אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל תיאוריה ופרקטיקה של שימוש בטיימר 555. חלק ראשון. תֵאוֹרֵטִי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / חובב רדיו מתחיל [אירעה שגיאה במהלך עיבוד ההוראה הזו] כנראה שאין חובב רדיו כזה (מיאו, והחתול שלו! - להלן, הערת החתול) שלא ישתמש במיקרו-מעגל הנפלא הזה בתרגול שלו. ובכן, כולם בהחלט שמעו עליה. ההיסטוריה שלו החלה בשנת 1971, כאשר Signetics Corporation שחררה את השבב SE555/NE555 שנקרא "טיימר משולב" (מכונת הזמן של IC). באותה תקופה, זה היה המיקרו-מעגל ה"טיימר" היחיד שזמין לצרכן ההמוני. מיד לאחר תחילת המכירה, המיקרו-מעגל זכה לפופולריות פרועה בקרב חובבים ומקצוענים כאחד. הופיעו חבורה של מאמרים, תיאורים ודיאגרמות המשתמשות במכשיר זה. במהלך 35 השנים האחרונות, כמעט כל יצרן מוליכים למחצה שמכבד את עצמו ראה את חובתו לשחרר את הגרסה שלו למיקרו-מעגל זה, כולל שימוש בתהליכים טכניים מודרניים יותר. לדוגמה, מוטורולה משחררת גרסת CMOS של ה-MC1455. אבל עם כל זה, אין הבדלים בין כל הגרסאות הללו בפונקציונליות ובפריסת הפינים. כולם אנלוגים שלמים זה לזה. גם היצרנים המקומיים שלנו לא עמדו מהצד וייצרו את המיקרו-מעגל הזה שנקרא KR1006VI1. והנה רשימה של יצרנים בחו"ל המייצרים את הטיימר 555 והייעודים המסחריים שלהם:
במקרים מסוימים, מצוינים שני שמות. המשמעות היא ששתי גרסאות של השבב זמינות - אזרחית, לשימוש מסחרי וצבאית. לגרסה הצבאית יש דיוק רב יותר, טווח טמפרטורות עבודה רחב יותר וזמינה במארז מתכת או קרמי. ובכן, יותר יקר, כמובן. נתחיל עם המארז והסיכות. המיקרו-מעגל זמין בשני סוגי תיקים - DIP פלסטיק ומתכת עגולה. נכון, הוא עדיין יוצר במארז מתכת - כעת נותרו רק מארזי DIP. אבל למקרה שפתאום יש לך מזל כזה, אני מציג את שני הציורים של המקרה. הקצאות הפינים זהות בשני המקרים. בנוסף לאלה הסטנדרטיים, זמינים שני סוגים נוספים של מיקרו-מעגלים - 556 ו-558. 556 הוא גרסה כפולה של הטיימר, 558 הוא גרסה מרובעת. הדיאגרמה הפונקציונלית של הטיימר מוצגת באיור ישירות מעל משפט זה. המיקרו-מעגל מכיל כ-20 טרנזיסטורים, 15 נגדים, 2 דיודות. הרכב וכמות הרכיבים עשויים להשתנות מעט בהתאם ליצרן. זרם המוצא יכול להגיע ל-200 mA, הזרם הנצרך הוא 3-6 mA יותר. מתח האספקה יכול לנוע בין 4,5 ל-18 וולט. במקרה זה, הדיוק של הטיימר כמעט בלתי תלוי בשינויים במתח האספקה והוא 1% מהמחושב. הסחף הוא 0,1%/וולט והסחף הטמפרטורה הוא 0,005%/C. כעת נסתכל על דיאגרמת המעגל של הטיימר ונשטוף את עצמותיו, או יותר נכון את רגליו - איזו תפוקה נחוצה למה ומה כל זה אומר. אז, מסקנות (מיאו! הוא מדבר על רגליים...): 1. כדור הארץ. אין כאן שום דבר מיוחד להגיב - היציאה שמחוברת לאספקת החשמל מינוס ולחוט המשותף של המעגל. 2. השקה. קלט משווה מס' 2. כאשר דופק ברמה נמוכה (לא יותר מ-1/3 Vpit) מופעל לכניסה זו, הטיימר מתחיל ומוגדר מתח ברמה גבוהה במוצא למשך זמן שנקבע על ידי ההתנגדות החיצונית R (Ra + Rb, ראה דיאגרמה פונקציונלית) וקבל C - זה מה שנקרא מצב multivibrator מונו-יציב. דופק הקלט יכול להיות מלבני או סינוסואידי. העיקר שמשך הזמן שלו צריך להיות קצר יותר מזמן הטעינה של קבל C. אם פולס הכניסה בכל זאת חורג משך הזמן הזה, אז הפלט של המיקרו-מעגל יישאר במצב ברמה גבוהה עד שרמת הכניסה תוגדר שוב גבוה . הזרם הנצרך על ידי הקלט אינו עולה על 500nA. 3. יציאה. מתח המוצא משתנה עם מתח האספקה ושווה ל-Vpit-1,7V (רמת תפוקה גבוהה). ברמה נמוכה, מתח המוצא הוא בערך 0,25V (במתח אספקה של +5V). המעבר בין מצבים נמוכים לגבוהים מתרחש תוך כ-100 ns. 4. איפוס. כאשר מתח ברמה נמוכה (לא יותר מ-0,7V) מופעל על פלט זה, הפלט מאופס למצב ברמה נמוכה, ללא קשר לאיזה מצב הטיימר נמצא כעת ומה הוא עושה. איפוס, אתה יודע, זה מאופס גם באפריקה. מתח הכניסה אינו תלוי במתח האספקה - זוהי כניסה תואמת TTL. כדי למנוע איפוסים מקריים, מומלץ מאוד לחבר את הפין הזה לאספקת החשמל חיובית עד לצורך. 5. שליטה. סיכה זו מאפשרת לך לגשת למתח הייחוס של המשווה מס' 1, השווה ל-2/3Vsupply. בדרך כלל, סיכה זו אינה בשימוש. עם זאת, השימוש בו יכול להרחיב באופן משמעותי את האפשרויות של ניהול טיימר. העניין הוא שעל ידי הפעלת מתח על פין זה, אתה יכול לשלוט על משך פעימות המוצא של הטיימר ובכך להניע את שרשרת התזמון ל-RC. המתח המסופק לכניסה זו במצב מולטי ויברטור חד-יציב יכול לנוע בין 45% ל-90% ממתח האספקה. ובמצב מולטיוויברטור מ-1,7 וולט למתח האספקה. במקרה זה, אנו מקבלים אות FM (FM) מאופנן במוצא. אם לא נעשה שימוש בפין זה, אז מומלץ לחבר אותו לחוט המשותף דרך קבל 0,01 μF (10 nF) כדי להפחית את רמת ההפרעות וכל שאר הצרות. 6. עצור. סיכה זו היא אחת הכניסות של המשווה מס' 1. הוא משמש כמעין אנטיפוד לפלט 2. כלומר, הוא משמש לעצירת הטיימר ולהביא את הפלט למצב ברמה נמוכה (מיאו! פאניקה שקטה?!). כאשר מופעל דופק ברמה גבוהה (לפחות 2/3 ממתח האספקה), הטיימר נעצר והיציאה מאופסת למצב ברמה נמוכה. בדיוק כמו פין 2, ניתן לספק לסיכה זו גם פולסים מלבניים וסינוסים. 7. פריקה. סיכה זו מחוברת לאספן של טרנזיסטור T6, שהפולט שלו מחובר לאדמה. לפיכך, כאשר הטרנזיסטור פתוח, הקבל C נפרק דרך צומת הקולט-פליט ונשאר במצב פרוק עד לסגירת הטרנזיסטור. הטרנזיסטור פתוח כאשר הפלט של המיקרו-מעגל נמוך וסגור כאשר הפלט פעיל, כלומר הוא גבוה. סיכה זו יכולה לשמש גם כמוצא עזר. קיבולת העומס שלו זהה לזו של פלט טיימר קונבנציונלי. 