Ang IC 555 Pinout, Nakakatakot, Monostable, Bistable Circuits na may Mga Pormula na Ginalugad

Ipinapaliwanag ng post kung paano gumagana ang IC 555, ang pangunahing mga detalye ng pag-pinout at kung paano i-configure ang IC sa pamantayan nito o tanyag na astable, bistable, at monostable circuit mode. Detalyado din ng post ang iba't ibang mga formula para sa pagkalkula ng mga parameter ng IC 555.

Panimula

Ang aming libangan na mundo ay magiging hindi gaanong kawili-wili nang walang IC 555. Ito ay magiging isa sa aming unang IC na ginamit sa electronics. Sa artikulong ito ay babalikan natin ang kasaysayan ng IC555, ang kanilang 3 operating mode at ilan sa kanilang mga pagtutukoy.

Ang IC 555 ay ipinakilala noong 1971 ng isang kumpanya na tinawag na 'Signetics' ito ay dinisenyo ni Hans R. Camenzind. Tinatayang halos 1 bilyong IC 555s ang gumagawa bawat taon. Iyon ang isang IC 555 para sa bawat 7 tao sa buong mundo.

Ang Company ng Signetics ay pagmamay-ari ng Philips Semiconductor. Kung titingnan natin ang panloob na diagram ng block ng IC 555 mahahanap namin ang tatlong 5K ohm resistors na konektado sa serye para sa pagpapasya ng kadahilanan ng oras, kaya marahil na kung paano nakuha ng aparato ang pangalang IC 555 timer. Gayunpaman, ang ilang mga teorya ay nagsasabing ang pagpili ng pangalan ay walang kaugnayan sa mga panloob na bahagi ng IC, ito ay arbitraryong napili.

Paano Gumagana ang IC 555

Ang isang karaniwang IC555 ay binubuo ng 25 transistors, 15 resistors at 2 diode na isinama sa isang silicon die. Mayroong dalawang bersyon ng IC na magagamit katulad ng military at sibilyan na grade 555 timer.

Ang NE555 ay isang sibilyan na grade IC at may operating saklaw na temperatura ng 0 hanggang +70 degree Celsius. Ang SE555 ay military grade IC at may operating range ng temperatura na -55 hanggang +125 degree Celsius.

Mahahanap mo rin ang Bersyon ng CMOS ng timer na kilala bilang 7555 at TLC555 ang mga kumakain ng mas kaunting lakas kumpara sa pamantayan ng 555 at nagpapatakbo ng mas mababa sa 5V.

Ang mga timer ng bersyon ng CMOS ay binubuo ng MOSFETs kaysa sa bipolar transistor, na kung saan ay mabisa at ubusin ang mas kaunting lakas.

IC 555 Pinout at Mga Detalye ng Paggawa:

1. Pin 1 : Ground o 0V: Ito ang negatibong supply pin ng IC
2. Pin 2 : Trigger o pag-input: Ang isang negatibong pansamantalang pag-trigger sa input pin na ito ay sanhi ng output pin3 na maging TAAS. Nangyayari ito sa pamamagitan ng mabilis na pagpapalabas ng capacitor ng tiyempo sa ibaba ng mas mababang antas ng threshold ng 1/3 supply boltahe. Pagkatapos ay dahan-dahang nagcha-charge ang capacitor sa pamamagitan ng resistor ng tiyempo, at kapag tumaas ito sa itaas na 2/3 antas ng supply, ang PIN3 ay naging LOW ulit. Ang ON / OFF switching na ito ay ginagawa ng isang panloob TSINELAS yugto.
3. Pin 3 : Output: Ito ang output na tumutugon sa mga input pin alinman sa pamamagitan ng pagpunta sa mataas o mababa, o sa pamamagitan ng pag-oscillate ON / OFF
4. Pin 4 : I-reset: Ito ang pag-reset ng pin na laging konektado sa positibong supply para sa normal na pagtatrabaho ng IC. Kapag na-grounded sandaling i-reset ang output ng IC sa paunang posisyon nito, at kung permanenteng konektado sa ground ay pinapanatili ang pag-disable ng mga pagpapatakbo ng IC.
5. Pin 5 : Kontrol: Ang isang panlabas na variable na potensyal ng DC ay maaaring mailapat sa pin na ito upang makontrol o mabago ang lapad ng pin3 pulse, at makabuo ng isang kinokontrol na PWM.
6. Pin 6 : Threshold: Ito ang threshold pin na sanhi ng output upang pumunta LOW (0V) sa lalong madaling maabot ang singil ng capacitor sa oras sa itaas na threshold ng 2/3 supply boltahe.
7. Pin 7 : Paglabas: Ito ang pin ng paglabas na kinokontrol ng panloob na flip flop, na pinipilit ang paglalagay ng kapasitor sa oras sa oras na maabot nito ang antas ng threshold ng boltahe ng 2/3.
8. Pin 8 : Vcc: Ito ang positibong input ng supply sa pagitan ng 5 V at 15 V.

