NE555:n integroitu ajastinpiiri on todellinen läpimurto elektroniikassa. Sen loi vuonna 1972 Signeticsin Hans R. Camenzind. Keksintö ei ole menettänyt merkitystään tähän päivään asti. Laitteesta tuli myöhemmin kaksoisajastimien (IN556N) ja nelikellon (IN558N) perusta.
Epäilemättä elektroniikkainsinöörin aivotuonti antoi hänelle mahdollisuuden valloittaa merkittävän markkinaraon teknisten keksintöjen historiassa. Myynnissä tämä laite on ohittanut kaikki muut sen perustamisesta lähtien. Toisena olemassaolonsa vuonna 555-sirusta tuli eniten ostettu osa.
Johtajuus säilyi kaikkina seuraavina vuosina. 555-siru, jonka käyttö lisääntyi joka vuosi, myi erittäin hyvin. Esimerkiksi vuonna 2003 myytiin yli miljardi kappaletta. Itse yksikön kokoonpano ei ole muuttunut tänä aikana. Se on ollut olemassa yli 40 vuotta.
Laitteen ulkonäkö tuli yllätyksenä tekijälle itselleen. Kamenzind pyrki tekemään IP:stä joustavan käytössä,mutta että se olisi niin monipuolinen, hän ei odottanut. Aluksi sitä käytettiin ajastimena tai pulssigeneraattorina. 555-sirua, jonka käyttö on kasvanut nopeasti, käytetään nyt lasten leluista avaruusaluksiin.
Laite on kestävä, koska se on rakennettu kaksinapaisen tekniikan pohj alta, eikä sen käyttö avaruudessa vaadi mitään erikoista. Vain koetyöt suoritetaan erityisen tarkasti. Joten testattaessa NE 555 -piiriä luodaan yksittäisiä koemäärittelyjä useille sovelluksille. Piirien valmistuksessa ei ole eroja, mutta lähestymistavat lopulliseen ohjaukseen vaihtelevat huomattavasti.
Piirin ulkonäkö kotitalouselektroniikassa
Ensimmäinen maininta innovaatiosta radiotekniikan neuvostokirjallisuudessa ilmestyi vuonna 1975. Keksinnöstä julkaistiin artikkeli "Electronics" -lehdessä. Siru 555, jonka analogin neuvostoelektroniikkainsinöörit loivat viime vuosisadan 80-luvun lopulla, kutsuttiin kotimaan radioelektroniikassa nimellä KR1006VI1.
Tuotannossa tätä osaa käytettiin "Electronics BM12" -videonauhurien kokoonpanossa. Mutta tämä ei ollut ainoa analogi, koska monet valmistajat ympäri maailmaa loivat samanlaisen laitteen. Kaikissa laitteissa on standardi DIP8-paketti sekä pienikokoinen SOIC8-paketti.
Piirin tekniset tiedot
555-siru, jonka graafinen esitys esitetään alla, sisältää 20 transistoria. Laitteen lohkokaaviossaon 3 vastusta, joiden resistanssi on 5 kOhm. Tästä johtuu laitteen nimi "555".
Tuotteen tärkeimmät tekniset tiedot ovat:
- syöttöjännite 4,5-18V;
- maksimilähtövirta 200mA;
- energiankulutus on jopa 206 mA.
Jos katsot lähtöä, tämä on digitaalinen laite. Se voi olla kahdessa asennossa - matala (0 V) ja korkea (4,5 - 15 V). Virtalähteestä riippuen ilmaisin voi olla 18 V.
Mihin laite on tarkoitettu?
NE 555 -siru - yhtenäinen laite, jolla on laaja valikoima sovelluksia. Sitä käytetään usein erilaisten piirien kokoonpanossa, ja tämä vain tekee tuotteesta suositun. Tämän seurauksena kuluttajien kysyntä kasvaa. Tällainen maine aiheutti ajastimen hinnan laskun, mikä miellyttää monia mestareita.
Ajastimen sisäinen rakenne 555
Mikä tekee tästä laitteesta toimivan? Jokainen yksikön lähtö on kytketty piiriin, joka sisältää 20 transistoria, 2 diodia ja 15 vastusta.
Kaksoismallimuoto
On huomattava, että NE 555 (siru) tulee kaksoismuodossa nimeltä 556. Se sisältää kaksi ilmaista IC:tä.
