Thông số 555. Vi mạch hẹn giờ NE555 thiết kế vô tuyến nghiệp dư

Mạch tích hợp điện tử là một nhánh của khoa học và công nghệ của chúng ta với khả năng còn lâu mới cạn kiệt. Rõ ràng, đây là những mầm non của trí tuệ nhân tạo tương tự đã được nói đến rất nhiều. Hơn nữa, nếu trí thông minh tự nhiên của chúng ta được xây dựng trên các yếu tố - tế bào thần kinh - có thể gọi là điện tử-hóa học, thì các mạch tích hợp do con người tạo ra không có trong tự nhiên. Đây là một phát minh thuần túy của tâm trí con người. Nó có được là kết quả của quá trình làm việc lâu dài để cải tiến những thiết bị điện thông thường nhất mà con người cần ngay sau khi phát hiện ra điện - công tắc, điện trở, tụ điện, thiết bị bán dẫn. Sự cải tiến vừa theo hướng tăng độ phức tạp của mạch vừa với mong muốn lắp một số lượng lớn các phần tử trong một khu vực hạn chế hoặc trong một khối lượng hạn chế. Và cũng để tạo ra từ tất cả các mạch nguyên thủy giống nhau một thứ gì đó phổ quát, lâu dài và đa năng.

Bộ hẹn giờ NE555

Lịch sử phát minh ra chiếc đồng hồ bấm giờ này cho thấy những kiệt tác thực sự không phải lúc nào cũng được tạo ra vào thời điểm tốt nhất cho các nhà phát minh, và thường ngay cả trong điều kiện hoàn toàn công nghệ thấp. Ở tuổi 33, Hans Camenzind có một giấc mơ ngoài công việc chính thức. Điều này không phải lúc nào cũng làm cấp trên hài lòng và anh ấy đã phải nghỉ việc. Ông đã nghĩ ra kiệt tác của mình khi đang ngồi trong gara vào năm 1971, và một năm sau, chiếc vi mạch tám chân nhanh chóng được đưa vào sản xuất và bán ra thị trường. Kế hoạch này rất đơn giản và hóa ra lại hữu ích. Có lẽ cái tên, thực sự không thể giải thích được, cũng đóng một vai trò quan trọng trong sự thành công: tại sao NE - từ tên của công ty Signetics? Tại sao lại là 555 - bởi vì họ thích số năm? Hẹn giờ? - vâng, nhưng không giống những người bình thường. Những cái luôn luôn tích tắc không ngừng theo xung, nhưng cái này có thể đưa ra một khoảng thời gian rất chính xác, không phải tính bằng micro giây quen thuộc trong công nghệ xung, mà là một khoảng khá đáng chú ý: lấy và bật bóng đèn trong vài giây .

Mạch điện, như thường lệ xảy ra với tất cả các thiết kế khéo léo, hóa ra là sự giao thoa của hai kỹ thuật: xung và analog.

Bộ khuếch đại hoạt động tương tự - khuếch đại tín hiệu đến tiêu chuẩn mong muốn (2 ở đầu vào (bộ so sánh hai ngưỡng) và 1 ở đầu ra). Và ở giữa có một bộ kích hoạt xung RS, vừa có thể tạo xung (bộ dao động đa năng) vừa tạo ra một xung có độ dài nhất định (một lần).

Và mọi thứ đều được điều chỉnh rất dễ dàng - trên thực tế, bằng tỷ lệ các tham số của hai điện trở và một điện dung được kết nối với vi mạch ở đầu vào, cũng như bằng cách cung cấp các tín hiệu khác cho đầu vào.

Rõ ràng, mạch điện có một số tỷ lệ thành công khó nắm bắt về tính dễ điều khiển và tính đơn giản của thiết kế, kết hợp với sự đa dạng hoạt động bất ngờ của các phần tử, đã khiến nó trở nên phổ biến trong nhiều năm. Bởi vì các đặc tính được liệt kê, do đó, dẫn đến chi phí rất thấp và khả năng ứng dụng trong các chương trình khác nhau - cả hàng tiêu dùng và hàng chuyên nghiệp. Chúng rất tốt để sử dụng trong đồ chơi trẻ em, rơle thời gian, ổ khóa kết hợp và tàu vũ trụ. Và doanh số hàng năm vẫn lên tới hàng tỷ chiếc trên toàn thế giới. Hơn nữa, trong toàn bộ thời gian, kế hoạch này hầu như không có thay đổi nào. Vì lý do gì mà từ “tiến hóa” ở hình trên được đặt trong dấu ngoặc kép? Bộ định thời 555 được nhiều hãng trên thế giới sản xuất. Các chất tương tự trong nước của NE555 cũng được biết đến - vi mạch KR1006VI1 và phiên bản CMOS KR1441VI1 của nó.

