ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Lý thuyết và thực hành sử dụng bộ định thời 555. Phần một. lý thuyết. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Radio nghiệp dư cho người mới bắt đầu [một lỗi xảy ra trong khi xử lý chỉ thị này] Có lẽ không có đài phát thanh nghiệp dư nào như vậy (Meow, và con mèo của anh ấy! - Sau đây là ghi chú của Con mèo), người sẽ không sử dụng vi mạch tuyệt vời này trong thực tế của mình. Chà, mọi người đã nghe nói về cô ấy. Lịch sử của nó bắt đầu vào năm 1971, khi Signetics Corporation phát hành chip SE555 / NE555 có tên là "Bộ đếm thời gian tích hợp" (Cỗ máy thời gian IC). Vào thời điểm đó, nó là chip "hẹn giờ" duy nhất dành cho người tiêu dùng đại chúng. Ngay sau khi được bán, vi mạch đã trở nên phổ biến rộng rãi đối với cả những người nghiệp dư và chuyên nghiệp. Có một loạt các bài báo, mô tả, sơ đồ sử dụng thiết bị này. Trong 35 năm qua, hầu hết mọi nhà sản xuất chất bán dẫn tự trọng đều coi nhiệm vụ của họ là phát hành phiên bản vi mạch này của riêng họ, bao gồm cả việc sử dụng các quy trình kỹ thuật hiện đại hơn. Ví dụ, Motorola phát hành phiên bản CMOS của MC1455. Nhưng với tất cả những điều này, không có sự khác biệt nào về chức năng và vị trí của các kết luận cho tất cả các phiên bản này. Tất cả chúng là hoàn toàn tương tự của nhau. Các nhà sản xuất trong nước của chúng tôi cũng không đứng ngoài cuộc và sản xuất con chip có tên KR1006VI1 này. Và đây là danh sách các nhà sản xuất ở nước ngoài sản xuất đồng hồ bấm giờ 555 và tên gọi thương mại của họ:
Trong một số trường hợp, hai tên được đưa ra. Điều này có nghĩa là hai phiên bản của vi mạch được sản xuất - dân sự, cho mục đích thương mại và quân sự. Phiên bản quân sự chính xác hơn, có dải nhiệt độ hoạt động rộng và có sẵn trong vỏ kim loại hoặc gốm. Vâng, đắt hơn, tất nhiên. Hãy bắt đầu với phần thân và ghim. Vi mạch có sẵn trong hai loại gói - nhựa DIP và kim loại tròn. Đúng vậy, nó vẫn được sản xuất trong vỏ kim loại - hiện chỉ còn lại vỏ DIP. Nhưng trong trường hợp bạn đột nhiên có được niềm hạnh phúc như vậy, tôi sẽ đưa ra cả hai bức vẽ về trường hợp này. Việc gán chân giống nhau trong cả hai trường hợp. Ngoài các loại tiêu chuẩn, hai loại vi mạch khác được sản xuất - 556 và 558. 556 là phiên bản kép của bộ đếm thời gian, 558 là phiên bản bốn. Sơ đồ chức năng của bộ đếm thời gian được hiển thị trong hình ngay phía trên câu này. Vi mạch chứa khoảng 20 bóng bán dẫn, 15 điện trở, 2 điốt. Thành phần và số lượng các thành phần có thể thay đổi một chút tùy thuộc vào nhà sản xuất. Dòng điện đầu ra có thể đạt 200 mA, dòng tiêu thụ là 3-6 mA. Điện áp cung cấp có thể thay đổi từ 4,5 đến 18 volt. Đồng thời, độ chính xác của bộ hẹn giờ thực tế không phụ thuộc vào sự thay đổi của điện áp nguồn và bằng 1% so với giá trị được tính toán. Độ trôi là 0,1%/volt và độ trôi nhiệt độ là 0,005%/C. Bây giờ chúng ta sẽ xem xét sơ đồ mạch của bộ đếm thời gian và rửa sạch xương, hay đúng hơn là chân của nó - kết luận nào là cần thiết để làm gì và ý nghĩa của nó là gì. Vì vậy, kết luận (Meo meo! Đó là về chân ...): 1. Trái đất. Không có gì đặc biệt để nhận xét ở đây - đầu ra, được kết nối với