IC טיימר משולב NE555 הוא פריצת דרך אמיתית בתחום האלקטרוניקה. הוא נוצר בשנת 1972 על ידי הנס ר. קמנזינד מ-Signetics. ההמצאה לא איבדה את הרלוונטיות שלה עד היום. מאוחר יותר המכשיר הפך לבסיס לטיימרים הכפולים (IN556N) והמרובעים (IN558N).
ללא ספק, פרי מוחו של מהנדס אלקטרוניקה אפשר לו לכבוש את הנישה הבולטת שלו בהיסטוריה של ההמצאות הטכניות. מבחינת מכירות, המכשיר הזה התעלה על כל אחד אחר מאז הקמתו. בשנה השנייה לקיומו, שבב 555 הפך לחלק הנרכש ביותר.
המנהיגות נשארה בכל השנים שלאחר מכן. שבב 555, שהשימוש בו גדל מדי שנה, נמכר טוב מאוד. לדוגמה, בשנת 2003 נמכרו יותר ממיליארד עותקים. התצורה של היחידה עצמה לא השתנתה במהלך תקופה זו. הוא קיים למעלה מ-40 שנה.
הופעת המכשיר הפתיעה את היוצר עצמו. Kamenzind חתר למטרה להפוך את ה-IP גמיש בשימוש,אבל שזה יהיה כל כך תכליתי, הוא לא ציפה. בתחילה, הוא שימש כטיימר או מחולל דופק. שבב 555, שגדל במהירות בשימוש, משמש כעת מצעצועים לילדים ועד לספינות חלל.
המכשיר עמיד מכיוון שהוא בנוי על בסיס טכנולוגיה דו-קוטבית, ולא נדרש שום דבר מיוחד כדי להשתמש בו בחלל. רק עבודת בדיקה מתבצעת בקפדנות מיוחדת. לכן, בעת בדיקת מעגל NE 555, נוצרים מפרטי ניסוי בודדים עבור מספר יישומים. אין הבדלים בייצור המעגלים, אך הגישות לבקרה סופית שונות באופן ניכר.
הופעת המעגל באלקטרוניקה ביתית
האזכור הראשון לחדשנות בספרות הסובייטית על הנדסת רדיו הופיע ב-1975. מאמר על ההמצאה פורסם בכתב העת "אלקטרוניקה". שבב 555, אנלוגי שלו נוצר על ידי מהנדסי אלקטרוניקה סובייטים בסוף שנות ה-80 של המאה הקודמת, נקרא KR1006VI1 באלקטרוניקה של רדיו ביתי.
בייצור, חלק זה שימש בהרכבה של מכשירי וידאו "Electronics BM12". אבל זה לא היה האנלוגי היחיד, שכן יצרנים רבים ברחבי העולם יצרו מכשיר דומה. לכל היחידות יש חבילת DIP8 סטנדרטית וכן חבילת SOIC8 בגודל קטן.
מפרטי מעגל
שבב 555, שהייצוג הגרפי שלו מוצג למטה, כולל 20 טרנזיסטורים. בתרשים הבלוק של המכשירישנם 3 נגדים עם התנגדות של 5 קילו אוהם. מכאן שמו של המכשיר "555".
המפרט העיקרי של המוצר הוא:
- מתח אספקה 4.5-18V;
- זרם פלט מקסימלי 200mA;
- צריכת האנרגיה היא עד 206 mA.
אם אתה מסתכל על הפלט, אז זה מכשיר דיגיטלי. זה יכול להיות בשני מצבים - נמוך (0V) וגבוה (4.5 עד 15 V). בהתאם לאספקת החשמל, המחוון יכול להגיע ל-18 V.
למה המכשיר מיועד?
שבב NE 555 - מכשיר מאוחד עם מגוון רחב של יישומים. הוא משמש לעתים קרובות בהרכבה של מעגלים שונים, וזה רק הופך את המוצר לפופולרי. כתוצאה מכך, הביקוש של הצרכנים עולה. תהילה כזו גרמה לירידה במחיר הטיימר, מה שמשמח מאסטרים רבים.
מבנה פנימי של טיימר 555
מה גורם למכשיר הזה לתפקד? כל אחת מהיציאות של היחידה מחוברת למעגל המכיל 20 טרנזיסטורים, 2 דיודות ו-15 נגדים.