Sơ đồ chức năng và mô tả của thiết bị

Về mặt chức năng, bộ đếm thời gian bao gồm 5 thành phần. Mạch có nhiều chân hơn các khối bên trong, điều này cho thấy khả năng linh hoạt khi đưa vào các giải pháp mạch khác nhau liên quan đến vi mạch này.

Bộ chia điện áp bên trong đầu vào đặt điện áp tham chiếu cho hai bộ so sánh - trên và dưới. Flip-flop RS nhận tín hiệu của chúng và tạo ra tín hiệu đầu ra, tín hiệu này được gửi đến bộ khuếch đại công suất. Ngoài ra còn có một bóng bán dẫn bổ sung với bộ thu bên ngoài, được sử dụng để kết nối chuỗi thời gian bên ngoài.

Các chân của mạch được đặt theo cùng một cách, bất kể thiết kế của vi mạch như thế nào

Mô tả các chân mạch

Bảng dữ liệu bên dưới chứa các chân và tín hiệu cung cấp cho chúng, từ đó hoạt động của vi mạch trở nên rõ ràng hơn một chút. Mặc dù rất nhiều phụ thuộc vào kết nối của nó.

Ứng dụng: tùy chọn kết nối cho NE555 (hoặc tương tự NE555)

Một Châu

Điện dung C và điện trở R thiết lập khoảng thời gian xung t do mạch tạo ra để đáp ứng với tín hiệu ở đầu vào Đầu vào (chân 2). Điện áp cung cấp không ảnh hưởng đến thời lượng mà ảnh hưởng đến biên độ của tín hiệu đầu ra. Khi một xung được phát ra, mạch không nhận thấy sự thay đổi trong tín hiệu đầu vào. Sau một thời gian t, mạch tạo ra xung giảm của tín hiệu đầu ra và trở về trạng thái ban đầu, sau đó nó sẵn sàng phản hồi lại tín hiệu đầu vào. Do đó, nó có thể làm nổi bật các cụm thông tin (mức thấp) trên nền nhiễu, vì tín hiệu đầu vào nói chung là tín hiệu tương tự. Có thể hoạt động như một mạch chống nảy.

Bộ tạo xung (bộ đa hài)

Bộ đa năng không cần áp dụng bất kỳ tín hiệu nào vào đầu vào; nó bắt đầu hoạt động ngay sau khi bật nguồn.

Tụ điện C, được phóng điện lúc đầu, đặt đầu vào ở mức thấp, khiến bộ đếm thời gian hoạt động, tạo ra điện thế cao ở đầu ra. Thời lượng của nó được xác định bằng cách nạp tụ điện C qua điện trở R1 và R2. Tiếp theo, C được xả qua R2 và đầu vào 7, xác định khoảng thời gian tạm dừng trên bộ hẹn giờ. Sau đó, mọi thứ được lặp lại và đầu ra tạo ra các xung có biên độ được xác định bởi điện áp cung cấp và khoảng thời gian t 1 và t 2, nghĩa là tần số f

và chu kỳ nhiệm vụ S = T/t 1. Chu kỳ hoạt động trong kết nối đơn giản nhất này không thể nhiều hơn 2, vì thời gian xung t1 luôn > thời gian tạm dừng t2.

Tiếp tục xem xét hẹn giờ 555. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét các ví dụ về ứng dụng thực tế của vi mạch này. Các đánh giá lý thuyết có thể được đọc.

Ví dụ số 1 - Báo động bóng tối.

Mạch phát ra tiếng bíp khi màn đêm buông xuống. Trong khi điện trở quang được chiếu sáng, chân số 4 được đặt ở mức thấp, có nghĩa là NE555 ở chế độ đặt lại. Nhưng ngay khi ánh sáng giảm xuống, điện trở của quang điện trở sẽ tăng lên và mức cao xuất hiện ở chân số 4, kết quả là bộ hẹn giờ khởi động và phát ra tín hiệu âm thanh.

Ví dụ số 2 - Mô-đun báo động.

Sơ đồ thể hiện một trong các mô-đun báo động ô tô, phát ra tín hiệu khi góc nghiêng của xe thay đổi. Một công tắc thủy ngân được sử dụng làm cảm biến. Ở trạng thái ban đầu, cảm biến không được đóng và đầu ra NE555 được đặt ở mức thấp. Khi góc nghiêng của ô tô thay đổi, một giọt thủy ngân sẽ đóng các tiếp điểm và mức thấp ở chân số 2 sẽ khởi động bộ hẹn giờ.

