Mga kategorya: Itinatampok na Mga Artikulo » Praktikal na Elektronika
Bilang ng mga tanawin: 113767
Mga puna sa artikulo: 5
Ang pinagsamang timer NE555 - kasaysayan, disenyo at operasyon
Ang kasaysayan ng paglikha ng isang napaka-tanyag na chip at isang paglalarawan ng panloob na istraktura
Ang isa sa mga alamat ng electronics ay integrated circuit chip NE555. Ito ay binuo noong 1972. Ang ganitong kahabaan ng buhay ay malayo sa bawat chip at hindi kahit na ang bawat transistor ay maaaring ipagmalaki. Kaya ano ang napaka espesyal sa tungkol sa microcircuit na ito, na mayroong tatlong fives sa pagmamarka nito?
Ang mga Signetics ay naglulunsad ng Production ng Series ng NE555 Chip eksaktong isang taon pagkatapos ito ay binuo ni Hans R. Kamensind. Ang pinaka kamangha-manghang bagay sa kuwentong ito ay sa oras na iyon si Kamensind ay halos walang trabaho: huminto siya sa PR Mallory, ngunit hindi namamahala upang makakuha ng kahit saan. Sa katunayan, ito ay isang "araling-bahay".
Nakita ng chip ang ilaw ng araw at nakakuha ng napakalaking katanyagan at katanyagan salamat sa mga pagsisikap ng tagapamahala ng Signetics na Art Fury, na, siyempre, isang kaibigan ni Kamensind. Dati siyang nagtatrabaho para sa General Electric, kaya alam niya ang merkado ng elektroniko kung ano ang kailangan doon at kung paano maakit ang atensyon ng isang potensyal na mamimili.
Ayon sa mga memoir ni Kamensinda A. Fury ay isang tunay na mahilig at mahilig sa kanyang bapor. Sa bahay, mayroon siyang isang buong laboratoryo na puno ng mga sangkap ng radyo, kung saan nagsagawa siya ng iba't ibang mga pag-aaral at eksperimento. Ginagawa nitong posible upang maipon ang malawak na praktikal na karanasan at palalimin ang kaalaman sa teoretikal.
Sa oras na iyon, ang mga produktong Signetics ay tinawag na "5 **", at ang nakaranas na A. Fury, na mayroong isang supernatural na kahulugan ng merkado ng elektronika, ay nagpasya na ang pagmamarka ng 555 (tatlong fives) ay pinaka-welcome para sa bagong chip. At hindi siya nagkakamali: ang microcircuit ay napunta tulad ng mga mainit na cake, naging marahil ito ang pinaka-napakalaking sa buong kasaysayan ng paglikha ng mga microcircuits. Ang pinaka-kagiliw-giliw na bagay ay ang microcircuit ay hindi nawala ang kaugnayan nito hanggang sa araw na ito.
Sa paglaon, lumitaw ang dalawang titik sa pagmamarka ng microcircuit, ito ay kilala bilang NE555. Ngunit dahil noong mga araw na iyon ay may kumpletong gulo sa sistema ng patente, ang isinamang timer ay nagmadali upang palabasin ang lahat na hindi tamad, natural, na inilalagay ang iba pang (mga letra) sa harap ng tatlong fives. Nang maglaon, batay sa 555 timer, dalawahan (IN556N) at quadruple (IN558N) timers ay binuo, siyempre, sa mas maraming mga kaso ng multi-pin. Ngunit ang batayan ay ang parehong NE555.
Fig. 1. Pinagsama ang timer NE555
555 sa USSR
Ang unang paglalarawan ng 555 sa domestic radio-teknikal na panitikan ay lumitaw na noong 1975 sa journal Electronics. Ang mga may-akda ng artikulo ay nabanggit ang katotohanan na ang chip na ito ay tatangkilikin ng hindi gaanong katanyagan kaysa sa malawak na kilalang mga amplifier ng pagpapatakbo sa oras na iyon. At hindi sila nagkakamali. Ang microcircuit ay posible upang lumikha ng napaka-simpleng disenyo, at halos lahat ng mga ito ay nagsimulang gumana kaagad, nang walang masakit na pagsasaayos. Ngunit kilala na ang pag-uulit ng disenyo sa bahay ay nagdaragdag sa proporsyon ng parisukat ng "pagiging simple" nito.
Sa Unyong Sobyet noong huling bahagi ng 80s, isang kumpletong pagkakatulad ng 555 ay binuo, tinawag KR1006VI1. Ang unang pang-industriya na aplikasyon ng domestic analogue ay nasa record ng video ng VCR12 Electronics.
Mga tagagawa ng Chip NE555:
Panloob na aparato chip NE555
Bago makuha ang paghihinang bakal at simulan ang pagpupulong ng istraktura sa integrated timer, alamin muna natin kung ano ang nasa loob at kung paano ito gumagana. Pagkatapos nito, mas madaling maunawaan kung paano gumagana ang isang tukoy na praktikal na pamamaraan.
