Το IC χρονοδιακόπτη 555 είναι ένα απλό τσιπ που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο χρονισμού και παλμών. Μπορεί να δημιουργήσει καθυστερήσεις, παλμούς μίας βολής και επαναλαμβανόμενα σήματα τετραγωνικών κυμάτων. Μέσα στη συσκευασία 8 ακίδων, χρησιμοποιεί συγκριτές, flip-flop και στάδιο εκφόρτισης για εναλλαγή της εξόδου HIGH ή LOW. Αυτό το άρθρο παρέχει πληροφορίες σχετικά με το pinout, τις λειτουργίες, τις χρήσεις, το χρονισμό RC και την αντιμετώπιση προβλημάτων.
Γ1. 555 Βασικά στοιχεία IC χρονοδιακόπτη
Γ2. 555 Χρονοδιακόπτης IC Pinout
Γ3. 555 Διάγραμμα κυκλώματος χρονοδιακόπτη
Γ4. Τεχνικές προδιαγραφές IC 555 Timer
Γ5. 555 Λειτουργίες IC χρονοδιακόπτη
Γ6. Διαφορετικές εφαρμογές του 555 Timer IC
Γ7. 555 Οικογένεια IC χρονοδιακόπτη και τσιπ παραγώγων
Γ8. 555 Υποκατάστατα IC χρονοδιακόπτη και συμβατές εναλλακτικές λύσεις
Γ9. Επιλογή τιμών χρονισμού 555 Timer RC
Γ10. 555 Αντιμετώπιση προβλημάτων και διορθώσεις IC χρονοδιακόπτη
Γ11. Συμπέρασμα
Γ12. Συχνές ερωτήσεις [FAQ]
555 Βασικά στοιχεία IC χρονοδιακόπτη
Το IC χρονοδιακόπτη 555 είναι ένα απλό τσιπ που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο χρονισμού και παλμών. Μπορεί να δημιουργήσει καθυστερήσεις, επαναλαμβανόμενα σήματα και σταθερά κύματα εξόδου. Μέσα στο πακέτο 8 ακίδων, χρησιμοποιεί συγκριτές, flip-flop και ένα στάδιο εξόδου για να ελέγχει τον τρόπο ενεργοποίησης και απενεργοποίησης του σήματος.
555 Χρονοδιακόπτης IC Pinout
| Καρφίτσα | Όνομα | Χαρακτηριστικά |
|---|---|---|
| 1 | GND (γείωση) | Γείωση, ως χαμηλή στάθμη (0V) |
| 2 | TRIG(σκανδάλη) | Όταν αυτή η τάση ακροδέκτη πέσει στο 1 / 3VCC (ή στην τάση κατωφλίου που καθορίζεται από τον έλεγχο), η έξοδος δίνεται υψηλή. |
| 3 | ΕΞΩ | Έξοδος υψηλού επιπέδου (+VCC) ή χαμηλού επιπέδου. |
| 4 | RST (επαναφορά) | Όταν αυτός ο ακροδέκτης λαμβάνει το χρονόμετρο ηλεκτρικής ενέργειας, το τσιπ επαναφέρεται όταν αυτός ο ακροδέκτης είναι γειωμένος και η έξοδος είναι χαμηλή. |
| 5 | CTRL (έλεγχος) | Η τάση κατωφλίου του τσιπ ελέγχεται. (Όταν ο ακροδέκτης είναι άδειος, η προεπιλεγμένη τάση δύο κατωφλίων είναι 1 / 3Vcc και 2 / 3Vcc). |
| 6 | THR (κατώτατο όριο) | Όταν αυτή η τάση ακροδέκτη αυξάνεται στα 2 / 3VCC (ή τάση κατωφλίου που καθορίζεται από τον έλεγχο), η έξοδος μειώνεται. |