Kết quả là, mức cao xuất hiện ở đầu ra, điều khiển một số bộ truyền động. Ngay cả sau khi các điểm tiếp xúc cảm biến mở, bộ hẹn giờ vẫn hoạt động. Bạn có thể tắt nó bằng cách dừng bộ hẹn giờ bằng cách áp mức thấp vào chân số 4. C1 là tụ gốm có công suất 0,1 µF ().

Ví dụ #3 - Máy đếm nhịp.

Máy đếm nhịp là một thiết bị được các nhạc sĩ sử dụng. Nó đếm nhịp điệu cần thiết, có thể được điều chỉnh bằng một điện trở thay đổi. Mạch được xây dựng theo mạch của máy phát xung hình chữ nhật. Tần số của máy đếm nhịp được xác định bởi mạch RC.

Ví dụ #4 - Hẹn giờ.

Hẹn giờ trong 10 phút. Bộ hẹn giờ được bật bằng cách nhấn nút “Bắt đầu” và đèn LED HL1 sáng lên. Sau khi khoảng thời gian đã chọn trôi qua, đèn LED HL2 sẽ sáng lên. Sử dụng một điện trở thay đổi, bạn có thể điều chỉnh khoảng thời gian.

Ví dụ số 5 - Kích hoạt Schmitt trên bộ đếm thời gian 555.

Đây là một kế hoạch rất đơn giản nhưng hiệu quả. Mạch cho phép, bằng cách áp dụng tín hiệu tương tự nhiễu vào đầu vào, thu được tín hiệu hình chữ nhật thuần túy ở đầu ra

Mọi người vô tuyến nghiệp dư đều đã gặp phải chip NE555 hơn một lần. Chiếc đồng hồ bấm giờ tám chân nhỏ bé này đã trở nên vô cùng phổ biến nhờ chức năng, tính thiết thực và dễ sử dụng. Trên bộ định thời 555, bạn có thể lắp ráp các mạch có mức độ phức tạp khác nhau: từ bộ kích hoạt Schmitt đơn giản, chỉ với một vài phần tử, đến khóa kết hợp nhiều giai đoạn sử dụng một số lượng lớn các thành phần bổ sung.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét kỹ hơn về vi mạch NE555, mặc dù đã cũ nhưng vẫn được yêu cầu. Điều đáng chú ý là nhu cầu này chủ yếu là do việc sử dụng IC trong mạch điện sử dụng đèn LED.

Mô tả và phạm vi

NE555 là sự phát triển của công ty Signetics của Mỹ, công ty có các chuyên gia đã không bỏ cuộc trong cuộc khủng hoảng kinh tế và đã có thể hiện thực hóa các tác phẩm của Hans Camenzind. Chính ông, vào năm 1970, đã chứng minh được tầm quan trọng của phát minh của mình, phát minh mà vào thời điểm đó không có chất tương tự. IC NE555 có mật độ lắp đặt cao với chi phí thấp, khiến nó có được vị thế đặc biệt.

Sau đó, các nhà sản xuất cạnh tranh trên khắp thế giới bắt đầu sao chép nó. Đây là cách KR1006VI1 nội địa xuất hiện, vẫn là duy nhất trong dòng này. Thực tế là trong KR1006VI1, đầu vào dừng (6) được ưu tiên hơn đầu vào bắt đầu (2). Các sản phẩm tương tự được nhập khẩu từ các công ty khác không có tính năng này. Thực tế này cần được tính đến khi phát triển các mạch sử dụng tích cực hai đầu vào.

Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, mức độ ưu tiên không ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị. Để giảm mức tiêu thụ điện năng, vào những năm 70 của thế kỷ trước, việc sản xuất bộ hẹn giờ dòng CMOS đã được đưa ra. Ở Nga, vi mạch bán dẫn hiệu ứng trường được đặt tên là KR1441VI1.

Bộ định thời 555 đã tìm thấy ứng dụng lớn nhất của nó trong việc xây dựng mạch máy phát điện và rơle thời gian với khả năng trễ từ micro giây đến vài giờ. Trong các thiết bị phức tạp hơn, nó thực hiện các chức năng loại bỏ hiện tượng nảy tiếp xúc, xung điện, khôi phục tín hiệu số, v.v.

Tính năng và nhược điểm

Một tính năng đặc biệt của bộ hẹn giờ là bộ chia điện áp bên trong, đặt ngưỡng trên và dưới cố định cho hai bộ so sánh. Do không thể loại bỏ bộ chia điện áp và không thể kiểm soát được điện áp ngưỡng nên phạm vi ứng dụng của NE555 bị thu hẹp.

Bộ định thời được lắp ráp trên bóng bán dẫn CMOS không có những nhược điểm này và không cần lắp đặt tụ điện bên ngoài.

