NE555 مقدمه ، ساختار داخلی ، حالت عملیاتی ، برنامه ها

NE555 یک تایمر مدار یکپارچه یکپارچه است که قادر به تولید انواع مختلف سیگنال های زمان بندی است.این ماده به طور گسترده در ساعتهای الکترونیکی ، مدیریت برق ، ماشین حساب ها ، نمایشگرهای LED و سایر دستگاه های الکترونیکی در زمینه های مختلف استفاده می شود.این مقاله با هدف ارائه اطلاعات دقیق در مورد NE555 ، از جمله زمینه ، طراحی ، ساختار داخلی ، توضیحات پین ، حالت ها و اصول عملیاتی و برنامه ها ، به شما در استفاده بهتر از این تراشه کمک می کند.

NE555 یکی از مدل های سری 555 Timer IC است.توابع پین و کاربردهای این سری سازگار هستند ، اما مدل های مختلف تراشه ممکن است از نظر قیمت ، پایداری ، عملکرد صرفه جویی در برق و فرکانس نوسان متفاوت باشد.

555 تایمر IC یک مؤلفه چند منظوره همه جانبه در مدارهای زمان بندی است که فقط به حداقل تعداد مقاومت و خازن نیاز دارد تا سیگنال های مختلف پالس را برای محصولات الکترونیکی دیجیتال ضروری کند.استفاده اصلی از NE555 در توانایی آن در تشکیل مدار پایه زمانی با یک تایمر داخلی نهفته است ، در نتیجه پالس های زمان بندی دقیقی را برای سایر مدارها فراهم می کند.

این دو نوع بسته بندی اصلی دارد: DIP (بسته درون خطی) با پیکربندی 8 پین که می تواند مستقیماً درج شود ، و بسته بندی SOP-8 جمع و جور تر ، مناسب برای برنامه های حساس به فضا.

گزینه های دیگر و گزینه های معادل:

• • BL5372
• • NA555
• • KR3225Y

555 تایمر IC توسط هانس R. Camenzind در سال 1971 برای Signetics (که بعداً توسط فیلیپس به دست آمد) طراحی شده است که شامل 25 ترانزیستور ، 2 دیود و 15 مقاومت است که همه از طریق یک بسته 8 پین DIP-8 در دسترس هستند.این طراحی بنیادی مشتقات مختلفی از جمله 556 (با دو تایمر 555 در یک بسته DIP-14) و همچنین مدل های 558 و 559 را ایجاد کرد.

NE555 در محدوده دمای 0 درجه سانتیگراد تا 70 درجه سانتیگراد عمل می کند و به بازار عمومی خدمت می کند ، در حالی که همتای درجه نظامی آن ، SE555 ، برای مقاومت در برابر دمای شدید از -55 درجه سانتیگراد تا 125 درجه سانتیگراد طراحی شده است.گزینه های بسته بندی برای 555 تایمر IC ، تطبیق پذیری و دامنه کاربرد آن را منعکس می کند ، و فلز با قابلیت اطمینان بالا (نشان داده شده توسط پسوند T) و رزین اپوکسی کم هزینه (V) ، بنابراین برچسب های جامع NE555V ، NE555T ، SE555V و SE555Tبشرکنوانسیون نامگذاری "555" معمولاً اعتقاد بر این است که از مقاومتهای داخلی 5KΩ آن سرچشمه گرفته است ، اگرچه خود کامنزیند این موضوع را رد کرد ، و توضیح داد که انتخاب نام "555" خودسرانه است.

در جستجوی بهره وری انرژی ، سری 555 شامل مدل های کم قدرت مانند 7555 و TLC555 مبتنی بر CMOS است که در مقایسه با مدل های استاندارد دارای مصرف انرژی کمتری است.همانطور که توسط تولید کنندگان ادعا شده است ، مدل 7555 به خازن بای پس از بین پین کنترل و زمین و نه خازن جدا کننده بین منبع تغذیه و زمین برای از بین بردن نویز نیاز ندارد ، با هدف پیشرفت طراحی که باعث کاهش پیچیدگی و افزایش عملکرد می شود.