Ang pinagsamang timer ay naglalaman ng higit sa dalawampu transistorang koneksyon ng kung saan ay ipinapakita sa figure - https://electro-tl.tomathouse.com/555ic.jpg
Tulad ng nakikita mo, ang diagram ng circuit ay medyo kumplikado, at ibinibigay dito para lamang sa pangkalahatang impormasyon.Pagkatapos ng lahat, hindi ka makakapasok sa pamamagitan ng isang panghinang na bakal, hindi mo magagawang ayusin ito. Sa katunayan, ito mismo ang lahat ng iba pang mga microcircuits, parehong digital at analog, mula sa loob (tingnan - Maalamat na Mga Chip ng Analog) Ganito ang teknolohiya para sa paggawa ng mga integrated circuit. Hindi rin posible na maunawaan ang lohika ng aparato sa kabuuan ng tulad ng isang pamamaraan, samakatuwid ang functional scheme ay ipinapakita sa ibaba at ibinigay ang paglalarawan nito.
Teknikal na data
Ngunit, bago ka makitungo sa lohika ng chip, dapat mong marahil dalhin ang mga de-koryenteng mga parameter nito. Ang saklaw ng mga boltahe ng supply ay sapat na lapad ng 4.5 ... 18V, at ang output kasalukuyang maaaring umabot sa 200mA, na pinapayagan ang paggamit ng kahit na mga low-power relays bilang isang pag-load. Ang chip mismo ay kumokonsumo ng napakaliit: 3 ... 6 mA lamang ang idinagdag sa load kasalukuyang. Kasabay nito, ang kawastuhan ng timer mismo ay praktikal na independiyente ng supply ng boltahe, - 1 porsiyento lamang ang kinakalkula na halaga. Ang drift ay 0.1% / volt lamang. Maliit din ang drift ng temperatura - 0 lamang, 005% / ° C. Tulad ng nakikita mo, ang lahat ay medyo matatag.
Functional diagram ng NE555 (KR1006VI1)
Tulad ng nabanggit sa itaas, sa USSR ay gumawa sila ng isang analogue ng burges NE555 at tinawag itong KR1006VI1. Ang analogue ay naging matagumpay, walang mas masahol kaysa sa orihinal, kaya maaari mo itong gamitin nang walang takot o pag-aalinlangan. Ipinapakita ng Figure 3 ang functional diagram ng integrated timer KR1006VI1. Ito ay ganap na naaayon sa NE555 chip.
Larawan 3. Functional diagram ng integrated timer KR1006VI1
Ang chip mismo ay hindi napakalaki - magagamit ito sa isang walong-pin na DIP8 package, pati na rin sa isang maliit na laki ng SOIC8. Iminumungkahi ng huli na ang 555 ay maaaring magamit para sa pag-edit ng SMD, sa madaling salita, ang mga tagagawa ay may interes pa rin dito.
Mayroon ding ilang mga elemento sa loob ng microcircuit. Ang pangunahing isa ay ang pinaka-karaniwang RS ay isang trigger DD1. Kapag ang isang lohikal na yunit ay pinakain sa input R, ang trigger ay na-reset sa zero, at kapag ang isang lohikal na yunit ay pinakain sa pag-input ng S, natural itong nakatakda sa isa. Upang makabuo ng mga control signal sa RS - input espesyal na circuit sa mga comparator, na tatalakayin ng kaunti mamaya.
Ang mga pisikal na antas ng isang lohikal na yunit ay nakasalalay, siyempre, sa ginamit na boltahe ng supply at halos saklaw mula sa Upit / 2 hanggang sa buong buong Upit. Humigit-kumulang ang parehong ratio ay sinusunod para sa logic microcircuits ng istraktura ng CMOS. Ang lohikal na zero ay, tulad ng dati, sa loob ng 0 ... 0.4V. Ngunit ang mga antas na ito ay nasa loob ng microcircuit, maaari mo lamang hulaan ang tungkol sa mga ito, ngunit hindi mo maramdaman ang mga ito sa iyong mga kamay, hindi mo makita ang iyong mga mata.
Yugto ng output
Upang madagdagan ang kapasidad ng pag-load ng chip, isang malakas na yugto ng output sa transistors VT1, ang VT2 ay konektado sa output ng trigger.
Kung ang RS - trigger ay na-reset, pagkatapos ang output (pin 3) ay naglalaman ng isang logic zero boltahe, i.e. bukas na transistor VT2. Sa kaso kapag ang naka-install ay naka-install sa output, ang antas ng lohikal na yunit din.