| 7 | DIS (απαλλαγή) | Η εσωτερική πύλη OC χρησιμοποιείται για την εκφόρτιση του πυκνωτή. |
| 8 | V +, VCC (ισχύς) | Παρέχετε υψηλά επίπεδα ισχύος στο τσιπ. |
Διάγραμμα κυκλώματος χρονοδιακόπτη 555
Ο χρονοδιακόπτης 555 λειτουργεί συγκρίνοντας τις τάσεις στις εισόδους κατωφλίου (ακροδέκτης 6) και σκανδάλης (ακροδέκτης 2) με δύο σταθερά επίπεδα αναφοράς που δημιουργούνται από τις εσωτερικές τρεις αντιστάσεις 5 kΩ. Αυτές οι αναφορές ορίζουν τα σημεία μεταγωγής σε περίπου 2/3 VCC και 1/3 VCC. Όταν η τάση σκανδάλης πέσει κάτω από το χαμηλότερο επίπεδο, το εσωτερικό μάνδαλο ρυθμίζεται και το στάδιο εξόδου οδηγεί τον ακροδέκτη 3 HIGH. Όταν η τάση κατωφλίου ανεβαίνει πάνω από το ανώτερο επίπεδο, το μάνδαλο επαναφέρεται και η έξοδος πέφτει ΧΑΜΗΛΑ. Το τρανζίστορ εκφόρτισης (ακροδέκτης 7) ενεργοποιείται κατά τη διάρκεια της κατάστασης εξόδου LOW για να εκφορτίσει γρήγορα τον εξωτερικό πυκνωτή χρονισμού μέσω μιας διαδρομής αντίστασης, ελέγχοντας τον κύκλο χρονισμού.
Τεχνικές προδιαγραφές IC 555 Timer
| Τάση τροφοδοσίας (VCC) | 4,5-16 V |
|---|---|
| Ονομαστικό ρεύμα λειτουργίας (VCC = +5 V) | 3-6 μΑ |
| Ονομαστικό ρεύμα λειτουργίας (VCC = +15 V) | 10-15 μΑ |
| Μέγιστο ρεύμα εξόδου | 200 μΑ |
| Μέγιστη κατανάλωση ενέργειας | 600MW |
| Ελάχιστη κατανάλωση ισχύος λειτουργίας | 30MW (5V), 225MW (15V) |
| Εύρος θερμοκρασίας | 0-70 ° C |
555 Λειτουργίες IC χρονοδιακόπτη
Λειτουργία μονής σταθερότητας
Σε λειτουργία μονής σταθερότητας, το IC χρονοδιακόπτη 555 παράγει έναν παλμό εξόδου αφού λάβει ένα σήμα σκανδάλης. Όταν η είσοδος σκανδάλης πέσει κάτω από το 1/3 του VCC, η έξοδος αλλάζει HIGH και ξεκινά η διαδικασία χρονισμού. Ένας πυκνωτής αρχίζει να φορτίζει μέσω μιας αντίστασης και η έξοδος παραμένει ΥΨΗΛΗ όσο συμβαίνει αυτό. Όταν η τάση του πυκνωτή αυξάνεται στα 2/3 του VCC, η έξοδος αλλάζει LOW και ο παλμός τελειώνει. Το μήκος παλμού εξαρτάται από τις τιμές της αντίστασης και του πυκνωτή, επομένως η αλλαγή του δικτύου RC αλλάζει το χρονικό διάστημα που η έξοδος παραμένει ΥΨΗΛΗ. Πριν ενεργοποιηθεί ξανά, ο πυκνωτής πρέπει να έχει αρκετό χρόνο για να αποφορτιστεί, ώστε ο επόμενος παλμός να μπορεί να λειτουργήσει σωστά.