פורמט דגם כפול
יש לציין שה-NE 555 (שבב) מגיע בפורמט כפול הנקרא 556. הוא מכיל שני ICs בחינם.
לטיימר 555 יש 8 פינים ואילו ל-556 יש 14 פינים.
מצבי מכשיר
לשבב 555 יש שלושה מצבי פעולה:
- מצב חד-יציב של שבב 555. זה עובד כמו חד-כיווני. במהלך הניתוחדופק באורך שצוין נפלט כתגובה לכניסת ההדק בעת לחיצה על הכפתור. הפלט נשאר נמוך עד שהדק מופעל. מכאן הוא גם קיבל את השם מחכה (monostable). עיקרון פעולה זה שומר על ההתקן פעיל עד להדלקתו. המצב מספק הכללת טיימרים, מתגים, מתגי מגע, מחלקי תדרים וכו'.
- מצב לא יציב הוא תכונה עצמאית של המכשיר. זה מאפשר למעגל להישאר במצב גנרטור. מתח המוצא משתנה: לפעמים נמוך, לפעמים גבוה. סכימה זו ישימה כאשר יש צורך להגדיר את המכשיר עבור טלטולים בעלי אופי לסירוגין (עם הפעלה וכיבוי לטווח קצר של היחידה). המצב משמש בעת הפעלת מנורות LED, פונקציות בלוגיקת השעון וכו'.
- מצב ביסטי, או הדק של שמידט. ברור שהוא פועל לפי מערכת ההדק בהיעדר קבל ובעל שני מצבים יציבים, גבוה ונמוך. ערך טריגר נמוך עובר לערך גבוה. כאשר המתח הנמוך משתחרר, המערכת ממהרת למצב הנמוך. תכנית זו חלה בתחום של בניית רכבת.
טיימר יוצא 555
שבב הגנרטור 555 כולל שמונה פינים:
- פין 1 (טחון). הוא מחובר לצד השלילי של ספק הכוח (חוט משותף של המעגל).
- פלט 2 (טריגר). הוא מספק מתח גבוה לזמן מה (הכל תלוי בעוצמת הנגד והקבל). תצורה זו היא חד יציבה. מסקנה 2שולט בפין 6. אם המתח בשניהם נמוך, אז הפלט יהיה גבוה. אחרת, אם פין 6 גבוה ופין 2 נמוך, פלט הטיימר יהיה נמוך.
- פין 3 (פלט). יציאות 3 ו-7 נמצאות בשלב. הפעלת מתח גבוה של כ-2 וולט ומתח נמוך של 0.5 וולט תפיק עד 200 mA.
- פין 4 (איפוס). אספקת המתח ליציאה זו נמוכה למרות מצב הטיימר 555. כדי למנוע איפוסים מקריים, יש לחבר פלט זה לצד החיובי בעת השימוש.
- מסקנה 5 (שליטה). זה פותח גישה למתח המשווה. פלט זה אינו בשימוש באלקטרוניקה רוסית, אך כאשר הוא מחובר, ניתן להשיג מגוון רחב של אפשרויות שליטה עבור התקן 555.
- מסקנה 6 (עצירה). כלול בהשוואה 1. זה ההפך מפין 2, ישים לעצירת המכשיר. זה גורם למתח נמוך. פלט זה יכול לקבל פולסי סינוס וגל ריבועי.
- פין 7 (ספרה). הוא מחובר לאספן הטרנזיסטור T6, והפולט של האחרון מוארק. כשהטרנזיסטור פתוח, הקבל מתפרק לפני שהוא נסגר.
- Pin 8 (צד הספק חיובי), שהוא 4.5 עד 18V.
Using Output
פלט 3 (פלט) יכול להיות בשני מצבים:
- חיבור פלט דיגיטלי ישירות לכניסה של דרייבר אחר על בסיס דיגיטלי. הפלט הדיגיטלי יכול לשלוט במכשירים אחרים עם כמה רכיבים נוספים(מתח אספקת החשמל הוא 0 וולט).
- קריאת המתח במצב השני גבוהה (Vcc באספקת החשמל).
יכולות מכונה
- כאשר המתח ביציאה יורד, הזרם מופנה דרך המכשיר ומחבר אותו. זוהי הנפתח כאשר הזרם נמשך מ-Vcc וזרם דרך היחידה ל-0V.
- כאשר הפלט עולה, הזרם העובר במכשיר מבטיח את הכללתו. תהליך זה יכול להיקרא מקור הזרם. חשמל במקרה זה מופק מהטיימר ועובר דרך המכשיר ל-0 V.
הגדלה והפחתה יכולות לתפקד ביחד. בדרך זו, המכשיר מופעל ומכבה לסירוגין. עיקרון זה חל על פעולת מנורות LED, ממסרים, מנועים, אלקטרומגנטים. החסרונות של נכס זה כוללים את העובדה שהמכשיר חייב להיות מחובר ל-Output בדרכים שונות, שכן פלט 3 יכול לפעול הן כצרכן והן כמקור זרם עד 200 mA. ספק הכוח המשמש חייב לספק זרם מספיק עבור שני המכשירים וגם לטיימר 555.
LM555 chip
Microcircuit 555 גיליון נתונים (LM555) כולל פונקציונליות רחבה.
הוא משמש ממחוללי גלים מרובעים עם מחזור עבודה משתנה וממסרים עם השהיית תגובה ועד לתצורות מורכבות של מחוללי PWM. שבב 555 pinout ומבנה פנימי מוצגים באיור.
רמת הדיוק של המתקן היא 1% מהמחוון המחושב,שהוא אופטימלי. יחידה כגון שבב גליון הנתונים NE 555 אינה מושפעת מתנאי טמפרטורת הסביבה.
אנלוגים של שבב NE555
Microcircuit 555, שהאנלוגי שלו ברוסיה נקרא KR1006VI1, הוא מכשיר משולב.
בין בלוקי העבודה, עלינו להדגיש את כפכפי RS (DD1), השוואות (DA1 ו-DA2), שלב הגברת פלט המבוסס על מערכת push-pull ומשלים את הטרנזיסטור VT3. המטרה של זה האחרון היא לאפס את קבל הגדרת הזמן בעת שימוש ביחידה כגנרטור. הטריגר מתאפס כאשר יחידה לוגית (Jupit/2…Jupit) מופעלת על הכניסות R.
אם הטריגר מאופס, לפלט של המכשיר (פין 3) יהיה מחוון מתח נמוך (טרנזיסטור VT2 פתוח).
ייחודיות התוכנית 555
עם התוכנית הפונקציונלית של המכשיר, קשה מאוד להבין מהי חריגותו. המקוריות של המכשיר טמונה בעובדה שיש לו בקרת טריגר מיוחדת, כלומר, הוא מייצר אותות בקרה. יצירתם מתבצעת על המשווים DA1 ו-DA2 (לאחת הכניסות, עליה מופעל מתח הייחוס). כדי ליצור אותות בקרה בכניסות ההדק (יציאות ההשוואה), יש לקבל אותות מתח גבוה.
איך להפעיל את המכשיר?
כדי להפעיל את הטיימר, פלט 2 חייב להיות מופעל מ-0 ל-1/3 צדק. אות זה תורם להדק, ואות מתח גבוה נוצר בעת הפלט.אות מעל הגבול לא יגרום לשום שינוי במעגל, שכן מתח הייחוס עבור המשווה הוא DA2 והוא 1/3 צדק.
ניתן לעצור את הטיימר כאשר ההדק מאופס. לשם כך, המתח במוצא 6 חייב לעלות על 2/3 Jupit (מתח הייחוס עבור המשווה DA1 הוא 2/3 Jupit). איפוס יקבע אות מתח נמוך ויפרוק את קבל התזמון.
ניתן לכוונן את מתח הייחוס על-ידי חיבור התנגדות נוספת או מקור כוח ליציאה של היחידה.
מד מהירות מתפתל על 555 שבב
לאחרונה, זה הפך להיות אופנתי בקרב בעלי רכב לסיים את הקילומטראז' שעשתה המכונית על מד המהירות.
אנשים רבים תוהים האם ניתן לבצע פיתול מד מהירות על מיקרו-מעגל 555?
הליך זה אינו קשה במיוחד. לייצורו, נעשה שימוש במיקרו-מעגל 555, שיכול לתפקד כמונה דופק. ניתן לקחת רכיבים בודדים של התכנית עם אינדיקטורים החורגים ב-10-15% מהערכים המחושבים.