Ang yugto ng output ay ginawa ng isang circuit ng push-pull, na nagbibigay-daan sa iyo upang ikonekta ang pagkarga sa pagitan ng output at ang karaniwang wire (mga terminal 3.1) o ang power bus (mga terminal 3.8).
Ang isang maliit na pangungusap sa yugto ng output. Kapag nag-aayos at nag-aayos ng mga aparato sa mga digital na microcircuits, isa sa mga pamamaraan para sa pagsuri sa circuit ay upang magbigay ng isang mababang antas ng signal sa mga input at output ng mga microcircuits. Bilang isang patakaran, ginagawa ito sa pamamagitan ng pag-shorting sa karaniwang wire ng mga input at output na ito sa tulong ng isang karayom ng pagtahi, habang hindi nagiging sanhi ng anumang pinsala sa microcircuit.
Sa ilang mga circuit, ang suplay ng kuryente ng NE555 ay 5V, kaya tila ito rin ay digital na lohika at magagawa mo rin itong malayang malaya. Ngunit sa katotohanan hindi ito ganoon. Sa kaso ng 555 chip, o sa halip, kasama ang push-pull output nito, ang mga "eksperimento" ay hindi maaaring gawin: kung ang output transistor VT1 ay bukas sa sandaling ito, kung gayon ang isang maikling circuit ay magreresulta at ang transistor ay susunugin lamang. At kung ang supply ng boltahe ay malapit sa maximum, kung gayon ang isang pagwawakas na pagtatapos ay hindi maiiwasan.
Karagdagang transistor (pin 7)
Bilang karagdagan sa nabanggit na mga transistor, mayroon ding isang transistor VT3. Ang kolektor ng transistor na ito ay konektado sa output ng chip 7 "Discharge". Ang layunin nito ay ang paglabas ng kapasitor ng setting ng oras kapag gumagamit ng microcircuit bilang isang pulse generator. Ang paglabas ng kapasitor ay nangyayari kapag ang pag-re-trigger ng DD1. Kung naaalala natin ang paglalarawan ng pag-trigger, pagkatapos ay sa kabaligtaran na output (ipinahiwatig ng isang bilog sa diagram) sa sandaling ito ay may isang lohikal na yunit, na humahantong sa pagbubukas ng transistor VT3.
Tungkol sa reset signal (pin 4)
Maaari kang mag-reset ng isang trigger sa anumang oras - ang "reset" signal ay may mataas na priyoridad. Upang gawin ito, mayroong isang espesyal na input R (pin 4), na ipinahiwatig sa figure bilang Usbr. Tulad ng maiintindihan mula sa figure, isang pag-reset ay magaganap kung ang isang mababang antas ng pulso na hindi hihigit sa 0.7V ay inilalapat sa ika-4 na output. Kasabay nito, ang isang mababang antas ng boltahe ay lilitaw sa output ng microcircuit (pin 3).
Sa mga kaso kung saan hindi ginagamit ang input na ito, ang isang antas ng lohikal na yunit ay inilalapat dito upang mapupuksa ang ingay ng salpok. Ang pinakamadaling paraan upang gawin ito ay sa pamamagitan ng pagkonekta ng pin 4 nang direkta sa power bus. Sa anumang kaso dapat mong iwanan ito, tulad ng sinasabi nila, sa "hangin". Pagkatapos ay kailangan mong magtaka at mag-isip nang mahabang panahon, at bakit hindi gumagalaw ang circuit?
Pangkalahatang mga tala ng pag-trigger
Upang hindi lubos na malito tungkol sa estado ng pag-trigger, dapat itong alalahanin na sa mga talakayan tungkol sa nag-trigger ng estado ng direktang exit ay palaging isinasaalang-alang. Buweno, kung sinasabing ang nag-trigger ay "mai-install", pagkatapos ay sa direktang output ng estado ng yunit ng lohikal. Kung sasabihin nila na ang trigger ay "i-reset", kung gayon ang direktang output ay tiyak na magkaroon ng isang estado ng lohikal na zero.
Sa baligtad na output (minarkahan ng isang maliit na bilog) lahat ay magiging eksaktong kabaligtaran, samakatuwid, madalas na ang output output ay tinatawag na paraphase. Upang hindi muling malito ang lahat, hindi na natin ito pag-uusapan.
Ang sinumang may maingat na basahin hanggang sa lugar na ito ay maaaring magtanong: "Mangyaring magalit, ito ay isang trigger lamang na may isang malakas na kaskad ng transistor sa output. At saan ang mismong timer? " At magiging tama siya, dahil ang bagay ay hindi pa nakarating sa timer. Upang makakuha ng isang timer, ang kanyang ama, ang tagalikha ni Hans R. Kamensind, ay nag-imbento ng isang orihinal na paraan upang makontrol ang trigger na ito. Ang trick ng pamamaraang ito ay ang pagbuo ng mga signal ng control.