điểm trừ của nguồn điện và với dây chung của mạch. 2. Khởi chạy. Đầu vào bộ so sánh #2. Khi một xung mức thấp (không quá 1/3 Vpit) được áp dụng cho đầu vào này, bộ hẹn giờ sẽ bắt đầu và điện áp mức cao được đặt ở đầu ra trong một khoảng thời gian được xác định bởi điện trở bên ngoài R (Ra + Rb , xem sơ đồ chức năng) và tụ điện C - đây được gọi là chế độ bộ đa hài đơn ổn định. Xung đầu vào có thể là hình chữ nhật hoặc hình sin. Điều chính là thời lượng của nó phải ngắn hơn thời gian sạc của tụ điện C. Nếu xung đầu vào vẫn vượt quá thời lượng này, thì đầu ra của vi mạch sẽ duy trì ở trạng thái mức cao cho đến khi mức cao được đặt lại ở đầu vào. Dòng điện tiêu thụ bởi đầu vào không vượt quá 500nA. 3. Thoát. Điện áp đầu ra thay đổi cùng với điện áp nguồn và bằng Vpit-1,7V (mức cao ở đầu ra). Ở mức thấp, điện áp đầu ra xấp xỉ 0,25V (với điện áp nguồn +5V). Chuyển đổi giữa các trạng thái thấp-cao xảy ra trong khoảng 100 ns. 4. Đặt lại. Khi áp dụng điện áp mức thấp (không quá 0,7V) cho đầu ra này, đầu ra được đặt lại về trạng thái mức thấp, bất kể bộ hẹn giờ hiện đang ở chế độ nào và nó đang làm gì. Đặt lại, bạn biết đấy, nó cũng được đặt lại ở Châu Phi. Điện áp đầu vào không phụ thuộc vào điện áp nguồn - đó là đầu vào tương thích với TTL. Để ngăn việc vô tình đặt lại, chúng tôi khuyên bạn nên kết nối chân này với nguồn điện cộng cho đến khi cần thiết. 5. Kiểm soát. Chân này cho phép bạn truy cập vào điện áp tham chiếu của bộ so sánh số 1, là 2/3Vp.m. Thông thường, đầu ra này không được sử dụng. Tuy nhiên, việc sử dụng nó có thể mở rộng đáng kể khả năng điều khiển hẹn giờ. Vấn đề là bằng cách đặt điện áp vào chân này, bạn có thể kiểm soát thời lượng của các xung đầu ra của bộ hẹn giờ và do đó điều khiển chuỗi thời gian trên RC. Điện áp đặt vào đầu vào này trong chế độ bộ hài đơn ổn định có thể nằm trong khoảng từ 45% đến 90% điện áp nguồn. Và ở chế độ đa bộ điều chỉnh từ 1,7V đến điện áp nguồn. Trong trường hợp này, chúng tôi nhận được tín hiệu điều chế FM (FM) ở đầu ra. Nếu đầu ra này vẫn chưa được sử dụng, thì nên kết nối nó với dây chung thông qua tụ điện 0,01 μF (10nF) để giảm mức độ nhiễu và tất cả các loại rắc rối khác. 6. Dừng lại. Chân này là một trong những đầu vào của bộ so sánh #1. Nó được sử dụng như một loại cực âm cho chân 2. Tức là, nó được sử dụng để dừng bộ đếm thời gian và đưa đầu ra về trạng thái mức thấp (Meo meo! Im lặng hoảng loạn?!). Khi một xung mức cao được áp dụng (ít nhất 2/3 điện áp cung cấp), bộ hẹn giờ dừng và đầu ra được đặt lại ở trạng thái mức thấp. Cũng như trên chân 2, cả xung hình chữ nhật và xung hình sin đều có thể được cấp cho chân này. 7. Xuất viện. Chân này được kết nối với bộ thu của bóng bán dẫn T6, bộ phát của nó được nối đất. Do đó, khi bóng bán dẫn mở, tụ điện C sẽ phóng điện qua đường giao nhau của bộ thu-bộ phát và duy trì ở trạng thái phóng điện cho đến khi bóng bán dẫn đóng lại. Bóng bán dẫn mở khi đầu ra của vi mạch ở mức thấp và đóng khi đầu ra đang hoạt động, nghĩa là nó ở mức cao. Chân này cũng có thể được sử dụng làm đầu ra phụ. Khả năng tải của nó xấp xỉ bằng khả năng tải của đầu ra hẹn giờ thông thường. 