Διπλή σταθερή λειτουργία
Σε λειτουργία διπλής σταθερής, το IC χρονοδιακόπτη 555 λειτουργεί σαν ένα απλό κύκλωμα μνήμης ON/OFF. Μπορεί να παραμείνει σε μια κατάσταση μέχρι να το αλλάξει μια άλλη είσοδος. Σε αυτήν τη λειτουργία, ο ακροδέκτης 2 (σκανδάλη) και ο ακροδέκτης 4 (επαναφορά) διατηρούνται κανονικά ΥΨΗΛΑ χρησιμοποιώντας συνδέσεις έλξης. Ο ακροδέκτης 6 (κατώφλι) συνδέεται με τη γείωση. Ο ακροδέκτης 5 (έλεγχος) συνδέεται με τη γείωση μέσω ενός μικρού πυκνωτή, συνήθως 0.01 έως 0.1 μF, για να διατηρείται σταθερό το κύκλωμα. Ο ακροδέκτης 7 (εκφόρτιση) δεν χρησιμοποιείται για χρονισμό σε αυτήν τη ρύθμιση. Όταν ο ακροδέκτης 2 τραβηχτεί ΧΑΜΗΛΑ, η έξοδος μεταβαίνει στην καθορισμένη κατάσταση. Όταν ο ακροδέκτης 4 είναι γειωμένος, η έξοδος επανέρχεται στην αντίθετη κατάσταση.
Χωρίς σταθερή λειτουργία
Σε καμία σταθερή λειτουργία, το IC χρονοδιακόπτη 555 παράγει ένα επαναλαμβανόμενο σήμα τετραγωνικού κύματος χωρίς διακοπή. Ένας πυκνωτής φορτίζει και αποφορτίζεται επανειλημμένα, και αυτό κάνει την έξοδο να αλλάζει συνεχώς μεταξύ HIGH και LOW. Η αντίσταση R1 συνδέεται από το VCC στον ακροδέκτη 7 (εκφόρτιση) και η αντίσταση R2 συνδέεται από τον ακροδέκτη 7 στον ακροδέκτη 2 (σκανδάλη). Ο ακροδέκτης 2 (σκανδάλη) και ο ακροδέκτης 6 (κατώφλι) είναι δεμένοι μεταξύ τους έτσι ώστε να παρακολουθούν την τάση του πυκνωτή. Ο πυκνωτής φορτίζει μέσω των R1 και R2 μέχρι να φτάσει τα 2/3 του VCC, το οποίο αναστρέφει την έξοδο. Στη συνέχεια, ο πυκνωτής εκφορτίζεται μέσω του R2 μέχρι να πέσει στο 1/3 του VCC και η έξοδος αναστρέφεται ξανά. Οι τιμές των R1, R2 και του πυκνωτή ελέγχουν τη συχνότητα και το χρονισμό HIGH-to-LOW. Μια δίοδος μπορεί επίσης να τοποθετηθεί κατά μήκος του R2 για να αλλάξει τη διαδρομή φόρτισης και να μειώσει τον κύκλο λειτουργίας όταν απαιτείται μικρότερος χρόνος HIGH.
Διαφορετικές εφαρμογές του 555 Timer IC
Αναβοσβήνει LED
Δημιουργεί ένα απλό εφέ αναβοσβήνει ON-OFF για ένα ή περισσότερα LED χρησιμοποιώντας αντίσταση χρονισμού και πυκνωτή.
Χρονοδιακόπτης καθυστέρησης (Καθυστέρηση ενεργοποίησης)
Ενεργοποιεί μια συσκευή μετά από μια καθορισμένη χρονική καθυστέρηση, χρήσιμη όταν θέλετε η έξοδος να περιμένει πριν από την ενεργοποίηση.
Γεννήτρια παλμών μίας βολής
Παράγει έναν μόνο παλμό όταν ενεργοποιείται, που χρησιμοποιείται συχνά για την παραγωγή σύντομων σημάτων χρονισμού.
Γεννήτρια τετραγωνικών κυμάτων (σήμα ρολογιού)
Παράγει μια έξοδο σταθερού τετραγωνικού κύματος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως σήμα ρολογιού για ψηφιακά κυκλώματα.
Γεννήτρια PWM (Έλεγχος φωτεινότητας ή ταχύτητας)
Ελέγχει τον κύκλο λειτουργίας της εξόδου για να ρυθμίσει τη φωτεινότητα των LED ή την ταχύτητα του κινητήρα DC.
Γεννήτρια τόνου (Ήχος βομβητή)
Δημιουργεί ένα βασικό σήμα συχνότητας ήχου που μπορεί να οδηγήσει ένα μικρό ηχείο ή βομβητή.