Mga henerasyon ng senyas sa RS - mga input ng trigger
Kaya ano ang nakuha namin? Kinokontrol ng trigger ng DD1 ang lahat sa loob ng timer: kung nakatakda ito sa isa, ang output boltahe ay mataas, at kung ito ay i-reset, ang output 3 ay mababa at ang VT3 transistor ay bukas din. Ang layunin ng transistor na ito ay ang paglabas ng isang kapasitor ng tiyempo sa isang circuit, halimbawa, isang generator ng pulso.
Ang trigger ng DD1 ay kinokontrol gamit ang mga comparator DA1 at DA2. Upang makontrol ang operasyon ng pag-trigger sa mga output ng mga comparator, kinakailangan upang makakuha ng mga signal na may mataas na antas na R at S. Ang isang reference boltahe ay inilalapat sa isa sa mga input ng bawat comparator, na nabuo ng isang precision divider sa resistors R1 ... R3. Ang paglaban ng mga resistors ay pareho, kaya ang boltahe na inilapat sa kanila ay nahahati sa 3 pantay na bahagi.
Ang henerasyon ng control signal ng pag-trigger
Simula ng Timer
Ang direktang boltahe ng 1 / 3U ay inilalapat sa direktang pag-input ng comparator DA2, at ang panlabas na boltahe para sa pagsisimula ng timer na Uzap sa pamamagitan ng pin 2 ay inilalapat sa baligtad na pag-input ng comparator. Upang kumilos sa input S ng trigger DD1 sa output ng kumpara na ito, kinakailangan upang makakuha ng isang mataas na antas. Posible ito kung ang boltahe na Ustap ay nasa hanay 0 ... 1 / 3U.
Kahit na ang isang panandaliang pulso ng tulad ng isang boltahe ay mag-udyok sa trigger ng DD1 at ang hitsura ng isang timer ng mataas na antas ng boltahe. Kung ang pag-input ng Ucap ay nakalantad sa mga boltahe sa itaas ng 1 / 3U at hanggang sa supply ng boltahe, kung gayon walang mga pagbabago ang magaganap sa output ng microcircuit.
Huminto ang Timer
Upang ihinto ang timer, kailangan mo lamang i-reset ang panloob na trigger DD1, at para dito, sa output ng comparator DA1, makabuo ng isang mataas na antas ng signal R. Ang comparator DA1 ay nakabukas ng kaunti naiiba kaysa sa DA2.Ang sanggunian ng sanggunian ng 2 / 3U ay inilalapat sa pag-input ng pag-convert, at ang control signal na "Response threshold" ay inilapat sa direktang pag-input.
Sa pagsasama na ito, ang isang mataas na antas sa output ng paghahambing ng DA1 ay magaganap lamang kapag ang boltahe ng Panloob sa direktang input ay lumampas sa sanggunian na sanggunian 2 / 3U sa pag-iikot ng isa. Sa kasong ito, ang trigger ng DD1 ay mai-reset, at isang mababang antas ng signal ay maitatag sa output ng microcircuit (pin 3). Gayundin, ang "paglabas" VT3 transistor ay magbubukas, na maglalabas ng kapasitor ng setting ng oras.
Kung ang boltahe ng input ay nasa loob ng 1 / 3U ... 2 / 3U, wala sa mga comparator ang gagana, isang pagbabago sa estado sa output ng timer ay hindi mangyayari. Sa digital na teknolohiya, ang boltahe na ito ay tinatawag na "grey level". Kung ikinonekta mo lamang ang mga pin 2 at 6, makakakuha ka ng isang comparator na may mga antas ng pagtugon ng 1 / 3U at 2 / 3U. At kahit na walang isang solong karagdagang detalye!
Pagbabago ng boltahe ng sanggunian
Ang Pin 5, na itinalaga bilang Uobr sa pigura, ay idinisenyo upang kontrolin ang sanggunian ng boltahe o baguhin ito gamit ang mga karagdagang resistors. Posible ring magbigay ng isang control boltahe sa input na ito, upang posible na makakuha ng isang dalas o na-phase signal na phase. Ngunit mas madalas ang konklusyon na ito ay hindi ginagamit, at upang mabawasan ang impluwensya ng pagkagambala ay konektado ito sa isang karaniwang kawad sa pamamagitan ng isang kapasitor ng maliit na kapasidad.
Ang microcircuit ay pinapagana sa pamamagitan ng mga pin 1 - GND, 2 + U.
Narito ang aktwal na paglalarawan ng pinagsamang timer ng NE555. Ang timer ay nakolekta ng maraming uri ng mga circuit, na tatalakayin sa mga sumusunod na artikulo.
Boris Aladyshkin
Pagpapatuloy ng artikulo: 555 Mga Pinagsamang Disenyo ng Timer
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: