NE555 Εισαγωγή, εσωτερική δομή, λειτουργία λειτουργίας, εφαρμογές

Το NE555 είναι ένας μονολιθικός ολοκληρωμένος χρονοδιακόπτης κυκλώματος ικανός να παράγει διάφορους τύπους σημάτων χρονισμού.Χρησιμοποιείται εκτενώς σε ηλεκτρονικά ρολόγια, διαχείριση ενέργειας, αριθμομηχανές, οθόνες LED και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές σε διάφορα πεδία.Αυτό το άρθρο στοχεύει στην παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με το NE555, συμπεριλαμβανομένου του ιστορικού, του σχεδιασμού, της εσωτερικής δομής, των περιγραφών PIN, των λειτουργικών λειτουργιών και των αρχών και των εφαρμογών, για να σας βοηθήσει να χρησιμοποιήσετε καλύτερα αυτό το τσιπ.

Το NE555 είναι ένα από τα μοντέλα της σειράς IC 555.Οι λειτουργίες και οι εφαρμογές της PIN αυτής της σειράς είναι αμοιβαία συμβατές, αλλά διαφορετικά μοντέλα τσιπ μπορεί να διαφέρουν από την άποψη της τιμής, της σταθερότητας, της απόδοσης εξοικονόμησης ενέργειας και της συχνότητας ταλάντωσης.

Το 555 χρονοδιακόπτη IC είναι ένα πανταχού παρόν πολυλειτουργικό στοιχείο στα κυκλώματα χρονισμού, απαιτώντας μόνο έναν ελάχιστο αριθμό αντιστάσεων και πυκνωτών για τη δημιουργία των διαφόρων σημάτων παλμών που είναι απαραίτητα για τα ψηφιακά ηλεκτρονικά προϊόντα.Η κύρια χρήση του NE555 έγκειται στην ικανότητά του να σχηματίζει ένα κύκλωμα χρόνου βάσης με εσωτερικό χρονοδιακόπτη, παρέχοντας έτσι ακριβείς παλμούς χρονισμού για άλλα κυκλώματα.

Διαθέτει δύο κύριους τύπους συσκευασίας: το DIP (Dual in-line πακέτο) με διαμόρφωση 8 ακίδων που μπορεί να εισαχθεί άμεσα και το πιο συμπαγές πακέτο SOP-8, κατάλληλο για εφαρμογές ευαίσθητου στο χώρο.

Εναλλακτικές λύσεις και ισοδύναμες επιλογές:

• • BL5372
• • NA555
• • KR3225Y

Το 555 χρονοδιακόπτη IC σχεδιάστηκε από τον Hans R. Camenzind το 1971 για το Signetics (που αργότερα αποκτήθηκε από την Philips), με 25 τρανζίστορ, 2 διόδους και 15 αντιστάσεις, όλα προσβάσιμα μέσω ενός πακέτου DIP-8 8 ακίδων.Αυτός ο θεμελιώδης σχεδιασμός δημιούργησε διάφορα παράγωγα, συμπεριλαμβανομένων των 556 (με δύο 555 χρονομετρητές σε ένα πακέτο DIP-14) καθώς και μοντέλα 558 και 559.

Το NE555 λειτουργεί σε εύρος θερμοκρασίας από 0 ° C έως 70 ° C, εξυπηρετώντας τη γενική αγορά, ενώ το στρατιωτικό της αντίστοιχο, το SE555, έχει σχεδιαστεί για να αντέχει σε ακραίες θερμοκρασίες από -55 ° C έως 125 ° C.Οι επιλογές συσκευασίας για το 555 χρονομετρητή IC αντικατοπτρίζουν την ευελιξία και το εύρος εφαρμογής του, προσφέροντας μέταλλο υψηλής αξιοπιστίας (που υποδεικνύεται από το επίθημα T) και τα περιβλήματα εποξειδικής ρητίνης χαμηλού κόστους (V), έτσι οι περιεκτικές ετικέτες NE555V, NE555T, SE555V και SE555T.Η σύμβαση ονομασίας του "555" πιστεύεται συνήθως ότι προέρχεται από τις εσωτερικές αντιστάσεις 5kΩ, αν και ο ίδιος ο Camenzind το αντέκρουσε αυτό, διευκρινίζοντας ότι η επιλογή του ονόματος "555" ήταν αυθαίρετη.