Các thông số chính của IC dòng 555

Các bộ phận bên trong NE555 bao gồm năm khối chức năng, có thể được nhìn thấy trong sơ đồ logic. Ở đầu vào có một bộ chia điện áp điện trở, tạo ra hai điện áp tham chiếu cho các bộ so sánh chính xác. Các tiếp điểm đầu ra của bộ so sánh đi đến khối tiếp theo - flip-flop RS có chân đặt lại bên ngoài, sau đó đến bộ khuếch đại công suất. Nút cuối cùng là một bóng bán dẫn thu hở, có thể thực hiện một số chức năng, tùy thuộc vào nhiệm vụ hiện tại.

Điện áp cung cấp khuyến nghị cho các loại IC NA, NE, SA nằm trong khoảng từ 4,5 đến 16 volt và đối với SE có thể đạt tới 18V. Trong trường hợp này, mức tiêu thụ hiện tại ở mức Upit tối thiểu là 2–5 mA, ở mức Upit tối đa – 10–15 mA. Một số IC dòng 555 CMOS tiêu thụ ít hơn 1 mA. Dòng điện đầu ra cao nhất của vi mạch nhập khẩu có thể đạt giá trị 200 mA. Đối với KR1006VI1, nó không cao hơn 100 mA.

Chất lượng xây dựng và nhà sản xuất ảnh hưởng lớn đến điều kiện hoạt động của bộ hẹn giờ. Ví dụ: phạm vi nhiệt độ hoạt động của NE555 là từ 0 đến 70°C và SE555 từ -55 đến +125°C, điều quan trọng cần biết khi thiết kế thiết bị hoạt động trong môi trường mở. Bạn có thể làm quen với các thông số điện chi tiết hơn và tìm hiểu các giá trị điển hình của điện áp và dòng điện ở các đầu vào CONT, RESET, THRES và TRIG trong biểu dữ liệu trên IC dòng XX555.

Vị trí và phân bổ các chân

NE555 và các thiết bị tương tự của nó chủ yếu có sẵn ở dạng gói PDIP8, TSSOP hoặc SOIC tám chân. Sự sắp xếp sơ đồ chân, bất kể vỏ, là tiêu chuẩn. Ký hiệu đồ họa mang tính biểu tượng của bộ hẹn giờ là một hình chữ nhật có dòng chữ G1 (đối với bộ tạo xung đơn) và GN (đối với bộ dao động đa năng).

1. Chung (GND). Kết luận đầu tiên liên quan đến chìa khóa. Kết nối với nguồn điện âm của thiết bị.
2. Trình kích hoạt (TRIG). Việc áp dụng xung mức thấp vào đầu vào của bộ so sánh thứ hai sẽ dẫn đến sự khởi động và xuất hiện ở đầu ra của tín hiệu mức cao, thời lượng của xung này phụ thuộc vào đánh giá của các phần tử bên ngoài R và C. Các biến thể có thể có của đầu vào tín hiệu được ghi trong phần “Montistrator”.
3. Đầu ra (OUT). Mức cao của tín hiệu đầu ra là (Upit-1.5V) và mức thấp là khoảng 0,25V. Quá trình chuyển đổi mất khoảng 0,1 µs.
4. Đặt lại (ĐẶT LẠI). Đầu vào này có mức ưu tiên cao nhất và có khả năng điều khiển hoạt động của bộ hẹn giờ bất kể điện áp trên các chân khác. Để cho phép khởi động, cần phải có điện thế lớn hơn 0,7 volt trên nó. Vì lý do này, nó được kết nối thông qua một điện trở với nguồn điện của mạch. Sự xuất hiện của xung dưới 0,7 volt sẽ cấm hoạt động của NE555.
5. Kiểm soát (CTRL). Như có thể thấy từ cấu trúc bên trong của IC, nó được kết nối trực tiếp với bộ chia điện áp và trong trường hợp không có ảnh hưởng bên ngoài, sẽ tạo ra 2/3 Upit. Bằng cách áp dụng tín hiệu điều khiển cho CTRL, có thể thu được tín hiệu đã điều chế ở đầu ra. Trong các mạch đơn giản, nó được nối với một tụ điện bên ngoài.
6. Dừng lại (THR). Đây là đầu vào của bộ so sánh đầu tiên, khi xuất hiện điện áp vượt quá 2/3 Upit sẽ dừng hoạt động của bộ kích hoạt và chuyển đầu ra bộ hẹn giờ về mức thấp. Trong trường hợp này, sẽ không có tín hiệu kích hoạt ở chân 2, vì TRIG có mức ưu tiên hơn THR (ngoại trừ KR1006VI1).
7. Xả (DIS). Được kết nối trực tiếp với bóng bán dẫn bên trong, được kết nối theo mạch thu chung. Thông thường, một tụ điện định thời được kết nối với điểm nối bộ thu-bộ phát, nó sẽ phóng điện khi bóng bán dẫn ở trạng thái mở. Ít được sử dụng hơn để tăng khả năng tải của bộ hẹn giờ.
8. Nguồn điện (VCC). Kết nối với cực dương của nguồn điện 4,5–16V.

NE555 Chế độ hoạt động

Bộ định thời dòng 555 hoạt động ở một trong ba chế độ; hãy xem xét chúng chi tiết hơn bằng cách sử dụng chip NE555 làm ví dụ.

Một Châu

Sơ đồ mạch của bộ điều chỉnh đơn được thể hiện trong hình. Để tạo thành các xung đơn, ngoài vi mạch NE555, bạn sẽ cần một điện trở và một tụ điện phân cực. Đề án hoạt động như sau. Một xung mức thấp duy nhất được đưa vào đầu vào bộ hẹn giờ (2), làm cho vi mạch chuyển đổi và mức tín hiệu cao xuất hiện ở đầu ra (3). Thời lượng của tín hiệu được tính bằng giây bằng công thức:

Sau một thời gian xác định (t), tín hiệu mức thấp được tạo ra ở đầu ra (trạng thái ban đầu). Theo mặc định, chân 4 được kết hợp với chân 8, nghĩa là nó có tiềm năng cao.

Khi phát triển các kế hoạch, bạn cần tính đến 2 sắc thái:

1. Điện áp nguồn không ảnh hưởng đến thời lượng của xung. Điện áp nguồn càng cao thì tốc độ sạc của tụ điện định thời càng cao và biên độ của tín hiệu đầu ra càng lớn.
2. Một xung bổ sung, có thể được cấp vào đầu vào sau xung chính, sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động của bộ hẹn giờ cho đến khi hết thời gian t.

Hoạt động của bộ tạo xung đơn có thể bị ảnh hưởng từ bên ngoài theo hai cách:

• gửi tín hiệu mức thấp tới Reset, tín hiệu này sẽ đưa bộ hẹn giờ về trạng thái ban đầu;
• Miễn là đầu vào 2 nhận được tín hiệu ở mức thấp thì đầu ra sẽ vẫn ở mức cao.

Do đó, bằng cách sử dụng các tín hiệu đơn ở đầu vào và các tham số của chuỗi định thời, có thể thu được các xung hình chữ nhật với thời lượng được xác định rõ ràng ở đầu ra.

Bộ đa rung

Bộ dao động đa năng là một máy tạo các xung hình chữ nhật tuần hoàn có biên độ, thời gian hoặc tần số nhất định, tùy thuộc vào nhiệm vụ. Sự khác biệt của nó so với máy rung đơn là không có nhiễu bên ngoài đối với hoạt động bình thường của thiết bị. Sơ đồ nguyên lý của bộ dao động đa năng dựa trên NE555 được thể hiện trong hình.

Các điện trở R1, R2 và tụ điện C1 tham gia hình thành các xung lặp. Thời gian xung (t 1), thời gian tạm dừng (t 2), chu kỳ (T) và tần số (f) được tính bằng các công thức dưới đây: Từ các công thức này, dễ dàng nhận thấy rằng thời gian tạm dừng không thể vượt quá thời gian xung, nghĩa là sẽ không thể đạt được chu kỳ nhiệm vụ (S=T/t 1) lớn hơn 2 đơn vị. Để giải quyết vấn đề, một diode được thêm vào mạch, cực âm của nó được nối với chân 6 và cực dương được nối với chân 7.

Trong biểu dữ liệu dành cho vi mạch, chúng thường hoạt động theo nghịch đảo của chu kỳ nhiệm vụ - Chu kỳ nhiệm vụ (D=1/S), được hiển thị dưới dạng phần trăm.

Đề án hoạt động như sau. Tại thời điểm cấp nguồn, tụ điện C 1 được phóng điện, khiến đầu ra bộ định thời chuyển sang trạng thái mức cao. Sau đó C 1 bắt đầu sạc, tăng công suất lên giá trị ngưỡng trên là 2/3 U PIT. Khi đạt đến ngưỡng, IC chuyển mạch và mức tín hiệu thấp xuất hiện ở đầu ra. Quá trình phóng điện của tụ điện bắt đầu (t 1), tiếp tục cho đến khi giá trị ngưỡng dưới 1/3 U PIT. Khi đạt đến mức này, quá trình chuyển đổi ngược lại xảy ra và đầu ra của bộ hẹn giờ được đặt ở mức tín hiệu cao. Kết quả là mạch chuyển sang chế độ tự dao động.