Κύκλωμα συναγερμού / σειρήνας
Παράγει επαναλαμβανόμενα ηχητικά μοτίβα αλλάζοντας τη συχνότητα με την πάροδο του χρόνου.
Διαμόρφωση πλάτους παλμού για έλεγχο σερβομηχανισμού
Βοηθά στη δημιουργία χρονομετρημένων παλμών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για απλές εφαρμογές ελέγχου σερβομηχανισμού.
Διαιρέτης συχνότητας
Μειώνει τη συχνότητα ενός σήματος παλμού εισόδου δημιουργώντας πιο αργούς παλμούς εξόδου.
Λείπει ανιχνευτής παλμών
Ανιχνεύει πότε σταματά ένα επαναλαμβανόμενο παλμικό σήμα και στη συνέχεια ενεργοποιεί την έξοδο.
Οικογένεια IC 555 Timer και τσιπ παραγώγων
| Κατασκευαστής (Mfr) | Αριθμός εξαρτήματος (αριθ. Mfr) | Σημειώσεις |
|---|---|---|
| Τεχνολογίες Avago | Av-555Μ | - |
| Προσαρμοσμένες λύσεις πυριτίου | CSS555 / CSS555C | CMOS, ελάχιστη τάση λειτουργίας 1,2 V, IDD < 5 μA |
| CEMI | ULY7855 | - |
| ΗΚΓ Philips | ECG955M | - |
| Έξαρ | XR-555 | - |
| Ημιαγωγός Fairchild | ΝΕ555 / ΚΑ555 | - |
| Χάρης | ΗΑ555 | - |
| ΙΚ Semicon | ILC555 | CMOS, ελάχιστη τάση λειτουργίας 2 V |
| Εταιρεία Intersil | ΣΕ555 / ΝΕ555 | - |
| Εταιρεία Intersil | ICM7555 | ΚΟΑ |
| Λιθικά Συστήματα | LC555 | - |
| Μέικιν | ICM7555 | CMOS, ελάχιστη τάση λειτουργίας 2 V |
| Motorola | MC1455 / MC1555 | - |
| NTE Sylvania | NTE955M | - |
| RCA | CA555 / CA555C | - |
| STMicroelectronics | NE555N / K3T647 | - |
| TI (Όργανα του Τέξας) | SN52555 / SN72555 | - |
| TI (Όργανα του Τέξας) | ΤΛΚ555 | CMOS, ελάχιστη τάση λειτουργίας 2 V |
| Ζέτεξ | ZSCT1555 | Ελάχιστη τάση λειτουργίας 0,9 V |
| ΝΧΠ | ICM7555 | ΚΟΑ |
| ΕΧΜ | Β555 | - |
| ΧΙΤΆΤΣΙ | HA17555 | - |
555 Υποκατάστατα IC χρονοδιακόπτη και συμβατές εναλλακτικές λύσεις
Άμεσες αντικαταστάσεις (συμβατές με pin)
• ΝΕ555
• ΛΜ555
• ΣΕ555
• ΚΑ555
• ΣΑ555
• ΡΚ555
• ΜΚ1455
Εναλλακτικές λύσεις CMOS 555 (χαμηλότερη ισχύς)
• ΤΛΚ555
• LMC555
• ICM7555
• 7555
Επιλογή τιμών χρονισμού 555 Timer RC
• Χρησιμοποιήστε σταθερούς πυκνωτές όποτε είναι δυνατόν για να διατηρήσετε τον χρονισμό του χρονοδιακόπτη 555 πιο ακριβή και συνεπή.
• Αποφύγετε τη χρήση πολύ μικρών τιμών πυκνωτών, γιατί μπορεί να κάνουν το κύκλωμα πιο ευαίσθητο στο θόρυβο και να προκαλέσουν ανεπιθύμητη ενεργοποίηση.
• Μην χρησιμοποιείτε πολύ υψηλές τιμές αντίστασης, καθώς μπορεί να οδηγήσουν σε σφάλματα χρονισμού και να κάνουν την έξοδο λιγότερο σταθερή.