3 mga mode ng timer:

1. Bistable o Schmitt gatilyo
2. Monostable o isang shot
3. Nakakagulat

Bistable Mode:

Kapag ang IC555 ay naka-configure sa bistable mode gagana ito bilang isang pangunahing flip-flop. Sa madaling salita kapag ibinigay ang pag-input ng input, pinapalitan nito ang output na stateON o OFF.

Karaniwan ang # pin2 at # pin4 ay konektado sa mga pull-up resistor sa mode na ito ng operasyon.

Kapag ang # pin2 ay na-grounded para sa maikling tagal, ang output sa # pin3 napupunta mataas upang i-reset ang output, # pin4 ay pansamantalang igsi sa lupa, at pagkatapos ay ang output ay bumaba.

Hindi kinakailangan para sa isang capacitor ng tiyempo dito, ngunit ang pagkonekta ng isang kapasitor (0.01uF sa 0.1uF) sa buong # pin5 at ground ay inirerekumenda. # pin7 at # pin6 ay maaaring iwanang hindi konektado sa pagsasaayos na ito.

Narito ang isang simpleng bistable circuit:

Kapag ang set set ay nalulumbay ang output ay napupunta mataas at kapag ang reset button ay nalulumbay ang output napupunta sa mababang estado. Ang R1 at R2 ay maaaring 10k ohm, ang capacitor ay maaaring kahit saan sa pagitan ng tinukoy na halaga.

Monostable Mode:

Ang isa pang kapaki-pakinabang na aplikasyon ng timer ng IC 555 ay nasa anyo ng a isang-shot o monostable multivibrator circuit , tulad ng ipinakita sa pigura sa ibaba.

Sa sandaling ang signal ng pag-input ng pag-input ay naging negatibo, ang isang-shot mode ay naaktibo, na sanhi ng output pin 3 na maging mataas sa antas ng Vcc. Ang tagal ng panahon ng output na mataas na kundisyon ay maaaring kalkulahin sa pag-aakma ng pormula:

• T_mataas= 1.1 R_SAC

Tulad ng nakikita sa pigura, ang negatibong gilid ng input ay pinipilit ang kumpare 2 upang i-toggle ang flip-flop. Ang pagkilos na ito ay sanhi ng output sa pin 3 upang maging mataas.

Talagang sa prosesong ito ang capacitor C ay sisingilin patungo sa VCC sa pamamagitan ng risistor PALABAS . Habang ang singil ng capacitor, ang output ay gaganapin mataas sa antas ng Vcc.

Video Demo

Kapag ang boltahe sa kabuuan ng capacitor ay nakakakuha ng antas ng threshold ng 2 VCC / 3, ang kumparador 1 ay nagpapalitaw ng flip-flop, pinipilit ang output na baguhin ang estado at bumaba.

Kasunod nito ay binabalewala ang paglabas na mababa, na nagdudulot ng kapasitor na maalis at mapanatili sa paligid ng 0 V hanggang sa susunod na pag-trigger ng input.

Ipinapakita ng figure sa itaas ang buong pamamaraan kapag ang input ay na-trigger na mababa, na humahantong sa isang output waveform para sa isang monostable isang shot na aksyon ng IC 555.