NE555 یک مدار یکپارچه کلاسیک است.ساختار مدار داخلی آن از سه واحد عملیاتی کلیدی تشکیل شده است: یک مقایسه ولتاژ با یک مرحله خروجی ، مقایسه های مختلف و یک فلیپ فلاپ RS.در زیر تجزیه و تحلیل مفصلی از مدار داخلی NE555 آورده شده است:

1. ولتاژ مقایسه کننده: NE555 شامل یک مقایسه کننده ولتاژ در داخل است که برای بررسی ولتاژ تأمین و پیوند یکپارچه خروجی آن با Flip-Flop RS برای اطمینان از نظارت دقیق ولتاژ استفاده می شود.

2. مرحله خروجی: متصل به Flip-Flop RS ، مرحله خروجی در درجه اول وضعیت پین خروجی (پین 3) را مدیریت می کند.معماری خروجی NE555 یک طراحی تخلیه باز است ، که قادر به انتقال مستقل سیگنال های سطح بالا نیست و به یک مقاومت کشش خارجی نیاز دارد تا در صورت نیاز به سیگنال سطح بالا ، پین خروجی را به حالت بالا منتقل کند.

3. مقایسه کننده ها: در NE555 ، دو مقایسه کننده از هم ایستاده اند: مقایسه آستانه و مقایسه کننده ماشه ، به ترتیب با پین های 6 (THR) و 2 (TRIM) همراه است.

(1) با افزایش ولتاژ موجود در پین آستانه (پین 6) ، مقایسه آستانه خروجی خود را به یک سیگنال سطح بالا افزایش می دهد.اگر ولتاژ آستانه بیش از ولتاژ ماشه باشد ، خروجی مقایسه کننده بر این اساس تغییر می کند.

(2) هنگامی که ولتاژ موجود در پین ماشه (پین 2) کاهش می یابد ، مقایسه کننده ماشه خروجی خود را به یک سیگنال سطح پایین کاهش می دهد.تغییرات خروجی هنگامی اتفاق می افتد که ولتاژ ماشه زیر ولتاژ آستانه کاهش می یابد.

4. RS Flip-Flop: NE555 شامل یک Flip-Flop RS در داخل است که برای ذخیره وضعیت پین خروجی استفاده می شود (پین 3).ورودی های RS Flip-Flop توسط خروجی های مقایسه کننده آستانه و مقایسه کننده ماشه کنترل می شوند.

(1) ورودی R از خروجی مقایسه کننده آستانه حاصل می شود و بر مکانیسم تنظیم مجدد RS Flip-Flop نظارت می کند.

(2) ورودی S از خروجی مقایسه کننده ماشه استفاده می شود و مدیریت تنظیم RS Flip-Flop را مدیریت می کند.

نمای کلی تجزیه و تحلیل از مدار داخلی NE555 طراحی پیچیده آن را برجسته می کند ، و این امکان را می دهد تا نقش خود را به عنوان یک راه حل زمان بندی همه کاره انجام دهد.

تایمر NE555 یک مؤلفه همه کاره در طراحی الکترونیکی است که در سه حالت اصلی کار می کند ، هر کدام متناسب با عملکردهای خاص مدار هستند:

1. حالت ASTABLE: این پیکربندی با بی ثباتی ذاتی آن مشخص می شود ، بدون ورود به حالت پایدار ، به طور نامحدود نوسان می کند.این برنامه به طور گسترده ای در برنامه های کاربردی که نیاز به سیگنال های تکراری ، مانند فلاش ، ژنراتورهای صوتی ، ژنراتورهای پالس و مدارهای زمان بندی دارند ، برای تسهیل نوسان مداوم خروجی استفاده می شود.

2. حالت قابل استفاده: بازتاب پایداری یک لگد دوچرخه ، اعم از افزایش یافته یا پایین آمدن ، این حالت پایداری را در دو حالت مختلف حفظ می کند ، و فقط با مداخله خارجی انتقال می یابد.به دلیل دو شرط پایدار که به عنوان قابل تحمل شناخته می شود ، به NE555 اجازه می دهد تا به عنوان سوئیچ ضامن عمل کند و به ورودی های خارجی پاسخ می دهد تا وضعیت خود را تغییر دهد.

3. حالت MonoStable: مشابه درب مجهز به نزدیکتر ، تا زمان باز شدن به زور بسته است.در این حالت ، NE555 در یک حالت واحد تثبیت می شود ، که فقط توسط یک ماشه خارجی فعال می شود و پس از برداشتن ماشه به طور خودکار به حالت اصلی خود باز می گردد.این عملیات قابل استفاده برای برنامه های کاربردی که نیاز به یک سیگنال خروجی زمان بندی واحد دارند ، مانند تایمرها ، سوئیچ های لمسی و کنتورهای خازن مناسب است.