Bộ kích hoạt Schmitt chính xác với bộ kích hoạt RS

Bộ hẹn giờ NE555 có bộ so sánh hai ngưỡng và flip-flop RS được tích hợp trong đó, cho phép bạn triển khai bộ kích hoạt Schmitt chính xác bằng flip-flop RS trong phần cứng. Điện áp đầu vào được bộ so sánh chia thành ba phần, khi đạt đến từng phần đó, lần chuyển đổi tiếp theo sẽ xảy ra. Trong trường hợp này, giá trị độ trễ (chuyển mạch ngược) bằng 1/3 U PIT. Khả năng sử dụng NE555 làm bộ kích hoạt chính xác là nhu cầu trong việc xây dựng các hệ thống điều khiển tự động.

3 mạch phổ biến nhất dựa trên NE555

Một Châu

Một phiên bản thực tế của mạch TTL NE555 một lần được hiển thị trong hình. Mạch được cấp nguồn bằng điện áp đơn cực từ 5 đến 15V. Các yếu tố định thời ở đây là: điện trở R 1 - 200 kOhm-0,125 W và tụ điện C 1 - 4,7 μF-16V. R 2 duy trì điện thế cao ở đầu vào cho đến khi một số thiết bị bên ngoài đặt lại nó về mức thấp (ví dụ: công tắc bóng bán dẫn). Tụ điện C 2 bảo vệ mạch khỏi dòng điện chạy qua trong thời điểm chuyển mạch.

Kích hoạt một lần xảy ra tại thời điểm ngắn mạch chạm đất của tiếp điểm đầu vào. Trong trường hợp này, mức cao với thời lượng:

t=1,1*R 1 *C 1 =1,1*200000*0,0000047=1,03 giây.

Do đó, mạch này tạo ra độ trễ của tín hiệu đầu ra so với tín hiệu đầu vào trong 1 giây.

Đèn LED nhấp nháy trên bộ rung đa năng

Dựa trên mạch đa hài được thảo luận ở trên, bạn có thể lắp ráp một đèn flash LED đơn giản. Để làm điều này, một đèn LED được kết nối nối tiếp với đầu ra của bộ hẹn giờ bằng một điện trở. Giá trị điện trở được tìm bằng công thức:

R=(U OUT -U LED)/I LED ,

U OUT – giá trị điện áp biên độ ở chân 3 của bộ định thời.

Số lượng đèn LED được kết nối tùy thuộc vào loại chip NE555 được sử dụng và khả năng tải của nó (CMOS hoặc TTL). Nếu cần nhấp nháy đèn LED có công suất lớn hơn 0,5 W thì mạch được bổ sung một bóng bán dẫn, tải của nó sẽ là đèn LED.

Rơle thời gian

Mạch của bộ hẹn giờ có thể điều chỉnh (rơle thời gian điện tử) được thể hiện trong hình.
Với sự trợ giúp của nó, bạn có thể đặt thủ công thời lượng của tín hiệu đầu ra từ 1 đến 25 giây. Để thực hiện việc này, hãy lắp một điện trở thay đổi có giá trị danh định là 250 kOhm nối tiếp với điện trở không đổi là 10 kOhm. Điện dung của tụ điện định thời được tăng lên 100 μF.

Đề án hoạt động như sau. Ở trạng thái ban đầu, chân 2 ở mức cao (từ nguồn điện) và chân 3 ở mức thấp. Transistor VT1, VT2 đóng. Tại thời điểm một xung dương được đưa vào đế VT1, dòng điện chạy qua mạch (dây chung Vcc-R2-collector-emitter-common). VT1 mở và đặt NE555 vào chế độ định giờ. Đồng thời, ở đầu ra của IC xuất hiện một xung dương làm mở VT2. Kết quả là dòng điện phát VT2 làm cho rơle hoạt động. Người dùng có thể gián đoạn tác vụ bất cứ lúc nào bằng cách rút ngắn RESET xuống đất trong thời gian ngắn.

Các bóng bán dẫn SS8050 hiển thị trong sơ đồ có thể được thay thế bằng KT3102.

Không thể xem lại tất cả các mạch dựa trên NE555 phổ biến trong một bài viết. Vì mục đích này, có toàn bộ bộ sưu tập chứa đựng những phát triển thực tế trong toàn bộ thời gian tồn tại của bộ đếm thời gian. Chúng tôi hy vọng rằng thông tin được cung cấp sẽ đóng vai trò là hướng dẫn trong quá trình lắp ráp các mạch, bao gồm cả tải của đèn LED.