555-ajastimessa on 8 nastaa ja 556:ssa 14 nastaa.
Laitetilat
555-piirissä on kolme toimintatilaa:
- 555-sirun monostabiili tila. Se toimii kuin yksisuuntainen yksisuuntainen tila. Operaation aikanamääritetyn pituinen pulssi lähetetään vastauksena liipaisutuloon, kun painiketta painetaan. Teho pysyy alhaisena, kunnes liipaisin kytketään päälle. Sieltä se sai myös nimen odottaa (monostable). Tämä toimintaperiaate pitää laitteen käyttämättömänä, kunnes se kytketään päälle. Tila sisältää ajastimia, kytkimiä, kosketuskytkimiä, taajuudenjakajia jne.
- Epävakaa tila on laitteen erillinen ominaisuus. Sen avulla piiri pysyy generaattoritilassa. Lähtöjännite on vaihteleva: joskus matala, joskus korkea. Tätä järjestelmää voidaan soveltaa, kun laite on asetettava ajoittaista nykimistä varten (yksikön lyhytaikainen päälle- ja poiskytkentä). Tilaa käytetään LED-lamppujen sytyttämiseen, kellon logiikan toimintoihin jne.
- Bistable-tila tai Schmidt-laukaisin. On selvää, että se toimii liipaisujärjestelmän mukaan kondensaattorin puuttuessa ja sillä on kaksi vakaata tilaa, korkea ja matala. Alhainen laukaisuarvo menee korkeaksi. Kun matala jännite vapautetaan, järjestelmä ryntää matalaan tilaan. Tätä järjestelmää sovelletaan rautateiden rakentamiseen.
Ajastinlähdöt 555
Generaattorisiru 555 sisältää kahdeksan nastaa:
- Pin 1 (maa). Se on kytketty virtalähteen negatiiviseen puolelle (piirin yhteinen johto).
- Lähtö 2 (liipaisu). Se syöttää korkeaa jännitettä jonkin aikaa (kaikki riippuu vastuksen ja kondensaattorin tehosta). Tämä kokoonpano on monostabiili. Johtopäätös 2ohjaa nastaa 6. Jos jännite molemmissa on alhainen, lähtö on korkea. Muuten, jos nasta 6 on korkea ja nasta 2 matala, ajastimen lähtö on matala.
- Pin 3 (lähtö). Lähdöt 3 ja 7 ovat samassa vaiheessa. Noin 2 V:n korkean jännitteen ja 0,5 V:n matalan jännitteen käyttäminen tuottaa jopa 200 mA.
- Pin 4 (nollaus). Tämän lähdön jännitesyöttö on alhainen ajastintilasta 555 huolimatta. Tahattomien nollausten välttämiseksi tämä lähtö tulee kytkeä positiiviselle puolelle käytön aikana.
- Johtopäätös 5 (kontrolli). Se avaa pääsyn vertailujännitteeseen. Tätä lähtöä ei käytetä venäläisessä elektroniikassa, mutta kun se on kytketty, voit saavuttaa laajan valikoiman ohjausvaihtoehtoja 555-laitteelle.
- Johtopäätös 6 (pysäytys). Sisältyy vertailijaan 1. Se on nastan 2 vastakohta, jota voidaan käyttää laitteen pysäyttämiseen. Tämä johtaa matalaan jännitteeseen. Tämä lähtö voi hyväksyä sini- ja neliöa altopulsseja.
- Pin 7 (numero). Se on kytketty transistorikollektoriin T6, ja jälkimmäisen emitteri on maadoitettu. Kun transistori on auki, kondensaattori purkautuu ennen kuin se sulkeutuu.
- Nasta 8 (positiivinen tehopuoli), joka on 4,5–18 V.
Lähdön käyttäminen
Lähtö 3 (lähtö) voi olla kahdessa tilassa:
- Digitaalilähdön kytkeminen suoraan toisen ohjaimen tuloon digitaalisesti. Digitaalilähtö voi ohjata muita laitteita muutamalla lisäkomponentilla(virtalähdejännite on 0 V).
- Jännitelukema toisessa tilassa on korkea (Vcc virtalähteessä).
Koneen ominaisuudet
- Kun Ulostulon jännite laskee, virta ohjataan laitteen läpi ja kytkee sen. Tämä on alasveto, kun virta otetaan Vcc:stä ja virtaa laitteen läpi 0V:iin.
