Gönderi, IC 555'in nasıl çalıştığını, temel pin çıkışı ayrıntılarını ve IC'nin standart veya popüler kararsız, iki dengeli ve tek kararlı devre modlarında nasıl yapılandırılacağını açıklıyor. Gönderi ayrıca IC 555 parametrelerini hesaplamak için çeşitli formülleri detaylandırmaktadır.
Giriş
Hobi dünyamız, IC 555 olmadan daha az ilgi çekici olurdu. Elektronikte kullanılan ilk IC'lerimizden biri olurdu. Bu yazıda, IC555'in geçmişine, 3 çalışma moduna ve bazı spesifikasyonlarına bakacağız.
IC 555, 1971 yılında Hans R. Camenzind tarafından tasarlanan 'Signetics' adlı bir şirket tarafından tanıtıldı. Her yıl yaklaşık 1 milyar IC 555 üretildiği tahmin edilmektedir. Bu, dünyadaki her 7 kişi için bir IC 555'tir.
Signetics Company, Philips Semiconductor'a aittir. IC 555'in dahili blok şemasına bakarsak, zamanlama faktörüne karar vermek için seri bağlanmış üç adet 5K ohm direnç buluyoruz, bu yüzden muhtemelen cihaz IC 555 zamanlayıcı adını böyle almıştır. Bununla birlikte, bazı hipotezler, adın seçiminin IC'nin dahili bileşenleriyle hiçbir ilgisinin olmadığını, keyfi olarak seçildiğini iddia ediyor.
IC 555 Nasıl Çalışır?
Standart bir IC555, silikon kalıba entegre edilmiş 25 transistör, 15 direnç ve 2 diyottan oluşur. IC'nin askeri ve sivil seviye 555 zamanlayıcı olmak üzere iki versiyonu vardır.
NE555 sivil bir IC'dir ve 0 ila +70 derece Celsius çalışma sıcaklığı aralığına sahiptir. SE555 askeri sınıf IC'dir ve çalışma sıcaklığı aralığı -55 ila +125 Santigrat derece arasındadır.
Ayrıca bulacaksın 7555 ve TLC555 olarak bilinen zamanlayıcının CMOS sürümü bunlar standart 555'e kıyasla daha az güç tüketir ve 5V'tan daha az çalışır.
CMOS sürüm zamanlayıcıları, verimli ve daha az güç tüketen bipolar transistörden ziyade MOSFET'lerden oluşur.
IC 555 Pinout ve Çalışma Detayları:
- PIN 1 : Toprak veya 0V: IC'nin negatif besleme pinidir
- PIN 2 : Tetik veya giriş: Bu giriş pini üzerindeki bir negatif anlık tetik, çıkış pini 3'ün YÜKSEK gitmesine neden olur. Bu, zamanlama kapasitörünün 1/3 besleme voltajının alt eşik seviyesinin altında hızlı bir şekilde boşaltılmasıyla olur. Kondansatör daha sonra zamanlama direnci yoluyla yavaşça şarj olur ve 2/3 besleme seviyesinin üzerine çıktığında, pin3 tekrar DÜŞÜK olur. Bu AÇIK / KAPALI anahtarlama, dahili bir TAKLA sahne.
- Toplu iğne 3 : Çıktı: Giriş pinlerine yüksek veya alçağa giderek veya AÇIK / KAPALI salınım yaparak yanıt veren çıktıdır.
- Pin 4 : Sıfırla: IC'nin normal çalışması için her zaman pozitif beslemeye bağlı olan sıfırlama pinidir. Topraklandığında anlık olarak IC çıkışını ilk konumuna sıfırlar ve kalıcı olarak toprağa bağlıysa IC işlemlerini devre dışı bırakır.
- Toplu iğne 5 : Kontrol: Bu pime, pin3 darbe genişliğini kontrol etmek veya modüle etmek ve kontrollü bir PWM oluşturmak için harici bir değişken DC potansiyeli uygulanabilir.
- Toplu iğne 6 : Eşik: Bu, zamanlama kapasitör şarjı 2/3 besleme voltajının üst eşiğine ulaşır ulaşmaz çıkışın DÜŞÜK (0V) gitmesine neden olan eşik pimidir.
- Toplu iğne 7 : Deşarj: Bu, zamanlama kapasitörünü 2/3 besleme voltajı eşik seviyesine ulaşır ulaşmaz boşalmaya zorlayan dahili flip flop tarafından kontrol edilen deşarj pimidir.
- Toplu iğne 8 : Vcc: 5 V ile 15 V arasındaki pozitif besleme girişi.
3 Zamanlayıcı modu:
- Bistable veya Schmitt tetikleyici
- Monostabil veya tek atış
- Astable
Bistable Modu:
IC555 iki durumlu modda yapılandırıldığında, temel bir flip-flop olarak çalışır. Diğer bir deyişle, giriş tetiği verildiğinde, çıkış durumunu AÇIK veya KAPALI olarak değiştirir.
Normalde # pin2 ve # pin4 bu çalışma modunda çekme dirençlerine bağlanır.
# Pin2 kısa süreliğine topraklandığında, # pin3'teki çıkış, çıkışı sıfırlamak için yüksek olur, # pin4 anlık olarak toprağa kısa devre olur ve ardından çıkış düşer.
Burada bir zamanlama kapasitörüne gerek yoktur, ancak # pin5 ve toprağa bir kapasitör (0.01uF ila 0.1uF) bağlanması önerilir. Bu konfigürasyonda # pin7 ve # pin6 bağlantısız bırakılabilir.
İşte basit bir iki durumlu devre:
Ayar düğmesine basıldığında çıkış yüksek olur ve sıfırlama düğmesine basıldığında çıkış düşük duruma geçer. R1 ve R2 10k ohm olabilir, kondansatör belirtilen değer arasında herhangi bir yerde olabilir.
Monostabil Modu:
IC 555 zamanlayıcısının bir başka kullanışlı uygulaması, bir tek atımlık veya tek kararlı çok titreşimli devre aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi.
Giriş tetikleme sinyali negatif olur olmaz, tek vuruş modu etkinleştirilir ve çıkış pini 3'ün Vcc seviyesinde yükseğe çıkmasına neden olur. Çıkış yüksek koşulunun zaman periyodu aşağıdaki formüle göre hesaplanabilir:
- Tyüksek= 1,1 RKİMEC
Şekilde görüldüğü gibi, girişin negatif kenarı, 2 nolu karşılaştırıcıyı flip-flopu değiştirmeye zorlamaktadır. Bu eylem, pim 3'teki çıkışın yükselmesine neden olur.
Aslında bu süreçte kapasitör C karşı suçlanıyor VCC direnç aracılığıyla DIŞARI . Kapasitör şarj olurken çıkış Vcc seviyesinde yüksek tutulur.
Video Demosu
Kondansatör üzerindeki voltaj 2 eşik seviyesini elde ettiğinde VCC / 3, karşılaştırıcı 1, çıkışı durumu değiştirmeye ve alçalmaya zorlayarak flip-flop'u tetikler.
Bu daha sonra deşarjı düşürerek kapasitörün deşarj olmasına ve bir sonraki giriş tetiğine kadar yaklaşık 0 V'ta kalmasına neden olur.
Yukarıdaki şekil, giriş düşük tetiklendiğinde prosedürün tamamını gösterir ve IC 555'in tek kararlı tek atım hareketi için bir çıkış dalga formuna yol açar.
Bu mod için çıktının zamanlaması mikrosaniyeden birkaç saniyeye kadar değişebilir ve bu işlemin bir dizi farklı uygulama için ideal olarak yararlı olmasını sağlar.
Yeni Başlayanlar İçin Basitleştirilmiş Açıklama
Tek kararlı veya tek vuruşlu puls üreteçleri, bir tetiklemeden sonra bir devrenin önceden belirlenen süre boyunca AÇIK konuma getirilmesi gereken birçok elektronik uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. # Pin3'teki çıkış darbe genişliği şu basit formül kullanılarak belirlenebilir:
- T = 1.1RC
Nerede
- T, Saniye cinsinden zamandır
- R, ohm cinsinden dirençtir
- C faradlarda kapasitanstır
Kapasitör üzerindeki voltaj Vcc'nin 2 / 3'üne eşit olduğunda çıkış darbesi düşer. İki darbe arasındaki giriş tetikleyicisi RC zaman sabitinden daha büyük olmalıdır.
İşte basit bir Monostabil devre:
Pratik Bir Monostabil Uygulamayı Çözme
Negatif bir kenar darbesiyle tetiklendiğinde aşağıda gösterilen devre örneği için çıkış dalga biçiminin periyodunu bulun.
Çözüm:
- Tyüksek= 1,1 RKİMEC = 1,1 (7,5 x 103) (0,1 x 10-6) = 0,825 ms
Astable Modu Nasıl Çalışır:
Aşağıdaki IC555 kararsız devre şekline atıfta bulunarak, Kapasitör C karşı suçlanıyor VCC iki direnç üzerinden seviye RKİMEve RB. Kapasitör, 2'nin üzerine çıkana kadar şarj edilir. VCC / 3. Bu voltaj, IC'nin pim 6'sındaki eşik voltajı olur. Bu voltaj, karşılaştırıcıyı (1) iki duraklıpı tetiklemek için çalıştırır, bu da pim 3'teki çıkışın düşük olmasına neden olur.
Bununla birlikte, deşarj transistörü AÇIK konuma getirilir ve pim 7 çıkışı, kapasitörün direnç yoluyla deşarj edilmesine neden olur. RB .
Bu, kapasitörün içindeki voltajın, sonunda tetikleme seviyesinin altına düşene kadar düşmesine neden olur ( VCC / 3). Bu eylem anında IC'nin flip flop aşamasını tetikleyerek IC çıkışının yüksek olmasına ve deşarj transistörünü KAPALI duruma getirmesine neden olur. Bu yine kapasitörün dirençler aracılığıyla şarj edilmesini sağlar DIŞARI ve RB doğru VCC .