8. פלוס תזונה. כמו במקרה של מסקנה 1, אין הרבה מה לומר. מתח אספקת הטיימר יכול להיות בטווח של 4,5-16 וולט. עבור גרסאות צבאיות של השבב, הטווח העליון הוא 18 וולט. ספג? בוא נמשיך הלאה. רוב הטיימרים דורשים מעגל תזמון, בדרך כלל מורכב מנגד וקבל. טיימר 555 אינו יוצא מן הכלל. בואו נסתכל על הדיאגרמה של פעולת המיקרו-מעגל. אז בוא נניח שסיפקנו כוח לשבב. הקלט גבוה, הפלט נמוך, הקבל C פרוק. הכל רגוע, כולם ישנים. ואז BANG - אנו מפעילים סדרה של פולסים מלבניים לכניסת הטיימר. מה קורה? הפולס הראשון ברמה נמוכה מעביר את פלט הטיימר למצב ברמה גבוהה. טרנזיסטור T6 נסגר והקבל מתחיל להיטען דרך הנגד R. כל הזמן שהקבל נטען, יציאת הטיימר נשארת פועלת - היא שומרת על רמת מתח גבוהה. ברגע שהקבל נטען ל-2/3 ממתח האספקה, הפלט של המיקרו-מעגל נכבה ומופיעה עליו רמה נמוכה. טרנזיסטור T6 נפתח וקבל C מתפרק. עם זאת, ישנם שני ניואנסים המוצגים בגרף עם קווים מנוקדים. הראשונה היא אם לאחר סיום הטעינת הקבל נשארת רמת מתח נמוכה בכניסה - במקרה זה היציאה נשארת פעילה - היא נשארת ברמה גבוהה עד שמופיעה רמה גבוהה בכניסה. השני הוא אם נפעיל את כניסת ה-Reset במתח נמוך. במקרה זה, הפלט ייכבה מיד, למרות העובדה שהקבל עדיין נטען. אז סיימנו את החלק הלירי - בואו נעבור למספרים וחישובים קשים. כיצד נוכל לקבוע את הזמן עבורו יופעל הטיימר ואת הערכים של שרשרת ה-RC הנדרשים להגדרת זמן זה? הזמן שבו הקבל נטען ל-63,2% (2/3) ממתח האספקה נקרא קבוע הזמן, נסמן אותו באות t. זמן זה מחושב לפי נוסחה מדהימה במורכבותה. הנה היא: t = R*C, כאשר R הוא ההתנגדות של הנגד במגה אוהם, C הוא הקיבול של הקבל במיקרו-פאראד. הזמן מתקבל בשניות. נחזור לנוסחה כאשר נשקול בפירוט את מצבי הפעולה של הטיימר. עכשיו בואו נסתכל על בודק פשוט עבור השבב הזה, שיגיד לכם בקלות אם מופע הטיימר שלכם עובד או לא. אם לאחר הפעלת החשמל שתי הנוריות מהבהבות, אז הכל בסדר והמיקרו-מעגל תקין. אם לפחות אחת מהדיודות לא נדלקת או להיפך, נדלקת כל הזמן, אז ניתן לשטוף מיקרו-מעגל כזה באסלה במצפון נקי או להחזיר אותו למוכר אם רק קניתם אותו. מתח אספקה - 9 וולט. למשל, מסוללת Krona. עכשיו בואו נסתכל על מצבי הפעולה של המיקרו-מעגל הזה. למהדרין, יש לו שני מצבים. הראשון הוא מולטי ויברטור מונו-יציב. מונוסטביל - כי למולטיוויברטור כזה יש רק מצב יציב אחד - כבוי. ואנחנו מעבירים אותו למצב מופעל באופן זמני על ידי החלת אות כלשהו לכניסת הטיימר. כפי שצוין לעיל, הזמן שבו המולטיוויברטור נכנס למצב פעיל נקבע על ידי מעגל ה-RC. ניתן להשתמש במאפיינים אלה במגוון רחב של מעגלים. להתחיל משהו לזמן מסוים או להיפך - ליצור הפסקה לזמן מסוים. המצב השני הוא מחולל דופק. המיקרו-מעגל יכול לייצר רצף של פולסים מלבניים, שהפרמטרים שלהם נקבעים על ידי אותה שרשרת RC. (מיאו! אני רוצה שרשרת. לזנב שלי. או צמיד. אנטיסטטי.) אחרי הכל, החתול שלנו הוא משעמם. נתחיל מההתחלה, כלומר מהמצב הראשון. תרשים המעגל לחיבור המיקרו-מעגל מוצג באיור. מעגל RC מחובר בין הפלוס למינוס של ספק הכוח. פינ 6 - עצור מחובר לחיבור בין הנגד לקבל. זהו הקלט של המשווה מס' 1. גם פין 7 מחובר כאן - ביט. דופק הקלט מופעל על פין 2 - התחל. זהו הקלט של המשווה מס' 2. מעגל פשוט לחלוטין - נגד אחד וקבל אחד - האם זה הרבה יותר פשוט? כדי להגביר את חסינות הרעש, אתה יכול לחבר את פין 5 לחוט המשותף דרך קבל 10nF. אז, במצב ההתחלתי, הפלט של הטיימר נמוך - בערך אפס וולט, הקבל פרוק ואינו רוצה להיטען, מכיוון שהטרנזיסטור T6 פתוח. מצב זה יציב ויכול להימשך ללא הגבלת זמן. כאשר מגיע פולס ברמה נמוכה לכניסה, המשווה מס' 2 מופעל ומחליף את הדק הטיימר הפנימי. כתוצאה מכך נוצרת רמת מתח גבוהה במוצא. טרנזיסטור T6 נסגר והקבל C מתחיל להיטען דרך הנגד R. כל הזמן שהוא נטען, הפלט של הטיימר נשאר גבוה. הטיימר אינו מגיב לגירויים חיצוניים כלשהם, אם הם מגיעים לפין 2. כלומר, לאחר שהטיימר הופעל מהפולס הראשון, פולסים נוספים אין השפעה על מצב הטיימר - זה מאוד חשוב. אז מה קורה שם? אה, כן - הקבל נטען. כאשר הוא נטען למתח של 2/3V, המשווה מס' 1 יפעל ובתמורה יחליף את ההדק הפנימי. כתוצאה מכך, תיווצר רמת מתח נמוכה במוצא, והמעגל יחזור למצבו המקורי והיציב. טרנזיסטור T6 ייפתח ויפרוק את הקבל C. הזמן שבו הטיימר, כביכול, "משתגע", יכול להיות בין אלפית שנייה אחת למאות שניות. זה נחשב כך: T=1.1*R*C תיאורטית, אין מגבלות על משך הפולסים - גם משך המינימום וגם המקסימום. עם זאת, ישנן מספר מגבלות מעשיות שניתן לעקוף, אך ראשית עליך לחשוב האם זה הכרחי והאם יהיה קל יותר לבחור בפתרון מעגל אחר. לפיכך, ערכי המינימום שנקבעו באופן מעשי עבור R הם 10 קילו אוהם, ועבור C - 95 pF. האם אפשר לעשות פחות? אני מניח שכן. אך יחד עם זאת, אם תפחית עוד יותר את ההתנגדות של הנגד, המעגל יתחיל לייצר יותר מדי חשמל. אם תפחית את הקיבול C, אז כל מיני קיבולים טפיליים והפרעות יכולים להשפיע באופן משמעותי על פעולת המעגל. מצד שני, ערך הנגד המרבי הוא בערך 15MΩ. כאן, המגבלה מוטלת על ידי הזרם הנצרך על ידי כניסת Stop (כ-120 nA) וזרם הזליגה של קבל C. לפיכך, אם ערך הנגד גדול מדי, הטיימר פשוט לעולם לא יכבה אם סכום הקבל זרם דליפה וזרם הכניסה עולה על 120 nA. ובכן, לגבי הקיבול המרבי של הקבל, הנקודה היא לא כל כך בקיבול עצמו, אלא בזרם הזליגה. ברור שככל שהקיבול גדול יותר, כך זרם הדליפה גדול יותר ודיוק הטיימר יהיה גרוע יותר. לכן, אם הטיימר ישמש למרווחי זמן ארוכים, אז עדיף להשתמש בקבלים עם