- Kun ulostulo kasvaa, laitteen läpi kulkeva virta varmistaa sen sisällyttämisen. Tätä prosessia voidaan kutsua virran lähteeksi. Sähköä tuotetaan tässä tapauksessa ajastimesta ja se kulkee laitteen läpi 0 V:iin.
Lisäys ja vähentäminen voivat toimia yhdessä. Tällä tavalla laite kytketään päälle ja pois päältä vuorotellen. Tätä periaatetta voidaan soveltaa LED-lamppujen, releiden, moottoreiden ja sähkömagneettien toimintaan. Tämän ominaisuuden haittoja ovat se, että laite on kytkettävä ulostuloon eri tavoin, koska lähtö 3 voi toimia sekä kuluttajana että virtalähteenä 200 mA asti. Käytettävän virtalähteen tulee tuottaa riittävästi virtaa molemmille laitteille ja 555-ajastimelle.
LM555-siru
Microcircuit 555 Datasheet (LM555) sisältää laajan toiminnallisuuden.
Käytetään neliöa altogeneraattoreista, joissa on muuttuva käyttösuhde, ja releistä, joissa on vasteviive monimutkaisiin PWM-generaattoreiden kokoonpanoihin. Chip 555 pinout ja sisäinen rakenne näkyvät kuvassa.
Valaisimen tarkkuustaso on 1 % lasketusta indikaattorista,mikä on optimaalinen. Ympäröivän lämpötilan olosuhteet eivät vaikuta yksikköön, kuten NE 555 datasheet -siruun.
NE555-sirun analogit
Mikropiiri 555, jonka analogi Venäjällä oli nimeltään KR1006VI1, on integroitu laite.
Työlohkoista kannattaa nostaa esiin RS-kiikku (DD1), komparaattorit (DA1 ja DA2), push-pull-järjestelmään perustuva ulostulovahvistusaste, joka täydentää transistoria VT3. Jälkimmäisen tarkoituksena on nollata aika-asetuskondensaattori, kun yksikköä käytetään generaattorina. Liipaisin nollataan, kun looginen yksikkö (Jupit/2…Jupit) asetetaan tuloihin R.
Jos liipaisin nollataan, laitteen lähdössä (nasta 3) on matalan jännitteen ilmaisin (transistori VT2 on auki).
Järjestelmän ainutlaatuisuus 555
Laitteen toimintamallin perusteella on erittäin vaikea ymmärtää, mikä sen epätavallisuus on. Laitteen omaperäisyys piilee siinä, että siinä on erityinen laukaisuohjaus, eli se tuottaa ohjaussignaaleja. Niiden luominen tapahtuu komparaattoreissa DA1 ja DA2 (yhteen tuloista, johon referenssijännite on kytketty). Ohjaussignaalien generoimiseksi liipaisutuloissa (vertailulähdöissä) tulee saada korkeajännitesignaalit.
Kuinka käynnistät laitteen?
Ajastimen käynnistämiseksi lähtö 2 on kytkettävä 0 - 1/3 Jupiterista. Tämä signaali vaikuttaa liipaisuun, ja ulostulossa syntyy korkeajännitesignaali. Rajan ylittävä signaali ei aiheuta muutosta piirissä, koska vertailulaitteen vertailujännite on DA2 ja 1/3 Jupiter.
Voit pysäyttää ajastimen, kun liipaisin nollataan. Tätä varten lähdön 6 jännitteen on ylitettävä 2/3 Jupitista (vertailijan DA1 vertailujännite on 2/3 Jupit). Reset asettaa matalan jännitteen signaalin ja purkaa ajoituskondensaattorin.
Voit säätää vertailujännitettä kytkemällä lisävastuksen tai virtalähteen yksikön lähtöön.
Nopeusmittarin käämitys 555 sirulla
Autojen omistajien keskuudessa on viime aikoina tullut muotia kerata auton ajettu kilometrimäärä nopeusmittariin.
Monet ihmiset ihmettelevät, onko nopeusmittarin käämitys 555-mikropiiriin mahdollista?
Tämä toimenpide ei ole erityisen vaikea. Sen valmistukseen käytetään 555-mikropiiriä, joka voi toimia pulssilaskurina. Kaavan yksittäiset komponentit voidaan ottaa indikaattoreilla, jotka poikkeavat 10-15 % lasketuista arvoista.