• Συνδέετε πάντα σωστά τον ακροδέκτη RESET, γιατί αν τον αφήσετε να αιωρείται μπορεί να προκληθεί τυχαία επαναφορά του 555 Timer IC ή να σταματήσει να λειτουργεί σωστά.
Αντιμετώπιση προβλημάτων και διορθώσεις 555 Timer IC
| Πρόβλημα | Πιθανή αιτία | Διόρθωση |
|---|---|---|
| Έξοδος πάντα ΥΨΗΛΗ | Ο πείρος της σκανδάλης κόλλησε ΧΑΜΗΛΑ | Βεβαιωθείτε ότι ο ακροδέκτης 2 δεν τραβιέται προς τα κάτω |
| Έξοδος πάντα ΧΑΜΗΛΗ | Η καρφίτσα RESET κρατήθηκε ΧΑΜΗΛΑ | Τραβήξτε τον πείρο RESET HIGH για να λειτουργήσει ο χρονοδιακόπτης |
| Χωρίς ταλάντωση | Λανθασμένη καλωδίωση αντίστασης/πυκνωτή | Ελέγξτε ξανά τις συνδέσεις R1, R2 και C |
| Ασταθής έξοδος | Θόρυβος που επηρεάζει τον ακροδέκτη 2 ή τον ακροδέκτη 5 | Προσθέστε έναν μικρό πυκνωτή για φιλτράρισμα |
| Λάθος συχνότητα | Λανθασμένες τιμές R ή C | Υπολογίστε ξανά τις τιμές χρονισμού χρησιμοποιώντας τους σωστούς τύπους |
Συμπέρασμα
Το IC χρονοδιακόπτη 555 λειτουργεί συγκρίνοντας τις τάσεις σκανδάλης και κατωφλίου με σταθερά επίπεδα στο 1/3 VCC και 2/3 VCC. Μπορεί να λειτουργήσει σε μονοσταθείς, δισταθείς και σταθερές λειτουργίες για να δημιουργήσει παλμούς ή σταθερές ταλαντώσεις. Με τις σωστές τιμές RC και τον σωστό χειρισμό των ακίδων RESET και CONTROL, η έξοδος παραμένει σταθερή και ο χρονισμός παραμένει ακριβής.
Συχνές ερωτήσεις [FAQ]
Ποια τιμή πυκνωτή χρησιμοποιείται στον ακροδέκτη CONTROL (ακροδέκτης 5);
Χρησιμοποιήστε έναν πυκνωτή 0.01 μF (10 nF) από τον ακροδέκτη 5 έως το GND για να μειώσετε τον θόρυβο και να βελτιώσετε τη σταθερότητα.
Η έξοδος 555 φτάνει σε πλήρες VCC όταν είναι ΥΨΗΛΗ;
Δεν είναι πάντα. Η έξοδος HIGH είναι κοντά στο VCC, αλλά μπορεί να πέσει χαμηλότερα κατά την οδήγηση ενός φορτίου.
Γιατί ζεσταίνεται ένα IC 555 Timer;
Θερμαίνεται όταν οδηγεί υψηλό ρεύμα εξόδου, λειτουργεί σε υψηλή τάση ή αλλάζει πολύ συχνά.
Μπορεί ο χρονοδιακόπτης 555 να οδηγήσει απευθείας ένα ρελέ;
Μόνο μερικά μικρά ρελέ. Πολλά ρελέ χρειάζονται περισσότερο ρεύμα, επομένως ένας οδηγός τρανζίστορ και μια δίοδος flyback είναι ασφαλέστερα.
Γιατί το 555 ενεργοποιείται τυχαία;
Η τυχαία ενεργοποίηση προκαλείται από θόρυβο, κακή γείωση ή αδύναμο φιλτράρισμα ισχύος.
Ποια είναι η κύρια διαφορά μεταξύ του διπολικού 555 και του CMOS 555;
Το Bipolar 555 χρησιμοποιεί περισσότερο ρεύμα και οδηγεί καλύτερα τα φορτία. Το CMOS 555 καταναλώνει λιγότερη ενέργεια και λειτουργεί καλύτερα για χρονισμό χαμηλής κατανάλωσης.