Στην επιδίωξη της ενεργειακής απόδοσης, η σειρά 555 περιλαμβάνει μοντέλα χαμηλής ισχύος όπως το 7555 και το TLC555 με βάση το CMOS, τα οποία διαθέτουν χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας σε σύγκριση με τα πρότυπα μοντέλα.Όπως ισχυρίζεται οι κατασκευαστές, το μοντέλο 7555 δεν απαιτεί έναν πυκνωτή παράκαμψης μεταξύ του πείρου ελέγχου και του εδάφους ούτε ενός πυκνωτή αποσύνδεσης μεταξύ της τροφοδοσίας και του εδάφους για την εξάλειψη του θορύβου, με στόχο την εξέλιξη του σχεδιασμού που μειώνει την πολυπλοκότητα και ενισχύει την απόδοση.

Το NE555 είναι ένα κλασικό ολοκληρωμένο κύκλωμα.Η δομή του εσωτερικού κυκλώματος αποτελείται από τρεις βασικές λειτουργικές μονάδες: συγκριτή τάσης με ένα στάδιο εξόδου, διάφορους συγκριτές και ένα Flip-Flop RS.Παρακάτω είναι μια λεπτομερής ανάλυση του εσωτερικού κυκλώματος του NE555:

1. Συγκριτής τάσης: Το NE555 περιλαμβάνει εσωτερικά συγκριτή τάσης, που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της τάσης τροφοδοσίας και τη σύνδεση της εξόδου του με το RS Flip-Flop για να εξασφαλιστεί ακριβής παρακολούθηση τάσης.

2. Στάδιο εξόδου: συνδεδεμένο με το FLIP-Flop RS, το στάδιο εξόδου διαχειρίζεται κυρίως την κατάσταση του ακροδέκτη εξόδου (ακροδέκτης 3).Η αρχιτεκτονική εξόδου του NE555 είναι ένας σχεδιασμός ανοικτής αποστράγγισης, ανίκανος να μεταδίδει ανεξάρτητα σήματα υψηλού επιπέδου και να απαιτεί μια εξωτερική αντίσταση pull-up για να φέρει τον πείρο εξόδου σε υψηλή κατάσταση όταν απαιτείται ένα σήμα υψηλού επιπέδου.

3. Συγκριτές: Στο NE555, δύο συγκριτές ξεχωρίζουν: ο συγκριτής κατωφλίου και ο συγκριτής σκανδάλης, που σχετίζονται με τις ακίδες 6 (THR) και 2 (Trig), αντίστοιχα.

(1) Καθώς αυξάνεται η τάση στον ακροδέκτη κατωφλίου (ακροδέκτης 6), ο συγκριτής κατωφλίου αυξάνει την έξοδο του σε ένα σήμα υψηλού επιπέδου.Εάν η τάση κατωφλίου υπερβαίνει την τάση σκανδάλης, η έξοδος του συγκριτή αλλάζει ανάλογα.

(2) Όταν μειώνεται η τάση στον ακροδέκτη σκανδάλης (ακροδέκτης 2), ο συγκριτής σκανδάλης μειώνει την έξοδο του σε ένα σήμα χαμηλού επιπέδου.Οι αλλαγές εξόδου εμφανίζονται όταν η τάση σκανδάλης πέφτει κάτω από την τάση κατωφλίου.

4. RS FLIP-FLOP: Το NE555 περιλαμβάνει εσωτερικά RS Flip-Flop, που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση της κατάστασης του ακροδέκτη εξόδου (ακροδέκτης 3).Οι εισόδους του RS flip-flop ελέγχονται από τις εξόδους του συγκριτή κατωφλίου και του συγκριτή σκανδάλης.

(1) Η είσοδος R προέρχεται από την έξοδο του συγκριτή κατωφλίου, επιβλέποντας τον μηχανισμό επαναφοράς RS Flip-Flop.

(2) Η είσοδος S προέρχεται από την έξοδο του συγκριτή σκανδάλης, διαχειρίζοντας τη ρύθμιση του RS flip-flop.

Η επισκόπηση της ανάλυσης του εσωτερικού κυκλώματος του NE555 υπογραμμίζει το σύνθετο σχεδιασμό του, επιτρέποντάς του να εκτελέσει αξιόπιστα το ρόλο του ως μια ευέλικτη λύση χρονισμού.