8. Cộng với dinh dưỡng. Như trường hợp kết luận 1, không có gì đặc biệt để nói. Điện áp cung cấp hẹn giờ có thể nằm trong khoảng 4,5-16 volt. Đối với các phiên bản quân sự của vi mạch, dải trên ở mức 18 volt. Hấp thụ? Hãy đi xa hơn nữa. Hầu hết các bộ hẹn giờ yêu cầu một mạch thời gian, thường bao gồm một điện trở và một tụ điện. Timer 555 cũng không ngoại lệ. Hãy xem sơ đồ của vi mạch. Vì vậy, giả sử rằng chúng ta đã cấp nguồn cho chip. Đầu vào ở trạng thái mức cao, đầu ra ở mức thấp, tụ C được xả. Mọi người đều bình tĩnh, mọi người đang ngủ. Và sau đó BÙM - chúng tôi áp dụng một loạt các xung hình chữ nhật cho đầu vào của bộ hẹn giờ. Điều gì đang xảy ra? Xung mức thấp đầu tiên chuyển đầu ra bộ hẹn giờ sang trạng thái mức cao. Bóng bán dẫn T6 đóng lại và tụ điện bắt đầu sạc qua điện trở R. Trong suốt thời gian tụ điện đang sạc, đầu ra của bộ hẹn giờ vẫn bật - nó duy trì mức điện áp cao. Ngay sau khi tụ điện được sạc đến 2/3 điện áp cung cấp, đầu ra của vi mạch sẽ tắt và mức thấp xuất hiện trên nó. Transistor T6 mở và tụ C xả. Tuy nhiên, có hai sắc thái được thể hiện trên biểu đồ bằng các đường chấm chấm. Đầu tiên - nếu sau khi kết thúc quá trình tích điện của tụ điện, mức điện áp thấp vẫn ở đầu vào - trong trường hợp này, đầu ra vẫn hoạt động - nó duy trì mức cao cho đến khi mức cao xuất hiện ở đầu vào. Cái thứ hai là nếu chúng ta kích hoạt đầu vào Đặt lại điện áp thấp. Trong trường hợp này, đầu ra sẽ tắt ngay lập tức, mặc dù tụ điện vẫn đang sạc. Vì vậy, phần trữ tình đã kết thúc - hãy chuyển sang những con số và phép tính khắc nghiệt. Làm cách nào chúng ta có thể xác định thời gian mà bộ hẹn giờ sẽ bật và các giá trị chuỗi RC cần thiết để đặt thời gian này? Thời gian mà tụ điện tích điện đến 63,2% (2/3) điện áp nguồn được gọi là hằng số thời gian, ký hiệu là chữ t. Thời gian này được tính bằng một công thức phức tạp đến kinh ngạc. Cô ấy đây rồi: t = R * C, trong đó R là điện trở của điện trở tính bằng MegaOhm-s, C là điện dung của tụ điện tính bằng microFarads. Thời gian thu được tính bằng giây. Chúng tôi sẽ quay lại công thức khi chúng tôi xem xét chi tiết các chế độ hoạt động của bộ hẹn giờ. Hiện tại, chúng ta hãy xem xét một trình kiểm tra đơn giản cho vi mạch này, trình kiểm tra này sẽ dễ dàng cho bạn biết liệu bản sao bộ đếm thời gian của bạn có hoạt động hay không. Nếu sau khi bật nguồn, cả hai đèn LED đều nhấp nháy, thì mọi thứ đều ổn và vi mạch đang hoạt động bình thường. Nếu ít nhất một trong các điốt không bật hoặc ngược lại, nó liên tục bật, thì một vi mạch như vậy có thể được xả xuống bồn cầu với lương tâm trong sáng hoặc trả lại cho người bán nếu bạn mới mua nó. Điện áp cung cấp - 9 vôn. Ví dụ, từ pin Krona. Bây giờ hãy xem xét các chế độ hoạt động của vi mạch này. Như một vấn đề của thực tế, nó có hai chế độ. Đầu tiên là một bộ đa hài đơn ổn định. Ổn định - bởi vì một bộ đa hài như vậy có một trạng thái ổn định - tắt. Và chúng tôi tạm thời chuyển nó sang trạng thái bật bằng cách áp dụng một số tín hiệu cho đầu vào bộ hẹn giờ. Như đã lưu ý ở trên, thời gian mà bộ đa hài chuyển sang trạng thái hoạt động được xác định bởi chuỗi RC. Các thuộc tính này có thể được sử dụng trong nhiều sơ đồ khác nhau. Để bắt đầu một cái gì đó trong một thời gian nhất định hoặc ngược lại - để tạm dừng trong một thời gian nhất định. Chế độ thứ hai là bộ tạo xung. Vi mạch có thể tạo ra một chuỗi các xung hình chữ nhật, các tham số của chúng được xác định bởi cùng một chuỗi RC. (Meo meo! Tôi muốn một sợi xích. Trên đuôi. Chà, hoặc một chiếc vòng tay. Chống tĩnh điện.) Tuy nhiên, con mèo của chúng tôi là một nhàm chán. Hãy bắt đầu lại từ đầu, tức là từ chế độ đầu tiên. Mạch để bật vi mạch được hiển thị trong hình. Mạch RC được kết nối giữa điểm cộng và điểm trừ của nguồn điện. Chân 6 - Stop được kết nối với kết nối của điện trở và tụ điện. Đây là đầu vào của bộ so sánh #1. Chân 7 - Xả cũng được kết nối tại đây. Xung đầu vào được cấp cho chân 2 - Start. Đây là đầu vào của bộ so sánh #2. Một mạch hoàn toàn đơn giản - một điện trở và một tụ điện - dễ dàng hơn nhiều? Để cải thiện khả năng chống nhiễu, bạn có thể kết nối chân 5 với một dây chung thông qua tụ điện 10nF. Vì vậy, ở trạng thái ban đầu, đầu ra của bộ định thời thấp - khoảng 6 volt, tụ điện được phóng điện và không muốn được sạc, do bóng bán dẫn T2 đang mở. Trạng thái này ổn định và có thể tiếp tục vô tận. Khi nhận được xung mức thấp ở đầu vào, bộ so sánh số 6 được kích hoạt và chuyển bộ kích hoạt bên trong của bộ hẹn giờ. Kết quả là, một mức điện áp cao được đặt ở đầu ra. Bóng bán dẫn T2 đóng lại và tụ điện C bắt đầu sạc qua điện trở R. Trong suốt thời gian sạc, đầu ra của bộ hẹn giờ vẫn ở mức cao. Bộ hẹn giờ không phản hồi với bất kỳ kích thích bên ngoài nào, nếu chúng đến chân XNUMX. Nghĩa là, sau khi bộ hẹn giờ được kích hoạt từ xung đầu tiên, các xung tiếp theo không có tác dụng về trạng thái của bộ đếm thời gian - điều này rất quan trọng. Vì vậy, những gì đang xảy ra với chúng tôi? Có, tụ điện đang sạc. Khi nó được sạc ở mức điện áp 2 / 3V, bộ so sánh số 1 sẽ hoạt động và đến lượt nó, bộ kích hoạt bên trong sẽ chuyển đổi. Do đó, đầu ra sẽ được đặt ở mức điện áp thấp và mạch sẽ trở về trạng thái ổn định ban đầu. Transistor T6 sẽ mở và xả tụ C. Có thể nói, thời gian mà bộ đếm thời gian "mất bình tĩnh" có thể từ một phần nghìn giây đến hàng trăm giây. Nó được coi là như thế này: T = 1.1 * R * C Về mặt lý thuyết, không có giới hạn về thời lượng của các xung - cả về thời lượng tối thiểu và tối đa. Tuy nhiên, có một số hạn chế thực tế mà bạn có thể khắc phục, nhưng trước tiên bạn nên suy nghĩ xem có cần thiết phải làm điều này hay không và liệu việc chọn một giải pháp mạch khác có dễ dàng hơn hay không. Vì vậy, các giá trị tối thiểu được đặt theo cách thực tế cho R là 10kΩ và cho C - 95pF. Có thể làm ít hơn? Tôi đoán, vâng. Nhưng đồng thời, nếu bạn giảm thêm điện trở của điện trở, mạch sẽ bắt đầu bị đứt quá nhiều điện. Nếu bạn giảm điện dung C, thì tất cả các loại điện dung ký sinh và nhiễu có thể ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động của mạch. Mặt khác, giá trị lớn nhất của điện trở xấp xỉ 15MΩ. Ở đây, giới hạn được áp đặt bởi dòng điện được rút ra bởi đầu vào Stop (khoảng 120nA) và dòng điện rò rỉ của tụ điện C. Do đó, với giá trị điện trở quá lớn, bộ hẹn giờ sẽ không bao giờ tắt nếu tổng dòng điện rò rỉ của tụ điện và dòng điện đầu vào vượt quá 120nA. Chà, đối với điện dung tối đa của tụ điện, vấn đề không nằm ở bản thân điện dung mà ở dòng điện rò rỉ. Rõ ràng là điện dung càng lớn thì dòng rò càng lớn và độ chính xác của bộ đếm thời gian sẽ càng kém. Do đó, nếu bộ hẹn giờ sẽ được sử dụng trong khoảng thời gian dài, thì tốt hơn là sử dụng tụ điện có dòng rò thấp - ví dụ như tantali. Hãy chuyển sang chế độ thứ hai. Một điện trở khác đã được thêm vào mạch này. Đầu vào của cả hai bộ so sánh được kết nối và kết nối với kết nối của điện trở R2 và tụ điện. Chân 7 được kết nối giữa các điện trở. Tụ điện được tích điện qua các điện trở R1 và R2. Bây giờ hãy xem điều gì xảy ra khi chúng ta cấp nguồn cho mạch. Ở trạng thái ban đầu, tụ điện được phóng điện và đầu vào của cả hai bộ so sánh có mức điện áp thấp gần bằng không. Bộ so sánh #2 bật/tắt bộ kích hoạt bên trong và đặt đầu ra hẹn giờ ở mức cao. Transistor T6 đóng lại và tụ điện bắt đầu nạp điện qua các điện trở R1 và R2. Khi điện áp trên tụ điện đạt 2/3 điện áp nguồn, bộ so sánh số 1 lần lượt chuyển mạch kích hoạt và tắt đầu ra của bộ hẹn giờ - điện áp đầu ra gần bằng không. Transistor T6 mở ra và tụ điện bắt đầu phóng điện qua điện trở R2. Ngay khi điện áp trên tụ giảm xuống còn 1/3 điện áp nguồn, bộ so sánh số 2 sẽ kích hoạt lại và mức cao sẽ xuất hiện trở lại ở đầu ra của vi mạch. Bóng bán dẫn T6 sẽ đóng lại và tụ điện sẽ bắt đầu sạc lại ... fuuu, ngay cả đầu tôi cũng quay cuồng rồi. Tóm lại, là kết quả của tất cả chủ nghĩa pháp sư này, ở đầu ra, chúng ta nhận được một chuỗi các xung hình chữ nhật. Tần số xung, như bạn có thể đã đoán, phụ thuộc vào các giá trị của C, R1 và R2. Nó được xác định bởi công thức: Các giá trị của R1 và R2 được thay thế bằng Ohms, C - tính bằng farad, tần số thu được bằng Hertz. Khoảng thời gian giữa thời điểm bắt đầu của mỗi xung tiếp theo được gọi là chu kỳ và được ký hiệu bằng chữ t. Nó bao gồm thời lượng của chính xung - t1 và khoảng thời gian giữa các xung - t2. t = t1 + t2. Tần số và chu kỳ là các khái niệm nghịch đảo với nhau và mối quan hệ giữa chúng như sau: f = 1 / t. t1 và t2, tất nhiên, có thể và cũng nên được tính toán. Như thế này: t1 = 0.693(R1+R2)C; t2 = 0.693R2C Chà, phần lý thuyết coi như xong. Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét các ví dụ cụ thể về cách bật bộ hẹn giờ 555 theo các sơ đồ khác nhau và cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau. Xuất bản: radiokot.ru Xem các bài viết khác razdela Radio nghiệp dư cho người mới bắt đầu. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Công nghệ sao chép tóc của Disney ▪ Sạc thiết bị đeo được từ hơi thở của người dùng Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần của trang web Công cụ và cơ chế cho nông nghiệp. Lựa chọn các bài viết ▪ Bài báo của Montague và Capulet. biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Vì sao cơ thể cần nước? đáp án chi tiết ▪ bài báo trưởng khoa. Mô tả công việc ▪ bài báo Máy dò kim loại. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài báo Buộc 10 nút thắt trên một sợi dây bằng một cú đánh. bí mật tập trung
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |