akonáhle stlačíme tlačidlo, zovrieme jeho výstup na LED a jeho činnosť je viditeľná. Teraz môžete zostaviť všetko podľa schémy.

Keď stlačíte tlačidlo, LED by mala začať intenzívne blikať. Ak to nefunguje, skontrolujte kontakty a polaritu. Na čipe 555 je na jednom z okrajov zárez: umiestnite obvod tak, aby bol zárez vľavo, potom budú nohy v spodnom rade očíslované zľava doprava od 1 do 4 a v hornej časti - sprava doľava od 5 do 8. LED by mala mať dlhší výstup zapojte do plusu a kratší do mínusu. Ak sú nohy diódy rovnako dlhé, potom príde na záchranu plochá lítiová batéria, aká sa nachádza na základných doskách. Pripojte LEDku tak a tak, keď sa rozsvieti, jej plus a mínus budú umiestnené ako na batérii.

Ak to nefunguje v oboch polohách, tak buď je dióda vypálená, alebo to nie je dióda - fototranzistory môžu vyzerať úplne rovnako ako LED. Pri elektrolytických kondenzátoroch je mínus zvyčajne označené svetlým pruhom na tele. Pre ostatné časti nie je polarita dôležitá.

Teraz o praktických výhodách. V niektorých hrách môže byť potrebné neustále klikať ľavým tlačidlom a šúchať si mozole na prste, ale toto nie je naša metóda. Tento obvod môžete zostaviť kompaktnejšie prispájkovaním dielov priamo na výstupy mikroobvodu a vložiť ho do tela akejkoľvek myši USB - tam je zvyčajne dostatok miesta. Stačí odstrániť LED s odporom z obvodu a prispájkovať tretiu nohu mikroobvodu priamo na plus ľavého tlačidla myši.

Určenie, kde je plus v tlačidle myši (zelená bodka na fotografii) a kde mínus, zvyčajne nie je ťažké: kontakt s nulou je hrubší a ide na čierny drôt z USB a druhý je plus, spájka k tomu. Pre napájanie sa pripojte k červenému a čiernemu vodiču smerujúcemu k počítaču, ich kontakty sú tiež označené na fotografii. Na ľavej strane tela myši sme vyvŕtali otvor (tak, aby bolo pohodlné dosiahnuť palcom) a pomocou horúcej lepiacej pištole sme tam namontovali tlačidlo. To je všetko, teraz môžete nemilosrdne sťať svojich nepriateľov.

Tvoríme elektronickú hudbu

Ďalší obvod, v ktorom časovač tiež funguje v režime multivibrátora, ale jeho úloha je iná. Prenesie vás späť v čase, do zadymených štúdií otcov undergroundovej elektronickej hudby, ktorí si sami museli vytesať prístroje, s ktorými vytvorili nesmrteľné hity.

Zmeny predchádzajúcej schémy budú musieť byť veľmi malé. Namiesto LED s rezistorom je reproduktor pripojený k zemi cez kondenzátor C4 - je potrebné filtrovať jednosmernú zložku výstupu a poháňať reproduktorom iba striedavý prúd. Pre maximálnu hlasitosť by mal byť tento kondenzátor elektrolytický, s kapacitou cca 10 uF, no z takého zvuku bude bolieť ucho a ak vám takáto úloha nestojí za to, dajte keramický na 100 nF, bude tichší. Môžete si vziať reproduktor z rozbitých veľkých slúchadiel alebo pípača zo starej systémovej jednotky. Vhodný je aj piezo reproduktor (v podobe okrúhleho plechu), navyše nepotrebuje kondenzátor C4.

Pretože zvukové frekvencie sú o niečo vyššie ako frekvencia blikania diódy, bude potrebné mierne zmeniť aj RC obvod. Vymeňte kondenzátor C1 za keramický 100 nF, vymeňte odpor R2 za 1 kOhm a zapojte do série 10 kOhm premenlivý odpor R3. Variabilné rezistory majú väčšinou 3 nožičky usporiadané za sebou, ale stačí pripojiť dve – ľubovoľnú z vonkajších a centrálnu. Takéto parametre neumožnia, aby frekvencia unikla mimo počuteľný rozsah v celom rozsahu R3. Pomocou rezistora nastavte frekvenciu, stlačte tlačidlo a počúvajte, čo znie. S určitou zručnosťou získate hudbu.