Ο χρονοδιακόπτης NE555 είναι ένα ευπροσάρμοστο στοιχείο στον ηλεκτρονικό σχεδιασμό, που λειτουργεί σε τρεις κύριους τρόπους, καθένα προσαρμοσμένο σε συγκεκριμένες λειτουργίες κυκλώματος:

1. Λειτουργία ASTABLE: Αυτή η διαμόρφωση χαρακτηρίζεται από την εγγενή αστάθεια της, ταλαντεύοντας επ 'αόριστον χωρίς να εισέλθει σε σταθερή κατάσταση.Χρησιμοποιείται ευρέως σε εφαρμογές που απαιτούν επαναλαμβανόμενα σήματα, όπως φλας, γεννήτριες ήχου, γεννήτριες παλμών και κυκλώματα χρονισμού, για να διευκολυνθούν η ταλάντωση συνεχούς εξόδου.

2. Λειτουργία δισκογραφίας: Αντικατοπτρίζοντας τη σταθερότητα ενός ποδηλάτου, είτε αυξάνεται είτε μειώνεται, αυτός ο τρόπος διατηρεί σταθερότητα σε δύο διαφορετικές καταστάσεις, μετατρέποντας μόνο με εξωτερική παρέμβαση.Γνωστή ως bistable λόγω των δύο σταθερών συνθηκών του, επιτρέπει στο NE555 να ενεργεί ως διακόπτης εναλλαγής, ανταποκρινόμενος σε εξωτερικές εισόδους για να αλλάξει την κατάσταση του.

3. Monostable Mode: Παρόμοια με μια πόρτα εξοπλισμένη με πιο κοντά, παραμένει ασφαλώς κλειστή μέχρι να ανοίξει βίαια.Σε αυτή τη λειτουργία, το NE555 σταθεροποιείται σε μία μόνο κατάσταση, ενεργοποιημένη μόνο από μια εξωτερική σκανδάλη και επιστρέφει αυτόματα στην αρχική του κατάσταση μετά την αφαίρεση της σκανδάλης.Αυτή η μονοσταθερή λειτουργία είναι κατάλληλη για εφαρμογές που απαιτούν ένα μόνο σήμα εξόδου χρονισμού, όπως χρονομετρητές, διακόπτες αφής και μετρητές χωρητικότητας.

Όταν ξεκινά η τάση τροφοδοσίας VCC, το κύκλωμα αρχίζει να λειτουργεί, προτρέποντας τον πυκνωτή C να αρχίσει να φορτίζει αμέσως.Μόλις η τάση κατά τον πυκνωτή C φτάσει τα δύο τρίτα του VCC, η έξοδος του εσωτερικού συγκριτή στρέφεται ψηλά, αλλάζοντας την έξοδο από χαμηλή σε υψηλή.Στη συνέχεια, η μείωση της τάσης του πυκνωτή σε το ένα τρίτο του VCC ενεργοποιεί τον εσωτερικό συγκριτή για να επαναφέρει την έξοδο του σε χαμηλά, προκαλώντας την έξοδο να μετατοπιστεί από υψηλή σε χαμηλή.Στη συνέχεια, ο πυκνωτής C επαναλαμβάνει τη φόρτιση, προωθώντας το κύκλωμα σε έναν νέο κύκλο λειτουργίας.

Η χρονική περίοδος T (σε δευτερόλεπτα) καθορίζεται από τις τιμές του εξωτερικού πυκνωτή C και δύο εξωτερικούς αντιστάσεις R1 και R2, με τον τύπο: t = 0.693 × (R1 + 2 × R2) × C. Ο κύκλος λειτουργίας D, που αντιπροσωπεύειΗ αναλογία της διάρκειας υψηλού επιπέδου του τετραγώνου κύματος σε ολόκληρο τον κύκλο, υπολογίζεται ως: d = (R1+R2)/(R1+2 × R2).Επομένως, με την τελειοποίηση των τιμών του πυκνωτή C και των αντιστάσεων R1 και R2, ο κύκλος περιόδου και ο κύκλος λειτουργίας της κυματομορφής του τετραγωνικού κύματος μπορεί να τροποποιηθεί.

Βασικά, η αρχή λειτουργίας του NE555 περιστρέφεται γύρω από την κατασκευή ενός κυκλώματος χρονισμού.Ρυθμίζοντας τις τιμές των εξωτερικών πυκνωτών και των αντιστάσεων, η περίοδος και ο κύκλος λειτουργίας μπορούν να ελεγχθούν, διευκολύνοντας τη δημιουργία των επιθυμητών κυματομορφών παλμών.

1. NE555 ΕΛΕΓΧΟΣ ΕΛΕΓΧΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ:

Τα σύγχρονα νοικοκυριά είναι συνήθως εξοπλισμένα με υπερύθμονα τηλεχειριστήρια και μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτά τα υπάρχοντα τηλεχειριστήρια για να ελέγξουμε τις υπέρυθρες απομακρυσμένες ελεγχόμενες φώτα καθυστέρησης.Σε αυτή τη ρύθμιση, το "H" αντιπροσωπεύει τον ολοκληρωμένο υπέρυθρο δέκτη και το "C1" λειτουργεί ως πυκνωτής φιλτραρίσματος.Το σήμα από το τηλεχειριστήριο, αφού φιλτράρεται από το C1, δημιουργεί αρνητικό παλμό, ενεργοποιώντας το μονοσταθμιζόμενο κύκλωμα του NE555 για να ενεργοποιηθεί.

2. NE555 Συναγερμός βρασμού νερού:

Αυτό το σύστημα συναγερμού σχεδιάζει έξυπνα ένα κύκλωμα ελέγχου θερμοκρασίας, έναν ταλαντωτή χαμηλής συχνότητας και έναν ταλαντωτή υψηλής συχνότητας.Ο έλεγχος της θερμοκρασίας επιτυγχάνεται συνδυάζοντας RP, RT και VT1.Η ταλάντωση χαμηλής συχνότητας περιλαμβάνει IC1, R2, R3 και C1, όπου το VT1 επηρεάζει τον ακροδέκτη επαναφοράς του (ακροδέκτης 4).Ταυτόχρονα, ο ταλαντωτής υψηλής συχνότητας που αποτελείται από IC1, R4, R5 και C2 διαμορφώνεται από το IC1.Όταν επιτευχθεί η προκαθορισμένη θερμοκρασία, η αντίσταση της RT μειώνεται, προκαλώντας την παύση της λειτουργίας του VT1.Κατά συνέπεια, το IC1 ταλαντεύει, εκπέμποντας παλμούς χαμηλής συχνότητας που διαμορφώνουν τον ταλαντωτή υψηλής συχνότητας στο IC2, παράγοντας έτσι έναν ήχο συναγερμό.

3. NE555 Διακόπτης χρονισμού ενεργοποιημένης αφής:

Η παραπάνω διαμόρφωση είναι ένα μονοσταθερό κύκλωμα, όπου το IC1 (χρονομετρητής NE555) υπό κανονικές συνθήκες βλέπει τον πυκνωτή C1 που απορρίπτεται πλήρως μέσω του ακροδέκτη 7 του NE555, με αποτέλεσμα χαμηλή έξοδο στον ακροδέκτη 3, διατηρώντας το ρελέ (KS) και τη συνδεδεμένη λάμπα.Μια απλή πινελιά στην μεταλλική πλάκα "P" μπορεί να ενεργοποιήσει τη λάμπα, χρησιμοποιώντας την αδέσποτη τάση σήματος από το ανθρώπινο σώμα που μεταδίδεται στον πείρο Trigger NE555 μέσω του C2, αναστρέφοντας την έξοδο σε υψηλή.Αυτή η λειτουργία ενεργοποιεί το ρελέ (KS) και ανάβει.Ταυτόχρονα, ο χρονοδιακόπτης ξεκινά με τις χρεώσεις R1 C1, με τη διάρκεια του χρονοδιαγράμματος που ορίζεται από το T1 = 1.1R1*C1, περίπου ισοδύναμο με τέσσερα λεπτά, με βάση τις παρεχόμενες τιμές συνιστωσών.Οι επιλογές διόδου για το D1 περιλαμβάνουν μοντέλα 1N4148 ή 1N4001.

1. Βασικό κύκλωμα χρονοδιακόπτη NE555

Αυτό το βασικό αλλά ευρέως χρησιμοποιούμενο κύκλωμα, που αποτελείται από το τσιπ NE555 μαζί με αντιστάσεις και πυκνωτές, δημιουργεί βολικά σήματα χρονισμού σε χιλιόμετρα σε επίπεδο, όπως παλμούς και τετράγωνα κύματα.Η σφραγίδα του έγκειται στην απλότητα και την ακρίβειά του, δημιουργώντας εύκολα ακριβή σήματα χρονισμού.

2. NE555 μονοσταθετό κύκλωμα

Δυνατότητα δημιουργίας ενός μόνο σήματος παλμού, αυτή η διαμόρφωση είναι χτισμένη γύρω από το NE555 μαζί με διάφορες αντιστάσεις και πυκνωτές.Μεταβάλλοντας αυτά τα εξαρτήματα, το πλάτος παλμού και ο χρόνος καθυστέρησης μπορούν να ρυθμιστούν, καθιστώντας την ιδανική επιλογή για τη δημιουργία σημάτων σκανδάλης και συγχρονισμού.Το κύκλωμα χαρακτηρίζεται από την ικανότητά του να παράγει ένα μόνο σήμα παλμού, με ρυθμιζόμενο πλάτος παλμού και χρόνο καθυστέρησης.

3. NE555 Bistable Circuit

Αυτό το κύκλωμα υλοποιεί μια λειτουργία λογικής flip-flop, επιτρέποντας την τροποποίηση του χρονισμού σκανδάλης και της τάσης κατωφλίου μέσω της ρύθμισης των αντιστάσεων και των πυκνωτών, που χρησιμοποιούνται συνήθως για λογικές εφαρμογές Flip-flops και σύγκρισης τάσης.

4. Κύκλωμα γεννήτριας τετραγωνικών κυμάτων NE555

Σχεδιασμένο για να παράγει σήματα τετραγωνικών κυμάτων, ρυθμίζοντας τις αντιστάσεις και τους πυκνωτές μέσα σε αυτό το κύκλωμα αλλάζει τον κύκλο συχνότητας και λειτουργίας του.Χρησιμοποιείται κυρίως για τη δημιουργία ψηφιακών σημάτων και διαμόρφωσης, η ικανότητά του να προσαρμόσει τη συχνότητα των τετραγωνικών κυμάτων και τον κύκλο λειτουργίας του καθιστά κατάλληλο για πολυάριθμες ψηφιακές και διαμορφώσεις.

5. NE555 ASTABLE Multivibrator Circuit

Αποτελείται από δύο μάρκες NE555 και πρόσθετες αντιστάσεις και πυκνωτές, το κύκλωμα αυτό παράγει ρυθμιζόμενα σήματα ορθογώνιου κύματος.Ο κύκλος συχνότητας και λειτουργίας μπορεί να ρυθμιστεί τελειοποιημένος, καθιστώντας τον κατάλληλο για την παραγωγή σημάτων ήχου ή διαμόρφωσης.Το κύκλωμα χαρακτηρίζεται από την ικανότητά του να παρέχει ορθογώνια κύματα με προσαρμόσιμη συχνότητα και κύκλο λειτουργίας.

1. Ποια είναι η λειτουργία του NE555;

Ο χρονομετρητής SE 555 λειτουργεί σε περιοχή θερμοκρασίας από -55 ° C έως 125 ° C, ενώ το IC NE 555 χρησιμοποιείται σε κλίμακα θερμοκρασίας από 0 ° C έως 70 ° C.Έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στο πεδίο ηλεκτρονικών, όπως χρονομετρητές, καθυστερήσεις, παραγωγή παλμών, ταλαντωτές κ.λπ.

2. Είναι το ίδιο το NE555 και το IC 555;

Ναι, ο χρονομετρητής NE555 IC και ο χρονομετρητής 555 είναι οι ίδιοι.Το NE555 είναι ο αριθμός εξαρτήματος για το χρονομετρητή IC.Γενικά, το NE555 IC αναφέρεται ως 555 χρονοδιακόπτης IC.

3. Ποια είναι η αρχή λειτουργίας του NE555;

Συνδέοντας το σήμα εισόδου επαναφοράς στον ακροδέκτη επαναφοράς και το σήμα εισόδου ρύθμισης στον ακροδέκτη TR, ο χρονοδιακόπτης 555 μπορεί να λειτουργήσει ως αποτελεσματικό SR LACT χαμηλού επιπέδου (αν και χωρίς αντίστροφη έξοδο Q).Επομένως, το στιγμιαία τραβώντας το σετ χαμηλό μπορεί να λειτουργήσει ως "σετ" και να αλλάξει την έξοδο σε υψηλό κράτος (VCC).