Ang tiyempo ng output para sa mode na ito ay maaaring saklaw mula sa microseconds hanggang maraming segundo, pinapayagan ang operasyong ito na maging perpektong kapaki-pakinabang para sa isang hanay ng iba't ibang mga application.

Pinasimpleng Paliwanag para sa mga Newbie

Ang mga monostable o one-shot pulse generator ay malawakang ginagamit sa maraming mga elektronikong aplikasyon, kung saan kailangang ilipat ang isang circuit para sa paunang natukoy na oras pagkatapos ng isang pag-trigger. Ang lapad ng output pulse sa # pin3 ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng paggamit ng simpleng pormula na ito:

• T = 1.1RC

Kung saan

• Ang T ay ang oras sa Segundo
• Ang R ay paglaban sa ohm
• Ang C ay capacitance sa mga farad

Ang output pulse ay bumagsak kapag ang boltahe sa capacitor ay katumbas ng 2/3 ng Vcc. Ang input trigger sa pagitan ng dalawang pulso ay dapat na mas malaki kaysa sa pare-pareho sa oras ng RC.

Narito ang isang simpleng Monostable circuit:

Paglutas ng isang Praktikal na Monostable Application

Alamin ang panahon ng output waveform para sa halimbawa ng circuit na ipinakita sa ibaba kapag ito ay na-trigger ng isang negatibong gilid ng pulso.

Solusyon:

• T_mataas= 1.1 R_SAC = 1.1 (7.5 x 10³) (0.1 x 10^-6) = 0.825 ms

Paano Gumagana ang Astable Mode:

Sumangguni sa IC555 na astable circuit figure sa ibaba, ang Capacitor C ay sisingilin patungo sa VCC levelthrough ang dalawang resistors R_SAat R_B. Ang capacitor ay sisingilin hanggang umabot ito sa itaas ng 2 VCC / 3. Ang boltahe na ito ay nagiging boltahe ng threshold sa pin 6 ng IC. Nagpapatakbo ang boltahe na ito ng kumpare 1 upang ma-trigger ang flip-flop, na sanhi ng output sa pin 3 upang maging mababa.

Kasama nito, ang paglabas ng transistor ay nakabukas SA, na nagreresulta sa pin 7 output na naglalabas ng kapasitor sa pamamagitan ng risistor RB .

Ito ay sanhi ng pagbagsak ng boltahe sa loob ng capacitor hanggang sa wakas ay bumaba ito sa ibaba ng antas ng pag-trigger ( VCC / 3). Ang aksyon na ito ay agad na nagpapalitaw ng flip flop yugto ng IC, na naging sanhi ng paglabas ng IC na maging mataas, na PINAKA-OFF ang paglabas ng transistor. Ito ay nagbibigay-daan muli sa capacitor upang masingil sa pamamagitan ng resistors PALABAS at RB patungo sa VCC .

Ang mga agwat ng oras na responsable para sa pag-output ng mataas at mababa ay maaaring kalkulahin gamit ang mga relasyon

• T_mataas≈ 0.7 (R_SA+ R_B) C
• T_mababa≈ 0.7 R_B C

Ang kabuuang panahon ay

• T = panahon = T_mataas+ T_mababa

Video-tutorial

Pinasimpleng Paliwanag para sa mga Newbie

Ito ang pinaka-karaniwang ginagamit na mga disenyo ng multivibrator o AMV tulad ng sa mga oscillator, sirena, alarma , flasher atbp, at ito ang magiging isa sa aming unang circuit na ipinatupad para sa IC 555 bilang isang libangan (tandaan ang kahaliling blinker LED?).

Kapag ang IC555 ay naka-configure bilang astable multivibrator, nagbibigay ito ng tuloy-tuloy na hugis-parihaba na hugis na mga pulso sa # pin3.

Ang dalas ng dalas at pulso ay maaaring makontrol ng R1, R2 at C1. Ang R1 ay konektado sa pagitan ng Vcc at paglabas ng # pin7, ang R2 ay konektado sa pagitan ng # pin7 at # pin2 at pati na rin ng # pin6. Ang # pin6 at # pin2 ay pinaikling.

Ang capacitor ay konektado sa pagitan ng # pin2 at ground.