Đọc thêm

Chip NE555 là một mạch tích hợp tương tự là một bộ đếm thời gian phổ quát, nghĩa là một thiết bị được thiết kế để tạo (tạo) các xung đơn hoặc lặp lại với các đặc tính ổn định theo thời gian. Vi mạch NE555 được sử dụng rộng rãi trong các công nghệ chế tạo rơle thời gian, máy phát điện, bộ điều biến, thiết bị ngưỡng và các bộ phận chức năng khác của thiết bị điện tử. Dựa trên vi mạch này, các thiết bị điều khiển độ rộng xung, thiết bị khôi phục tín hiệu số bị méo, bộ chuyển đổi điện áp xung, v.v. đã được chế tạo.
Con chip này được Signetics phát hành lần đầu tiên vào năm 1971. Phiên bản kép của NE555 được sản xuất với ký hiệu 556 và phiên bản quad - 558.

Cấu trúc liên kết chip NE555 bao gồm 2 điốt, 23 bóng bán dẫn và 16 điện trở. Dòng điện ra của vi mạch là 200 mA, trong khi mức tiêu thụ hiện tại của nó chỉ là 3 mA hơn. Vi mạch được cấp nguồn bằng điện áp trong khoảng từ 4,5 đến 18 volt. Tuy nhiên, độ chính xác của bộ định thời NE555 không bị ảnh hưởng bởi việc thay đổi điện áp nguồn. Sai số chỉ khoảng 1% giá trị tính toán.

Sơ đồ khối của chip NE555

Phân bổ chân của chip NE555

Các chế độ hoạt động của chip NE555

Máy phát điện đơn ổn

Tín hiệu đầu vào mức thấp ở đầu vào INPUT (chân 2) sẽ chuyển bộ hẹn giờ vi mạch sang chế độ đếm thời gian, trong khi mức tín hiệu cao được quan sát thấy ở đầu ra của vi mạch (OUTPUT - chân 3). Vị trí hẹn giờ này tồn tại trong một khoảng thời gian xác định, bằng t=1,1*R*C. Tiếp theo, bộ hẹn giờ trở về trạng thái ổn định, xác định mức tín hiệu thấp ở đầu ra của vi mạch (OUTPUT - chân 3).

Bộ dao động ổn định

Điện áp ở đầu ra của vi mạch (OUTPUT – chân 3) thay đổi định kỳ. Do đó, tín hiệu ở dạng uốn khúc được quan sát ở đầu ra của vi mạch, tín hiệu này có thể được mô tả bằng các phương trình sau:
Thời lượng cấp cao: t1 = ln2*(R1+R2)*C = 0,693*(R1+R2)*C
Thời lượng cấp độ thấp: t2=ln2*R2*C2 = 0,693*R2*C2
Giai đoạn: T=ln2*(R1+2*R2)*C = 0,693*(R1+2*R2)*C
Tính thường xuyên: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C)

Bài viết này dành riêng cho một con chip vẫn phổ biến trong hơn 30 năm và có nhiều bản sao. Gặp gỡ bộ đếm thời gian NE555 (còn gọi là LM555, LC555, SE555, HA555, v.v.)
nhiều loại khác, thậm chí còn có loại tương tự của Liên Xô - KR1006VI1). Sự phổ biến của vi mạch này được đảm bảo bởi tính đơn giản, chi phí thấp, dải điện áp cung cấp rộng (4,5-18V), độ chính xác và ổn định cao (độ lệch nhiệt độ 0,005% / o C, độ lệch so với điện áp cung cấp - dưới 0,1% / Volt) và Tất nhiên, điều quan trọng nhất là khả năng ứng dụng rộng rãi nhất có thể.

Nhưng điều đầu tiên trước tiên. Hãy bắt đầu với cách hoạt động của vi mạch này.

Vì vậy, sơ đồ chức năng của bộ hẹn giờ được hiển thị trong Hình 1.

Chân:

1. GND- dây nối đất/dây chung.

2. Cò súng- đảo ngược đầu vào của bộ so sánh chịu trách nhiệm thiết lập kích hoạt. Khi điện áp trên chân này nhỏ hơn 1/3 Vcc (nghĩa là nhỏ hơn điện áp ở đầu vào không đảo của bộ so sánh), thì logic 1 sẽ được gửi đến đầu vào SET của flip-flop. không có tín hiệu reset ở đầu vào Reset, thì trigger sẽ được cài đặt (ở đầu ra của nó sẽ xuất hiện logic 0, vì đầu ra bị đảo ngược).

3. đầu ra- đầu ra hẹn giờ. Tại chân này có tín hiệu đảo ngược từ đầu ra trigger, tức là khi trigger được vặn (ở đầu ra là 0) thì chân Output ở mức cao, khi reset trigger thì chân này ở mức thấp.

4. Cài lại- cài lại. Nếu đầu vào này được kéo xuống mức thấp, flip-flop sẽ được đặt lại (đầu ra của nó được đặt thành 1 và đầu ra của bộ định thời được đặt ở mức thấp).