Servo ako predĺženie prstov

Ďalší obvod v režime multivibrátora. Tu budete pomocou časovača 555 ovládať servo. Otočte premenlivý odpor a stroj bude otáčať, čo chcete. Servopohony (alebo jednoducho servá) sa bežne používajú v rádiom riadených modeloch áut/vrtuľníkov/lietadiel, to však neznamená, že pre ne nenájdete iné využitie.

Najprv musíte tento stroj niekam zohnať. V populárnom čínskom internetovom obchode DealExtreme (s.dealextreme.com/search/servo) je dobrý výber lacných serverov, všetky moje som si tam objednal. Máme ich aj v predajniach, no citeľne drahšie.

Typické hobby servo má tri vodiče: čierny alebo hnedý záporný výkon, ktorý by mal byť pripojený na kolík SERVO-3 na schéme, červený kladný - na SERVO-1, žltý alebo biely na ovládacie príkazy - na SERVO-2.

Servo očakáva, že krátke impulzy s dĺžkou 0,9 až 2,1 ms budú prichádzať po signálovom vodiči 50-krát za sekundu a trvanie signálu vám povie, v akom uhle sa odchýliť. Parametre RC reťazca v obvode sú zvolené tak, aby poskytovali práve takéto signály. Keďže čas impulzu musí byť kratší ako čas medzi nimi, treba do obvodu pridať diódu D1. Diagram ukazuje 1n4148, pretože je jedným z najbežnejších, ale môžete ho nahradiť iným. Je ľahké určiť polaritu diódy - kolmý pásik na tele zodpovedá čiare na diagrame.

Časovač 555 je jednoduchá vec, aj keď na vstup dodávate 15 voltov, je mu to jedno. Servo si ale vyžaduje opatrnejšie zaobchádzanie a funguje len v rozsahu napätia od 4,8 V do 6 V. Ak ste teda na napájanie použili 9 V batériu, budete musieť napätie znížiť. Stabilizátor 7805 sa s touto úlohou dokonale vyrovná, odreže všetok prebytok a na výstupe ponechá čistých 5 V. Všetky nadbytočné volty však jednoducho premení na teplo a môže sa veľmi zahriať. Aj keď stabilizátor po zahriatí udržiava v miestnosti príjemnú teplú mikroklímu, nemal by sa používať v projektoch napájaných batériami – je žravý. Je ľahké ho zaradiť do obvodu: ak ho vezmete za výstupy a prečítate si nápisy na puzdre, prvá noha bude vľavo - musí byť pripojená k kladnej batérii, druhá k spoločnej zemi a tretí na výstup +5 V.

Zložením tejto vecičky môžete nielen otestovať funkčnosť serv, ale aj diaľkovo ovládať spínače a otvárať zámky.

Trvalé tlačidlo

Niekedy potrebujete, aby váš obvod fungoval ako televízor: stlačte tlačidlo, zapne sa, stlačte ho znova, vypne sa. A tento problém sa dá vyriešiť aj na 555. Vo vnútri čipu je ukrytá spúšť, ktorú možno na tento účel použiť.

Hlavná časť obvodu by pre vás už nemala vyvolávať žiadne špeciálne otázky, zameriam sa len na výstup tretej nohy, a to rezistor R4 a tranzistor T1. Koniec koncov, robíme tlačidlo, čo znamená, že musí byť schopné prechádzať prúdom a nie je pravda, že 200 mA, čo je schopná 555-ka, bude stačiť. Tu je ako kľúč použitý malý NPN tranzistor 2N3904, ktorý je schopný prejsť rovnakých 200 mA ako samotný časovač a nemá to zmysel, ale vždy sa dá nahradiť výkonnejším MOS tranzistorom - napr. , IRF630, ktorý vám umožní pripojiť záťaž až 9A. Je pravda, že pri takomto tranze bude musieť byť napätie na obvode zvýšené na 12 voltov, inak sa uzávierka neotvorí.

Stále nie je príliš cool používať takýto spínač v mobilných zariadeniach, pretože aj keď je vypnutý, spotrebúva prúd 3-6 mA, čo výrazne vybíja batériu.

Gadget na prípravu čaju

Keď som sa prvýkrát začal zoznamovať s Linuxom, narazil som na malý, ale veľmi dôležitý program na prípravu čaju. V ňom si môžete vybrať druh čaju a po čase potrebnom na lúhovanie začal blikať ikonkou v zásobníku a pípať. Nepamätám si, z akej distribúcie bol program, ale párkrát mi pomohol vypiť horúci čaj. S programami je to vždy takto: zbúrali ste operačný systém a je preč, ale hardvér na stole je oveľa spoľahlivejší!

Na implementáciu tejto mašinérie budete potrebovať až dva časovače 555. Jeden (ten na obrázku vľavo) bude odpočítavať 4 minúty, počas ktorých sa zápar zmení na voňavý nápoj, a druhý bude generovať impulzy pre pípač.

Generátor na IC2 usilovne a nepretržite generuje impulzy. Pozrime sa bližšie na prvý časovač. Je pripojený v monostabilnom režime. V normálnom stave, ihneď po zapnutí má výstup 3 nízku úroveň - je pritiahnutý k zemi, čo znamená, že reproduktor pípne a LED2 sa rozsvieti (v skutočnosti LED bliká, ale veľmi rýchlo, a to je nepostrehnuteľné). Hneď ako stlačíte tlačidlo S1, časovač sa zapne, výstup 3 sa zvýši, LED1 sa rozsvieti a reproduktor sa vypne, pretože LED2, hoci je „svetlo“, je stále dióda a neprepúšťa prúd opačný smer. Toto pokračuje, kým sa kondenzátor C4 nabíja cez odpor R1. Keď napätie na kolíku 6 presiahne 2/3 Vcc, časovač sa vypne a pípanie znova zapípa.

Okruh je možné mierne upraviť pridaním R1 do série - 500 kOhm premenlivý odpor, potom bude možné upraviť čas lúhovania pre rôzne druhy čaju.

Som si istý, že tieto schémy vám budú dostatočnou inšpiráciou. Ak nie, skúste niečo hľadať na instructables.com. S diagramami schematica.com/555_Timer_design/555_Timer_PRO_EX.htm môže pomôcť aj program 555 Timer Pro, ktorý vám umožní vypočítať podrobnosti pre akýkoľvek režim niekoľkými kliknutiami (stojí to však „len“ 29 USD, ale ak vyskúšate , staršiu nájdete na internetovej bezplatnej verzii).

Časovač NE555 je možno najpopulárnejší integrovaný obvod svojej doby. Napriek tomu, že bol vyvinutý pred viac ako 40 rokmi (v roku 1972), stále ho vyrába veľa výrobcov. V tomto článku sa pokúsime podrobne pokryť problematiku popisu a používania časovača NE555.

Dômyselné zapojenie komparátora, resetovacia spúšť a invertujúci zosilňovač v jednom monolitickom integrovanom obvode spolu s niekoľkými ďalšími prvkami dali vzniknúť takmer nesmrteľným obvodom zariadení, ktoré dnes používajú mnohí amatéri.

555 Timer bol vyvinutý americkou spoločnosťou Signetics v roku 1972 a zaregistrovaný na svetovom trhu. O dva roky neskôr tá istá spoločnosť vyvinula čip označený ako 556, ktorý kombinoval dva samostatné časovače NE555 iba so spoločnými napájacími kolíkmi. Ešte neskôr boli čipy 557, 558 a 559 vyvinuté s použitím až štyroch časovačov NE555 v jednom balení. Neskôr však boli prerušené a takmer zabudnuté.

Integrovaný obvod NE555 bol navrhnutý ako časovač a obsahuje kombináciu analógových a digitálnych prvkov v jednom čipe. Dostupné v rôznych prevedeniach, od klasického štandardného DIP puzdra a SOIC pre SMD montáž až po miniatúrnu verziu SSOP alebo SOT23-5. (Ceny za časovač NE555)

Časovač NE555 sa okrem štandardnej verzie vyrába aj vo verzii CMOS s nízkou spotrebou. Napájací zdroj NE555 sa pohybuje od 4,5 do 15 voltov (maximálne 18 voltov), ​​zatiaľ čo variant CMOS používa 3 volty. Maximálne výstupné zaťaženie pre NE555 je 200 mA, verzia s časovačom s nízkou spotrebou má iba 20 mA pri 9 voltoch.

Stabilita štandardnej verzie 555 veľmi závisí od kvality napájania. V jednoduchých obvodoch s použitím časovača to nemá taký silný účinok, avšak v zložitejších prevedeniach je vhodné inštalovať pozdĺž napájacieho obvodu vyrovnávací kondenzátor s kapacitou 100 uF.

Kľúčové vlastnosti integrovaného časovača NE555

• Maximálna frekvencia viac ako 500 kHz.
• Dĺžka jedného impulzu je od 1 ms do hodiny.
• Môže pracovať v monostabilnom režime multivibrátora.
• Vysoký výstupný prúd (až 200 mA)
• Nastaviteľný pracovný cyklus impulzu (pomer periódy impulzu k jeho trvaniu).
• Kompatibilné s úrovňami TTL.
• Teplotná stabilita 0,005% na 1 stupeň Celzia.