Ang dalas para sa Maaaring makalkula ang nakakagulat na multivibrator sa pamamagitan ng paggamit ng formula na ito:

• F = 1.44 / ((R1 + R2 * 2) * C1)

Kung saan,

• Ang F ay ang dalas sa Hertz
• Ang R1 at R2 ay resistors sa ohms
• Ang C1 ay kapasitor sa mga farad.

Ang mataas na oras para sa bawat pulso na ibinigay ng:

• Mataas = 0.693 (R1 + R2) * C

Ang mababang oras ay ibinibigay ng:

• Mababa = 0.693 * R2 * C

Ang lahat ng 'R' ay nasa ohm at ang 'C' ay nasa ohm.

Narito ang isang pangunahing astable multivibrator circuit:

Para sa 555 mga timer ng IC na may bipolar transistors, ang R1 na may mababang halaga ay dapat na iwasan upang ang output ay mananatiling puspos malapit sa boltahe sa lupa sa panahon ng proseso ng paglabas, kung hindi man ang 'mababang oras' ay hindi mapagkakatiwalaan at maaari naming makita ang mas maraming mga halaga para sa mababang oras ng praktikal kaysa sa kalkuladong halaga .

Paglutas ng isang Nakatutuwang Halimbawa ng Suliranin

Sa sumusunod na pigura hanapin ang dalas ng IC 555 at iguhit ang mga resulta ng output waveform.

Solusyon:

Ang mga imahe ng Waveform ay makikita sa ibaba:

IC 555 PWM Circuit gamit ang Diode

Kung nais mo ang output na mas mababa sa 50% na cycle ng tungkulin ibig sabihin mas maikli ang mataas na oras at mas mahaba ang mababang oras, ang isang diode ay maaaring konektado sa buong R2 na may katod sa panig ng capacitor. Tinatawag din itong PWM mode para sa 555 IC timer.

Maaari mo ring idisenyo ang a 555 PWM circuit na may variable cycle ng tungkulin dalawang diode tulad ng ipinakita sa itaas na pigura.

Ang circuit ng PWM IC 555 na gumagamit ng dalawang diode ay karaniwang isang astable circuit kung saan ang pagsingil at paglabas ng oras ng capacitor C1 ay bifurcated sa pamamagitan ng magkakahiwalay na mga channel gamit ang diode. Nagbibigay-daan ang pagbabago na ito sa gumagamit na ayusin ang mga ON / OFF na panahon ng IC nang magkahiwalay, at samakatuwid ay mabilis na makamit ang nais na rate ng PWM.

Kinakalkula ang PWM

Sa isang IC 555 circuit na gumagamit ng dalawang diode, ang formula para sa pagkalkula ng rate ng PWM ay maaaring makamit gamit ang sumusunod na formula:

T_mataas≈ 0.7 (Paglaban sa R1 + POT) C

Dito, ang pagtutol ng POT ay tumutukoy sa pagsasaayos ng potensyomiter, at ang antas ng paglaban ng partikular na bahagi ng palayok na kung saan naniningil ang capacitor C.

Sabihin nating ang palayok ay isang 5 K palayok, at nababagay ito sa antas ng 60/40, na gumagawa ng mga antas ng paglaban ng 3 K at 2 K. Pagkatapos depende sa aling bahagi ng paglaban ang singilin ang capacitor, ang halaga ay maaaring magamit sa itaas pormula

Kung ang pagsasaayos ng 3 K na bahagi ay naniningil sa capacitor, pagkatapos ay malulutas ang formula bilang:

T_mataas≈ 0.7 (R1 + 3000 Ω) C

Sa kabilang banda, kung ito ay 2 K na nasa panig ng pagsingil ng pagsasaayos ng palayok, kung gayon ang solusyon ay maaaring malutas bilang.

T_mataas≈ 0.7 (R1 + 2000 Ω) C

Mangyaring tandaan, sa parehong mga kaso ang C ay nasa Farad. Kaya dapat mo munang baguhin ang halaga ng microfarad sa iyong eskematiko sa Farad, para sa pagkuha ng tamang solusyon.

Mga Sanggunian: Stackexchange