هنگامی که ولتاژ منبع تغذیه VCC آغاز شد ، مدار شروع به کار می کند و باعث می شود خازن C بلافاصله شارژ را شروع کند.هنگامی که ولتاژ در سراسر خازن C به دو سوم VCC می رسد ، خروجی مقایسه کننده داخلی بالا می رود و خروجی خارج را از پایین به بالا تغییر می دهد.پس از آن ، کاهش ولتاژ خازن به یک سوم VCC باعث می شود که مقایسه کننده داخلی برای بازگشت خروجی خود به پایین بازگردد و باعث می شود خروجی خارج از بالا از بالا به پایین برگردد.پس از آن ، خازن C شارژ را از سر می گیرد و مدار را به یک چرخه عملیاتی جدید سوق می دهد.

مدت زمان T (در ثانیه) با مقادیر خازن خارجی C و دو مقاومت خارجی R1 و R2 با فرمول تعیین می شود: T = 0.693 × (R1 + 2 × R2) × C. چرخه وظیفه D ، نمایانگرنسبت مدت زمان سطح بالا موج مربع در کل چرخه ، به صورت: D = (R1+R2)/(R1+2 × R2) محاسبه می شود.بنابراین ، با تنظیم دقیق مقادیر خازن C و مقاومتهای R1 و R2 ، می توان دوره و چرخه وظیفه شکل موج موج مربع را اصلاح کرد.

اساساً ، اصل عملیاتی NE555 حول ساخت یک مدار زمان بندی می چرخد.با تنظیم مقادیر خازن ها و مقاومت های خارجی ، دوره و چرخه وظیفه را می توان کنترل کرد و تولید شکل موج های پالس مورد نظر را تسهیل کرد.

1. نور تأخیر کنترل مادون قرمز NE555:

خانوارهای مدرن معمولاً مجهز به کنترل از راه دور مادون قرمز هستند و ما می توانیم از این راه دور موجود برای کنترل چراغ های تأخیر کنترل شده از راه دور استفاده کنیم.در این تنظیم ، "H" نشان دهنده گیرنده مادون قرمز یکپارچه است و "C1" به عنوان یک خازن فیلتر عمل می کند.سیگنال از کنترل از راه دور ، پس از فیلتر شدن توسط C1 ، پالس منفی ایجاد می کند و باعث فعال شدن مدار قابل استفاده NE555 می شود تا فعال شود.

2. زنگ آب جوش NE555:

این سیستم زنگ هشدار به طرز چشمگیری یک مدار کنترل دما ، یک نوسان ساز با فرکانس پایین و یک نوسان ساز با فرکانس بالا را طراحی می کند.کنترل دما با ترکیب RP ، RT و VT1 حاصل می شود.نوسان با فرکانس پایین شامل IC1 ، R2 ، R3 و C1 است که VT1 بر روی پین تنظیم مجدد آن تأثیر می گذارد (پین 4).به طور همزمان ، نوسان ساز با فرکانس بالا متشکل از IC1 ، R4 ، R5 و C2 توسط IC1 تعدیل می شود.با رسیدن به دمای از پیش تعیین شده ، مقاومت RT کاهش می یابد و باعث می شود VT1 عملکرد را متوقف کند.در نتیجه ، IC1 نوسان می کند و پالس های با فرکانس پایین را منتشر می کند که نوسان ساز با فرکانس بالا را در IC2 تعدیل می کند و از این طریق زنگ صدا ایجاد می شود.

3. سوئیچ زمانبندی فعال NE555:

پیکربندی بالا یک مدار قابل استفاده است ، که در آن IC1 (تایمر NE555) در شرایط عادی ، خازن C1 را به طور کامل از طریق پین 7 NE555 تخلیه می کند و در نتیجه یک خروجی کم در پین 3 ، نگه داشتن رله (KS) و لامپ متصل را خاموش می کند.یک لمس ساده روی صفحه فلزی "P" می تواند لامپ را فعال کند ، با استفاده از ولتاژ سیگنال ولگرد از بدن انسان منتقل شده به پین ​​ماشه NE555 از طریق C2 ، و خروجی را به بالا می چرخاند.این عمل رله (KS) را فعال کرده و روشن می کند.در همان زمان ، تایمر به عنوان R1 شارژ C1 شروع می شود ، با مدت زمان بندی تعیین شده توسط T1 = 1.1R1*C1 ، تقریباً معادل چهار دقیقه ، بر اساس مقادیر مؤلفه ارائه شده.گزینه های دیود برای D1 شامل مدل های 1N4148 یا 1N4001 است.