Čip NE555 obsahuje niečo vyše 20 tranzistorov a 10 rezistorov. Nasledujúci obrázok zobrazuje blokovú schému časovača od spoločnosti Philips Semiconductors.

Nasledujúca tabuľka uvádza hlavné vlastnosti NE555

Priradenie pinov časovača NE555

Č. 2 – Spustenie (spúšťač)

Spúšť sa prepne, ak napätie na tomto pine klesne pod 1/3 napájacieho napätia. Tento kolík má vysokú vstupnú impedanciu, viac ako 2 mOhm. V astabilnom režime slúži na ovládanie napätia na časovacom kondenzátore, v bistabilnom režime je k nemu pripojený spínací prvok, napríklad tlačidlo.

#4 – Resetovať

Ak je napätie na tomto kolíku nižšie ako 0,7 voltu, interný komparátor sa resetuje. Keď sa tento pin časovača NE555 nepoužíva, musí byť napájaný napájacím napätím. Výstupný odpor je asi 10 kOhm.

#5 - Ovládanie

Môže sa použiť na nastavenie trvania výstupných impulzov privedením napätia 2/3 napájacieho napätia. Ak sa tento kolík nepoužíva, je vhodné ho pripojiť k zápornému pólu napájacieho zdroja cez kondenzátor 0,01 µF.

č. 6 - Stop (porovnávač)

Zastaví časovač, ak je napätie na tomto kolíku vyššie ako 2/3 napájacieho napätia. Pin má vysoký vstupný odpor, viac ako 10 mOhm. Zvyčajne sa používa na meranie napätia na časovacom kondenzátore.

č.7 - Vypúšťanie

Výstup cez vnútorný tranzistor je spojený so zemou, keď je vnútorný klopný obvod v aktívnom stave. Výstup (otvorený kolektor) slúži hlavne na vybitie časovacieho kondenzátora.

č. 3 – Výstup

Čip NE555 má len jeden výstup s prúdom do 200 mA. To je podstatne viac ako pri bežných integrovaných obvodoch. Pin je schopný napájať napríklad LED diódy (s odporom obmedzujúcim prúd), malé žiarovky, piezoelektrický menič, reproduktor (s kondenzátorom), elektromagnetické relé (s ochrannou diódou) alebo dokonca nízkofrekvenčné výkon jednosmerných motorov. V prípade potreby vyššieho výstupného prúdu je možné ako zosilňovač pripojiť vhodný tranzistor.

Časovač NE555 - schéma zapojenia

Schopnosť kolíka 3 časovača NE555 vytvárať vysoké aj nízke napätie (takmer 0 voltov) vám umožňuje ovládať záťaž pripojenú k mínus aj plusu napájacieho zdroja. Napríklad pripojenie LED diód. Toto samozrejme nie je povinná požiadavka a záťaž (LED) môže byť pripojená buď k mínusu alebo plusu napájania.

Ak časovač NE555 pracuje v nestabilnom stave (režim oscilátora), potom je možné k jeho výstupu pripojiť reproduktor. Pripája sa za väzbový kondenzátor (napríklad 100 µF) a musí mať odpor aspoň 64 ohmov z dôvodu obmedzeného maximálneho zaťažovacieho prúdu výstupu časovača. Kondenzátor je určený na oddelenie jednosmernej zložky signálu a vedie iba zvukový signál.

Reproduktor s odporom cievky nižším ako 64 ohmov je možné pripojiť buď cez kondenzátor s nižšou kapacitou (reaktanciou), čo je dodatočný odpor, alebo pomocou zosilňovača. Zosilňovač je možné použiť aj na pripojenie výkonnejšieho reproduktora.

Rovnako ako všetky integrované obvody, výstup časovača NE555 poháňajúci indukčnú záťaž (relé) musí byť chránený pred vysokonapäťovými rázmi vytvorenými počas vypínania. K cievke relé je vždy paralelne pripojená dióda (napr. 1N4148) v opačnom smere.

NE555 však vyžaduje druhú diódu v sérii s cievkou relé. Obmedzuje nízke napätie, ktoré je na výstupe 3 časovača, a zabraňuje tomu, aby bolo relé nabudené malým prúdom.

Takouto diódou môže byť napríklad 1N4001 (dióda 1N4148 nie je vhodná) alebo LED.

(stiahnutia: 3 768)

Generátor NE555 s reguláciou frekvencie

Mimochodom, mikrokontrolér NE555 bol vyvinutý už v roku 1971 a je taký úspešný, že sa používa dodnes. Existuje veľa analógov, funkčnejších modelov, úprav atď., Ale pôvodný čip je stále relevantný.

Popis NE555

Mikroobvod je integrovaný časovač. V súčasnosti sa vyrába predovšetkým v DIP obaloch (predtým boli okrúhle kovové verzie).

Funkčná schéma vyzerá takto.

Ryža. 1. Funkčná schéma

Môže pracovať v jednom z dvoch hlavných režimov:

1.Multivibrátor (monostabilný);

2. Generátor impulzov.

Nás zaujíma len posledná možnosť.

Jednoduchý generátor na NE555

Najjednoduchší diagram je uvedený nižšie.

Ryža. 2. Obvod generátora NE555

Ryža. 3. Graf výstupného napätia

Výpočet frekvencie oscilácií (s periódou t na grafe) sa teda vykoná na základe nasledujúceho vzorca:

f = 1/(0,693*C*(R1 + 2*R2)),

V súlade s tým je vzorec pre celé obdobie:

t = 0,693*C*(R1 + 2*R2).

Čas impulzu (t1) sa vypočíta takto:

t1 = 0,693 * (R1 + R2) * C,

potom je medzera medzi impulzmi (t2) takáto:

t2 = 0,693 * R * 2 * C

Zmenou hodnôt rezistorov a kondenzátora môžete získať požadovanú frekvenciu s daným trvaním impulzu a pauzou medzi nimi.

Generátor nastaviteľnej frekvencie na NE555

Najjednoduchšou možnosťou je prerobiť obvod neregulovaného generátora.

Ryža. 4. Obvod generátora

Tu je druhý odpor nahradený dvoma nastaviteľnými, spojenými s diódami back-to-back.

Ďalšia možnosť pre nastaviteľný oscilátor na časovači 555.

Ryža. 5. Obvod nastaviteľného oscilátora na 555 časovači

Tu môžete prepnutím polohy spínača (zapnutím požadovaného kondenzátora) zmeniť nastaviteľný frekvenčný rozsah:

• 3-153 Hz;
• 437-21000 Hz;
• 1,9-95 kHz.

Prepínač pred diódou D1 zvyšuje pracovný cyklus, nemusí byť ani použitý v obvode (pri jeho činnosti sa môže mierne meniť frekvenčný rozsah).

Tranzistor je najlepšie namontovať na chladič (aj malý).

Pracovný cyklus a frekvencia sú riadené premenlivými odpormi R3 a R2.

Ďalšia variácia s reguláciou.

Ryža. 6. Schéma regulovaný generátor

IC1 je časovač NE555N.

Tranzistor je vysokonapäťový tranzistor s efektom poľa (aby sa minimalizoval efekt zahrievania aj pri vysokých prúdoch).

Trochu zložitejší obvod, ktorý pracuje s väčším počtom regulačných rozsahov.

Ryža. 7. Okruh pracujúci s veľkým počtom regulačných rozsahov

Všetky podrobnosti sú už uvedené na diagrame. Reguluje sa zapnutím jedného z rozsahov (na kondenzátoroch C1-C5) a potenciometrov P1 (zodpovedných za frekvenciu), P4 (zodpovedných za amplitúdu).

Obvod vyžaduje bipolárne napájanie!

Dátum publikácie: 21.02.2018

Názory čitateľov

• Valentín / 16.06.2019 - 18:53
  Pod obr. 3 vo vzorci pre trvanie pauzy medzi impulzmi odstráňte hviezdičku navyše a uveďte vzorec do tvaru t2=0,693×R2×C
• shadi abusalim / 03.09.2018 - 13:55
  Prosím, pomôžte vám použiť elektronický obvod pomocou vstavaného 555 Na nastavenie šírky impulzu a jeho ovládanie, na pridanie ovládania k blesku, zhasnutie a rozsvietenie lampy v rovnakom kruhu Frekvencia obvodu by mala byť až 500 kHz Existuje kruh nachádzajúci sa na stránke podobný, ale pošta mierne kolíše [e-mail chránený] Prúd a frekvencia sú riadené premenlivými odpormi R3 a R2. Ďalšia variácia s reguláciou. Obr. 6. Schéma regulovaného generátora