Çıkışı yüksek ve düşük çevirmekten sorumlu olan zaman aralıkları, ilişkiler kullanılarak hesaplanabilir.
- Tyüksek≈ 0,7 (RKİME+ RB) C
- Tdüşük≈ 0,7 RB C
Toplam süre
- T = dönem = Tyüksek+ Tdüşük
Video öğretici
Yeni Başlayanlar İçin Basitleştirilmiş Açıklama
Bu, en yaygın kullanılan multivibratör veya AMV tasarımlarıdır. osilatörler, sirenler, alarmlar , flaşörler vb. ve bu, hobi olarak IC 555 için uygulanan ilk devremizden biri olacaktır (alternatif flaşör LED'i hatırlıyor musunuz?).
IC555, kararsız multivibratör olarak yapılandırıldığında, # pin3'te sürekli dikdörtgen şekilli darbeler verir.
Frekans ve darbe genişliği R1, R2 ve C1 tarafından düzenlenebilir. R1, Vcc ve deşarj # pin7 arasına bağlanır, R2 # pin7 ile # pin2 ve ayrıca # pin6 arasına bağlanır. # Pin6 ve # pin2 kısaltılmıştır.
Kondansatör # pin2 ile toprak arasına bağlanır.
İçin frekans Astable multivibratör hesaplanabilir bu formülü kullanarak:
- F = 1,44 / ((R1 + R2 * 2) * C1)
Nerede,
- F, Hertz cinsinden frekanstır
- R1 ve R2, ohm cinsinden dirençlerdir
- C1 faradlarda kapasitördür.
Her nabız için en yüksek süre:
- Yüksek = 0,693 (R1 + R2) * C
Düşük zaman şu şekilde verilir:
- Düşük = 0,693 * R2 * C
Tüm 'R' ohm cinsindendir ve 'C' ohm cinsindendir.
İşte temel bir kararsız multivibratör devresi:
Bipolar transistörlü 555 IC zamanlayıcılar için, düşük değerli R1'den kaçınılmalıdır, böylece çıkış deşarj işlemi sırasında toprak voltajına yakın doymuş kalır, aksi takdirde 'düşük süre' güvenilmez olabilir ve düşük süre için pratik olarak hesaplanan değerden daha büyük değerler görebiliriz .
Kararsız Örnek Problemi Çözme
Aşağıdaki şekilde IC 555'in frekansını bulun ve çıktı dalga formu sonuçlarını çizin.
Çözüm:
Dalga formu görüntüleri aşağıda görülebilir:
Diyotları Kullanan IC 555 PWM Devresi
Çıkışın% 50'den daha az görev döngüsü istiyorsanız, yani daha kısa yüksek süre ve daha uzun düşük süre istiyorsanız, R2'ye kapasitör tarafındaki katot ile bir diyot bağlanabilir. Ayrıca 555 IC zamanlayıcı için PWM modu olarak da adlandırılır.
Ayrıca bir Değişken görev döngülü 555 PWM devresi yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi iki diyot.
İki diyot kullanan PWM IC 555 devresi, temelde C1 kapasitörünün şarj ve deşarj zamanlamasının diyotlar kullanılarak ayrı kanallar aracılığıyla ikiye ayrıldığı kararsız bir devredir. Bu değişiklik, kullanıcının IC'nin AÇIK / KAPALI periyotlarını ayrı ayrı ayarlamasını ve dolayısıyla istenen PWM oranını hızlı bir şekilde elde etmesini sağlar.
PWM hesaplanıyor
İki diyot kullanan bir IC 555 devresinde, PWM oranını hesaplama formülü aşağıdaki formül kullanılarak elde edilebilir:
Tyüksek≈ 0.7 (R1 + POT Direnci) C
Burada, POT direnci, potansiyometre ayarına ve kapasitör C'nin şarj olduğu potun o belirli tarafının direnç seviyesine işaret eder.
Diyelim ki pot 5 K'lık bir pot ve 60/40 seviyesinde ayarlandı ve 3 K ve 2 K direnç seviyeleri üretiyor.Daha sonra direncin hangi kısmının kondansatörü şarj ettiğine bağlı olarak yukarıdaki değer kullanılabilir. formül.
Kondansatörü şarj eden 3 K'lık yan ayar ise, formül şu şekilde çözülebilir:
Tyüksek≈ 0.7 (R1 + 3000 Ω) C
Öte yandan, pot ayarının şarj tarafında 2 K ise, formül şu şekilde çözülebilir.
Tyüksek≈ 0.7 (R1 + 2000 Ω) C
Lütfen unutmayın, her iki durumda da C Faradlarda olacaktır. Bu nedenle, doğru çözümü elde etmek için ilk önce şemanızdaki mikrofarad değerini Farad'a dönüştürmelisiniz.
Referanslar: Stackexchange
Önceki: Senkronize 4kva İstiflenebilir İnvertör Sonraki: Hıza Bağlı Fren Işık Devresi