1. مدار تایمر اساسی NE555

این مدار اساسی و در عین حال گسترده ، متشکل از تراشه NE555 به همراه مقاومت و خازن ، به راحتی سیگنال های زمان بندی در سطح میلی ثانیه مانند پالس و امواج مربع را تولید می کند.مشخصه آن در سادگی و دقت آن نهفته است و به راحتی سیگنال های زمان بندی دقیق ایجاد می کند.

2. مدار monostable NE555

این پیکربندی قادر به تولید یک سیگنال پالس منفرد ، در اطراف NE555 به همراه مقاومت ها و خازن های مختلف ساخته شده است.با تغییر این مؤلفه ها ، می توان عرض پالس و زمان تأخیر را تنظیم کرد و آن را به یک انتخاب ایده آل برای ایجاد سیگنال های ماشه و همگام سازی تبدیل کرد.مدار با توانایی آن در تولید یک سیگنال پالس منفرد ، با عرض پالس قابل تنظیم و زمان تأخیر مشخص می شود.

3. مدار قابل حمل NE555

این مدار یک تابع منطقی فلیپ فلاپ را پیاده سازی می کند ، و این امکان را برای اصلاح زمان بندی ماشه و ولتاژ آستانه از طریق تنظیم مقاومت ها و خازن ها ، که معمولاً برای فلی فلیپ فلیپ فلاپ ها و برنامه های مقایسه ولتاژ استفاده می شود ، امکان پذیر می کند.

4. مدار ژنراتور موج مربع NE555

برای تولید سیگنال های موج مربع ، تنظیم مقاومت ها و خازن ها در این مدار ، فرکانس و چرخه وظیفه خود را تغییر می دهد.عمدتا برای تولید سیگنال های دیجیتال و مدولاسیون استفاده می شود ، توانایی آن در سفارشی کردن فرکانس موج مربع و چرخه وظیفه ، آن را برای بسیاری از کارهای دیجیتالی و مدولاسیون مناسب می کند.

5. NE555 CIRCUIT MULTIVIBRATER ASTABL

این مدار که از دو تراشه NE555 و مقاومت های اضافی و خازن تشکیل شده است ، این مدار سیگنال های موج مستطیل قابل تنظیم را تولید می کند.فرکانس و چرخه وظیفه را می توان به خوبی تنظیم کرد و آن را برای تولید سیگنال های صوتی یا مدولاسیون مناسب می کند.مدار با توانایی آن در تأمین امواج مستطیل شکل با فرکانس قابل تنظیم و چرخه وظیفه مشخص می شود.

1. عملکرد NE555 چیست؟

IC تایمر SE 555 در محدوده دمای -55 درجه سانتیگراد تا 125 درجه سانتیگراد عمل می کند ، در حالی که از IC NE 555 در محدوده دما از 0 درجه سانتیگراد تا 70 درجه سانتیگراد استفاده می شود.این برنامه طیف گسترده ای از برنامه ها در زمینه الکترونیک مانند تایمر ، تأخیر ، تولید پالس ، نوسان سازها و غیره دارد.

2. آیا NE555 و IC 555 یکسان هستند؟

بله ، تایمر NE555 IC و 555 تایمر IC یکسان هستند.NE555 شماره قسمت برای تایمر IC است.به طور کلی ، IC NE555 به عنوان 555 تایمر IC گفته می شود.

3. اصل عملیاتی NE555 چیست؟

با اتصال سیگنال ورودی تنظیم مجدد به پین ​​تنظیم مجدد و سیگنال ورودی تنظیم شده به پین ​​TR ، تایمر 555 می تواند به عنوان یک قفل SR مؤثر در سطح پایین (اگرچه بدون خروجی Q معکوس) عمل کند.بنابراین ، لحظه به لحظه کشیدن مجموعه می تواند به عنوان "مجموعه" عمل کند و خروجی را به حالت بالا (VCC) تغییر دهد.