זרמי דליפה נמוכים - למשל, טנטלום. נעבור למצב השני. נגד נוסף נוסף למעגל זה. הכניסות של שני המשווים מחוברות ומחוברות לצומת של הנגד R2 והקבלים. פין 7 מחובר בין נגדים. הקבל נטען דרך נגדים R1 ו-R2. עכשיו בואו נראה מה קורה כשאנחנו מפעילים חשמל למעגל. במצב ההתחלתי, הקבל פרוק ולכניסות של שני המשווים יש רמת מתח נמוכה, קרוב לאפס. המשווה מס' 2 מחליף את ההדק הפנימי ומגדיר את פלט הטיימר לרמה גבוהה. טרנזיסטור T6 נסגר והקבל מתחיל להיטען דרך נגדים R1 ו-R2. כאשר המתח על הקבל מגיע ל-2/3 ממתח האספקה, המשווה מס' 1, בתורו, מעביר את ההדק ומכבה את יציאת הטיימר - מתח המוצא מתקרב לאפס. טרנזיסטור T6 נפתח והקבל מתחיל להיפרק דרך הנגד R2. ברגע שהמתח על הקבל יורד ל-1/3 ממתח האספקה, המשווה מס' 2 יחליף שוב את ההדק ושוב תופיע רמה גבוהה במוצא המיקרו-מעגל. טרנזיסטור T6 ייסגר והקבל יתחיל להיטען שוב... אוף, הראש שלי כבר מסתובב. בקיצור, כתוצאה מכל השמאניזם הזה, הפלט שאנחנו מקבלים הוא רצף של פולסים מלבניים. תדר הדופק, כפי שבטח כבר ניחשתם, תלוי בערכים של C, R1 ו-R2. זה נקבע על ידי הנוסחה: הערכים של R1 ו-R2 מוחלפים באוהם, C - בפאראד, התדר מתקבל בהרץ. הזמן בין תחילת כל פעימה הבאה נקרא נקודה ומסומן באות t. הוא מורכב ממשך הדופק עצמו - t1 והמרווח בין הפולסים - t2. t = t1+t2. תדירות ותקופה הם מושגים הפוכים והקשר ביניהם הוא כדלקמן: f = 1/t. t1 ו-t2, כמובן, ניתן וצריך גם לחשב. ככה: t1 = 0.693(R1+R2)C; t2 = 0.693R2C ובכן, נראה שסיימנו עם החלק התיאורטי. בחלק הבא נסתכל על דוגמאות ספציפיות של הפעלת טיימר 555 במעגלים שונים ולמגוון רחב של שימושים. פרסום: radiokot.ru ראה מאמרים אחרים סעיף חובב רדיו מתחיל. תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה. חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה: מכונה לדילול פרחים בגנים
02.05.2024 מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם
02.05.2024 מלכודת אוויר לחרקים
01.05.2024
עוד חדשות מעניינות: ▪ ניתן לראות יכולת למידה בעיניים ▪ יערות אינם חוסכים מעודף פחמן דו חמצני עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה
חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית: ▪ חלק של מגברי הספק RF באתר. בחירת מאמרים ▪ סעיף חוק המינימום. היסטוריה ומהות הגילוי המדעי ▪ מאמר מתי יושמו הדשנים הראשונים? תשובה מפורטת ▪ מאמר פעמון דירה מוזיקלי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל ▪ מאמר מתקני חשמל כבול. מנועים חשמליים, מכשירי מיתוג. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל כל השפות של דף זה בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר www.diagram.com.ua |