5. Điều khiển- kiểm soát/quản lý. Chân này cho phép bạn thay đổi ngưỡng của bộ so sánh điều khiển việc đặt lại bộ kích hoạt. Nếu chân 5 không được sử dụng thì ngưỡng này được xác định bởi bộ chia điện áp bên trong trên các điện trở và bằng 2/3 Vcc. Ví dụ, chân Điều khiển có thể được sử dụng để cung cấp phản hồi dòng điện hoặc điện áp (tôi sẽ nói về vấn đề này sau).

6. Ngưỡng- ngưỡng. Khi điện áp ở chân này cao hơn ngưỡng (như bạn nhớ, khi chân 5 không được sử dụng, bằng 2/3 Vcc), bộ kích hoạt sẽ được đặt lại và đầu ra bộ hẹn giờ được đặt ở mức thấp.

7. Phóng điện- thứ hạng. Bộ định thời 555 có một bóng bán dẫn thu hở ở đầu ra này. Khi kích hoạt được thiết lập lại, bóng bán dẫn này mở và đầu ra 7 ở mức thấp, khi cài đặt kích hoạt, bóng bán dẫn đóng và chân 7 ở trạng thái Z. (Tại sao chân này được gọi là “xả” bạn sẽ sớm hiểu thôi.)

8. vcc- Cung cấp hiệu điện thế.

Tiếp theo, chúng ta hãy xem ý tưởng chính của việc sử dụng bộ đếm thời gian này là gì. Để thực hiện điều này, chúng tôi sẽ thêm một số phần tử cắt bên ngoài vào sơ đồ của mình (xem Hình 2). Hiện tại, chúng tôi sẽ không sử dụng chân thứ 4 và thứ 5, vì vậy chúng tôi sẽ giả sử rằng chân thứ 4 được đóng đinh vào điện áp nguồn và chân thứ 5 chỉ đơn giản là lơ lửng trong không khí (dù sao thì cũng sẽ không có chuyện gì xảy ra với nó).

Vì vậy, bước đầu chúng ta hãy có phong độ cao ở trận lượt về. Sau khi bật, trigger của chúng ta được reset, ngõ ra trigger ở mức cao, ngõ ra của bộ định thời ở mức thấp và chân thứ 7 cũng ở mức thấp (transistor bên trong vi mạch mở).

Để bộ kích hoạt chuyển đổi, cần phải áp dụng mức dưới 1/3 Vcc cho chặng thứ hai (khi đó bộ so sánh sẽ chuyển đổi và tạo ra mức cao ở đầu vào Set của bộ kích hoạt của chúng tôi). Miễn là mức ở chặng thứ 2 vẫn trên 1/3 Vcc, bộ đếm thời gian của chúng ta ở trạng thái ổn định và không xảy ra hiện tượng chuyển mạch.

Chà, hãy áp dụng ngắn gọn mức độ thấp cho chặng thứ 2 (rút ngắn nó xuống đất, thế thôi) và xem điều gì sẽ xảy ra.

Ngay khi mức ở chặng thứ 2 giảm xuống dưới 1/3 Vcc, bộ so sánh được kết nối với đầu vào cài đặt của bộ kích hoạt (S) sẽ hoạt động, theo đó, sẽ khiến bộ kích hoạt được đặt.

Đầu ra kích hoạt sẽ về 0 (vì đầu ra kích hoạt bị đảo ngược), trong khi đầu ra bộ đếm thời gian (chân thứ 3) sẽ lên cao. Ngoài ra, bóng bán dẫn ở chân thứ 7 sẽ đóng và chân thứ 7 sẽ chuyển sang trạng thái Z.

Trong trường hợp này, tụ điện Ct sẽ bắt đầu tích điện qua điện trở Rt (vì nó không còn được nối đất qua chân thứ 7 của vi mạch).

Ngay khi mức ở chặng thứ 6 tăng lên trên 2/3 Vcc, bộ so sánh được kết nối với đầu vào R2 của bộ kích hoạt của chúng tôi sẽ hoạt động, nó sẽ đặt lại bộ kích hoạt và đưa mạch về trạng thái ban đầu.

Vì vậy chúng tôi đã xem xét hoạt động của mạch gọi là máy rung đơn hoặc một bộ dao động đa năng ổn định, nói tóm lại là một thiết bị tạo ra một xung đơn.

Bây giờ làm thế nào chúng ta có thể tìm ra khoảng thời gian của xung lực này? Rất đơn giản - để làm điều này, bạn chỉ cần tính xem tụ điện Ct cần bao lâu để nạp từ 0 đến 2/3 Vcc qua điện trở Rt từ điện áp không đổi Vcc.

Đầu tiên chúng ta hãy giải bài toán này ở dạng tổng quát. Hãy để tụ điện của chúng ta được tích điện qua một điện trở R có điện áp Vp từ mức ban đầu U 0 .